DE1504104A1 - Verfahren zur Herstellung von weichen Kontaktlinsen mit genau begrenztem,duennem,scharfem Rand - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von weichen Kontaktlinsen mit genau begrenztem, dünnem, scharfem Rand Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kontaktlinsen aus hydrophilem Werkstoff durch Polymerisationsguß in rotierenden Formen nach Patent.....
• (Patentanmeldung P 15 04 082. 1).
• Es ist bekannt, Kontaktlinsen bzw. Äugenhaftschalen audiiydrokolloidalen Stoffen herzustellen, wobei die Linsen durch Polymerisationsguß von Monomeren in Glas formen hergestellt werden. Obwohl derart erzeugte Linsen grundsätzlich höchst vorteilhaft verwendbar sind, sind sie noch nachteilig insoweit, als sie einen groben, unregelmäßigen Rand aufweisen, der dadurch entsteht, daß es bei der Polymerisation zur Kontraktiqn der polymerisierenden Lösung kommt. Mit dem vorstehend geschilderten Gußverfahren in festenFormen kann dieser Nachteil auch bei größter Genauigkeit der Form und höchster Sorgfalt beim Gießen nicht vermieden werden. Denn die Formen dürfen zunächst nicht dicht aufeinanderliegen, sondern es muß zwischen den beiden Teilen der Form ein kleiner Zwischenraum bestehen, der dann während der Polymerisation durch äußere Druckwirkung entsprechend der Kontraktion der Masse verringert werden kann.
• Der entstandene grobe, unregelmäßige Rand, der überdies noch' scharfkantig sein kann, reizt jedoch beim Auflegen der' Linse die Augenlider. Unter Umständen können die Linsen sogar an den Lidern hängen bleiben, so daß sie aus der zentralen Stellung verschoben werden. Die Unregelmäßigkeiten der Randbereiche sind jedoch so klein, daß sie durch Schleifen nicht beseitigt werden können, insbesondere* da ja die Hydrogele weich und zäh sind. daher Ganz allgemein ist es daher anstrebenswert, bei Kontaktlinsen die Linsenränder schneidenförmig auszubilden. Dies ist jedoch bei Glas oder sehr harten Plasten nicht möglich, da eine derartige Schneide das Auge in diesem Fall gefährden wurde. Bei der Verwendung hydrophiler Gele, beispielsw. eise hydrophiler Polymethakrylate ist diese Gefahr aufgrund der Weichheit der Linse nicht gegeben.
• Es ist nun bekannt (US-Patent 3 010 153), daß man paraboishe Oberflächen bei erstarrungsfähgen Flüssigkeiten dadurch erzeugen kann, daß man die Flüssigkeit während des Erstarrungsvorganges in Rotation versetzt.
• Die Brennweite des entstehenden Paraboloids ist dann unter anderem wesentlich von der Rotationsgeschwindigkeit der Form abhängig.
• Die Verwendung dieses Verfahrens für die Her.telung von Kontaktlinsen stieß jedoch insoweit auf Vorurteile, als bei Kontaktlinsen die Durchmesser üblicherweise nur wenig mehr als iOmm betragen, so daß die Oberflächenkräfte der Flüssigkeit in der gleichen Größenordnung wie die das raraboloid erzeugenden Zentrifugalkräfte liegen. Die Oberflächenkräfte bei der Herstellung von Kontaktlinsen in der geschilderten Art sind so groß, daß sie auch bei völlig unbewegter Form die Oberfläche des erstarrenden Polymerisationsansatzes konkav verkrümmen. Durch die Kenntnis dessen war die Fachwelt der' Auffassung, daß eine Oberfläche mit einer Reproduzierbarkeit in der Genauigkeit, wie aies für optische Linsen benötigt wird; mit dem Rotationsverfahren, welches nur für-ObJekte großer Durchmesser (etwa im) bekannt war, nicht herzustellen ist.
• Gemäß dem Hauptpatent wurde dieses Voruteil überwunden und es wurde vorgeschlagen, bei der Herstellung von Kontaktlinsen aus spärlich vernetzten, weichen hydrophilen Gelen durch Kopolymerisation von Lösungen ungesättigter Monomerer in der bekannten Weise zunächst den Polymerisationsanasatz in eine Form einzubringen, deren innere Oberfläche der Gestalt der einen Fläche der fertigen Kontaktlinse entspricht, und dann die Form bis zum Festwerden der Lösung in Rotation zu versetzen, wobei die Rotationsgeschwindigkeit auf die angestrebte Krümmung der anderen Fläche der Kontaktlinse eingestellt wird.
