DE1570359B2

DE1570359B2 - Verfahren zur Herstellung von Kontaktlinsen

Info

Publication number: DE1570359B2
Application number: DE19651570359
Authority: DE
Inventors: Otto Prag Wifhterle
Original assignee: Ceskoslovenskä akademie v§d, Prag
Priority date: 1964-07-02
Filing date: 1965-06-08
Publication date: 1970-12-10
Also published as: US3496254A; DE1570359A1; SE319322B; GB1103245A; AT251910B; BE666337A; DK115501B; CH453670A; ES314841A1; NL6508481A

Description

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Aus der französischen Patentschrift 1169 574 ist es herzustellen und nach dem Polieren dieselben im

bekannt, für die Herstellung von Kontaktlinsen die Wasser quellen zu lassen, hat dieses Verfahren sämt-

wäßrige Lösung einer Moncmerenmischung aus GIy- liehe Nachteile der vollständigen individuellen Bear-

kolmoncestern und Glykoldiestern ungesättigter Car- beitung von sehr kleinen Linsen und lohnt sich daher

bonsäuren, die 20 bis 97 °/₀ Wasser oder eine mit 5 nur, wenn Linsen für Spezialzwecke herzustellen sind,

Wasser mischbare Flüssigkeit enthält, unter Form- die in einer automatisierten Einrichtung nicht erzeugt

gebung zu polymerisieren, anschließend zu waschen werden können.

und zum Quellen in eine mit lebendem Gewebe iso- Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von

tonische Lösung zu legen. Die Polymerisation wird Kontaktlinsen aus Hydrogelen durch Polymerisation

hierbei in unbewegten Formen durchgeführt. io von Methacrylsäuremonoglykolestern mit unter 1%

Die tschechoslowakische Patentschrift 108 895 be- Methacrylsäurediglykolestern, gegebenenfalls zusamschreibt ein Verfahren zur Herstellung von biegsamen men mit Methacrylamid, unter Formgebung, ge-Kor.t.iktlinsen aus spärlich vernetzten, hydrophilen gebenenfalls mit anschließender spanabhebender Bedreidimensionalen Copolymeren, sogenannten Hydro- arbeitung, anschließendes Waschen und Anquellen in gelen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß eine 15 Flüssigkeiten, durch die niedrigmolekulare Stoffe entLösung von Monomeren, die zur dreidimensionalen fernt werden, und darauffolgende Gleichgewichtsein-Copolymeiisation befähigt sind, unter Polymeri- stellung der Formkörper in einer wäßrigen Flüssigkeit, sationsbedingungen in einer konkaven Form gedreht die mit lebendem Gewebe des Menschenkörpers isowird. Die beiden optischen Oberflächen werden gleich- tonisch ist, gefunden, durch das es möglich ist, Linsen zeitig gebildet, und zwar die äußere auf der glatten 20 auch ohne die genannten Ungleichmäßigkeiten im Formoberfläche und die innere durch gemeinsame Raumnetz und ohne die mikroskopisch kleinen harten, Wirkung der Schleuderkraft und der Oberflächen- verletzenden Knötchen auf der Oberfläche herzustellen kräfte, welch letztere mit Rücksicht auf den relativ und dabei sogar den Vorteil der automatischen Prokleinen Durchmesser von etwa 6 bis Ϊ4 mm einen duktion zu erhalten, ohne die Möglichkeit zu verlieren, bedeutenden Einfluß ausüben. 25 die Ränder und/cder weitere Teile der Oberfläche

Hierdurch ist zwar die Herstellung in industriellem durch individuelle spanabhebende Bearbeitung, wenn

Maßstäbe möglich geworden, es hat sich jedoch her- nötig, anzupassen.

