CH496440A - Verfahren zur Herstellung von gefärbten Kontaktlinsen und Augenprothesen - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung von gefärbten Kontaktlinsen und Augenprothesen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von gefärbten Kontaktlinsen und Augenprothesen aus Hydrogelen durch   Polymerirationsguss    in rotierenden Formen.



   Es ist bekannt, weiche, nichtsplitternde und biegsame Kontaktlinsen und Teile von Augenprothesen, die mit dem lebenden Gewebe in Berührung kommen, aus spärlich vernetzten Hydrogelen herzustellen, z. B. aus Kopolymeren von Glykolmethacrylaten mit einer kleinen Menge von Glykol-bis-methacrylaten. Die gequollenen Kontaktlinsen oder Augenprothesen aus solchen Hydrogelen können leicht, z. B. mit reaktiven Farbstoffen, gefärbt werden, die sich an die Hydroxylgruppen binden, oder auch mit anderen löslichen und auch unlöslichen Farbstoffen, gegebenenfalls mit Pigmenten, die dem Monomergemisch vor der Polymerisation zugemischt werden. Die löslichen Farbstoffe gehen leicht ins Auge über, so dass es in der Regel vorteilhafter ist, unlösliche Farbstoffe und insbesondere deckende Pigmente zu verwenden.

  Die Pigmente sedimentieren jedoch leicht in dem wenig viskosen Gemisch vor dem Beginn der Polymerisation, insbesondere in rotierenden Formen und erscheinen dann an der äusseren Oberfläche der Linse. Dies ist darum unerwünscht, da jedes Pigment einer vieljährigen Prüfung hinsichtlich seiner physiologischen Unschädlichkeit unterworfen werden musste und auch aus ästhetischen Gründen, weil einer an der Oberfläche mit einem deckenden Farbstoff oder Pigment gefärbten Linse oder Prothese der natürliche Glanz des Auges fehlt, indem die gefärbte Schicht der Regenbogenhaut unter der durchsichtigen Hornhaut liegt.



  Um den   hygieniechen    und ästhetischen Forderungen zu entsprechen, ist es am vorteilhaftesten, wenn die gefärbte Schicht im Innern der Linse eingelagert ist, damit sie nicht mit dem lebendigen Gewebe in Berührung kommen kann und durch die durchsichtige Schicht des Hydrogels gedeckt ist. Es war darum schon früher ein Verfahren ausgearbeitet worden, bei dem der unlösliche Farbstoff innen in der gequollenen Linse unter kontrollierbarer Diffusion der Lösungen von Reagenzien, die zusammen den gefärbten Niederschlag ergeben, niedergeschlagen wird. Dieses Verfahren gibt gute Resultate, aber die Auswahl geeigneter Reagenzien und damit auch der Farbtöne ist beschränkt und die Kontrolle der Diffusion muss sehr genau sein, wobei eine diffuse Verwischung der Konturen schwer zu verhindern ist.

  Die feine Zeichnung der Regenbogenhaut kann lediglich auf photographischem Wege auf einem vorher erzeugten Niederschlag eines Silberhalogenides gebildet werden; der Vorgang ist aber verhältnismässig kompliziert und benötigt eine spezielle Einrichtung, wobei nur schwarzweisse Zeichnungen erzielt werden können.



   Bei Augenprothesen konnten bisher Hydrogele im vorderen Teil nur für die äussere Schicht verwendet werden, unter der sich eine das Augenweiss, die Regenbogenhaut mit der Hornhaut und der Pupille nachahmende Unterlage befindet. Das Einsetzen und das Herausnehmen der Prothese mit der starren Einlage ist genug beschwerlich und die Hydrogelhülle kann leicht durch Andrücken an den Rand der Einlage beschädigt werden. Bisher konnte noch kein gefärbtes Muster des Auges mit allen Details direkt im Hydrogel ohne eine Porzellan- oder andere Unterlage hergestellt werden.



   Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine durchsichtige physiologisch unschädliche Hydrogelschicht in der Form erzeugt wird, auf welche ein farbiges Muster aufgetragen wird, die zur Vollendung der Linse bzw. Prothese notwendige Menge eines ebenfalls physiologisch unschädliches Hydrogel bildenden initiierten Monomerengemisches zugefügt wird, welches unter Drehen polymerisiert wird, und die fertige Linse bzw. Prothese durch Waschen von löslichen Bestandteilen befreit wird.



