專利名稱：用于注模成型不同材料制成的眼內(nèi)植入物的一次性模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由兩種或多種不同材料制成的手術(shù)植入物的注模成型方法，這種方法生產(chǎn)的植入物以及所用的模具。本發(fā)明尤其涉及一種使用一次性的塑料模具注模成型由兩種或多種材料制成的眼內(nèi)人造晶狀體的方法。
背景技術(shù)：
早在20世紀(jì)80年代以來，使用眼內(nèi)人造晶狀體(IOLs)更換損壞的或患病的原生晶狀體來改善視力，或者與原生晶狀體協(xié)同工作，已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)同。因此，已經(jīng)研制了各種用于手術(shù)植入眼睛的后房和/或前房的IOLs。市售的IOLs通常包含一光學(xué)部分和一或多個保證所述光學(xué)部分在眼睛內(nèi)正確定位的觸覺元件(haptic element)或觸覺板。這些IOLs的光學(xué)部分通常由較硬或剛性材料制成，比如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，或者由較軟的、彈性聚合物制成，比如水凝膠、丙烯酸樹脂或硅酮。在IOLs的生產(chǎn)中多種彈性的聚合物材料都是有益的，因?yàn)檫@些材料可變形、折疊，與植入更有剛性的IOLs時相比，可以通過更小的切口植入該IOLs。
為了使用公知的模制技術(shù)來制造生物相容的IOLs，首先選取一種磨光的不銹鋼模具，該模具具有一模腔，對于使用的特定材料來說該模腔的形狀可以實(shí)現(xiàn)所需的屈光度。例如在硅酮的情況下，將未固化的有機(jī)硅聚合物導(dǎo)入所述模腔內(nèi)，然后固化。模制IOLs的方法是公知的，比如注模法、液態(tài)注模法、壓模法和轉(zhuǎn)移模制法。
公知的IOLs模制技術(shù)有多個顯著的問題。第一個問題是目前的模制工藝使用大量的勞力。許多用于模制IOLs的彈性體，比如硅酮彈性體經(jīng)常在不銹鋼模具上有殘留。由于這種殘留，必須在每次模制周期之間清潔這些模具。除了需要使用大量勞力之外，清潔要求導(dǎo)致設(shè)備有較長的停工期，這進(jìn)一步增加了生產(chǎn)成本。目前公知的模制技術(shù)的第二個問題是由于反復(fù)清潔導(dǎo)致時常發(fā)生工具的損壞和磨損。因此，必須經(jīng)常更換模具，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加。這種模制技術(shù)的第三個問題是這些模制的晶狀體的質(zhì)量控制。人造晶狀體比如IOLs必須具有便于植入眼內(nèi)的平滑的磨光邊緣。植入物的未正確磨光的邊緣可能導(dǎo)致眼睛內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損壞。在IOLs的邊緣未正確磨光的情況下，可能導(dǎo)致虹膜磨損和小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(trabecular meshwork)的撕裂。遺憾的是，在模制過程中由于結(jié)構(gòu)誤差，通常在鋼制模具的兩半模之間留有微小的間隙。因此，在IOLs的模制過程中材料經(jīng)這些間隙流出，導(dǎo)致出現(xiàn)稱作“溢料”的現(xiàn)象。溢料是在模具分界線處模制的植入物上附著的多余材料。必須從植入物上磨去這些溢料，這仍然需要使用大量的勞力且增加了生產(chǎn)成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于注模成型手術(shù)植入物比如角膜鑲嵌件、分流器和人造晶狀體(IOLs)的方法，但不限于所述的這些，最適宜的是IOLs，其中在注模成型IOLs的情況下，光學(xué)部分和觸覺元件由兩種或多種不同的生物相容材料制成。然而，如果需要，所述的模具和模制技術(shù)同樣適用于比如具有相同或類似的生物相容材料制成的光學(xué)部分和觸覺元件的IOLs的手術(shù)植入物的制造過程中。通過使用一次性的塑料模具，本發(fā)明的注模成型工藝避免了公知模制技術(shù)的問題，這種模具價(jià)格低廉且加工和使用都不需大量勞力。
