用于接觸鏡片的倒轉(zhuǎn)標(biāo)記的制作方法
【專利摘要】可以利用一種結(jié)合了清晰可辨、高度可見而在放置在眼睛上時變得不可見的一種或多種倒轉(zhuǎn)標(biāo)記的眼科鏡片，以允許個體輕松區(qū)分所述鏡片的正常狀態(tài)與所述鏡片的倒轉(zhuǎn)狀態(tài)。所述眼科鏡片包括薄材料層，所述薄材料層能夠在正常人的角膜溫度下、在環(huán)境光影響下或它們的組合，使其光學(xué)狀態(tài)從漫射光散射、有色或兩者變化到不可見的透明。
【專利說明】用于接觸鏡片的倒轉(zhuǎn)標(biāo)記
【背景技術(shù)】
[0001]1.摶術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及眼科鏡片，更具體地講，涉及結(jié)合清晰可辨、高度可見而在插入或定位在眼睛上時變得不可見的倒轉(zhuǎn)標(biāo)記的接觸鏡片。
[0003]2.相關(guān)領(lǐng)域的描述
[0004]近視或近視眼為眼睛的光學(xué)缺陷或屈光缺陷，其中來自圖像的光線在到達(dá)視網(wǎng)膜之前聚焦成點(diǎn)。近視產(chǎn)生的原因通常為眼球或球狀體過長或角膜過陡?？衫秘?fù)數(shù)或負(fù)光焦度球面鏡片來矯正近視。遠(yuǎn)視或遠(yuǎn)視眼為眼睛的光學(xué)缺陷或屈光缺陷，其中來自圖像的光線在其到達(dá)視網(wǎng)膜之后或在視網(wǎng)膜的后面聚焦成點(diǎn)。遠(yuǎn)視產(chǎn)生的原因通常為眼球或球狀體過短或角膜過平?？衫谜龜?shù)或正光焦度球面鏡片來矯正遠(yuǎn)視。散光為光學(xué)缺陷或屈光缺陷，其中個體的視力因眼睛不能將點(diǎn)目標(biāo)在視網(wǎng)膜上聚焦成聚焦圖像而變得模糊。散光由角膜的異常曲率引起。完好的角膜為球面的，而在患有散光的個體中，角膜并非球面的。換句話講，角膜實(shí)際上在一個方向上比另一個方向上更彎曲或更陡，從而使得圖像被拉伸而不是聚焦成點(diǎn)?？衫弥骁R片而不是球面鏡片來消除散光。
[0005]接觸鏡片可用于矯正近視、遠(yuǎn)視、散光以及其它視敏度缺陷。接觸鏡片還可用于增強(qiáng)佩戴者的眼睛的自然外觀。接觸鏡片或觸體僅為放置在眼睛上的鏡片。接觸鏡片被視為醫(yī)療裝置并且可被佩戴以矯正視力和/或用于美容或其它治療原因。自20世紀(jì)50年代起，接觸鏡片就已被商業(yè)化利用以改善視力。早期的接觸鏡片由硬質(zhì)材料制造或加工而成，且相對昂貴而易碎。此外，這些早期的接觸鏡片由如下材料加工而成，所述材料不允許足夠的氧氣穿過接觸鏡片傳輸?shù)浇Y(jié)膜和角膜，由此可潛在地引起許多不良臨床效應(yīng)。盡管仍在使用這些接觸鏡片，但它們因其不佳的初始舒適度而并不適用于所有患者。該領(lǐng)域的后續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了基于水凝膠的軟性接觸鏡片，所述軟性接觸鏡片在當(dāng)今極其流行且被廣泛應(yīng)用。具體地，當(dāng)今可用的有機(jī)硅水凝膠接觸鏡片將具有極高透氧度的有機(jī)硅的有益效果與水凝膠的經(jīng)證實(shí)的舒適度和臨床性能相結(jié)合。事實(shí)上，與由早期的硬質(zhì)材料制成的接觸鏡片相比，這些基于有機(jī)硅水凝膠的接觸鏡片具有較高的透氧度并且通常具有較高的佩戴舒適度。
[0006]接觸鏡片需要薄而有柔性以保證佩戴者舒適度。此柔性可造成處理時接觸鏡片倒轉(zhuǎn)。基本上，當(dāng)由于以某種方式處理而使接觸鏡片的角膜側(cè)或后曲面?zhèn)鹊罐D(zhuǎn)并變成鏡片的前曲面?zhèn)葧r，會發(fā)生接觸鏡片倒轉(zhuǎn)。因此，如果接觸鏡片以倒轉(zhuǎn)狀態(tài)放置于眼睛上，則不能實(shí)現(xiàn)所需的視力矯正和舒適度。從而需要標(biāo)記接觸鏡片，使得其正常狀態(tài)可以容易地與倒轉(zhuǎn)狀態(tài)區(qū)分開。為了不影響接觸鏡片的美觀和光學(xué)性質(zhì)，當(dāng)前利用的倒轉(zhuǎn)標(biāo)記優(yōu)選地以定位在接觸鏡片周邊的小數(shù)字序列的形式制作。這使得標(biāo)記幾乎不可見，從而需要額外的精力和充分的照明來定位和識別它。因此，存在對倒轉(zhuǎn)標(biāo)記的需要，其可包括多個符號和/或字符，在接觸鏡片取出眼睛時高度可見且容易識別，而在放置在眼睛上時卻消失或視覺不可見。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]用于根據(jù)本發(fā)明的接觸鏡片的倒轉(zhuǎn)標(biāo)記克服了以上簡述的現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)缺點(diǎn)。
