DE10064096A1 - Permanent hydrophilization of contact lenses involves forming a surface coating of diamond-like carbon in a reducing plasma containing a carbon source followed by treatment in oxidizing, oxygen-containing plasma - Google Patents
Permanent hydrophilization of contact lenses involves forming a surface coating of diamond-like carbon in a reducing plasma containing a carbon source followed by treatment in oxidizing, oxygen-containing plasmaInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dauerstabilen Hydrophilisierung einer Kontaktlinsenoberfläche sowie eine Silikon-Kontaktlinse mit einer derart stabilisierten hydrophilisierten Oberfläche.The invention relates to a method for permanently stable Hydrophilization of a contact lens surface as well a silicone contact lens with such a stabilized hydrophilized surface.
Silikon-Kontaktlinsen, z. B. aus Polydimethylsiloxan, ha ben gegenüber anderen Kontaktlinsenmaterialien, wie etwa Polymethylmethacrylat oder dgl., den Vorteil einer beson ders hohen Sauerstoffdurchlässigkeit, was eine aerobe Glykolyse im Hornhautepithel gewährleistet, ohne dass es dabei zu einer Hypoxie kommen kann. Der die Sauerstoff durchlässigkeit angebende DK-Wert kann 300 weit über schreiten. Unter dem DK-Wert versteht sich das Produkt von Diffusionskoeffizient und Löslichkeitskonstante von Sauerstoff im Polymer. Ferner besitzen Silikonkontaktlin sen eine überragende Bioverträglichkeit, sodass auch bei lang andauerndem Tragen der Kontaktlinse Hornhautreizun gen kaum vorkommen. Die Verformung von Silikonkontaktlin sen beim Tragen ist gering. Ferner sind sie ziemlich re sistent gegen die Anlagerung von Bakterien.Silicone contact lenses, e.g. B. from polydimethylsiloxane, ha compared to other contact lens materials such as Polymethyl methacrylate or the like, the advantage of a particular high oxygen permeability, which is an aerobic Glycolysis in the corneal epithelium ensures without it this can lead to hypoxia. The oxygen Permeable DK value can be well over 300 stride. The DK value is the product of diffusion coefficient and solubility constant of Oxygen in the polymer. They also have silicone contact lenses outstanding biocompatibility, so that also with long-term wear of the contact lens hardly ever occur. The deformation of silicone contactlin sen when wearing is low. Furthermore, they are quite right resistant to the accumulation of bacteria.
Nachteilig bei Silikon-Kontaktlinsen ist, dass deren Ba sismaterial per se eine außerordentlich stark hydrophobe Oberfläche hat und es zur Tröpfchenbildung der Tränen flüssigkeit kommt. Die Linse kann sich bei mangelhafter Benetzung auf der Hornhaut festsaugen, sodass sie nur noch mit Schwierigkeiten abgenommen werden kann. Die hy drophobe Oberfläche kann schnell eintrüben und ist im Übrigen schwer zu pflegen. A disadvantage of silicone contact lenses is that their ba sismaterial per se is an extremely strong hydrophobic Surface and it leads to droplet formation of the tears liquid is coming. The lens can become defective Tight wetting on the cornea so that it only can still be removed with difficulty. The hy drophobic surface can cloud quickly and is in Other difficult to maintain.
Silikon-Kontaktlinsen werden üblicherweise im Formguss verfahren hergestellt. Hierbei wird das zunächst noch flüssige Ausgangsmaterial in einen der späteren Linse entsprechend großen Topf gegeben, der eine der Augenkrüm mung angepasste konkave Bodenfläche aufweist. Nach Zugabe der Reaktionspartner wird ein Stempel aufgesetzt, welcher die innere, der Augenoberfläche zugewandte Krümmung defi niert (Kontaktlinsen-Rückfläche). Durch die Verwendung verschiedener Formwerkzeuge mit unterschiedlich gekrümm ten Böden und Stempeln mit unterschiedlich gekrümmten konvexen und konkaven Formen lassen sich auf diese Weise Kontaktlinsen mit unterschiedlichen Linsenstärken und un terschiedlichen Augenkrümmungen herstellen. Auf diese Weise sind alle beliebigen Kontaktlinsen je nach Bedarf herstellbar. Nach der Formung und Auspolymerisation/Vul kanisation der Kontaktlinsen werden diese mit Tetrahydro furan (THF) entfernt. Dieses THF muss nach der Entformung extrahiert werden. Danach wird die Linse in wässriger Lö sung im Ultraschall gewaschen und anschließend getrock net.Silicone contact lenses are usually molded process manufactured. This will be the first liquid starting material in one of the later lens given a correspondingly large pot, one of the eye crumbs mung adapted concave bottom surface. After encore a stamp is placed on the reaction partner, which the inner curvature facing the surface of the eye is defi niert (contact lens back surface). By using it different molds with different curvatures floors and stamps with different curvatures Convex and concave shapes can be created in this way Contact lenses with different lens powers and un different eye curvatures. To this Any contact lenses are as needed produced. After shaping and polymerization / vul The contact lenses are cannulated with tetrahydro furan (THF) removed. This THF must be removed from the mold be extracted. Then the lens is in aqueous solution solution washed with ultrasound and then dried net.
