專利名稱：重復(fù)調(diào)節(jié)的光學(xué)元件的制作方法
本申請?zhí)岢鲆髢?yōu)先權(quán)，本優(yōu)先權(quán)根據(jù)2001.10.28提出的美國申請第60/344,182號及2002.12.19日提出的美國申請第＿＿＿號。
發(fā)明概要本發(fā)明涉及光學(xué)屬性能夠在很長一段時間內(nèi)重復(fù)調(diào)節(jié)的光學(xué)元件。在具體實(shí)施方案中，提供一種移入眼睛后光學(xué)屬性能多次改變的人工晶體。
背景技術(shù)：
在美國，每年有大約兩百萬名白內(nèi)障患者做了外科手術(shù)。這些手術(shù)通常是在患者眼睛的前晶體切開一個口，切去變渾濁的晶狀體，然后在其位置植入人工晶體。選擇這種人工晶體(根據(jù)手術(shù)前對視力(ocular lenghth)和角膜曲率的測量來選擇)可以使患者在不用其他矯正裝置(例如眼鏡或隱形眼鏡)的情況下看東西。不幸的是，由于測量錯誤和/或晶狀體位置的變化，手術(shù)傷口愈合等的原因，大約有一半的白內(nèi)障患者在手術(shù)以后如果不經(jīng)過矯正，就不會有最佳的視力。[參考文獻(xiàn)Brandser等，Acta Ophthalmol Scand 75162-165(1997)；Oshika等，J.Cataract Refract Surg 24509-514(1998)]。由于以前人工晶體一旦被植入眼內(nèi)就不能被矯正，患者就必須用另一個具有不同功能的晶體來代替植入的人工晶體，或者用如眼鏡或隱形眼鏡等其它矯正裝置。由于前者的危險性通常超過其好處，因此幾乎不被采用。
最近，一種新的人工晶體被公布出來，這種新晶體的特征是在手術(shù)后能夠矯正其光學(xué)屬性。這種術(shù)后矯正能夠使患者獲得最佳視力。在外界刺激下(比如光)，晶體特定區(qū)域的可變組分(MC)聚合，實(shí)現(xiàn)術(shù)后矯正。通過特定區(qū)域MC聚合，晶體的光學(xué)性能可調(diào)整到期望的光學(xué)性能。然而，為了防止光學(xué)屬性進(jìn)一步改變，晶體的剩余MC也都聚合，從而使其光學(xué)屬性被“鎖定”。
不幸的是，這阻止了在以后時間里晶體的進(jìn)一步調(diào)節(jié)。例如，當(dāng)晶體植入給孩子，晶體沒法重新調(diào)解來補(bǔ)償由于年齡增加等原因引起的視力的改變。這種情況下，患者需要在更換晶體手術(shù)和使用其他矯正工具(如眼鏡)之間進(jìn)行選擇。
因此，需要一種能夠多次調(diào)解其光學(xué)性能的人工晶體。
發(fā)明概要本發(fā)明涉及一種光學(xué)元件，它的光學(xué)性能在生產(chǎn)出來以后能夠改變，并且可以多次調(diào)節(jié)。在一個具體實(shí)施方案中，提供的人工晶體的光學(xué)性能在植入后能夠多次調(diào)節(jié)。
這種元件光學(xué)性質(zhì)的調(diào)節(jié)是通過局部刺激分散在光學(xué)元件中可變成份(“MC”)的聚合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)MC在特定區(qū)域聚合時，元件的光學(xué)性質(zhì)改變，其實(shí)現(xiàn)是由于聚合發(fā)生的地方元件反射率的改變，或元件形狀的改變，或兩者都有。本發(fā)明關(guān)鍵的一個方面就是元件光學(xué)性能的改變是通過元件物質(zhì)的增加或減少實(shí)現(xiàn)的。
如上所述，MC的聚合是受刺激引發(fā)的。通常的，這是指光聚合；然而，其他的外部刺激也可以使用。刺激引發(fā)的聚合是在一種或多種引發(fā)劑存在時產(chǎn)生的，當(dāng)處在適當(dāng)?shù)拇碳は聲r，引發(fā)劑誘導(dǎo)或引發(fā)MC的聚合。
本發(fā)明涉及引發(fā)劑引發(fā)MC聚合的條件控制。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過使用不同的刺激吸收物質(zhì)和引發(fā)劑化合物，聚合反應(yīng)產(chǎn)生的條件是可以控制的。因此，可以控制在通常的環(huán)境中元件碰到的任何外部刺激條件下都不產(chǎn)生MC的聚合。