[0008]根據(jù)一個示例性實(shí)施例，本發(fā)明涉及一種眼科鏡片。該鏡片包括由第一材料形成且包括至少光學(xué)區(qū)和周邊區(qū)的接觸鏡片，以及結(jié)合到接觸鏡片的倒轉(zhuǎn)標(biāo)記，所述倒轉(zhuǎn)標(biāo)記包括被配置成在離開眼睛時可見并且在眼睛上時不可見的第二材料。
[0009]根據(jù)另一個示例性實(shí)施例，本發(fā)明涉及鏡片。該鏡片包括第一材料和由結(jié)合到第一材料的第二材料形成的標(biāo)記，第二材料被配置成通過施加溫度變化、光變化或濕度變化中的至少一種而在可見狀態(tài)與不可見狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)變。
[0010]當(dāng)前用于接觸鏡片的倒轉(zhuǎn)標(biāo)記的可見性較差直至接觸鏡片已變得幾乎太干燥而不能舒適地插入，更重要地，倒轉(zhuǎn)標(biāo)記太小，難以被有視力問題的個體看到。因此，本發(fā)明涉及包括倒轉(zhuǎn)標(biāo)記層的接觸鏡片，所述倒轉(zhuǎn)標(biāo)記層具有當(dāng)鏡片離開或從眼睛中取出時可見并且當(dāng)鏡片在眼睛上時變得不可見的標(biāo)記。倒轉(zhuǎn)標(biāo)記層的光學(xué)性質(zhì)(其可包括顏色、光散射、光衍射和光反射)可至少部分地圖案化，以便輕松且清楚地識別接觸鏡片的正常狀態(tài)和倒轉(zhuǎn)狀態(tài)。重要的是應(yīng)注意可以利用任何合適的圖案并且以不干擾光學(xué)件的任何合適位置結(jié)合到接觸鏡片的倒轉(zhuǎn)標(biāo)記層在其相對側(cè)可具有不同光學(xué)性質(zhì)。可通過多種因素或過程，包括通過從身體到接近角膜溫度的熱量、通過環(huán)境光以及通過從儲存溶液中取出接觸鏡片時改變濕度，來誘導(dǎo)從可見標(biāo)記到不可見標(biāo)記的轉(zhuǎn)變。
[0011]在本發(fā)明中，可以利用液晶材料中呈現(xiàn)的相變現(xiàn)象來實(shí)現(xiàn)此功能。液晶狀態(tài)為在固態(tài)或晶態(tài)與液態(tài)或各向同性態(tài)之間觀察到的獨(dú)特物質(zhì)相。存在如下相:向列相，其特征在于分子位置無序但往往指向同一方向；近晶相，其中分子表現(xiàn)出一定程度的轉(zhuǎn)變順序；膽甾相或手性向列相，其中存在相對于分子的排列，但相對于彼此呈微小角度；以及柱狀相，其特征在于分子的堆積柱形。特別地，利用向列相-各向同性相或膽甾相-各向同性相相變過程，誘導(dǎo)向列型液晶材料情形下漫射光散射與透明狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變，而從反射到透明狀態(tài)的轉(zhuǎn)變?yōu)槟懥粜鸵壕Р牧系那樾巍Ｔ诮佑|鏡片中利用液晶材料以便制作標(biāo)記提供了多種優(yōu)點(diǎn)，包括可利用極薄液晶材料層來獲得高對比度，液晶材料的相變溫度可容易地調(diào)節(jié)以匹配角膜溫度，液晶材料提供用途廣泛的高對比度狀態(tài)，并且液晶材料相對便宜。
[0012]在本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例中，倒轉(zhuǎn)標(biāo)記層包括結(jié)合到接觸鏡片的聚合物分散液晶材料層。在本發(fā)明的另一個示例性實(shí)施例中，倒轉(zhuǎn)標(biāo)記包括結(jié)合到接觸鏡片的膽甾型液晶材料。聚合物分散液晶技術(shù)提供了制造簡單且便宜并且由漫射光散射引起視角的優(yōu)點(diǎn)。膽留型液晶技術(shù)具有即使在低光條件下也可見的類似鏡面的反射及不同顏色均可行的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下文是附圖所示的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的更為具體的說明，通過這些說明，本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。
[0014]圖1A為根據(jù)本發(fā)明的接觸鏡片的圖示，該接觸鏡片結(jié)合了可見的示例性倒轉(zhuǎn)標(biāo)記。