Da die so erhaltene Kontaktlinse äußerst hydrophobe Ober flächen hat, muss sie hydrophilisiert werden, um sie überhaupt tragen zu können.Because the contact lens thus obtained is extremely hydrophobic has areas, it must be hydrophilized to them to be able to wear at all.
So ist es beispielsweise bekannt Silikonkautschuklinsen mittels eines Tauchverfahrens zu beschichten. So ist z. B. von der Firma SurModics Inc., 9924 West 74th Street, Eden Prairie, MN 55344-3523 USA ein Verfahren zur Photo-copo lymerisation von Oberflächen, von Filmen und Membranen und zur Hydrophilierung von u. a. Silikon-Kontaktlinsen bekannt, wie sie in den WO 9734935 sowie WO 9716544 A1 beschrieben sind. For example, it is known to coat silicone rubber lenses by means of an immersion process. So z. B. from the company SurModics Inc., 9924 West 74 th Street, Eden Prairie, MN 55344 to 3523 USA a method of photo-copo lymerisation of surfaces of films and membranes and for hydrophilizing among others silicone contact lenses known as in WO 9734935 and WO 9716544 A1 are described.
Des weiteren ist das sogenannte Hydromer-Tauchverfahren (HYDROMER® coatings for medical devices; 35 Columbia Road, Branchburg, New Jersey 08876 USA) bekannt. Dabei werden mittels Beschichtungen mit Hydrogelpolymeren Oberflächen gleitfähig und teilweise antimikrobiell modifiziert (US 4,100,309; 4,119,094; 4,642,267; 4,769,013).Furthermore, the so-called hydromer immersion process (HYDROMER® coatings for medical devices; 35 Columbia Road, Branchburg, New Jersey 08876 USA). there are by means of coatings with hydrogel polymers Slippery surfaces and partly antimicrobial modified (US 4,100,309; 4,119,094; 4,642,267; 4,769,013).
Auch die chemische Modifizierung von Oberflächen mittels Gasbeflammung, Koronaentladung oder Plasmaanregung ist bekannt.Also the chemical modification of surfaces using Gas flame, corona discharge or plasma excitation is known.
Aus der U.S. 4,822,359 ist eine Polymethylmethacrylat (PMME)-Kontaktlinse bekannt, deren Oberflächen mit einer Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff (sogenannte Diamond-Like-Carbon- oder DLC-Schicht) beschichtet ist, mit dem Ziel, das Auge vor UV-Strahlung zu schützen. Die DLC-Schicht wird in einem Plasmabeschichtungsverfahren (PE-CVD-Verfahren oder Plasma Enhanced Chemical Vapour D eposition) in einem H2- und Kohlenwasserstoff-Gasplasma hergestellt. Derartige DLC-Schichten sind jedoch hydro phob.From US 4,822,359 a polymethyl methacrylate (PMME) contact lens is known, the surfaces of which are coated with a layer of diamond-like carbon (so-called diamond-like carbon or DLC layer) with the aim of protecting the eye from UV radiation , The DLC layer is produced in a plasma coating process (PE-CVD process or plasma enhanced chemical vapor deposition) in an H 2 and hydrocarbon gas plasma. However, such DLC layers are hydro phobic.
In der Medizintechnik ist es ferner bekannt, silikoni sierte Oberflächen mit einer DLC-Schicht zu vergüten, etwa um die Kratzfestigkeit des Materials oder Lösungs mittelbeständigkeit zu verbessern, oder um die an sich sehr hohe Gasdurchlässigkeit von Silikon zu reduzieren. Diese Schichten sind deutlich dicker als 50 nm.In medical technology, it is also known to be silicone coated surfaces with a DLC layer, about the scratch resistance of the material or solution to improve medium durability, or to improve the per se to reduce the very high gas permeability of silicone. These layers are significantly thicker than 50 nm.