圖1是光強(qiáng)與波長的關(guān)系圖，給出了自然光水平和ANSIMPE的水平。
圖2是紫外吸收與本發(fā)明實(shí)際應(yīng)用中紫外吸收劑和引發(fā)物對應(yīng)波長的關(guān)系圖。
圖3是本發(fā)明中部分光學(xué)元件的橫截面。
圖4是本發(fā)明中的光學(xué)元件在紫外光照射下的橫截面。
圖5是本發(fā)明的光學(xué)元件的一部分在紫外光下照射以后的一個橫截面。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及的光學(xué)元件，在使用壽命以內(nèi)，其光學(xué)性能可以連續(xù)改變或調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)是通過自身帶有的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，不需要對元件增加或減少物質(zhì)。
發(fā)明范圍內(nèi)的典型光學(xué)元件包括數(shù)據(jù)存儲元件，包括壓縮盤、數(shù)字視頻盤；晶體，包括但不限于柔性焦距晶體；隱形眼鏡，人工晶體；玻璃，棱鏡等等。在優(yōu)選實(shí)施方案中，光學(xué)元件是一種人工晶體。
光學(xué)元件的準(zhǔn)備通常是從第一種聚合物基質(zhì)開始的。這個聚合物基質(zhì)提供了元件的形狀以及它的物理性質(zhì)，如硬度、彈性等。
光學(xué)元件也含有一種分散在其中的MC。這種MC可能是單一的化合物或化合物的組合，能夠在誘導(dǎo)引發(fā)下聚合，優(yōu)選光聚合。
第一種聚合物和MC的性質(zhì)將根據(jù)光學(xué)元件的最終用途改變。然而，作為一般規(guī)律，第一種聚合物基質(zhì)和MC的選擇要使包含MC的組分能夠分散在第一種聚合物基質(zhì)內(nèi)。另一種方法是，松散的第一種聚合物基質(zhì)傾向于配以較大的MC組分補(bǔ)償，而緊密的第一種聚合物基質(zhì)傾向于配以較小的MC組分補(bǔ)償。
在適當(dāng)能量照射下(如，熱和光)，光學(xué)元件被照射部分的MC通常形成第二種聚合物基質(zhì)。光學(xué)元件中第二種聚合物基質(zhì)的存在能改變光學(xué)元件該部分的材料性質(zhì)，以調(diào)整它的折射能力。通常，第二種聚合物基質(zhì)的形成總會增加光學(xué)元件受影響那部分的折射率。照射后，沒有照射部分的MV會隨時間的變化而移動到照射的部分。MC遷移到照射部分的量是依賴于時間的，可以精確控制。如果時間總夠長，MC組分會在整個光學(xué)元件(如包括照射部分的第一種聚合物基質(zhì))內(nèi)重新達(dá)到平衡并重新分布。當(dāng)被照射的部分重新在能量源下照射，來已經(jīng)遷移到這部分的MC(可能少于MC達(dá)到重新平衡時的量)會聚合，進(jìn)一步增加第二種聚合物基質(zhì)的形成。這個過程(照射后間歇適當(dāng)時間進(jìn)行擴(kuò)散)可能需要重復(fù)，直到光學(xué)元件被照射部分達(dá)到了期望的性能(如，能量，折射率，或形狀)。此時，因?yàn)橛凶贤馕瘴镔|(zhì)的存在，不會再發(fā)生進(jìn)一步的聚合，直到光學(xué)元件在特殊的波長和光強(qiáng)下照射聚合才會發(fā)生。因此，對于人工晶體，在自然光及相似光照下照射，晶體不會有進(jìn)一步的改變。如果需要調(diào)節(jié)，例如年齡增加或病人健康變化，晶體可以在適當(dāng)能源下照射得到調(diào)節(jié)。
第一種聚合物基質(zhì)是一種具有光學(xué)元件功能的共價或物理連接的結(jié)構(gòu)，是由第一種聚合物基質(zhì)組分(FPMC)形成的。通常，第一種聚合物基質(zhì)組分包含一種或多種單體，通過聚合形成第一種聚合物基質(zhì)。第一種聚合物基質(zhì)組分任選包括大量的輔助組分，可以調(diào)節(jié)聚合反應(yīng)或改善光學(xué)元件的性能。合適的FPMC單體的例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸酯、磷氮烯、硅氧烷、乙烯基及其單聚物和共聚物。這里使用的“單體”指任何單元(本身可能是單聚物或共聚物)，能夠連接在一起形成同一重復(fù)單元的聚合物。如果FPMC單體是個共聚物，它可能由同一類型的單體組成(如，兩種不同的硅氧烷)，也可能由不同類型的單體組成(如，硅氧烷和丙烯酸)。
