生物模拟人工晶状体的制作方法_5

文档序号:9307511阅读:来源:国知局
0.25mm,有利地一点都不超过上边缘,和优选具有前顶点10A,其在最高点7A以下至少0.1mm0
[0131]前表面4和后表面5的至少主要部分(含中心光学面8A和SB)都是通过一个或多个圆锥截面围绕主光轴IA旋转而定义的。其中术语“圆锥截面”包括针对本申请的目的线的片段。由旋转所限定的表面将包括垂直于轴线的平面和沿主光轴IA对称的锥形表面。周围支持部件在后方是凸面的,在前方是凹面的,在这两个表面之间的平均距离范围为约0.05至1_,有利地为约0.1至0.6_,优选为约0.15至0.35_。
[0132]在至少一个实施方案中,本发明的晶状体是通过液态聚合物前体固化而制造的。在优选的实施方案中,固化发生在与固体模型接触中,特别是与疏水性塑料制造的模具接触。可以理解的是,聚合物的表面微观结构取决于其固化发生的环境。如果固化发生固液界面上,与其发生在液-液或液-气界面,表面微结构将是不同的。优选地,至少所有光学面是由前体在固体界面固化形成。甚至更优选地,植入片的整个表面是由液态前体在固体表面(尤其是疏水塑料表面)固化形成的。优选的塑料模具是聚烯烃,尤其优选的塑料是聚丙烯。聚烯烃具有低极性,并具有与用作水凝胶前体的高极性单体具有较低的相互作用。同样地,由液态前体固化形成的水凝胶对模具表面具有非常低的粘附作用,并且可以在甚至没有任何微观表面损伤的情况下被干净地剥离。这对于光学性质和对于植入片的长期生物相容性都重要。
[0133]通过模塑制造相当大的精确形状的晶状体是困难的。本领域技术人已知,液态前体的任何固化都伴随甚至可能超过20%的体积收缩。在恒定体积的封闭模具中,这样的收缩会阻止内部模具表面的复制,并导致形成液泡、气泡、表面变形和其他缺陷。这就是为什么上述新月面的铸造方法用于1L模塑的主要原因。其它发明人已经描述了一种方法和模具设计,其允许过量的单体可以从相邻处由体积收缩产生的抽吸而被转移(Shepherd T.,美国专利号4,815,690)。但是,这种方法不能用于这样的情况,其中由于交联聚合,液态前体以低转化率(例如,5%至10% )凝胶化(gellify)。
[0134]我们已经发现了体积收缩补偿的不同方法,S卩,由于某些模具部件的变形,减少内部模腔容积。图8所示的模具由两部件18A和18B构成,18A部件用于模制前表面4,18B部件用于模制后表面5。
[0135]18B部件的成形表面19B具有形成晶状体的后光学面SB所需的形状。模制表面的周围部件22B具有大于晶状体直径的直径且有利地,具有双曲面或圆锥形。
[0136]18A部件具有成形表面19A,其被分为使晶状体的前光学面8A成型的中心部件21A,和直径大于晶状体直径的周围部件22A。有利地,周边部件22A具有双曲面或圆锥形。外周表面22A大致平行于18B部件的相应表面22B。
[0137]模塑件的模具部件18A和18B的直径大体上比晶状体的直径大,且有利地,它们是相同的。22A或22B的表面之一装备有相对薄的和可变形的屏障20,其带有对应于晶状体的表面6的几何形状的内表面。20部件的高度一般介于约0.05mm至1.3mm,并且其厚度比其高度较小。部件20的剖面有利地为楔状或三角形。至少一个其表面有利地平行于光轴IA0屏障20可以由部件18A和18B分开,但有利地,屏障20是其中之一的组成部分。有利的是,该部件20位于凹面22B。在操作的优选模式中,将液态前体填充到凹模部件18B中,稍过量以达到超过屏障20,然后将其用18A部件覆盖。模具被构造在这样一种方式,部件18A和18B之间的唯一接触是通过部件20。前体的固化产生收缩且在模腔中的压力随之减少。在低转化率时,附加的液态前体被拉入模腔中。一旦由于交联而达到凝胶点,前体不再能流动了。减小的压力将导致部件20变形,并导致部件18A和18B的距离减小,且模腔容积随后减少。本发明的1L的两部分模具优选通过使用聚烯烃(有利地用聚丙烯)注塑成型。