   Gemäss der Erfindung werden beliebig gefärbte und gemusterte Kontaktlinsen oder Augenprothesen ganz aus einem Hydrogel durch eine zweistufige oder mehrstufige Polymerisation resp. Kopolymerisation des hydrophilen monomeren Gemisches in der Weise gewonnen, dass in der mit Vorteil rotierenden Form vorerst eine durchsichtige äussere Schicht erzeugt wird, welche die Hornhaut  ersetzt, worauf nach deren Erstarren noch in der Form auf die konkave Oberfläche eine gefärbte, bzw. schwarze oder weisse Schicht, resp. ein Muster, aufgetragen wird, worauf der Rest des monomeren Gemisches zugeschüttet und die Polymerisation unter Rotation beendigt wird, was eventuell wiederholt werden kann.



   Der optische Wert und die Grösse eines so in einer oder mehreren Stufen hergestellten Linse ist bei der gleichen Gesamtmenge des Monomergemisches, bei gleicher Zusammensetzung und bei gleichen Umdrehungen völlig gleich einer in einer einzigen Stufe hergestellten Linse. Die Menge des Farbstoffes oder Pigmentes ist verhältnismässig klein, dass sie keinen messbaren Einfluss auf die Form der gequollenen Linse hat. Die gefärbte Schicht polymerisiert vollkommen in die obere (innere) Schicht und verbindet sich fest mit der unteren Schicht, da ein Teil der Monomere immer durch das Pigment bis in die unterste Schicht eindringt und eine vollkommene Verbindung sichert.

  Ein geeignetes Bindemittel für die Bildung der Suspension, die sich leicht auftragen lässt, ist zum Beispiel eine Lösung eines löslichen hydrophilen Polymers in Wasser oder Glycerin, wie Polyäthylenglykolmethacrylat, Polyvinylalkohol, Gelatine und andere. Ganz gut kann aber auch gewöhnliche Tusche oder irgendeine andere Suspension eines Pigmentes mit einer Ölemulsion oder einem geeigneten Emulgator verwendet werden. In ähnlicher Weise kann auch ein Gemisch eines Pigmentes oder unlöslichen Farbstoffes mit einem aliphatischen, cykloaliphatischen oder aromatischen, ein- oder zweiwertigen Alkohol, zum Beispiel mit Äthylalkohol, Glycerin und ähnlichen verwendet werden.



   Eine mehrschichtige Kontaktlinse mit einer schirmenden schwarzen Schicht unter der deckenden weissen und oberen gefärbten Schicht eignet sich für Albinos, die kein Regenbogenhaut-Pigment besitzen, so dass das Licht die rcte   Regenbogenhaut    auch ausserhalb der   Pu-    pille durchdringt. Ähnliche Linsen stellt man bisher aus harten Materialien her, die das Auge des   Patienten    nicht so gut verträgt wie ein weiches Hydrogel.



   In ähnlicher Weise kann bei Augenprothesen eine sehr genaue   Replilç    des Aussehens des Auges dadurch hergestellt werden, dass vorher eine sehr dünne Schicht eines   klaren    Gels gebildet wird, auf welcher die Zeichnung des Augenweiss aufgetragen wird. Auf diese wird eine etwas stärkere Schicht (nun mit Vorteil ohne Rotation) aufpolymerisiert, worauf der mittlere kreisförmige Teil, das Muster der Regenbogenhaut mit der schwarzen Mitte der Pupille aufgezeichnet wird. Es ist jedoch auch möglich, die Pupillenöffnung ohne Färbung zu belassen und erst auf der nachfolgenden durchsichtigen Schicht das schwarze Pigment aufzutragen.

  An die letzte Schicht des aufgetragenen Gels können eventuell auch   Befestignngsschellen    anpolymerisiert werden, mit denen die Prothese in einer genauen Stellung am Bulbusstumpf, resp. an einem orbitalen Implantat, fixiert werden soll.



   Beide Schichten des durchsichtigen Hydrogels, die innere und äussere, können gegebenenfalls auch durch gleichzeitige Polymerisation so hergestellt werden, dass vorher die monomere initiierte Lösung für die äussere Schicht aufgegossen und dann eine Folie mit dem farbigen Bild aufgelegt wird, die im Wesen spezifisch nicht schwerer ist als die Lösung; die Folie wird dann sogleich, eventuell unter Rotation, mit einem weiteren monomeren, initiierten Gemisch vergossen. Es ist jedoch verlässlicher, beide Stufen voneinander so abzutrennen, dass die untere Schicht wenigstens schon zu polymerisieren begonnen hat, wenn auf sie die Folie mit dem Muster oder Bild der Regenbogenhaut aufgetragen wird.