在一個具體實(shí)施方案中，在MC存在時，一種或多種單體聚合并交叉連接形成第一種聚合物基質(zhì)。另一個具體實(shí)施方案中，在MC存在時，聚合原料交聯(lián)形成第一種聚合物基質(zhì)。這兩種情況下，MC組分必須適合于第一種聚合物基質(zhì)的形成，而不能有明顯的干涉。類似地，第二種聚合物基質(zhì)的形成也要適合于已存在的第一種聚合物基質(zhì)。換而言之，第一種聚合物基質(zhì)和第二種聚合物基質(zhì)不能處在不同相，光學(xué)元件的光傳導(dǎo)不能受到影響。
如前所述，MC可以是單一組分和多種組分，只要符合(i)適合第一種聚合物基質(zhì)的形成；(ii)第一種聚合物基質(zhì)形成后，還能夠在刺激誘導(dǎo)下聚合；(iii)在第一種聚合物基質(zhì)中自由分散。在優(yōu)選實(shí)施方案中，刺激誘導(dǎo)聚合是光誘導(dǎo)聚合。
通常，有兩種類型的人工晶體(“IOLs”)。第一種類型的人工晶體取代眼睛的自然晶體。采取這種方式的最普遍的原因是白內(nèi)障。第二種類型的人工晶體是修補(bǔ)已存在的晶體及其功能，成為永久的矯正晶體。這種晶體(有時更傾向于成為晶狀體人工晶體)被植入眼睛前室或后室來矯正眼睛的任何折射錯誤。理論上講，這兩種人工晶體達(dá)到正常眼所需的強(qiáng)度(即，遠(yuǎn)處的光線能夠很好的聚焦在視網(wǎng)膜上)都能夠精確的計算出來。但實(shí)際上，由于角膜曲率計算的失誤和/或晶體位置及傷口愈合的不同，估計在所有接受IOL移植的病人中只有大約一半人能夠享受可能的最好視覺，而不需要手術(shù)后另外的矯正。因?yàn)榍艾F(xiàn)有技術(shù)的IOLS通常不能調(diào)節(jié)手術(shù)后的視力，剩下的病人必須采取其他的視力矯正辦法，如外部晶體(如眼鏡或隱形眼鏡)或角膜手術(shù)。使用本發(fā)明的人工晶體就能夠避免需要這些另外的矯正方法。
本發(fā)明的人工晶體包括第一種聚合物基質(zhì)和分散在其中的MC。以上詳述的第一種聚合物基質(zhì)和MC還有另一個要求，即它們得到的晶體要具有生物適應(yīng)性。
舉例說明，第一種聚合物基質(zhì)包括如下物質(zhì)聚丙烯酸酯，如聚烷基丙烯酸酯和聚羥烷基丙烯酸酯；聚甲基丙烯酸酯，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚羥基乙基丙烯酸酯(PHEMA)和聚羥丙基甲基丙烯酸酯(HPMA)；聚乙烯化合物，如聚苯丙烯和聚乙烯吡咯烷酮(NVP)；聚硅氧烷，如聚二甲基硅氧烷；矛磷氮烯和其共聚物。美國專利4,260,725和其文中引證的專利和文獻(xiàn)(在此一并參考)提供了較多詳細(xì)的適合用于形成第一種聚合物基質(zhì)的聚合物。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，第一種聚合物基質(zhì)通常具有較低的玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，這樣會使結(jié)果得到的IOL具有類似于流體和/或人造橡膠的性能。實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)彈性重要時(如，人工晶體或隱形眼鏡)，Tg通常要求低于25℃，優(yōu)選低于20℃。當(dāng)硬度重要時，Tg要求很高，如25-50℃。