[0138]本发明优选的液态前体是丙烯酸单体和/或甲基丙烯酸单体与交联剂、引发剂和本领域技术人员公知的其他成分的混合物。优选的前体组分包含丙烯酸单酯和/或甲基丙烯酸和乙二醇的单酯和二酯的混合物,其中单酯是亲水性的成分,二酯是交联剂。优选的前体还包括丙烯酸和/或甲基丙烯酸或其盐。有利地,它还包括具有可聚合双键的紫外线吸收分子,如异丁烯酰基氧基二苯甲酮(MOBP)。其它可能的衍生物或丙烯酸或甲基丙烯酸是它们的酯、酰胺、脒和盐。
[0139]另外,水凝胶结构的部分是带有负电荷的离子化基团,如羧酸根侧基、硫酸根侧基、磷酸根侧基或磺酸根侧基。它们可通过与带有这些基团(如甲基丙烯酸或丙烯酸)的适当的单体共聚而被引入。在这种情况下,离子化官能团会被均匀地分散于水凝胶中。特别有利的是具有离子化基团的水凝胶,其中离子化基团主要集中在具有膨胀和电荷密度的梯度的表面上。这样的梯度可通过模制晶状体的后处理而创造,例如通过Stoy ‘208描述的方法和Sulc等在美国专利号5,080683和5,158,832的方法。
[0140]其它方法包括,例如在晶状体表面接枝包含离子化基团的单体。应理解,可仅处理一部分晶状体表面,以使其含有高浓度的离子化基团,或表面的不同部位可以由不同的方法进行处理。
[0141]本发明的晶状体可在变形和部分脱水状态植入。受控的部分脱水可通过使晶状体与生理上可接受的盐(如氯化镁、硫酸镁或磷酸镁,或单价离子的氯化物、硫酸盐或磷酸盐,该单价离子如钠或钾)的适当高渗的水溶液接触来实现。可以调节盐浓度,以实现介于约15%和25% (液体重量)的水合作用。有利地,在高渗溶液中的晶状体可以通过高压灭菌消毒。
[0142]制备为通过减小尺寸的切口进行植入的水凝胶晶状体的另一种方法是以这样的方式通过非毒性有机水混溶性溶剂(如甘油或二甲基亚砜)将水凝胶增塑,使得所述增塑的水凝胶的软化温度高于室温但低于眼睛温度。这种组分和方法描述于例如Sulc等人的美国专利号4,834,753,在此通过该参考文献并入本文。
[0143]根据本发明的至少一个实施方案的晶状体是有利地以渗透非平衡的状态进行植入,以暂时附着于组织。渗透非平衡状态使得在晶状体囊在其周围收缩时,通过附着晶状体于后囊膜上,使晶状体位于中心。一旦晶状体被晶状体囊包封,其位置稳定。渗透非平衡能通过多种方式实现:在在高渗盐溶液中植入以前,浸泡晶状体,高渗盐溶液例如在介于10%至22% (NaCl重量)的溶液,有利地15%至19% (重量);在进行植入之前将水替换为更小浓度的可与水混溶的溶剂,该可与水混溶的溶剂例如甘油或二甲基亚砜;或在离子化基团不完全电离的状态下(即在中和之前的酸性状态)植入晶状体,并通过体液的正离子在原位自发进行中和。植入后,在数小时至数天内,晶状体自发地实现其渗透平衡。
[0144]晶状体形状优选是由在闭合的两部分模具中的甲基丙烯酸和/或丙烯酸的酯和盐通过交联共聚形成。
[0145]晶状体的形状可以在成形后进行调节,这可以通过除去部分晶状体的方式,例如通过切除支持部件的一部分,通过在光学区外钻晶状体等。形状调节可在水凝胶或或干凝胶(即非水合的)状态下进行。我们已发现,带负电荷的水凝胶材料甚至允许使用主要为了活组织(包括NCR)开发的方法,例如超声晶状体乳化、烧灼或飞秒激光处理的方法。这些方法即使在完全水合的水凝胶状态也允许调整形状。飞秒激光甚至可被用于形成水凝胶晶状体的内部空腔,其可被用于形成晶状体内的新的折射部件,例如作为圆柱状晶状体用于散光补偿。在由形状调节(例如,通过激光处理)除去的物质是水溶性的且基本上无毒的情况下,甚至认为这种光学调节可在手术后在原位实现。在晶状体的至少经处理的部分中的水凝胶组分应有利地基于聚甲基丙烯酸的酯。已知的是,这样的聚合物能够被解聚成它们的母体单体(如2-羟乙基甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酸),该母体单体是具有良好可溶性,毒性低的易扩散化合物。其他聚合物,例如聚丙烯酸酯、聚乙烯化合物或聚氨基甲酸酯不具有这样的优势。
[0146]本发明通过以下实施例进一步说明,其意在提供附加信息的而不限制本发明的发明范围。
[0147]实施例1:
[0148]以下单体混合物如下制备:98重量份的2-羟乙基甲基丙烯酸酯(HEMA),0.5重量份的三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA),I重量份的异丁烯酰基氧基二苯甲酮(MOBP),I重量份的甲基丙烯酸,0.25重量份的樟脑醌(CQ)和0.05重量份的三乙醇胺(TEA)。将混合物使用二氧化碳除气并填充到图8所示的两部分塑料模具中,其中18B是用于模制晶状体后表面的模具的部件,18A是用于将晶状体的表面的前部分成型的模具的部件。这两部件均采用聚丙烯(PP)注塑成型。部件18B的成形表面19B具有由两个同心双曲面形成的形状。表面的中心部分的直径为3_,中心半径为3.25mm和圆锥系数为-3.76,而外围是双曲面,其中心半径为3.25mm和圆锥系数为-6.26。模制表面配备有突出的圆形屏障20,直径为8.5mm,其具有对称三角形剖面,高度为0.2mm。其被设计来将图3A中的连接面6成型。
[0149]部件18A具有成型表面19A,其被分成直径6.8mm的中心部分21和直径13mm的周围部分22A。该周围部分由中心半径为3.25mm和圆锥系数为-6.26的双曲面形成。外周双曲面平行于部件18B的相应表面。部件18A的中心部分的曲率的中心半径为-20mm且圆锥系数h = I。
[0150]将约0.1ml的单体混合物吸移到部件18B中,然后将其用部件18A覆盖,部件18A被小心居中并用小的重量轻轻压上。各部分之间唯一的直接接触是屏障20和22A的周围部分之间的圆形接触。然后将模具用蓝色光在波长471nm照射10分钟。光引发单体的聚合,并伴随在相对低的转化率和大致与转化成比例的体积收缩的胶凝。软凝胶的收缩产生温和真空,其将模具的两部分拉在一起。模具18A的圆锥周围部分22A挤压屏障20,使其稍微变形并接近部分18B,以减少模腔的体积。这补偿了聚合产生的体积收缩。所描述的模具设计,特别适合用于用具有高聚合收缩的材料生产体积相对大的1L,该材料在相对低的转化率下达到凝胶点。
[0151]将模具部件分离,并将干凝胶晶状体(模腔的精确复制品)用碳酸氢钠溶液中和并用等渗溶液萃取。干凝胶和水凝胶晶状体之间的线性膨胀系数为1.17。在评价光学特性后,在密封泡罩包装中将晶状体浸入18% (以重量计)的NaCl水溶液中并通过高压灭菌。
[0152]实施例2:
[0153]以下单体混合物如下制备:94重量份的2-羟乙基甲基丙烯酸酯(HEMA),0.5重量份的三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA),4.5重量份的异丁烯酰基氧基二苯甲酮(MOBP),I重量份的甲基丙烯酸和0.25重量份的过氧化二苯甲酰。将混合物使用氮碳除气并填充到图8所示的两部分塑料模具中。部件18B的成形表面19B具有由两个同心表面形成的形状。表面的中心部分的直径为3_,中心半径为3.0Omm和圆锥系数为1,而外围部分是双曲面,其中心半径为3.25mm和圆锥系数为-6.26。模制表面配备有突出的圆形屏障20,直径为8.8mm,其具有对称三角形剖面,高度为0.15mm。屏障20的内部被设计来将图3A中的连接面6成型。
[0154]部件18A具有成型表面19A,其被分成直径7.1mm的中心部分21和直径13mm的周围部分22A。该周围部分由中心半径为3.25mm和圆锥系数为-6.26的双曲面形成。外周双曲面平行于部件18B的相应表面。部件18A的中心部分是垂直于光轴IA的平面。
[0155]将约0.1ml的单体混合物吸移到部件18B中,然后将其用部件18A覆盖,部件18A被小心居中并用小的重量轻轻压上。各部分之间唯一的直接接触是屏障20和22A的周围部分之间的圆形接触。然后将模具在75°C加热6小时。
[0156]将模具部件分离,并将干凝胶晶状体(模腔的精确复制品)用碳酸氢钠溶液中和,并用乙醇萃取3次,等渗溶液萃取5次。该晶状体是黄色的,其伴随对UV光的全部吸收和对蓝色可见光的部分吸收。干凝胶和水凝胶晶状体之间的线性膨
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