本發(fā)明的注模成型方法使用分成多部分的一次性塑料模具系統(tǒng)，但在普通的IOLs的情況下最好是分成四部分。所述模具系統(tǒng)的第一模具部分是一凹入式底部模具，它具有在沿其內(nèi)表面的外周邊形成的定位壁和在所述內(nèi)表面上的模制表面。所述模制表面由用于形成IOLs的光學(xué)部分的一個表面的中心腔、一或多個但最好是兩個的連接點(diǎn)腔，以及兩個或更多的觸覺元件腔組成。所述中心腔與每一連接點(diǎn)腔流體連接。而且，每一觸覺元件腔與至少一個連接點(diǎn)腔流體連接。
所述模具系統(tǒng)的第二模具部分是一中心凸出式模具，它具有在一內(nèi)表面上的模制表面，該內(nèi)表面由用于形成所述IOLs光學(xué)部分的第二表面的光學(xué)部分腔構(gòu)成。所述中心凸出式模具具有完全容納在所述凹入式底部模具的定位壁中的尺寸，且具有確保軸向和轉(zhuǎn)動對準(zhǔn)的形狀。
所述模具系統(tǒng)的第三和第四模具部分是觸覺元件模具。每一觸覺元件模具都具有在由一或多個連接點(diǎn)腔和至少一個觸覺元件腔構(gòu)成的內(nèi)表面上的模制表面。當(dāng)觸覺元件模具與中心凸出式模具形成互鎖關(guān)系時，連接點(diǎn)腔和觸覺元件腔與光學(xué)部分腔流體連接。觸覺元件模具也是具有完全容納在所述凹入式底部模具的定位壁內(nèi)的尺寸，且具有確保軸向和轉(zhuǎn)動對準(zhǔn)的形狀的凸出式模具。每一觸覺元件模具還具有從觸覺元件腔和/或連接點(diǎn)腔延伸到模具外表面的材料導(dǎo)管或端口。或者，可以將所述中心凸出式模具和觸覺元件模具作成一個整體模具。
所述最好是四部分的模具使用兩種或多種不同的生物相容材料，用于注模成型手術(shù)植入物，最好是IOL。具有由一種最好是更有彈性的生物相容材料制成的光學(xué)部分和不同的最好是更有剛性的生物相容材料制成的觸覺元件的IOL，可以通過將所需的更有彈性的IOL光學(xué)部分材料填充所述底部模具的中心腔而生產(chǎn)。然后，將所述的中心凸出式模具插入凹入式底部模具中，使多余的模制材料流入一或多個溢出儲存器中。在該方法中，一些模制材料流入流體連接的連接點(diǎn)腔，從而僅部分地填充這些連接點(diǎn)腔。然后將屏蔽件放在部分填充的連接點(diǎn)腔上方，并利用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的聚合方法使所述中心腔內(nèi)的模制材料聚合。由于屏蔽，或任何適宜的保護(hù)方法，連接點(diǎn)腔內(nèi)的模制材料不聚合。在去除屏蔽件之后，將觸覺元件模具插入所述的凹入式底部模具中，并經(jīng)所述的材料導(dǎo)管或端口供應(yīng)第二種較硬的不同生物相容模制材料，而完全填充所述連接點(diǎn)腔和觸覺元件腔。然后，利用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的聚合方法使尚未聚合的第一種模制材料和第二種模制材料聚合。聚合之后，從所述的凹入式模具上取下三個凸出式模具。利用溶劑或振動從凹入式模具中取出IOL。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于生產(chǎn)具有不同的生物相容材料制成的光學(xué)部分和觸覺元件的IOLs的注模成型系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種不需使用大量勞力的、用于注模成型具有不同的生物相容材料制成的光學(xué)部分和觸覺元件的IOLs的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種生產(chǎn)成本低的、注模成型具有不同的生物相容材料制成的光學(xué)部分和觸覺元件的IOLs的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供用于注模成型具有不同材料制成的光學(xué)部分和觸覺元件的IOLs的模具。
本發(fā)明的另一目的是提供一種適于大量生產(chǎn)的、用于注模成型具有不同材料制成的光學(xué)部分和觸覺元件的IOLs的方法。
從下面詳細(xì)的描述、附圖和權(quán)利要求中，本發(fā)明的這些和其他的目的和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯，其中一些進(jìn)行了具體描述，而另一些則沒有，其相同的特征用相同的數(shù)字來表示。