第一種聚合物基質(zhì)通常是由一種或多種聚合引發(fā)物質(zhì)交聯(lián)形成的，每個聚合原料包括至少一個能交聯(lián)基團(tuán)。舉例說明，適合的交聯(lián)基團(tuán)包括但不限于以下基團(tuán)氫化物、乙酰氧基、烷氧基、氨基、酸酐、芳氧基、羧基、ENOXY、環(huán)氧基、鹵素、異氰基、烯基和8-羥基喹啉。在優(yōu)選實(shí)施方案中，每個聚合原料都包括終端單體(也被成為封端物)，與組成聚合原料的一個或多個單體或者相同，或者不同，但都至少包括一個交聯(lián)的基團(tuán)。換言之，終端單體開始并結(jié)束聚合原料，包括至少一個交聯(lián)基團(tuán)作為其結(jié)構(gòu)的一部分。雖然對于本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用不是必須的，但本發(fā)明中聚合原料的交聯(lián)的機(jī)理優(yōu)選不同于包含MC組分受刺激引發(fā)聚合的機(jī)理。例如，如果MC受光引發(fā)聚合，那么具有交聯(lián)基團(tuán)的聚合原料優(yōu)選通過除了光誘導(dǎo)聚合以外的其他機(jī)理聚合。
聚硅氧烷(也稱為硅樹酯)是一類特別優(yōu)選的用于形成第一種聚合基質(zhì)的聚合原料，封端的終端單體包括交聯(lián)基團(tuán)，從以下基團(tuán)中選擇乙酰氧基、氨基、烷氧基、鹵素、羥基和巰基。因?yàn)楣铇漉OLS比較柔軟，可折疊，通常在IOL移植過程中可以采用更小的切口。特別優(yōu)選的聚合原料是雙(二乙酰氧基甲基甲硅烷基)-聚二甲基硅氧烷(它是由二乙酰氧基甲基甲硅烷基終端單體封端的聚二甲基硅氧烷)。
用于制造IOLs的MC除了如上所述的特點(diǎn)，還要求其具有生物適應(yīng)性。MC能夠在刺激下引發(fā)聚合，可以是單組分或多組分，只要(i)它能夠適應(yīng)第一種聚合物基質(zhì)形成；(ii)在第一種聚合物基質(zhì)形成后，它仍能夠受刺激引發(fā)聚合；如(iii)它能夠在第一種聚合物基質(zhì)中自由分散。通常，用于形成第一種聚合物基質(zhì)的同一類型單體可以作為MC的組分。然而，由于要求MC單體必須能夠分散到第一種聚合物基質(zhì)中，MC單體通常比形成第一種聚合物基質(zhì)的單體小(即，具有較低的分子量)。除了一種或多種單體，MC可能包括其他組分，如引發(fā)劑和感光劑，用于形成第二種聚合物基質(zhì)。
因?yàn)閮?yōu)先選擇具有彈性和可折疊的IOLs，特別優(yōu)先選擇的MC單體是聚硅氧烷，以具有光聚合基團(tuán)的硅氧烷為終端。用于說明這個單體的一個代表是X-Y-X1其中，Y是硅氧烷，可以是單體，單聚物或共聚物，由大量的硅氧烷單元構(gòu)成，X和X1可以相同或不同，每個都獨(dú)立地是具有光聚合基團(tuán)的終端硅氧烷結(jié)構(gòu)。
說明Y的例子包括 和
其中，m和n是彼此獨(dú)立的整數(shù)，R1，R2，R3，R4各自獨(dú)立地，是氫、烷基(一級，二級，三級，環(huán)狀)，芳基或雜芳基。在優(yōu)選實(shí)施方案中，R1，R2，R3，R4是C1-C10的烷基或苯基。因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)當(dāng)MC單體具有相對高的芳基含量時，晶體的折射率變化較大，通常優(yōu)選R1，R2，R3，R4至少有一個是芳基，特別是苯基。在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，R1，R2，R3相同，為甲基、乙基或丙基，而R4為苯基。
X和X1(或X1和X，根據(jù)MC聚合物的書寫)分別舉例說明如下 和 其中，R5和R6彼此獨(dú)立的是氫、烷基、芳基或雜芳基；Z是光聚合基團(tuán)。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，R1和R6各自獨(dú)立地是C1-C10的烷基或苯基，Z是包含選自從以下基團(tuán)的部分的光聚合基團(tuán)丙烯酸酯、烯丙氧基、肉桂?；?、甲基丙烯酸酯、對乙酰氨苯(STIBENYL)和乙烯基。在更優(yōu)選實(shí)施方案中，R5和R6是甲基、乙基或丙基，Z是光聚合基團(tuán)，包括丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分。