Hausinterne Versuche, eine Silikon-Kontaktlinse mit einer hydrophilen Beschichtung zu versehen, insbesondere durch Plasmapolymerisation mit HMDS/HMDS-O(HMDS = Hexamethy lendisilazan und HMDS-O = Hexamethylendisiloxan) ergaben Linsen, die entweder optisch nicht zufriedenstellend oder nicht lagerstabil waren. Eine Plasmabehandlung mit Sau erstoff oder Edelgasen allein führte zwar zu kurzzeitig hydrophilen Kontaktlinsen, die jedoch ihre guten Benet zungseigenschaften innerhalb weniger Tage, spätestens nach vier Wochen Lagerung, um mehr als 70% wieder ver loren.In-house attempts to use a silicone contact lens with a to provide hydrophilic coating, in particular by Plasma polymerisation with HMDS / HMDS-O (HMDS = Hexamethy lendisilazane and HMDS-O = hexamethylene disiloxane) Lenses that are either optically unsatisfactory or were not stable in storage. A plasma treatment with sow raw material or noble gases alone led to short-term hydrophilic contact lenses, however, their good benet properties within a few days, at the latest after four weeks of storage, more than 70% ver lost.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzu geben, welches für eine dauerhaft haltbare Hydrophilität der Kontaktlinsenoberfläche sorgt. Darüber hinaus soll das Verfahren die Sauerstoffdurchlässigkeit der Linse nicht oder nur geringfügig behindern. Die so erhaltenen Linsen sollen auch einen hohen Tragekomfort aufweisen und über lange Zeit durchgehend getragen werden können.The object of the invention is therefore to initiate a method give which for a durable hydrophilicity the contact lens surface. Beyond that the procedure the oxygen permeability of the lens not or only slightly hinder. The so obtained Lenses should also have a high level of comfort and can be worn continuously for a long time.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur Oberflä
chenvergütung einer Kontaktlinse, insbesondere einer Si
likon-Kontaktlinse, mit einer Schicht aus diamantartigem
Kohlenstoff (DLC) vorgeschlagen, welches die Schritte um
fasst:
To achieve the object, a method for surface coating of a contact lens, in particular a silicon contact lens, with a layer of diamond-like carbon (DLC) is proposed, which comprises the steps of:
- a) Behandeln der Kontaktlinsenoberfläche in einem redu zierenden, einen Kohlenstoff liefernden Agens enthalten den Plasma unda) Treating the contact lens surface in a redu ornamental, a carbon-providing agent the plasma and
- b) Nachbehandeln der Kontaktlinsenoberfläche in einem oxidierenden, sauerstoffhaltigen Plasma.b) post-treatment of the contact lens surface in one oxidizing, oxygen-containing plasma.
Die resultierende Kontaktlinse ist über Monate hinweg dauerhaft hydrophil, zeigt eine hohe Sauerstoffdurchläs sigkeit und weist darüber hinaus auch eine gegenüber me chanischen Einwirkungen widerstandsfähige Oberfläche auf.The resulting contact lens lasts for months permanently hydrophilic, shows a high oxygen permeability liquidity and also points one towards me surface resistant to mechanical influences.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass mit dem erfin dungsgemäßen Verfahren die Sauerstoffdurchlässigkeit der Linsen so wenig behindert wird, dass selbst die hohe Sau erstoffdurchlässigkeit von Silikon-Kontaktlinsen nicht beeinträchtigt wird.Surprisingly, it was found that with the inventions method according to the invention the oxygen permeability Lentils are hindered so little that even the tall pig non-permeability of silicone contact lenses is affected.