圖1是具有光學(xué)部分和兩個觸覺元件的人造晶狀體的平面圖；圖2是具有光學(xué)部分和三個環(huán)形觸覺元件的人造晶狀體的平面圖；圖3是具有光學(xué)部分和兩個板狀觸覺元件的人造晶狀體的平面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的啟示構(gòu)成的、用于模制具有不同材料制成的光學(xué)部分和觸覺元件的IOLs的一次性模具系統(tǒng)的分解透視圖；圖5是圖4的模具系統(tǒng)的凹入式底部模具的側(cè)視平面圖；圖6是沿線6-6所作的圖5的凹入式底部模具的側(cè)視剖面圖；圖7是圖4的模具系統(tǒng)的中心凸出式模具的側(cè)視平面圖；圖8是圖7的中心凸出式模具的底視平面圖；圖9是圖4的模制系統(tǒng)的觸覺元件模具的側(cè)視平面圖；圖10是沿線10-10所作的圖9的觸覺元件模具的側(cè)視剖面圖；圖11根據(jù)本發(fā)明的啟示構(gòu)成的、用于模制具有不同材料制成的光學(xué)部分和觸覺元件的IOLs的一次性模具系統(tǒng)的分解透視圖；圖12是圖11的模具系統(tǒng)的凹入式底部模具的側(cè)視平面圖；圖13是沿線13-13所作的圖12的凹入式底部模具的側(cè)視剖面圖；
圖14是圖11的模具系統(tǒng)的中心凸出式模具的側(cè)視平面圖；圖15是圖14的中心凸出式模具的底視平面圖；圖16是圖11的模制系統(tǒng)的觸覺元件模具的側(cè)視平面圖；圖17是沿線17-17所作的圖16的觸覺元件模具的側(cè)視剖面圖；圖18是用于圖4或圖11的模具系統(tǒng)的屏蔽件的側(cè)視平面圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是一種注模成型不同的生物相容材料制成的手術(shù)植入物的方法，比如最好是眼內(nèi)人造晶狀體(IOLs)，以及用于這種注模成型方法的一次性模具和使用這種注模成型方法生產(chǎn)的手術(shù)植入物。圖1至3示出了可以利用本發(fā)明的注模成型方法模制的各種IOLs。本文的各種IOLs僅是為了示例的目的而給出，在任何情況下都不是為了限制本發(fā)明的范圍。圖1示出了具有光學(xué)部分12和兩觸覺元件18的IOL10。圖2示出了具有光學(xué)部分12和三個環(huán)形觸覺元件18的IOL10。圖3示出了具有光學(xué)部分12和兩個板狀觸覺元件18的IOL10。
本發(fā)明的注模成型方法用于制造手術(shù)植入物，比如圖1至3所示的IOLs10，其中光學(xué)部分12和觸覺元件18由兩種或更多的不同生物相容材料制成。希望用不同的材料生產(chǎn)IOLs10，以優(yōu)化IOLs10的光學(xué)部分12的光學(xué)特性，并優(yōu)化IOLs10的觸覺元件18的支撐和彈性特性，且如果需要，也優(yōu)化IOLs10的觸覺元件連接區(qū)域13的支撐和彈性特性。然而，如果需要，在制造具有相同或相似的生物相容材料制成的光學(xué)部分12和觸覺元件18的IOLs10時，也可以使用所述的模具。
合適的生物相容的光學(xué)部分模制材料包括具有1.25或更高的折射率，以及在小切口植入過程中折疊或壓縮之后能使所述材料恢復(fù)到原始形狀的彈性的適宜材料，但不限于此。這些材料的示例包括有機(jī)硅聚合物、碳?xì)浜吞挤酆衔铩⑺z、軟性丙烯酸聚合物、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、帶有親水單體的有機(jī)硅聚合物、含氟的聚硅氧烷彈性體及其組合，但不限于這些。由于所需的特性，用于生產(chǎn)光學(xué)部分12的優(yōu)選材料是由甲基丙烯酸2-羥乙酯(HEMA)和甲基丙烯酸6-羥乙酯(HOHEXMA)制成的水凝膠，即聚(HEMA-共-HOHEXMA)。適于觸覺元件的模制材料包括適于提供支撐而不過度脆的材料，但不限于此。這些材料的示例包括甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、剛度更大的水凝膠、有機(jī)硅聚合物及其組合，但不限于這些。由于所需的特性，用于生產(chǎn)觸覺元件18的優(yōu)選材料是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，適于制造其他由不同材料制成的眼睛植入物的材料顯然可以利用本發(fā)明的方法和模具。