[0015]圖1B為根據(jù)本發(fā)明的圖1A的接觸鏡片的圖示，該接觸鏡片具有不可見的示例性倒轉(zhuǎn)標(biāo)記。[0016]圖2A為根據(jù)本發(fā)明的示例性倒轉(zhuǎn)標(biāo)記的結(jié)構(gòu)的圖示，該結(jié)構(gòu)包括聚合物基體中可見狀態(tài)的液晶液滴。
[0017]圖2B為根據(jù)本發(fā)明的圖2A的示例性倒轉(zhuǎn)標(biāo)記的結(jié)構(gòu)的圖示，其中液晶液滴處于匹配聚合物基體折射率的各向同性狀態(tài)，使得倒轉(zhuǎn)標(biāo)記不可見。
[0018]圖3為聚合物分散液晶膜的光學(xué)狀態(tài)隨溫度的變化的圖示。
[0019]圖4為根據(jù)本發(fā)明的用作接觸鏡片中倒轉(zhuǎn)標(biāo)記的示例性膽甾型液晶材料的反射光譜的圖示，該光譜集中在綠色波長處。
[0020]圖5為根據(jù)本發(fā)明的用作接觸鏡片中倒轉(zhuǎn)標(biāo)記的示例性膽甾型液晶材料隨溫度升高到接近角膜溫度值從反射狀態(tài)到透明狀態(tài)的反射變化的圖示。
[0021]圖6為根據(jù)本發(fā)明的聚合物分散液晶材料中的膽甾型液晶液滴的圖示。
[0022]圖7為根據(jù)本發(fā)明的包括兩種不同膽留型液晶層的一塊標(biāo)記材料的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0023]接觸鏡片或觸體僅為放置在眼睛上的鏡片。接觸鏡片被視為醫(yī)療裝置并且可被佩戴以矯正視力和/或用于美容或其它治療原因。自20世紀(jì)50年代起，接觸鏡片就已被商業(yè)化利用以改善視力。早期的接觸鏡片由硬質(zhì)材料制造或加工而成，且相對昂貴而易碎。此夕卜，這些早期的接觸鏡片由如下材料加工而成，所述材料不允許足夠的氧氣穿過接觸鏡片傳輸?shù)浇Y(jié)膜和角膜，由此可潛在地引起許多不良臨床效應(yīng)。盡管仍在使用這些接觸鏡片，但它們因其不佳的初始舒適度而并不適用于所有患者。該領(lǐng)域的后續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了基于水凝膠的軟性接觸鏡片，所述軟性接觸鏡片在當(dāng)今極其流行且被廣泛應(yīng)用。具體地，當(dāng)今可用的有機(jī)硅水凝膠接觸鏡片將具有極高透氧度的有機(jī)硅的有益效果與水凝膠的經(jīng)證實(shí)的舒適度和臨床性能相結(jié)合?；旧?，與由早期的硬質(zhì)材料制成的接觸鏡片相比，這些基于有機(jī)硅水凝膠的接觸鏡片具有較高的透氧度并且通常具有較高的佩戴舒適度。
[0024]當(dāng)前可獲得的接觸鏡片一直是用于視力矯正的高性價比裝置。薄塑料鏡片貼合在眼睛的角膜之上，以矯正視力缺陷，包括近視或近視眼、遠(yuǎn)視或遠(yuǎn)視眼、散光(即角膜中的非球面性)、以及老花眼(即晶狀體失去調(diào)節(jié)的能力)。接觸鏡片可以多種形式獲得并且由多種材料制成，以提供不同的功能性。日戴型軟性接觸鏡片通常由軟性聚合物材料制成，其混合有水以用于透氧度。日戴型軟性接觸鏡片可為日拋型的或長戴型的。日拋型接觸鏡片通常佩戴一天，然后被丟棄，而長戴型接觸鏡片通常被佩戴至多三十天的時間。彩色軟性接觸鏡片使用不同的材料以提供不同的功能性。例如，可視性色調(diào)的接觸鏡片利用淺色調(diào)來幫助佩戴者定位掉落的接觸式鏡片，增強(qiáng)色調(diào)的接觸鏡片具有半透明色調(diào)，這意在增強(qiáng)個體的自然的眼睛顏色，彩色色調(diào)的接觸鏡片包括較暗的不透明色調(diào)，這意在改變個體的眼睛顏色，并且濾光色調(diào)的接觸鏡片用來增強(qiáng)某些顏色而減弱其它顏色。剛性可透氣體的硬性接觸鏡片由含硅氧烷的聚合物制成，但是比軟性接觸鏡片更具剛性，從而保持它們的形狀并且更加耐用。雙焦點(diǎn)接觸鏡片專為遠(yuǎn)視患者設(shè)計，并且能夠以軟性和剛性種類獲得。復(fù)曲面接觸鏡片專為散光患者設(shè)計，并且也能夠以軟性和剛性種類獲得。結(jié)合上述不同方面的組合鏡片也是可獲得的，例如混合型接觸鏡片。
[0025]接觸鏡片需要薄而有柔性以保證舒適度。此柔性可造成處理時接觸鏡片倒轉(zhuǎn)。因此，需要用一些形式的標(biāo)記來標(biāo)記接觸鏡片，使得它們的正?；蚍堑罐D(zhuǎn)狀態(tài)可以容易地與倒轉(zhuǎn)狀態(tài)區(qū)分開。為了不影響接觸鏡片的美觀和光學(xué)性質(zhì)，倒轉(zhuǎn)標(biāo)記目前以每個接觸鏡片周邊的小數(shù)字序列的形式制作。這使得標(biāo)記幾乎不可見，因此需要額外的精力和/或充分的照明來定位和識別標(biāo)記。在接觸鏡片取出或離開眼睛時高度可見且容易識別但在眼睛上卻不可見的根據(jù)本發(fā)明的倒轉(zhuǎn)標(biāo)記是十分期望的。