Außer für Silikon-Kontaktlinsen ist dieses Beschichtungs verfahren auch für flexibel harte Kontaktlinsen aus ande ren Polymermaterialien verwendbar, wie etwa duroplasti sche Werkstoffe. Auch diese Linsen verfügen häufig über nur schwach benetzbare Linsenoberflächen, sodass auch dort eine Hydrophilisierung notwendig ist. Gerade weil bei diesen anderen Kontaktmaterialien die Sauerstoff durchlässigkeit nicht so hohe Werte erreicht wie bei Si likonmaterial, aber dennoch für den Gasaustausch auf der Corneaoberfläche wichtig ist, muss besonders darauf ge achtet werden, dass die hydrophilisierende Beschichtung die Sauerstoffdurchlässigkeit nicht beeinträchtigt.Except for silicone contact lenses, this is coating procedure also for flexible hard contact lenses from others Ren polymer materials such as thermosets can be used materials. These lenses also often have only slightly wettable lens surfaces, so too where hydrophilization is necessary. Especially because with these other contact materials the oxygen permeability does not reach as high values as with Si silicone material, but still for gas exchange on the Cornea surface is important, must be particularly ge be careful that the hydrophilizing coating does not affect oxygen permeability.
In dem ersten Schritt a) wird eine Plasmapolymerschicht aufgelagert, die ein Nano-Diamant-Cluster mit flexibler Kette ausbildet. In dem zweiten Schritt b) wird die so erhaltene DLC-Schicht oxidierend nachbehandelt, wodurch die Benetzbarkeit der Kontaktlinsenoberfläche dauerhaft verbessert wird.In the first step a), a plasma polymer layer which is a nano-diamond cluster with flexible Chain forms. In the second step b) DLC layer obtained after-treated oxidizing, whereby the wettability of the contact lens surface permanently is improved.
Als im erfindungsgemäßen Verfahren Kohlenstoff liefernde Agentien können alle Kohlenstoff enthaltenden Quellen verwendet werden, die unter den angewendeten reduzieren den Bedingungen im Plasma Nano-Diamant-Cluster ausbilden, wie beispielsweise CO, CO2 und insbesonders Kohlenwasser stoffe. Die Kohlenwasserstoffe können aliphatisch und/oder aromatisch sein.As carbon-providing agents in the process according to the invention, all carbon-containing sources can be used which, under the reduced conditions used, form nano-diamond clusters in the plasma, such as CO, CO 2 and in particular hydrocarbons. The hydrocarbons can be aliphatic and / or aromatic.
Vorzugsweise werden jedoch aliphatische Kohlenwasserstof fe verwendet, wobei kurzkettige Kohlenwasserstoffe wie Methan und/oder Acetylen besonders bevorzugt sind. Es hat sich ebenfalls als vorteilhaft erwiesen dem in Schritt a) verwendeten Plasma zusätzlich H2 oder/und Edelgase, vor zugsweise Argon zuzusetzen.However, aliphatic hydrocarbons are preferably used, with short-chain hydrocarbons such as methane and / or acetylene being particularly preferred. It has also proven to be advantageous to additionally add H 2 and / or noble gases to the plasma used in step a), preferably before argon.
Das in Schritt b) verwendete Plasmagas kann, zusätzlich zum Sauerstoff, ebenfalls Kohlenwasserstoffe oder/und Edelgase enthalten, wobei der Einfachheit halber und um den apparativen Aufwand zu reduzieren, es bevorzugt ist die gleichen Gase wie in Schritt a) zu verwenden.The plasma gas used in step b) can, in addition to oxygen, also hydrocarbons or / and Noble gases contain, for simplicity and around to reduce the expenditure on equipment, it is preferred to use the same gases as in step a).
Die optischen Eigenschaften der Schicht werden besonders gut, wenn die zur Anregung des Plasmas verwendete Energie in Schritt a) größer ist als in Schritt b) oder/und der Schritt a) länger durchgeführt wird als Schritt b).The optical properties of the layer become special well if the energy used to excite the plasma in step a) is greater than in step b) or / and the Step a) is carried out longer than step b).
Um die Kontaktlinse beidseitig zu vergüten, besteht die Möglichkeit, dass in einer ersten Folge der Schritte a) und b) die eine Kontaktlinsenseite vergütet wird, dann die Kontaktlinse umgedreht und sodann in einer zweiten Folge der Schritte a) und b) die zweite Seite der Kon taktlinse vergütet wird.In order to temper the contact lens on both sides, there is the Possibility that in a first sequence of steps a) and b) the one lens side is then reimbursed the contact lens turned over and then in a second Follow steps a) and b) the second side of the con tact lens is remunerated.
Alternativ besteht die Möglichkeit, zunächst beide Seiten der Kontaktlinse nacheinander gemäß Schritt a) zu behan deln, und dann beide Seiten nacheinander gemäß Schritt b).Alternatively, there is the option of both sides first to treat the contact lens one after the other according to step a) deln, and then both sides in sequence according to step b).