本發(fā)明的注模成型方法和工藝?yán)昧艘环N由多部分組成的、但為了易處理而最好是四部分的一次性塑料模具系統(tǒng)24，如圖4所示。模具系統(tǒng)24的第一部分是凹入式底部模具26，它具有沿內(nèi)部表面50的外周邊56的定位壁52和由中心腔28形成的模制表面54，與中心腔28流體連接的一個或多個但最好是兩個連接點(diǎn)腔30，以及至少一個與所述連接點(diǎn)腔30流體連接的觸覺元件腔32，其中所述模制表面用于形成光學(xué)部分12的一個前表面14或后表面16。延伸的邊緣84圍繞所述中心腔28、連接點(diǎn)腔30和觸覺元件腔32，以防止模具之間的材料流動，避免溢料。底部模具26根據(jù)需要由該模具制造的物品確定尺寸。對于IOLs10的制造，為易于操作，底部模具26的長度約為20至35mm，但最好是25至35mm，寬度約為10至20mm，但最好是15至20mm，高度約為10至20mm，但最好是15至20mm。底部模具26的每一模腔可以在尺寸上稍大于最終產(chǎn)品IOLs，以便在聚合過程中適應(yīng)通常高達(dá)15％的材料收縮?；蛘?，溢出儲存器66可以防止聚合，從而在附近凹腔中的聚合材料收縮時，沒聚合的材料可以流入附近的凹腔中聚合。形成植入物的材料聚合過程最好在延伸的邊緣84和邊緣凹槽86處有每平方英寸約50,000磅的壓力下進(jìn)行，以避免制成品中的表面缺陷。
模具系統(tǒng)24的第二部分是中心凸出式模具34，它具有內(nèi)表面50，上有用于形成第二表面的光學(xué)部分腔60形成的模制表面58，邊緣凹槽86包圍光學(xué)部分12的前表面14和后表面16。邊緣凹槽86具有可以容納并與凹入式底部模具26的延伸邊緣84協(xié)同工作的尺寸。中心凸出式模具34具有可以使其充分緊貼地容納在凹入式底部模具26的定位壁52中的尺寸，且具有可以使其互鎖以便軸向和轉(zhuǎn)動對準(zhǔn)的形狀。為了確保軸向和轉(zhuǎn)動對準(zhǔn)，可以使用任何方式，比如使底部模具26和中心凸出式模具34具有位于其內(nèi)表面50上的對準(zhǔn)銷80和銷凹槽82，使底部模具26和中心凸出式模具34具有特定的形狀，比如圖4所示，和/或使底部模具26和中心凸出式模具34具有突出部20和槽22對準(zhǔn)裝置，如圖11所示。對于IOLs10的制造，中心凸出式模具34的長度約為5至12mm，但最好是約6至10mm，以使光學(xué)部分腔60稍大于最終光學(xué)部件的直徑，寬度約為8至18mm，最好是約13至18mm，以便適當(dāng)?shù)匮b入定位壁52內(nèi)，且高度約為10至20mm，但最好是15至20mm，以易于操作。如上所述，由于聚合過程中材料的收縮，中心凸出式模具34的光學(xué)部分腔60可以在尺寸上稍大于所需的最終光學(xué)部分12。
模具系統(tǒng)24的第三和第四模具部分是觸覺元件模具62。每一觸覺元件模具62同樣具有一內(nèi)表面50，上有4由邊緣凹槽86包圍的一或多個連接點(diǎn)腔40和至少一個與所述光學(xué)部分腔60流體連接的觸覺元件腔42構(gòu)成的模制表面64。觸覺元件模具62是具有可以完全容納在凹入式底部模具26的定位壁52內(nèi)的尺寸的凸出式模具，且具有可以互鎖以便軸向和轉(zhuǎn)動對準(zhǔn)的形狀，如上所述。觸覺元件模具62還具有從觸覺元件腔42和/或連接點(diǎn)腔40延伸到觸覺元件模具62的外表面48的材料導(dǎo)管或端口46。對于IOLs10的制造，觸覺元件模具62的長度約為14至22mm，但最好是18至24mm，以便可以適當(dāng)?shù)匮b入定位壁52內(nèi)，寬度約為8至18mm，但最好是13至18mm，以便可以適當(dāng)?shù)匮b入定位壁52內(nèi)，高度約為10至20mm，但最好是15至20mm，以易于操作。如上所述，由于聚合過程中材料的收縮，觸覺元件模具62的每一腔可以在尺寸上稍大于最終的對應(yīng)產(chǎn)品部分。
制造模具系統(tǒng)24的適合材料例如包括但不限于聚氨酯、聚丙烯、聚氯乙稀或丙烯酸酯。在紫外光固化IOLs10的材料的情況下，優(yōu)選的是透明的或半透明的材料，比如聚丙烯。