• Die Kontaktlinsen werden also aus quellfähigen Hydrogelen so hergestellt, daß das flüssige Gemisch der Ausgangsstoffe, aus denen durch eine geeignete Polyreaktion das Hydrogel synthetisiert wird, im Verlaufe der Synthese in einer konkaven Porm rotiert, deren Boden der äußeren Fläche der zukünftigen Linse entspricht, bis das sich bildende Hydrogel eine feste Gestalt annimmt. Durch mix gemeinsame Wirkung der Oberflächenkräfte und der Zentrifugalkraft bildet sich die innere Fläche der Linse aus. Die optische Stärke richtet sich dabei hauptsächlich nach der Gestalt und dem Durchmesser des Bodens der Form, der Drehzahl, der Neigung der Drehachse, der Dichte der polymerisierenden Flüssigkeit, dem Benetzungswinkel usw.
• Mit diesem Verfahren wird eine Linse hergestellt, die einen können, geraden Rand ohne jede zusätzliche besondere Bearbeitung aufweist.
• Das Verfahren nach dem Hauptpatent ist jedoch noch insoweit nachteilig, als sich ein gewisser Ausschuß bei den Erzeugnissen dadurch ergibt, daß die Oberfläche der konkaven, rotierenden Form infolge der Oberflächenerscheinungen an der Grenzlinie von Flüssigkeit und Form nicht bis zu einer genauen, einheitlichen Höhe benetzt ist. Insbesondere bei einer wirtschaftlich erwinschten, schnellen Polymerisation stellt sich der Benetzungswinkel an dieser Grenzlinie in der Regel langsamer ein als der Polymerisationsprozeß verläuft, so daß in dem Erzeugnis ein TJnwuchtzustand festgehalten wird, der von der Art der Benetzung der Form beim Einbringen der. dosierten Menge abhängt. Außerdem hängt der Benetzungswinkel außerordentlich stark von den kleinsten Verunreinigungen ab, die an der Wand der Form anhaften können.
• Es kann zum Beispiel vorkommen, daß beim Dosieren und Rühren der Mischung in der Form das Gemisch über die Grenzlinie, die-bei gegebener Gestalt der Form und vorgegebener Rotationsgeschwindigkeit der Gleichgewichtslinie entspricht, hinausgetragen wird. Dann fließt jedoch der Flüssigkeitsfilm, der huber dieser Grenzlinie anhaftet, nicht rasch genug herab und bleibt an der Kontaktlinse gewöhnlich in unregelmäßiger Breite erhalten. Dadurch kann wiederum die Hornhaut gereizt werden, Außerdem legt sich der Rand, da er in der Regel sehr dünn ist, leicht um oder reißt abn wodurch an der angerissenen Stelle der Riß leicht infolge der geringen strukturellen Festigkeit der Gelmasse in die Linse fortschreiten kann. Abgesehen davon macht die Randungenauigkeit auch optisch einen ungünstigen Eindruck.
• Wenn es nun aber vorkommt, daß das Gemisch im Blussigen Zustand unterhalb der Gleichgewichtsgrenzlinie steht, dann schreitet die Front der Grenzlinie der Flüssigkeit bei der Rotation gewöhnlich mit ungleichmäßiger Geschwindigkeit zur Gleichgewichtslinie hin, was stich bei rasch verlaufender Polymerisation wiederum als Unregelmäßigkeit des Randes auswirkt.
• Die vorstehend gebrannten Fehler lassen sich einigermaßen nur dadurch beseitigen, daß die Polymerisationsdauer erheblich verlängert wird, was jedoch vom wirtsohaftlichen Standpunkt her unerwünscht ist.
• Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß bei einem Verfahren der eingangs geschilderten Art Formen verwendet werden, welche im Bereich des gewünschten Linsenrandes eine scharfe Kante aufweisen* Diese Kante ist fEw die Flüssigkeit ein so wirksames Hindernis, daß es zu einem Überschreiten der Kante nur in den seltensten Fällen kommen kann. Ein erschreiten der Kante tritt praktisch nur dann auf, wenn das Gemisch in einer VQrForm ohne Kante erheblich höher steigen würde.
• Bei Verwendung der Form in der erfindungsgemäßen Art ist es dann möglich, das eingebrachte Gemisch vorübergehend durch erhöhte Rotationsgeschwindigkeit am ganzen Umfang bis zur Kante zu bringen und dann durch Vermindern der Rotationsgeschwindigkeit auf das erforderliche Maß die definitive Gestalt der Oberfläche der Linse auszubilden.
• Wenn rotationssymmetrische Linsen hergestellt werden, wird die erfindungsgemäß vorzusehende Kante aer Form durch die Schnittlinie der konkaven inneren Oberfläche der Form mit einer zur Symmetrieachse senkrechten Ebene gebildet. Die Kante kann Jedoch auch derart erzeugt werden, daß sie der Schnittlinie zwischen der konkaven Innenoberfläche und einer zur Symmetrieachse geneigten Ebene entspricht. Es entsteht dann eine ganz genau begrenzte unsymmetrische Rontaktlinse, die aufgrund ihrer Unsymmetrie bezüglich des Auges infolge des unsymmetrischen Druckes vom Augenlid her eine bestimmte, gegebenenfalls vorteilhafte -Lage auf suchen kann.