Eine besonders gute Sauerstoffdurchlässigkeit wird übli cherweise mit einer Schicht von nur 5 bis 50 nm Dicke, vorzugsweise 10 bis 30 nm Dicke erhalten. Es sind jedoch auch dickere Schichten möglich ohne die Sauerstoffdurch lässigkeit merklich zu behindern. A particularly good oxygen permeability becomes common usually with a layer of only 5 to 50 nm thickness, preferably 10 to 30 nm thick. However, there are thicker layers are also possible without the oxygen through to noticeably hinder casualness.
Es hat sich im erfindungsgemäßen Verfahren als vorteil haft erwiesen, als Basismaterial zur Herstellung des Kon taktlinsenkörpers Materialien mit einem geringen Gehalt an Pt zu verwenden. Vorzugsweise liegt der Gehalt an Pt unter 20 ppm, insbesonders < 10 ppm, wobei Pt-Gehalte von < 5 ppm besonders bevorzugt sind. Derartige Materialien werden als medical grade vertrieben und sind als Silikone beispielsweise von Bayer, Deutschland oder von Nusil Technology, Deutschland erhältlich.It has proven to be advantageous in the method according to the invention proven as the basic material for the production of the Kon tactile lens materials with a low content to use on Pt. The Pt content is preferably below 20 ppm, in particular <10 ppm, with Pt contents of <5 ppm are particularly preferred. Such materials are sold as medical grade and are as silicones for example from Bayer, Germany or from Nusil Technology, Germany available.
Des weiteren hat es sich als vorteilhaft erwiesen eventu elle Verunreinigungen und/oder nicht oder nicht vollstän dig polymerisierte niedermolekulare Komponenten aus der Linse nach Polymerisation bzw. Vulkanisation zu entfer nen. Diese Entfernung erfolgt zweckmäßigerweise vor der erfindungsgemäßen DLC-Beschichtung und wird vorzugsweise mittels einer Extraktion durchgeführt. Geeignete Extrak tionsmittel sind vom Fachmann leicht zu ermitteln und sind insbesonders Flüssigkeiten bzw. fluide Mischungen, in denen sich die Verunreinigungen gut lösen. Ein insbe sonders für Silikonlinsen geeignetes Extraktionsfluid ist Wasser und Tetrahydrofuran, die mehrstufig entweder nacheinander oder auch als Gemisch verwendet werden.Furthermore, eventu has proven to be advantageous all impurities and / or not or not completely dig polymerized low molecular weight components from the Lens removed after polymerization or vulcanization NEN. This removal is conveniently done before DLC coating according to the invention and is preferred carried out by means of an extraction. Suitable extract agents are easy to determine and by the specialist are especially liquids or fluid mixtures, in which the impurities dissolve well. An esp extraction fluid is particularly suitable for silicone lenses Water and tetrahydrofuran, the multi-stage either can be used in succession or as a mixture.
Erfindungsgemäß hat es sich als zweckmäßig erwiesen die Extraktion in einem Ultraschallbad durchzuführen. Prinzi piell sind jedoch auch andere Extraktionsverfahren wie z. B. Erwärmen und/oder Rühren der Extraktionslösung, ggf. sogar unter Rückfluss möglich.According to the invention, it has proven to be expedient Perform extraction in an ultrasonic bath. Prinzi However, other extraction methods such as z. B. heating and / or stirring the extraction solution, if necessary even possible under reflux.
Die Erfindung betrifft auch eine Kontaktlinse wie sie mit dem zuvor beschriebenen Verfahren erhalten wird.The invention also relates to a contact lens as used with the method described above is obtained.
Die Erfindung wird nun in Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described in exemplary embodiments of the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch die Ober fläche einer Silikon-Kontaktlinse, versehen mit einer er findungsgemäßen DLC-Beschichtung; und Figure 1 is a schematic cross section through the upper surface of a silicone contact lens, provided with a DLC coating according to the invention. and
Fig. 2 ein Diagramm, aus der die Dauerhaltbarkeit der hydrophilisierten Oberfläche ersichtlich ist, wobei die Abszisse die Aufbewahrungszeit und die Ordinate den Was serkontaktwinkel als Maß für die Hydrophilisierung zeigt, sie entspricht der folgenden Tabelle 1. Fig. 2 is a diagram from which the durability of the hydrophilized surface can be seen, the abscissa shows the storage time and the ordinate shows the water contact angle as a measure of the hydrophilization, it corresponds to the following Table 1.