[0026]在本發(fā)明中，可以利用液晶材料中呈現(xiàn)的相變現(xiàn)象來實(shí)現(xiàn)此功能。液晶狀態(tài)為在固態(tài)或晶態(tài)與液態(tài)或各向同性態(tài)之間觀察到的獨(dú)特物質(zhì)相。存在如下相:向列相，其特征在于分子位置無序但往往指向同一方向；近晶相，其中分子表現(xiàn)出一定程度的轉(zhuǎn)變順序；膽甾相或手性向列相，其中存在相對于分子的排列，但相對于彼此呈微小角度；以及柱狀相，其特征在于分子的堆積柱形。特別地，利用向列相-各向同性相或膽留相-各向同性相相變過程，誘導(dǎo)向列型液晶材料情形下漫射光散射與透明狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變，而從反射到透明狀態(tài)的轉(zhuǎn)變?yōu)槟懥粜鸵壕Р牧系那樾?。在接觸鏡片中利用液晶材料以便制作標(biāo)記提供了多種優(yōu)點(diǎn)，包括可利用極薄液晶材料層來獲得高對比度，液晶材料的相變溫度可容易地調(diào)節(jié)以匹配角膜溫度，液晶材料提供用途廣泛的高對比度狀態(tài)，并且液晶材料相對便宜。
[0027]圖1A示出了接觸鏡片100，其包含結(jié)合到接觸鏡片100的周邊部分的倒轉(zhuǎn)標(biāo)記102。在該示例性實(shí)施例中，倒轉(zhuǎn)標(biāo)記102只包括字母A、B和C，其僅在離開眼睛例如在佩戴者指尖或手掌上時可見。如果倒轉(zhuǎn)標(biāo)記102的字母如圖所示呈現(xiàn)，則接觸鏡片100未倒轉(zhuǎn)并可放置在眼睛上。圖1B示出了眼睛上呈現(xiàn)狀態(tài)的接觸鏡片100。換句話講，倒轉(zhuǎn)標(biāo)記102 (圖1A)不再可見。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，示例性倒轉(zhuǎn)標(biāo)記102包括ABC形式的聚合物分散液晶(PDLC)層；然而，可利用任何合適的圖案或標(biāo)記，只要接觸鏡片佩戴者能識別指示接觸鏡片100是否倒轉(zhuǎn)的圖案。如本文所用，如上所述的ABC形式或任何其他標(biāo)記應(yīng)當(dāng)理解為是指聚合物分散液晶和/或任何合適材料物理地成形為ABC或以ABC形式印刷到材料上。聚合物分散液晶材料包括如圖2A和2B所示封裝在聚合物基體中的液晶微滴202以形成倒轉(zhuǎn)標(biāo)記200。液晶微滴202可布置形成任何符號。在該示例性實(shí)施例中，大約十(10) μπι厚的薄膜具有如圖2Α所示的兩種不同光學(xué)狀態(tài)；即，強(qiáng)光散射狀態(tài)，其顯示具有大約IOOOcm-1或更高消光常數(shù)(消光常數(shù)或摩爾消光系數(shù)為材料吸收或散射給定波長范圍的光有多強(qiáng)的量度)的可見字母Α，以及透明狀態(tài)，其中傳播穿過的光沒有明顯衰減，如顯示不可見字母A的圖2Β所示。強(qiáng)漫射光散射由不同液滴中液晶材料的光軸隨機(jī)取向、聚合物與液晶材料液滴折射率之間的失配、和/或兩者所致。
[0029]圖3以圖表形式示出了聚合物分散液晶膜的光學(xué)狀態(tài)隨溫度的示例性變化。更具體地講，圖3示出了聚合物分散液晶膜隨著溫度升高至接近角膜溫度從低透射/高光散射到透明狀態(tài)的光學(xué)狀態(tài)變化。基本上，將聚合物基體中的液晶液滴加熱到其各向同性狀態(tài)，使材料轉(zhuǎn)變成光學(xué)均勻的透明狀態(tài)，如圖3所示，前提是各向同性狀態(tài)的液晶材料的有效折射率匹配聚合物的折射率。
[0030]存在用于獲得聚合物分散液晶材料從而提供將這些材料結(jié)合到不同接觸鏡片制造系統(tǒng)的緯度的多種不同技術(shù)/方法。根據(jù)一個示例性實(shí)施例，可利用聚合誘導(dǎo)相分離(PIPS)來獲得聚合物分散液晶材料。當(dāng)液晶與材料例如尚未進(jìn)行聚合的預(yù)聚物混合時，出現(xiàn)聚合誘導(dǎo)相分離。一旦形成均相溶液，即引發(fā)聚合反應(yīng)。隨著反應(yīng)進(jìn)行，液晶分子開始形成液滴。液滴繼續(xù)增大直到聚合物粘合劑變得足夠剛性，使得分子被捕獲，不可再移動。在聚合誘導(dǎo)相分離中，許多因素影響液晶液滴的大小，包括固化溫度，其影響聚合速度及聚合物中液晶的擴(kuò)散速率和溶解度；固化光的強(qiáng)度；以及所用材料的化學(xué)組成。基本上，這些因素會極大地影響液晶液滴的大小，繼而影響聚合物分散液晶的漫射光散射特征。