ausgestellt, daß die Raumpolymerisation in Gegen- Die Erfindung besteht darin, daß eine Mcnomerenwart eines Lösungsmittels für das Monomere bzw. mischung, diegegetenerfalls eine kleine Menge Wasser, Quellungsmittels für das Polymere Schwierigkeiten 30 Glycerin oder 2% Äthylcnglykol enthält, in rotierenbereitet. Es kcmmt bisweilen vor, daß das Raumnetz den Formen polymerisiert wird,
stellenweise ungleichmäßig ist, so daß auf der Oter- Es ist nämlich praktisch unmöglich, eine hydrophile fläche mikroskopisch kleine harte, dicht vernetzte Flüssigkeit wie Glykolmethacrylat, absolut wasserfrei Knötchen entstehen. Diese Knötchen sind kaum be- zu halten: Geringe Mengen Feuchtigkeit werden an merkbar, sie reizen jedoch das Ausge sehr heftig, da 35 der Atmosphäre rasch absorbiert. Daneben haben der ganze Druck des Augenlides zusammen mit dem geringe Mengen von Wasser keinen ungünstigen Ein-Adhäsionsdruck der gewölbten Kontaktschale auf fluß. Im Gegenteil, sie können die übermäßige Sprödigdiese winzigen, scharfen Vorsprünge konzentriert keit des Polymeren herabsetzen,
wird. Eine wäßrige Lösung, die mit lebendigen Geweben

Die Ursachen der Knctchenbildung sind noch nicht 40 des menschlichen Körpers isotor.isch ist, ist z. B. eine geklärt worden, und es bleibt keine andere Abhilfe, als Lösung von 0,8% Natriumchlorid- oder 1,0% Nadie Kontaktschalen auszutrocknen, bei Temperaturen triumbicarbonatlösung, die gegebenenfalls ein Desoberhalb des Erweichungspunktes auf eine glatte infektionsmittel in für das Auge unschädlicher Kon-Fläche (z. B. auf eine Glasscheibe) anzupressen, er- zentration enthalten kann.

kalten zu lassen und in planarisiertem Zustande die 45 Die Dimensionen der Form sind derart reduziert,

Linse durch Polieren vollständig glatt zu machen. daß die Linse ihre richtige Größe erst nach dem Er-

Dann läßt man die Linse wieder quellen, wodurch die reichen des Gleichgewichtes mit der isotor.ischen Lö-

ursprüngliche Form wiederhergestellt wird. sung erhält. Die Menge des Monomerengemisches ist

In einigen Fällen ist auch der Rand der so gebildeten so gering, daß selbst.bei einer hohen Polymerisations-

Kontaktschale nicht ganz gleichmäßig. So z. B. können 50 geschwindigkeit und bei Temperaturen über 50⁰C

sehr dünne Überflüsse entstehen, die beanstandet keine Bläschen entsteher.

werden, obwohl sie weder merkliche Reizung des Die neue Methode erlaubt also Spezialformen von

Auges verursachen noch die Qualität der Linse ver- Linsen zu erhalten, die zur Kompensation des astig-

schlechtern. Solche sehr kleinen Unregelmäßigkeiten matischen Fehlers des Auges bestimmt sind. Durch

können durch mechanische Mittel kaum entfernt wer- 55 Schleifen und Polieren können auch die Ränder von

den, weil die Hydrogele sehr weich und elaitirch sind. Linsen dünner gemacht werden, besonders wenn eine

Trocknen von fertigen Linsen, um die mechanische Form mit scharfem Rand oder mit einer kreisförmigen

(spanabhebende) Bearbeitung zu ermöglichen, ist Rinne benutzt wurde, auf welcher das polymeri-

ebenfalls fast unmöglich, da die Hydrogele beim sierende Gemisch bei der Rotation aufgehalten wurde.

Trocknen unregelmäßig deformiert werden. 60 Der mit solchen Formen erzielte Rand ist zwar sehr

Nun ist es zwar bekannt, Mono- und Diester der regelmäßig, jedoch manchmal ein bißchen zu dick,

Glykole mit Methacrylsäure, auch im Gemisch, in insbesondere bei hohen dioptrischen Minuswerten.

Masse, also wasserfrei, zu polymerisieren. Diese Form- Durch Schleifen und Polieren in trockenem, nicht ge-

körper, die bei der Polymerisation erhalten werden, quollenem Zustande können solche Ränder verdünnt

können poliert oder maschinell bearbeitet werden. 65 werden, so daß sie einen wesentlich schärferen Kon-

Obwohl es möglich ist, die Kontaktlinsen aus taktwinkel erhalten und ein glattes Gleiten der Augentrockenen nicht plastifizierten dreidimensionalen hy- lider über die Linse ermöglichen. Das Reizen des drophilen Copolymeren durch Schneiden und Schleifen Auges kann dadurch vermindert werden. Weitere