Die DLC-Schicht wird auf die Oberfläche von Silikonkau tschuk-Kontaktlinsen vorzugsweise unter Verwendung hoch reiner Ausgangskomponenten mit einem extrem geringen Ka talysatorgehalt aufgebracht. Im vorliegenden Beispiel wurden die Linsen unter Verwendung von 1 Gewichtsteil Si likonkomponente B500A der Firma GE Bayer Silicones und 1 Gewichtsteil der zugehörigen Silikonkomponente B500B ver mischt, und in einer Abformanlage unter Verwendung von Formwerkzeugen für eine sphärische Kontaktlinse im Be reich von +40 bis -40 dpt abgeformt. Nach der Dosierung des Flüssigsilikonkautschuks erfolgte die Vulkanisation innerhalb von 45 Minuten bei 110°C in einem Wärmeofen. Anschließend wurden die Linsen abgekühlt und entformt.The DLC layer is applied to the surface of silicone chew Tschuk contact lenses preferably using high pure starting components with an extremely low Ka catalyst content applied. In the present example the lenses were made using 1 part by weight of Si silicone component B500A from GE Bayer Silicones and 1 Part by weight of the associated silicone component B500B ver mixes, and in an impression system using Molding tools for a spherical contact lens in the case range from +40 to -40 dpt. After dosing The vulcanization of the liquid silicone rubber took place within 45 minutes at 110 ° C in a heating oven. The lenses were then cooled and demolded.
Um Verunreinigungen oder niedermolekulare Komponenten zu entfernen, folgte vorzugsweise eine mehrstufige Extrak tion in Tetrahydrofuran und deionisiertem Wasser. Das so erhaltene Material ist rein aliphatisches Polydimethylsi loxan. Anschließend wurden die Linsen zur Beschichtung trocken vorbereitet.To avoid impurities or low molecular weight components remove, followed preferably a multi-stage extract tion in tetrahydrofuran and deionized water. That so material obtained is purely aliphatic polydimethylsi Loxan. Then the lenses were used for coating prepared dry.
Zur haftfesten hydrophilen Beschichtung der wie oben vor behandelten Silikonlinsen mit einer DLC-Schicht wurden diese in eine Hochfrequenzhohlkathoden-Plasmabeschich tungsanlage, Modell PlasCon HCD der Firma PlasmaConsult GmbH gegeben. Hierzu wurden die Silikon-Linsen manuell mittels Pinzette mit der konkaven Fläche nach oben auf den Probenträger gelegt. Die Vakuumkammer der Anlage wur de verschlossen und auf 0,2 mbar evakuiert. Sodann begann die prozessgesteuerte Beschichtung der konkaven Linsen fläche. Hierzu wurde die Linsenoberfläche mit Edelgas, z. B. Argon, angeregt und mit 30 sccm (Standard-cm3). Me thanplasma unter einer Leistung von 40 W innerhalb von 5 Minuten und einer Anregungsfrequenz von 13,56 MHz be schichtet (Fig. 1). Gleich im Anschluss erfolgte ein zweiter Prozessschritt, ebenfalls mit einem Argonstrom und 30 sccm Methan, jedoch zusätzlich mit 20 sccm Sau erstoff bei einer Leistung von 10 W über 2 Minuten. For the adherent, hydrophilic coating of the silicone lenses treated as before with a DLC layer, these were placed in a high-frequency hollow cathode plasma coating system, model PlasCon HCD from PlasmaConsult GmbH. For this purpose, the silicone lenses were placed manually on the sample holder with tweezers with the concave surface facing upwards. The vacuum chamber of the system was closed and evacuated to 0.2 mbar. Then the process-controlled coating of the concave lens surface began. For this purpose, the lens surface with noble gas, e.g. B. Argon, excited and with 30 sccm (standard cm 3 ). Me thanplasma coated under a power of 40 W within 5 minutes and an excitation frequency of 13.56 MHz ( Fig. 1). This was followed immediately by a second process step, also with an argon stream and 30 sccm methane, but additionally with 20 sccm oxygen at a power of 10 W for 2 minutes.