[0031]根據(jù)本發(fā)明所用的示例性聚合誘導(dǎo)相分離過程可按如下多個步驟描述。在第一步中，制備四十五(45)重量百分比的向列型液晶E-7或E7(Merck，P00le，U.K.制造和銷售)與五十五(55)重量百分比的新鮮N0A-65預(yù)聚物的混合物。Norland Optical Adhesive65或N0A-65是紫外光可固化的透明無色光致聚合物。在第二步中，將混合物連續(xù)且充分地混合直到其變得光學(xué)均勻。在第三步中，如果采用光聚合，則在小室中填充光學(xué)均勻的混合物，并將小室暴露于具有三百六十五(365)nm波長和大約10mW/cm2光強(qiáng)度的紫外燈下持續(xù)介于三十(30)秒與一(I)分鐘之間的時間。可通過加熱或任何其他合適的方法進(jìn)行聚合。作為另外一種選擇，聚合物分散液晶材料可通過從液晶與聚合物的混合物中進(jìn)行溶劑蒸發(fā)來獲得。固化并冷卻后或溶劑蒸發(fā)后，樣品顯得不透明，表明已發(fā)生相分離。聚合物進(jìn)而可剝離為獨(dú)立的膜。在替代的示例性實(shí)施例中，混合物可包含七十(70)重量百分比的5CB和三十(30)重量百分比的預(yù)聚物。5CB或4-氰基-4’-戊基聯(lián)苯為另一種向列型液晶材料。
[0032]重要的是應(yīng)注意雖然對于上述示例性過程具體示出了波長、光強(qiáng)度和時間段，但是波長、光強(qiáng)度和時間段對于不同過程可以變化以獲得不同結(jié)果。
[0033]可通過改變材料參數(shù)、厚度和聚合條件來優(yōu)化聚合物分散液晶材料的光學(xué)和熱力學(xué)性質(zhì)(包括擴(kuò)散性、清亮點(diǎn)溫度和對比度)以達(dá)到具體應(yīng)用的目標(biāo)。材料參數(shù)包括聚合物類型、液晶材料及其在混合物中的比率。聚合物分散液晶材料的薄膜的特征可在于清亮點(diǎn)溫度高于標(biāo)準(zhǔn)室溫并等于或小于角膜溫度。重要的是應(yīng)注意當(dāng)溫度變化不到一(I)攝氏度時聚合物分散液晶材料的光學(xué)透射狀態(tài)可急劇轉(zhuǎn)換，如圖3所示。即使溫度平穩(wěn)上升，光學(xué)透射的變化也會非常快，例如毫秒到秒的范圍。出現(xiàn)該特征的原因是光學(xué)透射對于材料消光系數(shù)的指數(shù)相關(guān)性。
[0034]在本發(fā)明的替代示例性實(shí)施例中，接觸鏡片的倒轉(zhuǎn)標(biāo)記可包含反射帶隙處于如圖4所示可見波長范圍的膽留型液晶材料。圖4示出了可用作倒轉(zhuǎn)標(biāo)記的膽留型液晶材料的反射光譜，該光譜集中在綠色波長處。當(dāng)加熱至接近角膜溫度的溫度時，由于反射帶隙遷移到高于八百(800)nm或低于四百(400)nm的人眼不可見的波長范圍，膽甾型液晶材料會喪失其反射性。由于眼睛的靈敏度在綠色波長處比在藍(lán)色和紅色處更高，出于預(yù)期應(yīng)用(即，倒轉(zhuǎn)標(biāo)記)的目的，優(yōu)選的是初始低溫綠色。
[0035]在本發(fā)明的又一個替代示例性實(shí)施例中，接觸鏡片的倒轉(zhuǎn)標(biāo)記可包含膽留型液晶材料，在將其加熱到接近角膜溫度的溫度時，由于膽留型液晶相變?yōu)楦飨蛲誀顟B(tài)，因此膽甾型液晶材料喪失其反射性。為此功能所設(shè)計的膽留型液晶混合物可基于這些主要組分；即，向列型液晶主體、用以誘導(dǎo)具有可見反射的膽甾型液晶結(jié)構(gòu)的手性試劑、以及用以調(diào)整清亮點(diǎn)溫度至接近角膜溫度的值的化合物。膽留型液晶材料性質(zhì)優(yōu)選地選定或選擇為使得材料在溫度值低于角膜溫度時不會表現(xiàn)出明顯的顏色變化，但是對于接近角膜溫度的溫度的微小變化會變得非常敏感并經(jīng)歷有色到無色的轉(zhuǎn)變，如圖5所示。圖5示出了用于倒轉(zhuǎn)標(biāo)記的膽甾型液晶材料隨溫度升高至接近角膜溫度值從具有五百(500)nm布拉格波長的反射狀態(tài)到透明狀態(tài)的反射變化。