  Hierdurch wird erreicht, dass die Folie immer in der gleichen,   gewünschten    Tiefe ist.



   Selbstverständlich kann ein photographisches Bild des Auges auch direkt auf der unteren durchsichtigen Schicht durch Auftragen einer empfindlichen photographischen Schicht durch Exponieren unter einem geeigneten Negativ (oder durch Inversion mit einem Positiv und Entwickeln und Fixieren) hergestellt werden, wobei die innere durchsichtige Schicht vor oder nach der photographischen Behandlung ausgebildet wird. Aus praktischen Gründen ist es jedoch vorteilhafter, das photographische Bild auf einer dünnen Folie in gewohnter Weise, am besten unter Verwendung eines gewöhnlichen photographischen farbigen oder schwarzweissen Films herzustellen und den zugehörigen Teil der Folie mit oder ohne Unterlage zwischen zwei   Hydrogelsehichten    einzupolymerisieren.



   Zur Herstellung eines Bildes kann jede beliebige graphische Technik, zum Beispiel der   Dreifarbendruck,    verwendet werden, d. h. stufenweise Auftragen von zwei durchsichtigen Farbauszügen, die gemeinsam ein Bild in natürlichen Farben ergeben.



   Ein farbiges Pigment oder ein unlöslicher Farbstoff kann auch in das initiierte, monomere Gemisch eingebracht werden, das rasch unter Bildung eines vernetzten (irreversiblen) Gels erstarrt und so ein geeignetes Bindemittel ist. Pigmente, respektive unlösliche Farbstoffe, können auch direkt in viskosen Lösungen hydrophiler Polymere, zum Beispiel in Äthylenglykolmonomethacrylaten oder Polyvinylalkoholen durch Ausfällen hergestellt werden. Es entstehen hierdurch sehr feine Dispersionen, die sich leicht auftragen lassen.

  In ähnlicher Weise kann auch die Dispersion eines unlöslichen Farbstoffes oder Pigments in einem vernetzten Hydrogel, das die mittlere Schicht der Kontaktlinse oder der Prothese bildet, erzeugt werden, und zwar in der Weise, dass man in die vorher gebildete Schicht des vernetzten Hydrogels, das zum Beispiel durch Ausschneiden aus einer Hydrogelfolie, hergestellt wurde, vorerst das erste Reagens und dann das zweite eindiffundieren lässt, das dann mit dem ersten einen farbigen Niederschlag bildet (z. B. Kaliumferrocyanid und ein Eisen (III) Salz und ähnliches).



  Nach gründlichem Auswaschen wird dann die gebildete gefärbte Folie in der Form auf die untere Schicht des Hydrogels gelegt und mit dem initiierten, monomeren Gemisch mit oder ohne Rotation vergossen.



   Bei Kontaktlinsen kann gleichzeitig das Auge vor der schädlichen Wirkung ultravioletter Strahlen dadurch einigermassen geschützt werden, dass in die eine durchsichtige Schicht eine farbige oder farblose unlösliche Substanz, welche diese Strahlen absorbiert, einverleibt wird. Diese Substanz kann gegebenenfalls im Gel chemisch verankert werden, zum Beispiel durch Bindung an freie Hydroxylgruppen, wie dies bei den bekannten reaktiven Farbstoffen der Fall ist. Hydrogele können in der beschriebenen Weise mit einem farbigen oder einfarbigen   Muster    im gequollenen oder nichtgequollenen Zustand versehen werden.

 

   Im weiteren sind mehrere Ausführungsbeispiele angeführt, in welcher geeigneten Weise eine gefärbte Schicht zwischen zwei   Hydrogeischichten    eingebracht werden kann. Im Rahmen der Erfindung kann jedoch das gewünschte, einfarbig weisse oder mehrfarbige Muster oder Bild in geeigneter Weise zwischen zwei oder  mehreren   Hydrogelsehichten    eingelegt werden, wobei sich durch Polymerisation in der Form wie aus einem Guss ein Ganzes mit Bild ergibt, das in Wasser unlöslich ist und darum mit dem lebenden Gewebe auch nicht indirekt in Berührung kommen kann.