Dieser zweistufige Prozess wurde nach manuellem Umdrehen der Linsen um 180°C für die konvexe Linsenfläche noch einmal wiederholt.This two-step process was made after manual flipping of the lenses by 180 ° C for the convex lens surface repeated once.
Anschließend konnten die Linsen entnommen und in physio logischer Kochsalzlösung eingelagert werden. Die Dicke der DLC-Schicht auf der Linsenoberfläche betrug jeweils 10 bis 30 nm. Mit einer solchen Beschichtungsanlage las sen sich chargenweise maximal 100 bis 150 Kontaktlinsen pro Stunde beschichten.Then the lenses could be removed and placed in physio logical saline solution. The fat the DLC layer on the lens surface was in each case 10 to 30 nm. Read with such a coating system 100 to 150 contact lenses in batches coat per hour.
Das Plasmabeschichtungsverfahren erlaubt das Aufbringen einer gleichmäßig dicken Schicht auch auf nicht planaren bzw. kompliziert geformten Substraten, wie etwa Kontakt linsen. Beim sogenannten "kalten Plasma" erfolgt die Ab lagerung mit hohen Raten bei niedrigen Temperaturen wäh rend der Beschichtung. Die resultierende Schicht bildet bei exzellenter optischer Transparenz eine hydrophile Oberfläche, sodass die Silikon-Kontaktlinsen auch bei Raumtemperatur Langzeit-lagerfähig sind und auch mechani schen Belastungen Stand hält, wie etwa der manuellen Lin senpflege mit geeigneten Pflegemitteln. Die hohe Gas durchlässigkeit des Silikonsubstrats wird durch die Be schichtung nicht beeinträchtigt.The plasma coating process allows the application a uniformly thick layer even on non-planar or complicated shaped substrates, such as contact lenses. With the so-called "cold plasma", the Ab occurs Storage at high rates at low temperatures during the coating. The resulting layer forms a hydrophilic with excellent optical transparency Surface, so that the silicone contact lenses also Room temperature are long-term storable and also mechani withstands loads such as the manual Lin Sen care with suitable care products. The high gas permeability of the silicone substrate is determined by the Be stratification not affected.
Die Schichtdicke beträgt 10 bis 50 nm, bevorzugt im Be reich von 25 bis 45 nm, wobei sich eine durchgehende Schichtdicke von ca. 35 nm als besonders vorteilhaft er wiesen hat nach dem Wunsch, einerseits die Oberflächen vergütung der Kontaktlinse hart und dauerhaft zu machen, andererseits aber die Sauerstoffdurchlässigkeit nicht zu beeinträchtigen. The layer thickness is 10 to 50 nm, preferably in the loading range from 25 to 45 nm, with a continuous Layer thickness of approximately 35 nm is particularly advantageous has according to the desire, on the one hand, the surfaces to make the contact lens compensation hard and permanent, on the other hand, the oxygen permeability does not increase affect.
Die erfindungsgemäß hergestellten Kontaktlinsen haben dauerhaft hydrophile Eigenschaften und sind in beliebigen wässrigen Aufbewahrungslösungen, wie etwa konservierter physiologischer Kochsalzlösung, oder üblichen Aufbewah rungslösungen für harte Kontaktlinsen Langzeit-lagerfäh ig. Jedoch sollten diese Lösungen keine organischen Lö sungsmittelanteile besitzen, da beispielsweise Silikon linsen darin aufquellen und die Beschichtungsstruktur be lastet wird. Die erfindungsgemäßen Linsen können indivi duell bis zu ca. 4 Wochen durchgehend getragen werden.The contact lenses produced according to the invention have permanently hydrophilic properties and are in any aqueous storage solutions, such as preserved ones physiological saline, or usual storage solutions for hard contact lenses Long-term storage ig. However, these solutions should not contain organic solvents Ownership of solvent because, for example, silicone swell the lenses and the coating structure is burdened. The lenses according to the invention can be individually duels can be worn continuously for up to approx. 4 weeks.