[0036]在本發(fā)明的又一個替代示例性實(shí)施例中，可將兩層具有不同節(jié)距和所得反射顏色(例如，紅和藍(lán))的膽留型液晶材料整合到鏡片上，使得一個節(jié)距的層最接近鏡片內(nèi)表面，并且第二節(jié)距層最接近鏡片外表面，從而觀察到所述表面具有不同顏色。重要的是應(yīng)注意在替代示例性實(shí)施例中，膽留型液晶材料可以位于鏡片的表面上。通過使用放置在兩個節(jié)距層之間的同樣薄且具溫度響應(yīng)性的聚合物分散液晶材料擴(kuò)散墊片，來防止這兩個節(jié)距層之間的色串?dāng)_。該系統(tǒng)中的各個膽甾型液晶層可為三(3)至五(5) μπι之間的厚度，以有效呈現(xiàn)膽留型液晶反射帶隙內(nèi)的環(huán)境非偏振光的光譜分量的反射，從而提供舒適可讀的對比度，對比度優(yōu)選地在約十(10)至約五十(50)百分比的范圍內(nèi)。聚合物分散液晶墊片膜的厚度可小于十(10) μ mo
[0037]現(xiàn)在參見圖6,其中示出了標(biāo)記材料602塊或?qū)?。更具體地講，圖6示出了標(biāo)記材料602上的入射光600的行為。波長長于膽留型液晶帶隙的紅邊的入射光600傳播通過由短節(jié)距螺旋606表示的膽留型液晶層604，并且由于聚合物分散液體材料墊片層608中的光散射而受阻擋。短波長的入射光610被膽留型液晶層604強(qiáng)烈反射。反射光用矢量或箭頭612表示。膽留型液晶的第二膜或?qū)?14具有由螺旋616表示的長節(jié)距，從而反射更長波長的光并透射短波長，后者受到聚合物分散液晶材料墊片層608阻擋。因此，對于觀察者而言，來自膽留層604的光會呈現(xiàn)藍(lán)色，而來自膽留液體層614的光會呈現(xiàn)紅色。
[0038]根據(jù)另一方面，膽留型液晶液滴可以結(jié)合到單個聚合物基體，其中膽留型液晶節(jié)距和所得反射顏色從所得膜的正面到背面發(fā)生變化。圖7—般性示出了聚合物分散液晶材料上的膽留型液晶液滴。橢圓702表示聚合物704中的膽留型液晶液滴。螺旋706表示液滴702中的不同節(jié)距的膽留型液晶。所反射的顏色與節(jié)距直接相關(guān)。節(jié)距越短或越緊密(螺旋702a)，所反射的光的波長越短，并且節(jié)距越長(螺旋702b)，所反射的光的波長越長。此膜的正面和背面顯示不同的色澤。通過在膽留型液晶-聚合物界面處的漫射光散射和液滴中膽留型液晶軸線的隨機(jī)取向來在此膜中防止不同顏色之間的串?dāng)_。
[0039]可獲得并穩(wěn)定節(jié)距漸變，例如借助網(wǎng)狀聚合物或在膽留型液晶組合物中加入不可逆改變其螺旋扭轉(zhuǎn)力的手性摻雜劑。將此膜置于特別的紫外光下，由于吸收和散射引起的光衰減，導(dǎo)致手性摻雜劑的螺旋扭轉(zhuǎn)力從膜正面到背面發(fā)生變化。顏色漸變膜的產(chǎn)生可伴隨光聚合過程。
[0040]上述溫度響應(yīng)性材料可以圖案化，以顯示有利于識別接觸鏡片正常取向的數(shù)字、圖形或標(biāo)牌?？墒褂貌煌椒▽?shí)現(xiàn)圖案化。在優(yōu)選的示例性實(shí)施例中，透明、溫度不敏感的背景上的漫射光散射聚合物分散液晶材料的圖案化可以用傳播通過掩膜并投射到單體與液晶材料的混合物上的紫外光實(shí)現(xiàn)。為避免水蒸氣冷凝在低溫例如十五(15)攝氏度和持續(xù)的氮?dú)饬飨聦ι鲜鲆壕Р牧虾途酆衔锝M合物(N0A-65中的5CB)進(jìn)行聚合過程，從而形成所需強(qiáng)光散射圖案形式的聚合物分散液晶。在第二步中，將裝有混合物的小室的溫度升高到例如大于二十五(25)攝氏度，移除掩模，并使整個樣品置于紫外光下。因此，在第一步未置于光下的所有材料被聚合為透明聚合物膜，該膜在獨(dú)立于環(huán)境溫度下冷卻后仍然透明。作為另外一種選擇，如在光刻法中實(shí)踐的，可以沖洗掉材料的未聚合部分，使溫度敏感圖案完好無損。該聚合物分散液晶技術(shù)提供了制造簡單且便宜并且由漫射光散射引起的廣視角的優(yōu)點(diǎn)。膽留型液晶技術(shù)具有即使在低光條件下也可見的類似鏡面的反射及不同顏色均可行的優(yōu)點(diǎn)。
[0041]可獲得可見與不可見狀態(tài)之間的類似轉(zhuǎn)變，例如由于環(huán)境光對光響應(yīng)液晶材料的效應(yīng)。然而，與環(huán)境光不同，角膜提供受控良好的溫度環(huán)境，正常人的平均值為34.2攝氏度。這比接觸鏡片更可能插入眼睛中的室溫高出十(10)攝氏度，使得熱響應(yīng)性材料在大多數(shù)情形是優(yōu)選的。優(yōu)選溫度響應(yīng)性材料的原因還在于其與環(huán)境光中發(fā)生的過程相比的速度。