在特別優(yōu)選實(shí)施方案中，MC單體具有以下分子式 其中，X和X1是相同的，R1，R2，R3和R4定義如前所述。這種MC單體的例子包括二甲基硅氧烷-二苯基硅氧烷共聚物，以乙烯基二甲基硅烷為終端；二甲基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物，以甲丙烯酰氧基丙基二甲基硅烷為終端；雖然有許多合適的方法可以應(yīng)用，但發(fā)現(xiàn)在有TRIFLIC酸存在時，具有一個或多個環(huán)狀硅氧烷的開環(huán)反應(yīng)是生產(chǎn)一類MC單體最有效的方法。簡單的說，這個方法包括在TRIFLIC酸存在條件下，一個環(huán)狀硅氧烷與以下分子式連接 和 其中R5，R6和Z定義如前所述。環(huán)狀硅氧烷可以是環(huán)狀硅氧烷單體、單聚物或共聚物。或者，可以使用多種環(huán)狀硅氧烷。例如，環(huán)狀二甲基硅氧烷四聚物和環(huán)狀甲基苯基硅氧烷三聚物與雙甲基丙烯酰氧基丙基四甲基二硅氧烷連接，在有TRIFLIC酸存在條件下形成二甲基-硅氧烷甲基-苯基硅氧烷共聚物，以甲基丙烯酰氧基丙基二甲基硅烷為終端，是特別優(yōu)選的MC單體。
如上討論，刺激引發(fā)聚合需要有引發(fā)劑存在。引發(fā)劑暴露在特殊刺激下時，誘導(dǎo)或引發(fā)MC聚合。在優(yōu)選實(shí)施方案中，引發(fā)劑是光引發(fā)劑。光引發(fā)劑也可以和感光劑聯(lián)用。在實(shí)際發(fā)明應(yīng)用中，適合的光引發(fā)劑是苯乙酮(如取代的鹵代苯乙酮和二乙氧基苯乙酮)；2，4-二氯甲基-1，3，5-三嗪；安息香甲醚；和對苯酰肟酮。
合適的感光劑包括p-(二烷基氨基醛)；n-灶基二氫(-1，1-)亞吲哚；和雙[p-(二烷基氨基)亞芐基]丙酮。
可以選擇地，本發(fā)明的MC可包含基于具有下式的單體的多功能的丙烯酸酯，通常具有以下分子式X-(A)m-Q-(A)m-X1X-(A)n-(A1)m-Q-(A)m-(A1)n-X1其中，Q是基于丙烯酸酯化合物，用來生成丙烯酸酯單體；A和A1相同或不同，通常具有以下結(jié)構(gòu)
其中，R7和R8是烷基、鹵代烷基、芳基、鹵代芳基，X和X1包含能夠刺激引發(fā)聚合遷移的部分，優(yōu)選光聚合基團(tuán)，N和M是整數(shù)。
在具體實(shí)施方案中，大分子單體具有以下的通式結(jié)構(gòu) 其中，R9，R10和R11獨(dú)立地選自，從以下基團(tuán)烷基、鹵代烷基、芳基和鹵代芳基，n和m是整數(shù)；X和X1定義如前所述。
發(fā)明的另一個關(guān)鍵組分是吸收刺激化合物。這些化合物決定了引發(fā)MC聚合的外部刺激的水平。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，吸收刺激的化合物是一種吸收光的物質(zhì)，更優(yōu)選紫外吸收劑。本發(fā)明中使用的紫外吸收劑包括具有以下結(jié)構(gòu)的苯并三唑化合物，及其混合物 其中X選自H、優(yōu)選含1-大約6個碳原子的烷氧基和鹵素。R1選自H和烴基基團(tuán)，優(yōu)選含1-約8個碳原子的基團(tuán)，條件是X和R1至少有一個不是H；R2是有機(jī)基團(tuán)，優(yōu)選有末端雙鍵的烯基。烷氧基優(yōu)選甲基和含4-約6個碳原子的t-烷基。本發(fā)明的組分含有共價鍵的紫外吸收組分，能夠吸收大約300-400nm的紫外線。
對于光吸收劑，本發(fā)明中實(shí)際應(yīng)用的優(yōu)選光引發(fā)劑是紫外敏感的光引發(fā)劑。特別優(yōu)選的光引發(fā)劑是x-烷基/安息香，通常具有以下分子式或結(jié)構(gòu) 其中，R1是H，烷基，芳基，取代烷基或取代芳基；R2是H，烷基，芳基，取代烷基或取代芳基；R3和R4是苯基或取代苯基。R4和R2的具體例子包括甲基，苯基三氟丙基，乙基和氰丙基。R3和R4基團(tuán)中苯基取代基包括烷基、烷氧基、鹵素、烷基芳基、氰烷基，鹵代烷基和N，N-二烷基氨基。發(fā)明中實(shí)際應(yīng)用的光引發(fā)劑包括Irgacure819，Irgacure184，Irgacure369和Irgacure651，Ciba SpecialtyChemicals Inc.都有出售。由于光學(xué)元件要求透明，因此Irgacure651是優(yōu)選的。
發(fā)明中實(shí)際使用的光引發(fā)劑具有兩個由短的聚合骨架連接的引發(fā)劑。這樣的化合物是安息香聚二甲基硅氧烷安息香(B-pdm-B)，其中兩個安息香基由二甲基硅氧烷橋連接?；衔锏耐ㄊ綖?這些化合物的合成在美國專利No.4,477,326中詳細(xì)描述，它們的合成參考美國實(shí)際合成經(jīng)驗(yàn)。
