Lumineszente Kontaktlinse

Die Erfindung betrifft eine lumineszente Kontaktlinse.

Zu Unterhaltungszwecken oder aufgrund ästhetischer Überlegungen werden ge- färbte oder lumineszente Kontaktlinsen zur Erzeugung von der Natur abweichen- der Irisfarben verwendet. Bei lumineszenten Kontaktlinsen sorgen in der Kontakt- linse enthaltene fluoreszierende Farbstoffe bei der Beleuchtung mit UV-Licht eine kurzfristig andauernde Fluoreszenz, die insbesondere bei dunkler Umgebung als starkes Leuchten wahrgenommen wird.

Daneben ist es auch bekannt, dass (sichtbares) Licht einen Einfluss auf den cir- cadianen Rhythmus hat und insbesondere durch Lichtmangel verursachte Störun- gen des Serotonin-Melatonin-Stoffwechsels Erkrankungen der Psyche hervorrufen können. Erste systematische Beschreibungen über die Herbst- und Winterdepres- sionen gehen schon auf den Anfang des 19. Jahrhunderts zurück, einschließlich Lichttherapie (Wintertourismus in südliche Gefilde). Inzwischen ist die Saisonal Abhängige Depression (SAD: engl. = Seasonal Affective Disorder) eines der wich- tigsten Forschungsthemen der letzten Zeit geworden, nicht zuletzt unter dem Druck einer wachsenden Zahl von Betroffenen. Die Häufigkeit variiert je nach Land oder Breitengrad und liegt im Mittel bei etwa 5 % der Bevölkerung. Das Be- schwerdebild der Herbst-ZWinterdepression erfasst vor allem Störungen des An- triebs bis zur Energielosigkeit und eine, wenn auch mildere, depressive Stim- mungslage. Dazu kommen Tagesmüdigkeit und vermehrtes Schlafbedürfnis sowie Angstzustände. Zwei Drittel zeigen auch vermehrten Appetit, vor allem einen Heißhunger auf kohlenhydratreiche Nahrung (Nudelgerichte, Süßigkeiten).

Zur Minderung des Lichtmangels werden bspw. Lichttherapiegeräte mit hohen Be- leuchtungsstärken eingesetzt. Als Lichtquelle dient helles, weißes (fluoreszieren- des) Licht, das mit Ausnahme des Netzhaut-schädigenden UV-Bereichs das ge- samte Spektrum des Sonnenlichtes umfasst. Wohlbefinden und Leistungsfähigkeit können sich dadurch innerhalb weniger Tage erheblich verbessern. Die Geräte er- fordern, dass sich die betroffene Person über einen gewissen Zeitraum, je nach Bedarf, im kurzen Abstand vor dieses Licht emittierende Gerät setzt und bestrahlt wird. Das ist nur möglich, wenn entsprechende Gelegenheiten, bspw. zu Hause nach Feierabend, und Zeit verfügbar sind. Der persönliche Aufwand für die Thera- pie steigt noch, wenn klinisch behandelt wird. Damit ist die Nutzbarkeit derartiger Geräte im Alltag eingeschränkt.

Wenngleich also die Lichttherapie bei der Behandlung derartiger Krankheiten gute Erfolge erzielen kann, ist die Behandlung hinsichtlich der hierfür benötigten Licht- quelle und der für die Behandlung erforderliche Zeit recht aufwändig. Wünschens- wert wäre daher beispielsweise eine Nutzung von selbstleuchtenden Kontaktlin- sen, die während des Alltags getragen und quasi unmerklich vorbeugend oder the- rapeutisch wirksam sein würden. Hierzu sind die bekannten fluoreszierenden Kon- taktlinsen aufgrund der geringen Lebensdauer der Fluoreszenzfarbstoffe und der geringen Lichtintensität allerdings ungeeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kontaktlinse bereitzustellen, die speziell zu therapeutischen Zwecken im Rahmen der auf die Netzhaut wirkenden Lichtthe- rapie verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kontaktlinse mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.