   Beispiel 1
In eine rotierende Form mit einem Durchmesser von 11,5 mm, mit einem äusseren Durchmesser des konkavgebogenen Bodens von 6,5 mm, hergestellt aus geschliffenem Glas, werden 40 mg einer Lösung, bestehend aus 65,5   At-hylengiykolmonomethacrylat,      0,4 S;      Äthylenglykol-bis-methacrylat,      1%    Acrylamid,   33 %    Glycerin,   0,1%    Diisopropylperkarbonat bei 425 Umdrehungen/Minute eingegossen auf auf 670 C erwärmt. Nach einer Polymerisation von 15 Minuten wird die Bewegung der Form eingestellt, diese herausgenommen und mit einem Pinsel aus freier Hand oder mittels einer Schablone auf die obere konkave Oberfläche mit Tusche ein Ring mit einem äusseren Durchmesser von 6,5 mm und einem inneren Durchmesser von 2 mm aufgetragen.

  Nach 2 Minuten wird die Form wieder in Rotation versetzt und es werden bei der gleichen Umdrehungszahl 30 mg des gleichen monomeren Gemisches eingegossen. Nach Beendigung der Polymerisation wird die Linse mit der Form in heisses Wasser gelegt und nach dem Quellen herausgenommen und gut gewaschen. Nach vollkommener Beseitigung des Glycerins wird die Linse in eine physiologische Lösung eingelegt und ist nach dem Ausgleich der Elektrolytkonzentration zur Benützung bereit. Der schwarze Ring, der beim Waschen keine Änderung mitmacht, verursacht eine scheinbare Vergrösserung der Pupille und kann so völlig die kosmetische Wirkung des schädlichen Atropins ersetzen. Gleichzeitig wirkt er wie eine Blende und verursacht eine grössere, tiefere Schärfe auch bei schlechter Akkomodation der Linse.



   Beispiel 2
In der gleichen Weise, wie im Beispiel 1, wird die durchsichtige untere Schicht eingetragen, auf ihr das feine Muster der Regenbogenhaut und dann die farbige Deckschicht der Regenbogenhaut unter Weglassung des zentralen Ringes für die Pupille aufgetragen. Nach Aufgiessen weiterer Lösung und Polymerisation unter Rotation wird die Linse wie im Beispiel 1 beendet.



  Es entsteht eine farbige Kontaktlinse mit einem vollkommenen Muster der Regenbogenhaut. Man kann sie als kosmetische, eventuell auch gleichzeitig als optische Kontaktlinse für Patienten mit defekter Regenbogenhaut benützen.



   Beispiel 3
In eine geschliffene Glasform, deren zentrale Hohlfläche mit einem Durchmesser von 9,5 mm einen Krümmungsdurchmesser von 6 mm und einen peripheren Kreisring mit einem äusseren Durchmesser von 19 mm hat, und die einen Krümmungshohlmesser von 9,3 mm besitzt, wird zuerst bei 455 Umdrehungen/Minute unter einem inerten Gas eine dünne Schicht eines durchsichtigen Gels so eingegossen, dass das monomere Gemisch in der Form gemäss dem Beispiel 1 polymerisiert.

  Auf die innere Oberfläche mit Ausnahme der zentralen Vertiefung, die der Hornhaut, Linse und Regenbogenhaut entspricht, wird ein Bild des Augenweiss aufgetragen, d. h. zuerst die feine Veränderung mit einem eventuell gelben oder bläulichen Anhauch in den Winkeln oder an anderen Stellen, genau nach dem Muster des anderen gesunden Auges, dann die weisse Schicht mit sehr feinem Titanweiss (Rutil) in einem geeigneten Bindemittel, zum Beispiel in einem löslichen linearen Polymer des Äthylenglykolmonomethacrylates oder in Polyvinylalkohol.



  Dann wird die zentrale Vertiefung mit der monomeren initiierten Mischung, gemäss dem Beispiel 1, gefüllt und unter Rotation polymerisieren gelassen. Auf die obere waagrechte Fläche des so hergestellten Mittelteils der Prothese wird von Hand oder Druck (Farbdruck) das Bild der Regenbogenhaut unter Weglassung das  Sehloch  der Pupille hergestellt, das dann mit einem schwarzen Pigment im gleichen Bindemittel bedeckt wird. Auf diese wird dann eine stärkere Schicht des gleichen Hydrogels, gegebenenfalls versteift und versehen mit Schellen zur Fixation auf dem orbitalen Implantat, aufpolyme   risiert.   