紫外吸收劑和引發(fā)劑的相對含量根據(jù)特定應(yīng)用對吸收程度的要求而定。通常，光引發(fā)劑與紫外吸收劑的比例為約6∶1到約25∶1。通常，光引發(fā)劑與紫外吸收劑的相對含量可通過以下公式計算 其中，T為能見度，A為吸光率， 為紫外吸收劑的消光系數(shù)，b1為光的通路長度，c1為紫外吸收劑的濃度。 b2，c2是光引發(fā)劑的相應(yīng)定義。實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，實(shí)際的吸收通常比期望值低，因此使用量通常至少為計算量的1.5倍。
光引發(fā)劑和紫外吸收劑與聚合物、單體或大分子單體通過聚合或交聯(lián)在一起。一個方案是，光引發(fā)劑與大分子單體結(jié)合。另一個方案是光引發(fā)劑在混合物中保持自由。
以上的說明是以紫外為基礎(chǔ)的引發(fā)劑和吸收劑，同樣的規(guī)律也可以應(yīng)用到其他引發(fā)劑/吸收劑的結(jié)合中。例如，引發(fā)劑可以由紅外輻射激發(fā)。這種情況下，必須用吸收紅外的化合物來控制激發(fā)。對于其他的刺激源也如此，如光。
本發(fā)明光學(xué)元件的一個最大優(yōu)點(diǎn)是在生產(chǎn)以后可以調(diào)節(jié)元件的性能。例如，對于IOL調(diào)節(jié)可以在移植入眼內(nèi)以后進(jìn)行。例如，由于角膜計算的缺陷和/或晶狀體位置的變化和傷口愈合等原因引起的強(qiáng)度計算上的錯誤，可以在門診病人手術(shù)后進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，對于病人隨時間產(chǎn)生的身體變化的矯正也可以進(jìn)行。
除了改變元件折射率外，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)第二種聚合物刺激引發(fā)的形成，會以預(yù)知的方式通過改變元件形狀影響元件強(qiáng)度。例如，一個實(shí)施方案中，第二種聚合物基質(zhì)的形成改變了這個光學(xué)元件的熱力學(xué)平衡。這種改變反過來促進(jìn)了MC遷移，它又反過來引起晶體曲率的改變。結(jié)果說明，這兩種機(jī)理都可以用來調(diào)節(jié)移植入眼睛后IOL的性能，如強(qiáng)度。通常，發(fā)明一個具有第一種聚合物基質(zhì)和分散在其中MC的光學(xué)元件，包括以下方面(a)至少有一部分光學(xué)元件在刺激下能引發(fā)MC聚合。如果元件具有期望的最初性能，這一步可以跳過；(b)確定所需或期望的光學(xué)性能的改變；(c)至少有一部分光學(xué)元件在刺激下能引發(fā)MC聚合，改變元件的光學(xué)性能；(d)等待一段時間；
(e)評估元件的性能。
在外部刺激之后，元件需要再次接受刺激，直到得到期望的光學(xué)性能。
在另一種實(shí)施方案中，光學(xué)元件性能需要調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)元件的方法包括(a)光學(xué)元件的第一部分接受刺激，引發(fā)MC聚合；(b)將晶體的第二部分暴露在刺激下。
雖然可能交叉，但第一個元件部分和第二個元件部分代表晶體的不同部分。本方法可以任選在第一元件部分和第二元件部分照射之間停留一段時間。另外，本方法可以進(jìn)一步包括再次照射第一元件部分和/或第二元件部分任意次數(shù)(有或沒有在照射之間的間隔時間)或進(jìn)一步刺激元件其他部分(如，第三元件部分，第四元件部分等)。
通常，一部分或多部分照射部分的定位根據(jù)需矯正的折射誤差類型確定。例如，在一個方案中，IOL接受刺激部分是晶體中心部分的光區(qū)(例如，在直徑約4mm和5mm之間)。或者，一部分和或部分晶體接受刺激可以沿著IOL外邊緣或沿著頂點(diǎn)。在另一個方案中，眼鏡晶體的不同部分能在刺激下產(chǎn)生雙焦點(diǎn)的眼鏡晶體。在優(yōu)選實(shí)施方案中，刺激是光。在更優(yōu)選實(shí)施方案中，光源來自激光。