所述最好是四部分的模具系統(tǒng)24適用于注模成型眼內(nèi)植入物，比如最好是IOL10，具有最好由不同的生物相容材料制成的光學(xué)部分12和觸覺元件18。根據(jù)本發(fā)明，IOL10是通過將預(yù)定量的適宜的光學(xué)部分12的模制材料供入底部模具26的中心腔28而注模成型的。然后將中心凸出式模具34插入凹入式底部模具26的定位壁52中，使多余的模制材料流入一或多個溢出儲存器66中。在該工藝中，一些模制材料流入連接點(diǎn)腔30。然后利用手柄70將屏蔽件68放入定位壁52中，以屏蔽底部模具26的內(nèi)表面50。屏蔽件68的底部72與觸覺元件模具62的內(nèi)表面50尺寸相同，以確保正確裝配在定位壁52內(nèi)。屏蔽件68最好由與模具系統(tǒng)24相同的材料制成，外加紫外光吸收劑，比如2-羥基-5-丙烯酰羥苯基-2H-苯并三唑(2-hydroxy-5-acryloyloxyphenyl-2H-benzotrizoles)或乙烯基甲硅烷氧?；讲⑷?vinylsilylalkoxyarylbenzotriazoles)。然后利用本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的聚合方法，比如紫外光或加熱(但不限于此)，使中心腔28和光學(xué)部分腔60之間的模制材料聚合。由于屏蔽件68，連接點(diǎn)腔30內(nèi)的模制材料不聚合。然后，從底部模具26上去除屏蔽件68，并將觸覺元件模具62放入凹入式底部模具26的定位壁52中。經(jīng)觸覺元件模具62的材料導(dǎo)管46供應(yīng)適當(dāng)?shù)挠|覺元件模制材料，填充連接點(diǎn)腔30和40，以及觸覺元件腔32和42，多余的材料流入儲存器66中。然后利用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的聚合方法，比如紫外光或加熱，但不限于此，使觸覺元件模制材料聚合。聚合之后，從凹入式底部模具26上取下全部三個凸出式模具，即中心凸出式模具34和兩個觸覺元件模具62。使用溶劑或振動將IOL10從凹入式底部模具26上取下。然后根據(jù)需要磨光IOL10，并按照本領(lǐng)域的慣例進(jìn)行消毒和包裝。
如上詳細(xì)所述，根據(jù)本發(fā)明的眼內(nèi)植入物比如IOLs(但不限于此)的注模成型方法，適于這種模制方法的模具以及生產(chǎn)的IOLs提供了一種較低廉地制造由兩種或更多的不同材料生產(chǎn)植入物的方法。本發(fā)明是出于示例和解釋說明的目的。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯然可以對本文中的優(yōu)選實(shí)施例作出改進(jìn)和變化，而沒有脫離其范圍和思想。
權(quán)利要求
1.用于注模成型兩種或多種不同材料制成的眼內(nèi)植入物的一次性模具，包括具有在其內(nèi)表面上的模制表面的凹入式底部模具，具有在其內(nèi)表面上的模制表面的中心凸出式模具，以及一或多個具有在其內(nèi)表面上的模制表面的次凸出式模具。
2.如權(quán)利要求1所述的一次性模具，其特征在于，所述的模具是由從聚氨酯、聚丙烯、聚氯乙稀或丙烯酸酯構(gòu)成的組中選取的相同或不同的材料制成的。
3.如權(quán)利要求1所述的一次性模具，其特征在于，所述的模具由聚丙烯制成。
4.如權(quán)利要求1所述的一次性模具，其特征在于，所述模制表面具有延伸邊緣或凹入邊緣圍繞的模腔，以防止溢料。
全文摘要
用于注模成型兩種或多種不同材料制成的眼內(nèi)植入物的一次性模具，包括具有在其內(nèi)表面上的模制表面的凹入式底部模具，具有在其內(nèi)表面上的模制表面的中心凸出式模具，以及一或多個具有在其內(nèi)表面上的模制表面的次凸出式模具。通過使用一次性的塑料模具，本發(fā)明的注模成型工藝避免了公知模制技術(shù)的問題，這種模具價(jià)格低廉且加工和使用都不需大量勞力。
文檔編號B29C39/28GK1590069SQ20041005665
公開日2005年3月9日 申請日期2001年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月18日
發(fā)明者卡邁勒·K·薩爾巴卡里 申請人:博士倫公司