[0042]本發(fā)明涉及包括倒轉(zhuǎn)標(biāo)記層的接觸鏡片，所述倒轉(zhuǎn)標(biāo)記層具有當(dāng)鏡片離開或從眼睛中取出時可見并且當(dāng)鏡片在眼睛上時變得不可見的標(biāo)記。倒轉(zhuǎn)掩蔽層的光學(xué)性質(zhì)(其可包括顏色、光散射、光衍射和光反射)可至少部分地圖案化，以便輕松且清楚地識別接觸鏡片的正常和倒轉(zhuǎn)狀態(tài)。重要的是應(yīng)注意可以利用任何合適的圖案并且以不干擾光學(xué)件的任何合適位置結(jié)合到接觸鏡片的倒轉(zhuǎn)標(biāo)記層在其相對側(cè)可具有不同光學(xué)性質(zhì)?？赏ㄟ^多種因素或過程，包括通過從身體到接近角膜溫度的熱量、通過環(huán)境光以及通過從儲存溶液中取出接觸鏡片時改變濕度，來誘導(dǎo)從可見標(biāo)記到不可見標(biāo)記的轉(zhuǎn)變。
[0043]雖然本文說明了液晶材料和聚合物的多個例子，但重要的是應(yīng)注意可以利用任何數(shù)量的材料。例如，倒轉(zhuǎn)標(biāo)記膜可包含聚合物、液晶、染料、凝膠、聚合物分散液晶形式的聚合物與液晶的復(fù)合物、聚合物網(wǎng)狀液晶形式的聚合物與液晶的復(fù)合物、聚合物-液晶-聚合物序列形式的聚合物與液晶的復(fù)合物、以及含納米材料的復(fù)合物。
[0044]此外，為實(shí)現(xiàn)多種功能/效應(yīng)，可以控制或調(diào)節(jié)形成倒轉(zhuǎn)標(biāo)記層的材料的某些光學(xué)性質(zhì)，包括折射率、吸收、光學(xué)各向異性和光軸取向。例如，可以在三百(300)nm至一千(1000)nm的空間尺度中，以包括周期性、隨機(jī)性或它們的任何組合在內(nèi)的任何方式，調(diào)節(jié)這些性質(zhì)。在光學(xué)性質(zhì)調(diào)節(jié)中可以利用如膽留型液晶中的分子自排序過程、如聚合物分散液晶中的相分離過程、如全息聚合物分散液晶、聚合物-液晶-聚合物切片或聚合光柵中的光學(xué)記錄過程、以及印刷和光刻。
[0045]可以由多種過程和/或過程的組合，包括降低倒轉(zhuǎn)標(biāo)記層的光學(xué)性質(zhì)的調(diào)節(jié)的對比度最終得到光學(xué)均勻結(jié)構(gòu)，及將倒轉(zhuǎn)標(biāo)記層的光學(xué)性質(zhì)的調(diào)節(jié)的空間尺度改變?yōu)楦?通常低于三百(300)nm)或更大波長(通常甚至達(dá)八百(800)nm)，來促使或造成倒轉(zhuǎn)標(biāo)記的可見性與不可見性之間的變化。
[0046]倒轉(zhuǎn)標(biāo)記層可包括本文所述的薄膜并且還包括一個或多個保護(hù)層。所述一個或多個保護(hù)層自身可為薄膜。倒轉(zhuǎn)標(biāo)記層還可包含功能材料，包括光致變色材料和治療劑。
[0047]為了治療感染、炎癥、青光眼和其它眼病，常常需要將藥物施用至眼。藥物遞送的常規(guī)方法是通過局部應(yīng)用至眼的表面。眼獨(dú)特地適合藥物施用的該表面途徑，因?yàn)楫?dāng)藥物被適當(dāng)構(gòu)成時，藥物可滲透穿過角膜，在眼中上升至治療濃度水平，并且發(fā)揮它們的有益效果。實(shí)際上，目前滴眼劑占用于眼的藥物遞送方法的超過百分之九十五(95)?？诜蛲ㄟ^注射施用的用于眼的藥物是很少的，因?yàn)樗鼈円赃^低的濃度到達(dá)眼而無法具有所期望的藥理效果，或者因?yàn)樗鼈兊氖褂糜捎陲@著的全身性副作用而為復(fù)雜的。
[0048]盡管滴眼劑是有效的，但其仍然是粗糙的和低效的。當(dāng)?shù)窝蹌┬煨斓稳胙壑袝r，其通常滿溢結(jié)膜囊(其為眼與眼瞼之間的囊)，從而引起由于眼瞼邊緣溢流至面頰而導(dǎo)致的相當(dāng)大一部分的滴劑的損失。此外，在眼表剩余的相當(dāng)一大部分的滴劑被淚液沖離至淚液排出系統(tǒng)中，從而稀釋了藥物的濃度。不僅所述份額的藥物劑量在其可經(jīng)過角膜之前損失，而且該過量的藥物可能被帶入鼻部和咽部，所述過量的藥物在鼻部和咽部被吸收至體循環(huán)中，有時導(dǎo)致嚴(yán)重的全身性副作用。滲透角膜的滴眼劑中的小部分藥物產(chǎn)生初始峰值組織濃度，該初始峰值組織濃度比初始藥理效果所需的水平更高。該組織濃度隨后逐漸減小，使得直到下一滴眼劑到期之時，組織濃度和預(yù)期的藥理效果可能過低。