Claims

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Möglichkeiten entstehen dadurch, daß man, besonders raturen hat sich Diisopropylpercarbonat allein gut

bei größeren Formdurchmessern, einen Teil des Ran- bewährt.

des ausschneidet, so daß die Linse eine unregelmäßige, Wasserfreie Gemische von Monomeren mit dem

asymmetrische Form erhält. Dadurch wird die Kon- Polymerisationskatalysator oder Initiator können bei

taktlinse automatisch auf dem Auge orientiert. Dies 5 geeignet niedrigen Temperaturen bereitet werden, bei

ist wichtig besonders bei anastigmatischen Linsen, wo welchen die Polymerisationsgesshwindigkeit vernach-

eine definitive Stellung der Linse ohne jede Rotation lässigbar niedrig ist, und die Copolymerisation kann

gesichert werden muß. Die passende Form zu diesem erst nach der Dosierung des Gemisches in die Form

Zwecke besitzt einen gegen den Augenwinkel aus- durch Erwärmen auf passende Temperatur in Gang

laufenden Lappen. io gesetzt werden, z. B. auf 30 bis 60⁰C. Die Polymeri-

Die Reste des Initiator-Katalysator-Systems, soweit sation kann auch durch Bestrahlung mit UV-Licht sie nicht wasserlöslich sind, können mittels eines oder mit ionisierenden Strahlen ausgelöst bzw. bepassenden Lösungsmittels, wie Äthylalkohol, entfernt schleunigt werden, mit oder ohne chemische Initiawerden, welches zugleich fähig ist, das Polymere auf- toren oder Lichtsensibilisatoren. Auf diese Weise zuquelllen. Das Lösungsmittel wird dann mit Wasser 15 können sehr kurze Gelierungszeiten erreicht werden, verdrängt und die reine Linse dann in die »physiolo- Nach dem Gelieren läßt sich die Copolymerisation gische« Lösung eingetaucht, d. h. in eine wäßrige un- gegebenenfalls auch in unbewegtem Zustande vollschädliche Lösung, die mit lebendigem Gewebe des enden, da die im Laufe der Rotierung erhaltene Form Menschenkörpers isotonisch ist. Außer den oben- dann bereits unverändert bleibt,
erwähnten Desinfektionsmitteln kann diese Lösung 20 .
auch Puffer zum Regeln des pH-Wertes enthalten. Beispiel 1
Auch verdünnte Borsäure entweder allein oder mit 0,05 g eines Gemisches, das aus 0,15 Teilen Methanderen Ingredienzien kann verwendet werden. acrylamid, 0,80 Teilen Äthylenglykolmonomethacry-

Die spanabhebende Bearbeitung wird dadurch er- lat, enthaltend 0,4% Äthylenglykoldimethacrylat, und

möglicht, daß das Copolymere ohne wesentlichen Ge- 25 0,05 Teilen Dibenzoylperoxyd besteht, wurde in einer

halt an Weichmachungsmitteln bzw. quellenden sauerstofffreien Heliumatmosphäre in einer konkaven

Flüssigkeiten verhältnismäßig hart iit und leicht gs- Form mit einem Durchmesser von 5 mm erwärmt,

schnitten, geschliffen und poliert werden kann. Eine wobei die Form um ihre Achse mit 402 Umdrehungen

vollkommene optische Oberfläche kann ohne Schwie- pro Minute gedreht wurde. Bei 8O⁰C ist die Copoly-

rigkeiten erhalten werden, wenn nötig unter Verwen- 30 merisation nach etwa 6 Stunden beendet, die Gelierung

dung von Polierpaste eir.es geeigneten Härtegrad, s. In findet jedoch viel früher statt, wodurch das Copoly-

den meisten Fällen ist nur eine leichte Beendigungs- merisat seine definitive Gestalt erhält und die Drehung

arbeit des Randes notwendig. Die nicht gequollene abgestellt werden kann. Noch immer in derselben

Linse lüftet sehr feit auf der Form, die mit einem zen- Form wird die Linse dann auf ihrem Rand mittels

tiischen Ansatz versehen werden kann. Dieser Ansatz 35 einer Polierpaste oder einer Ölsuspension von fein

kann in einer rotierenden Schleif- oder Poliermaschine gemahlenem Aluminiumoxydhydrat geschliffen. Nach

festgeschnallt werden. Die Sprödigkeit der Linse kann, dieser spanabhebenden Bearbeitung wird die Linse

falls erwünscht, durch Zusatz von einer kleinen Menge gesäubert, gequollen und erst in heißem 65%'g^ern

eines wasserlöslichen Weichmachungsmittds, wie Äthy- Äthanol, dann in destilliertem Wasser gewaschen und

lenglykol oder Glyzerin oder sogar von Wasser, gs- 4° schließlich in Gleichgewicht mit wäßriger 0,8°/₀iger

wissermaßen herabgesetzt werden, welche Mittel dem Natriumchloridlösung gebracht.