• Die Verwendung einer unsymmetrischen Linse der vorstehend geschilderten Art kann beispielsweise dann zweckmäßig sein, wenn es sich um eine Linse mit zylindrisoher Refraktion handelt, die bei einem astigmatischen Auge in einer bestimmten Lage gehalten werden muß und nicht rotieren darf Ganz allgemein ist es möglich, die Kalte in beliebigem Lauf zu führen, und überdies Formen zu verwenden, die nicht rotationssymmetrisch sind.
• Die Herstellung und Ausbildung der Begrenungskanten wird anhand von drei in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
• Mit 1 ist dabei die konkave Form bezeichnet. Mit 2 ist die begrenzenden Kante gekannzeichnet. 3 zeigt die sich bildende Linse. 4 deutet den Kitt an und 5 den Mantel der Form.
• Im ersten Fall (oben) ist in die Metallform 1 aus chemisch widerstandsfähigem, inertem Metall eine ringförmige Rille mit der Kante 2 eingeschnitten.
• Im zweiten Pall (Mitte) besteht die Form aus Glas und die Kante ist durch Einpressen einer erhitzten Metallpatrize gebildet. Gegebenenfalls kann Vakuumverformung angewandt werden.
• Im dritten Fall (unten) ist die ganze Form in den Mantel 5 derart eingepreßt. jund eingekittet, daß sich die Kante 2 ausbildet.
• Statt eine Form in einen Mantel einzubringen, und auf die geschilderten Arten die Begrenzungskante aus zu bilden, kann natürlich auch die ganze Einheit aus einem einzigen Stück nicht-rostenden Stahls gedreht werden Die Formen können aus Glas, geschmolzenen Querz, stark vernetzten plastischen Massen, bestimmten Metallen wie Titan und dessen Legierungen, gegebenenfalls galvanisch oder sonstwie mit einem Überzug aus Chrom oder einem anderen geeigneten Material versehen, hergestellt werden.
• Das Hydrogel kann aus irgendeinem Gemisch von hydrophilen Monomeren oder einem Gemisch hydrophiler Polymerer mit Vernetzungsmitteln synthetisiert werden, welche nach beendeter Polyreaktion im gequollenen Zustand klare, weiche und elastische Hydrogele bilden. Geeignete Ausgangsstoffe sind zum Beispiel Ester von Glykolen mit Acrylsäure, Methacrylsaure oder anderen, auch mehrbasischen ungesättigten Säuren, die zur Polymerisation bzw. Kopolymerisation fähig sind. So kommen etwa noch die Itakonsäure, die Fumarsäure und andere in Frage, wobei die Hauptkomponente der Monoester und das Vernetzungsmittel der zugehörige Diester ist. Man kann auch ionogene Gele unter der Voraussetzung verwenden, daß deren saure oder basische Gruppen neutralisiert werden. So kann zum Beispiel auch das Gemisch der Monomere verhältnismäßig große Anteile an Methakrylsäure enthalten, jeoch muß dann das fertige Kopolymer neutralisiert werden, zum Beispiel durch längeres Einlegen in eine Lösung von Natriumbikarbonat. Ein anderes geeignetes Material ist etwa Polyvinylalkohol, der mit Glyoxal bei einer Temperatur'von 70 - 900C vernetzt wurde. In gleicher Weise können auch die Ester der oben angeführten polymerisationsfähigen Säuren mit hydrophilen Polyolen, wie Glycerin, Pentacrythritol oder Mennitol oder Estern von ungesättigten Hydroxysåuren (wie Milch-, Äpfel-, Wein- und-Zitronensäure) mit ungesättigten Alkoholen, wie zum Beispiel Allylalkohol, verwendet werden.
• - Patentansprüche -

Claims (3)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Herstellung von Kontaktlinsen aus hydrophilem Werkstoff durch Polymerisationsguß in rotierenden Formen nach Patent (Patentanmeldung P 15 04 082. 1), dadurch gekennzeichnet, daß Formen verwendet werden, welche im Bereich des gewünschten Linsonrandes eine scharfe Kante aufweisen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1,- dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Füllen der Form mit dem dosierten Monomergemisch die Drehzahl der Form so erhöht wird, daß die Flüssigkeit schnell die scharfe Kante erreicht, worauf die Drehzahl auf den Wert gesenkt wird, der zur Ausbildung der gewünschten optischen Fläche erforderlich ist.
3. 3. Form zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die scharfe Kante durch die Schnittlinie der inneren Oberfläche der Form mit einertur Symmetrieachse der Form geneigten Ebene gebildet wird.