[0049]患者常常不按規(guī)定使用他們的滴眼劑，從而加劇了上述問題。通常，這種不良順從是由于由滴眼劑所引起的初始刺痛或灼熱感。當(dāng)然，在自己的眼中徐徐滴入滴眼劑可能是困難的，部分地是由于保護(hù)眼的正常反射。年長的患者可能由于關(guān)節(jié)炎、不穩(wěn)和下降的視力而具有徐徐滴入滴劑的附加問題，小兒和精神病患者群體同樣也面臨困難。因此，可以將用于治療任何數(shù)量病癥的任何數(shù)量治療劑結(jié)合到接觸鏡片，結(jié)合到倒轉(zhuǎn)標(biāo)記層，或兩者，以便治療這些病癥中的任何一種。正確結(jié)合的藥劑在給定時間段內(nèi)會以特定劑量從接觸鏡片流出以治療這些不同病癥。
[0050]盡管所示出并描述的據(jù)信是最為實(shí)用和優(yōu)選的實(shí)施例，但顯然，對所述和所示的具體設(shè)計和方法的變更對本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說不言自明，并且可在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下使用這些變更形式。本發(fā)明并非局限于所述和所示的具體構(gòu)造，而是應(yīng)該理解為與落入所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的全部修改形式相符。
【權(quán)利要求】
1.一種眼科鏡片，所述鏡片包括: 接觸鏡片，所述接觸鏡片由第一材料形成并且包括至少光學(xué)區(qū)和周邊區(qū)；和 結(jié)合到所述接觸鏡片的倒轉(zhuǎn)標(biāo)記，所述倒轉(zhuǎn)標(biāo)記包括被配置成在離開眼睛時可見并且在眼睛上時不可見的第二材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科鏡片，其中所述倒轉(zhuǎn)標(biāo)記包含液晶材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的眼科鏡片，其中所述液晶材料結(jié)合到所述接觸鏡片的所述周邊區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的眼科鏡片，其中所述液晶材料被圖案化，以便識別所述接觸鏡片的正常狀態(tài)與倒轉(zhuǎn)狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的眼科鏡片，其中所述液晶材料被配置為薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的眼科鏡片，其中所述液晶材料包括向列型液晶材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的眼科鏡片，其中所述向列型液晶材料被配置成使得通過施加溫度變化、光變化和濕度變化中的至少一種能夠誘導(dǎo)漫射光散射狀態(tài)與透明狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的眼科鏡片，其中所述液晶材料包括膽留型液晶材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的眼科鏡片，其中所述膽留型液晶材料被配置成使得通過施加溫度變化、光變化和濕度變化中的至少一種能夠誘導(dǎo)反射狀態(tài)與透明狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的眼科鏡片，其中所述液晶材料包括向列型液晶材料、膽甾型液晶材料、聚合物材料或它們的組合中的至少一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科鏡片，還包含至少一種治療劑，所述治療劑結(jié)合到所述接觸鏡片、所述倒轉(zhuǎn)標(biāo)記或所述接觸鏡片與所述倒轉(zhuǎn)標(biāo)記兩者中的至少一種。
12.—種鏡片,包括第一材料和由結(jié)合到所述第一材料的第二材料形成的標(biāo)記,所述第二材料被配置成通過施加溫度變化、光變化或濕度變化中的至少一種而在可見狀態(tài)與不可見狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)變。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鏡片，其中所述鏡片包括眼科鏡片。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鏡片，其中所述眼科鏡片包括接觸鏡片。
【文檔編號】G02C7/02GK103576338SQ201310329544
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】R.T.斯波丁, N.V.塔比里安 申請人:莊臣及莊臣視力保護(hù)公司