Monomerengemisch vor der Polymerisation zugesetzt . ■ 1 9

werden. Diese Maßnahme ist besonders dann ratsam, Beispiel

wenn ein Teil der Linse mittels eines scharfen Werk- Ein Gemisch von 97%Äthylenglykolmonometh-

zeuges abgeschnitten werden soll. 45 acrylat, 0,25°/oÄthylenglykol-dimethacrylat, 0,25%

Nach dem Aufquellen kann die Linse leicht von der Diäthylenglykol-dimethacrylat und 2,0% Äthylengly-

Form losgelöst werden. Die Quellung findet üblich kol wurde auf —10°C abgekühlt und mit 0,2% Diiso-

beim Waschen statt. propylpercarbonat gemischt. 0,06 g dieses Gemisches

Als Polymerisationskatalysatoren bzw. Initiatoren wurde in eine gläserne halbkugelige Form mit leicht werden solche Stoffe gewählt, die in wasserfreien 50 abgeflachtem Boden dosiert. Der Durchmesser der Monomerengemischen genügend löslich sind und die Form war 7,5 mm. Die Form wurde bei 420 Umdre-Polymerisation mit einer geeigneten Geschwindigkeit hungen je Minute unter sauerstofffreiem Kohlenauslösen können. Bei verhältnismäßig höheren Tem- dioxyd 30 Minuten gedreht. Der Rand der Linse, peraturen und langer Polymerisalionidauer lassen sich immer noch in der Form, wurde glatt zu einem scharfen übliche Polymerisationsinitiatoren verwenden, wie 55 Winkel geschliffen, in 7O⁰C warmen 50%igen Äthyl-Dibenzoylperoxyd oder Azc-bis-isobutyronitril. Für alkohol eingetaucht und darin 15 Minuten gewaschen, höhere Polymerisationsgeschwindigkeiten und nie- Die gequollene Linse wurde herausgenommen, in drigere Temperaturen sind Redox-Systeme mehr ge- langsam strömendem deionisiertem Wasser bei 70 bis eignet, z. B. eine Kombination eines organischen Per- 8O⁰C gewaschen und schließlich in physiologische Lpoxyds, wie Dibenzoylperoxyd, Di-isopropylpercar- 60 sung gebracht. Die lineare Vergrößerung war 17%. bonat, Methyläthylketonperazetal, Maleinhydroper- Als Inertgas zum Bedecken des polymerisierenden oxyd und ähnliche, mit einem Reduktionsmittel wie Gemisches kann man auch Stickstoff oder Argon oder p-Toluolsulfinsäure oder deren Derivaten. Gegebenen- ein anderes inertes Gas oder Dampf verwenden,
falls kann eine geringe Menge von löslichen Kupfer-,

Eisen- oder Cobaltverbindungen zugesetzt werden. 65 Patentanspruch:

Geeignete Verbindungen dieser Art sind z. B. Verfahren zur Herstellung von Kontaktlinsen

Kupfer(I)-Benzoat oder sein Pyridiniumkomplex so- aus Hydrogelen durch Polymerisation von Meth-

wie Cobaltnaphthenat. Bei mäßig erhöhten Tempe- acrylsäuremonoglykolestern mit unter 1% Meth-

acrylsäurediglykolestern, gegebenenfalls zusammen mit anschließender spanabhebender Bearbeitung, anschließendes Waschen und Anquellen in Flüssigkeiten, durch die niedrigmolekulare Stoffe entfernt werden, und darauffolgende Gleichgewichtseinstellung der Formkörper in einer wäßrigen Flüssigkeit, die mit lebendem Gewebe des Menschenkörpers isotonisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Monomerenmischung, die gegebenenfalls eine kleine Menge Wasser, Glycerin oder 2°/o Äthylenglykol enthält, in rotierenden Formen polymerisiert wird.