只要得到了期望的矯正，不需要進(jìn)一步刺激以“鎖定”形狀和性能。吸收化合物的存在會阻止元件的進(jìn)一步改變，直到元件受到適當(dāng)頻率和強(qiáng)度的刺激。這就使光學(xué)元件在最初調(diào)整完成后可以使用，如果需要，光學(xué)性能可以在原處再次調(diào)節(jié)。對于人工晶體，這意味著在最初調(diào)節(jié)后，由于年齡等原因，病人可以在晶體壽命內(nèi)回來進(jìn)一步調(diào)節(jié)。在另一個實(shí)施方案中，生產(chǎn)的眼鏡其矯正性質(zhì)可以重復(fù)調(diào)節(jié)，避免了因?yàn)椴∪艘暳Ω淖兌枰戮w。
通過如紫外線外部刺激的定點(diǎn)使用，MC能夠在光學(xué)元件特定部分聚合遷移。這包括第二種基質(zhì)深度的控制和基質(zhì)相對于元件中心位置的定位。圖3和圖5說明了這個內(nèi)容。
圖3顯示了本發(fā)明的光學(xué)元件的交叉區(qū)域的一部分，顯示了第一種聚合基質(zhì)11和分散在其中的可改變組分12。
圖4反映了在預(yù)設(shè)方式、時間和強(qiáng)度下光學(xué)元件在紫外光下的照射。照射部分的紫外吸收劑阻止了MC的聚合，直到超過紫外吸收劑的吸收水平。然后，抑制劑被引發(fā)，MC聚合形成第二種聚合物基質(zhì)。然而，基質(zhì)的形成只有超過了紫外吸收劑吸收能力時才產(chǎn)生。通過限制紫外光下照射的時間和強(qiáng)度能夠限制第二種聚合物基質(zhì)的深度。圖5代表了這樣一個受限基質(zhì)的形成。第二種聚合物基質(zhì)的擴(kuò)散只有通過光學(xué)元件的光學(xué)性能與未改變部分不同實(shí)現(xiàn)。光學(xué)元件進(jìn)一步在紫外光下照射就可以進(jìn)一步改變光學(xué)性能。
如上面說明的，這些調(diào)節(jié)可以在最初調(diào)節(jié)，也可以在幾個星期或幾年后調(diào)節(jié)。因此，當(dāng)使用者在一段時間后需要調(diào)節(jié)時，光學(xué)性能的調(diào)節(jié)不需要手術(shù)或類似方式。
光學(xué)元件可再次調(diào)節(jié)的性質(zhì)也能產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。通過控制發(fā)現(xiàn)的第二種聚合基質(zhì)的區(qū)域，就能記錄三維數(shù)據(jù)，在以后時間里增加或改變儲存的數(shù)據(jù)。
雖然已經(jīng)詳述了本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)理解這里可以做許多變化、取代和更改，而不偏離下面權(quán)利要求中定義的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。而且，本發(fā)明應(yīng)用的范圍不應(yīng)當(dāng)被限制在具體說明的特別實(shí)施方案中，如過程、機(jī)械、生產(chǎn)、物質(zhì)組成、工具、方法或步驟。因?yàn)楸绢I(lǐng)域的普通技術(shù)人員從本發(fā)明公開的內(nèi)容可很快領(lǐng)會現(xiàn)有的過程、機(jī)械、生產(chǎn)、物質(zhì)組成、工具、方法或步驟或以后發(fā)展，根據(jù)這里描述的相應(yīng)實(shí)施方案，可以獲得非常一致的功能或非常一致的結(jié)果。因此，下述權(quán)利要求期望在它的范圍內(nèi)包括過程、機(jī)械、生產(chǎn)、物質(zhì)組成、工具、方法或步驟。
實(shí)施例下面以舉例的方式列舉本發(fā)明的實(shí)施例，但這些例子并沒有以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
在下表中準(zhǔn)備一系列硅氧烷板作為反射用。在對照試驗(yàn)中，A部分包括硅酮聚合物硅酮MED6820。B部分則由硅酮6820與催化劑鉑-二乙烯基四甲基二硅氧烷絡(luò)合物的混合物組成。A和B部分在分別脫氣除去任何氣體后混合在一起，然后再將混合物脫氣并且放入一個1毫米厚的模板里，反應(yīng)條件為壓力1000psi和溫度40度的情況下保持大約48小時。