Die erfindungsgemäß beschichteten Kontaktlinsen, insbe sonders diejenigen aus Silikon, behalten ihre extreme Gasdurchlässigkeit bei besten hydrophilen Oberflächenei genschaften, ohne die Basiseigenschaften der Linsen zu gefährden, wie deren Formstabilität, Rückprallelastizi tät, Reißfestigkeit, optische Transparenz sowie optische Abbildungseigenschaften. Zusätzlich macht die DLC-Schicht die Silikon-Linsen biokompatibel, ohne Neigung zu einer Corneaadsorption, hohen Ablagerungsraten von etwa Pro tein- und Lipidstrukturen des Tränenfilms auf der Linsen oberfläche und dgl. Im Unterschied zu sogenannten Hydro gel-Kontaktlinsen benötigen die erfindungsgemäß herge stellten Linsen nur eine geringe Menge Tränenflüssigkeit, um die Oberfläche zu benetzen. All dies bewirkt einen au ßergewöhnlichen Tragekomfort, so dass die Linsen über lange Zeit dauerhaft im Auge getragen werden können.The contact lenses coated according to the invention, in particular especially those made of silicone keep their extreme Gas permeability with the best hydrophilic surfaces properties without the basic properties of the lenses endanger, such as their dimensional stability, rebound resilience strength, tear resistance, optical transparency and optical Imaging properties. In addition, the DLC layer does the silicone lenses are biocompatible, without inclination to one Corneal adsorption, high deposition rates of approximately Pro complexion and lipid structures of the tear film on the lenses surface and the like. In contrast to so-called hydro Gel contact lenses require the herge according to the invention lenses provided only a small amount of tear fluid, to wet the surface. All of this causes an au Exceptional comfort, so that the lenses over can be worn permanently in the eye for a long time.
Ein Diagramm für den Vergleich der Stabilität unter schiedlicher Oberflächenbehandlungen an Silikonkautschuk linsen ist in Fig. 2 dargestellt, wobei auf der Abszisse die Aufbewahrungszeit in Tagen bei 23°C angegeben ist und auf der Ordinate der Wasserkontaktwinkel in Grad. Als Kontaktwinkel wird dabei der Winkel verstanden, der zwischen der Oberfläche der Kontaktlinse und der Oberflä chentangente an der Basis eines daran haftenden Wasser tröpfchens, gemessen an der Tröpfcheninnenseite, gebildet wird. Ganz oben (Kurve A) ist der Wasserkontaktwinkel ei ner unbehandelten Silikon-Kontaktlinse angegeben. Er be trägt konstant ca. 120°. Die mittlere Kurve B betrifft ausschließlich im Sauerstoffplasma hydrophilisierte Kon taktlinsen, die nach der Plasmabehandlung mit einer phy siologischen Kochsalzlösung behandelt und darin aufbe wahrt wurden. Auch hier erhöht sich der Wasserkontaktwin kel langsam und erreicht nach längerer Lagerzeit wieder einen Wert im Bereich zwischen 90 und 100°. Die untere Kurve C betrifft erfindungsgemäß DLC-beschichtete Sili kon-Kontaktlinsen. Diese Kurve zeigt eine sehr viel lang samere Zunahme des Wasserkontaktwinkels, der sich auf einen sehr viel niedrigeren Bereich zwischen 50 und 60E einstellt und auch nach sehr langer Aufbewahrungszeit über mehr als 100 Tage im Wesentlichen erhalten bleibt.A diagram for the comparison of the stability under different surface treatments on silicone rubber lenses is shown in FIG. 2, the storage time in days at 23 ° C. being indicated on the abscissa and the water contact angle in degrees on the ordinate. The contact angle is understood to be the angle formed between the surface of the contact lens and the surface tangent at the base of a water droplet adhering to it, measured on the inside of the droplet. At the very top (curve A) is the water contact angle of an untreated silicone contact lens. It is constantly about 120 °. The middle curve B relates exclusively to contact lenses hydrophilized in the oxygen plasma, which were treated with a physiological saline solution after the plasma treatment and stored therein. Here, too, the water contact angle increases slowly and after a longer storage period reaches a value in the range between 90 and 100 °. The lower curve C relates to DLC-coated silicone contact lenses according to the invention. This curve shows a much slower increase in the water contact angle, which adjusts to a much lower range between 50 and 60E and is essentially retained even after a very long storage period of more than 100 days.
Claims (14)
- a) Behandeln der Kontaktlinsenoberfläche in einem reduzierenden, eine Kohlenstoffquelle enthaltenden Plasma und
- b) Nachbehandeln der Kontaktlinsenoberfläche in einem oxidierenden, sauerstoffhaltigen Plasma.
- a) treating the surface of the contact lens in a reducing plasma containing a carbon source and
- b) post-treatment of the contact lens surface in an oxidizing, oxygen-containing plasma.
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