   Beispiel 4
Auf die Grundschicht, die in der gleichen Art, wie im Beispiel 1 beschrieben, aufgetragen ist, wird mittels eines kleinen   Tröpfchens    einer 3 %igen Lösung von Polyvinylalkohol ein silbernes   Spiegelchen    in der Grösse von 1 x 1 mm, das durch Vakuumversilberung eines Glimmerblattes von 10 Mikron Stärke hergestellt wurde, festgehalten. Nach 5 Minuten Trocknen bei 1000 C wird bei 400 Umdrehungen/Minute eine zweite Schicht von 40 mg des gleichen monomeren Gemisches   aufpoly    merisiert. Die Linse ist nach dem Auswaschen beinahe afokal und kann zur Untersuchung der Bewegung des Bulbus gemäss der photographischen Aufzeichnung des Reflexes des   Spiegelchens    verwendet werden.



   Beispiel 5
Die Form besteht aus einem mittleren optischen Teil mit einem Krümmungsdurchmesser von 7,5 mm, einem Durchmesser der Grundfläche von 10 mm und aus einem an sie anschliessenden peripheren Teil mit einem Krümmungsdurchmesser von 9,6 mm, der durch eine scharfe Kante mit einem Durchmesser von 19 mm abgeschlossen ist. Bei einer Rotation von 400 Umdrehungen/Minute wird, ähnlich wie bei Beispiel 1, eine   Gelschicht    aus 150 mg Monomergemisch gebildet. Auf diese Schicht wird zuerst eine Zeichnung des Augenweiss und der Regenbogenhaut mit Hilfe von deckenden Pigmentfarben aufgetragen. Über diese Schicht wird nach Markieren des Pupillenlochs schwarze Tusche feinzerstäubt aufgesprüht. Nach dem Trocknen der Farben und der Tusche wird bei 410 Umdrehungen/Minute die innere Schicht mit weiterem 120 mg monomerem Gemisch aufpolymerisiert. 

  Nach dem Auswaschen wird eine sklerale, pigmentierte Linse gewonnen, die für Patienten mit pathologisch nichtpigmentiertem Auge (Albinose) bestimmt ist. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verfahren zur Herstellung von gefärbten Kontaktlinsen und Augenprothesen aus Hydrogelen durch Polymerisationsguss in rotierenden Formen, dadurch gekennzeichnet, dass eine durchsichtige physiologisch unschädliche Hydrogelschicht in der Form erzeugt wird, auf welche ein farbiges Muster aufgetragen wird, die zur Vollendung der Linse bzw. Prothese notwendige Menge eines ein ebenfalls physiologisch unschädliches Hydrogel bildenden initiierten Monomerengemisches zugefügt wird, welches unter Drehen polymerisiert wird, und die fertige Linse bzw. Prothese durch Waschen von löslichen Bestandteilen befreit wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in der Form, welche die Form des zugehörigen Teiles des Auges hat, zuerst eine durchsichtige Hydrogeischicht erzeugt wird und dann von Hand oder mechanisch das gewünschte Muster aufgebracht wird, auf das eine weitere Schicht des Hydrogels aufpolymerisiert wird, welche die Kontaktlinse oder die Einlage der Augenprothese zur gewünschten Form ergänzt, wobei das Muster gegebenenfalls in mehreren Schichten mit zwischenliegenden Hydrogelschichten oder auch ohne diese aufgetragen ist.

   2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster durch ein deckendes Pigment oder einen unlöslichen Farbstoff, mit Vorteil mit einem Bindemittel, das mit dem Hydrogel im gequollenen Zustand verträglich ist, gebildet wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel ein lösliches hydrophiles Polymer dient.

   4. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel ein polymerisierbares Gemisch hydrophiler Monomere verwendet wird, welches nach Auftragen der Schicht des Pigments oder des unlöslichen Farbstoffes unter Bildung eines vernetzten Hydrogels erstarrt.

   5. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment, respektive der unlösliche Farbstoff, direkt in der Lösung des hydrophilen Polymers, zum Beispiel Polyäthylenmonomethacrylat oder Polyvinylalkohol, auf einem Substrat oder ohne dieses hergestellt wird.

   6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in das durchsichtige Hydrogel eine farbige Folie, zum Beispiel ein entwickelter und fixierter Farbfilm mit oder ohne Unterlage, einpolymerisiert wird.

   7. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisation in zwei Stufen so durchgeführt wird, dass die Folie mit dem Muster auf eine durchsichtige Hydrogeischicht, die vorher in der Form erzeugt wurde, gelegt oder geklebt und nach dem Aufgiessen einer weiteren Schicht des monomeren Gemisches unter Rotation einpolymerisiert wird.

   8. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine durchsichtige Hydrogelschicht der Kontaktlinse einen farblosen oder farbigen, ultraviolette Strah- len absorbierenden Stoff enthält.