試驗(yàn)部分除了改進(jìn)組分的混合外，其它步驟和對照試驗(yàn)都一樣，首先準(zhǔn)備紫外吸收劑和紫外引發(fā)劑，然后加入A部分。表1列出了各組分的比例。改進(jìn)成份(如表1所列的CalAdd)是甲基丙烯酸酯封端的二甲基硅氧烷和聯(lián)苯硅氧烷的共聚物，數(shù)均分子量為700到1000之間。
在下面所列的表里，所用的引發(fā)劑通常包括下面的化合物Irganox651(市售的紫外線引發(fā)劑，由Ciba Specialty Chemicals公司生產(chǎn))；引發(fā)劑B-pdms-B是一種具有雙安息香結(jié)構(gòu)的混合物，它具有下面的結(jié)構(gòu)通式 其中n的范圍為2-28之間，而B-L4-B具有相同的通式結(jié)構(gòu)，除n＝2的情況。這些引發(fā)劑優(yōu)選用在那些透明度非常重要的情況，例如光學(xué)元件。而在透明度不是非常重要的情況下，使用別的引發(fā)劑如Irgacure369就可以。另外，引發(fā)劑使用的關(guān)鍵在于其在期望的波長范圍內(nèi)引發(fā)，并且不會超過安全規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。
在下表描述的實(shí)驗(yàn)中，所用的紫外線吸收化合物是UVAM，這是一種市售的吸收劑。優(yōu)選使用UVAM，其它紫外線吸收劑也可以使用。
在表1所列的實(shí)驗(yàn)中，聚合板如上所述制備后，把它照射在波長為365納米的光下，時間為30-120分鐘，強(qiáng)度為0-8毫瓦/平方厘米。通過聚合板部分的紫外線傳遞和吸收由差示光熱分析儀確定，并且在表中列出10％的透光度和ΔH(聚合反應(yīng)熱)。
表I



權(quán)利要求
1.一種光學(xué)元件，其特征在于包括第一種聚合物基質(zhì)；分散在聚合物基質(zhì)中可變物質(zhì)，這種MC能夠刺激引發(fā)聚合；刺激吸收劑和刺激引發(fā)劑的混合物，所述混合物能在沒有達(dá)到預(yù)定的刺激強(qiáng)度之前，延緩聚合的引發(fā)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于刺激物是光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)元件，其特征在于刺激吸收劑是光吸收化合物，刺激引發(fā)劑是光引發(fā)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于元件是人工晶體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于是接觸晶體。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)元件，其特征在于是眼鏡晶體。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)元件，其特征在于光吸收劑和光引發(fā)劑是紫外引發(fā)劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)元件，其特征在于紫外線吸收劑的通式為 其中，X選自H或烷氧基，優(yōu)選含1-約6個碳原子的烷氧基，R1選自H或烷基，優(yōu)選為含1-8個碳原子的烷基，條件是X和R1至少有一個不是H，R2為具有末端雙鍵的有機(jī)基團(tuán)；紫外線引發(fā)劑具有如下通式 其中R1是具有末端不飽和鍵的有機(jī)基團(tuán)，R2是烷基，芳香基，取代烷基或取代芳香基，R3和R4分別選自苯基或取代苯基。
全文摘要
本發(fā)明涉及到光學(xué)元件，其光學(xué)屬性能重復(fù)調(diào)整。通過改變組分，能夠在刺激下引發(fā)聚合，同時刺激吸收劑和引發(fā)劑混合。當(dāng)暴露在超過吸收劑吸收能力的刺激下時，元件的光學(xué)性能可以重復(fù)調(diào)節(jié)。
文檔編號G02C7/04GK1622969SQ02828412
公開日2005年6月1日 申請日期2002年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者J·M·耶斯馬拉尼, S·H·常 申請人:卡爾豪恩視覺公司