Grundgedanke der Erfindung ist es, Kontaktlinsen statt mit fluoreszierenden Farb- stoffen, die aufgrund deren geringer Lebensdauer rein ästhetisch wirken, mit lumi- neszierenden, vorzugsweise phosphoreszierenden Partikeln auszustatten, die bei längerer Lebensdauer des Luminophors einen für den Träger derartiger Kontakt- linsen therapeutischen Effekt hervorrufen. Erfindungsgemäß kann die Lichttherapie entsprechend sehr viel einfacher und zu- gleich breitenwirksamer eingesetzt werden. Die Hemmschwelle für die Nutzung von Licht geeigneter Wellenlänge gegen Winterdepression oder Schlafstörungen, oder auch nur zur physischen „Auffrischung“ gegen einsetzende Erschöpfung, kann somit deutlich sinken, wobei durch die unmittelbare Platzierung der Kontakt- linse vor dem Auge der gleiche Effekt wie bei einem Lichttherapiegerät, aber mit sehr viel geringerer Leuchtstärke, erreicht werden kann.

Erfindungsgemäß wird also eine lumineszente Kontaktlinse mit phosphoreszieren- den Partikeln vorgeschlagen. Um dabei im Sinne einer therapeutischen Anwen- dung einerseits eine hohe Wirksamkeit bei der Erzeugung des in die Augen gelei- teten Lichts bei gleichzeitig hoher Verträglichkeit, also insbesondere unter Vermei- dung einer Überlastung des Auges oder einer übermäßigen Blendung, zur ermög- lichen, weist die Kontaktlinse gemäß einem Aspekt der Erfindung in Draufsicht ge- sehen eine Mehrzahl von Segmenten oder Abschnitten auf, die mit phosphores- zierenden Partikeln unterschiedlicher Konzentration versehen sind. Durch entspre- chende Vorgabe der Konzentrationen in verschiedenen Segmenten kann dabei die lokal erzeugte Lichtmenge so eingestellt werden, dass beispielsweise beson- ders empfindliche Bereiche des Auges oder der Netzhaut nur mit wenig oder ggf. mit gar keinem Licht beleuchtet werden, wohingegen andere, geeignetere Berei- che intensiver dem Licht ausgesetzt werden können.

Insbesondere und gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung weist dabei ein zentrales, für die Pupille des Trägers vorgesehenes der Segmente eine gerin- gere Konzentration an lumineszierenden Partikeln auf als ein benachbarter Be- reich, kann besonders bevorzugt auch ganz frei von lumineszierenden Partikeln gehalten sein. Weiter ist gemäß einem Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass die lumineszente Kontaktlinse die phosphoreszierenden Partikel ausschließlich in ei- nem oberhalb der Pupille angeordneten Bereich aufweist. Dementsprechend sind in dieser bevorzugten Ausgestaltung die lumineszierenden Partikel ausschließlich in Segmenten enthalten, die beim Tragen für Bereiche mindestens teilweise ober- halb der Pupille des Trägers vorgesehen sind. Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann auch eine Art Gradientenbeladung der Kontaktlinse mit den lumineszierenden Partikeln vorgesehen sein, bei der die Kon- zentration der Partikel entlang einer vorgegebenen Wegstrecke mehr oder weni- ger kontinuierlich ab- oder zunimmt. Rein chemisch bei der Herstellung der Kon- taktlinse ist eine Verteilung in Konzentrationsgradienten beispielsweise abhängig von der gewählten „Polymerisationsdynamik“ umsetzbar, da die Partikel je nach Größe sich nach dem Dispergieren abhängig vom gewählten Aushärtungs- und Segmentierungsprozess unterschiedlich anhäufen werden.

Um einen solchen gradientenartigen oder kontinuierlichen Verlauf der Konzentra- tion der Partikel anzunähern, kann gemäß einem Aspekt der Erfindung auch vor- gesehen sein, dass für eine Mehrzahl von nebeneinanderliegenden Segmenten die Konzentration an lumineszierenden Partikeln zwischen zwei benachbarten Segmenten kontinuierlich zunimmt.

Die lumineszierenden Partikel sind vorzugsweise als phosphoreszierende Partikel ausgeführt, die in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung Licht im Wellenlängenbe- reich 400 nm ≤ λ ≤ 550 nm, also im violetten, blauen und/oder grünen Spektralbe- reich, emittieren.

Speziell wird vorgeschlagen, als phosphoreszierende Partikel mit Europium (Eu ²⁺ ) und Dysprosium (Dy ³⁺ ) dotiertes Strontiumaluminat (Sr ₄ AI ₁₄ O ₂₅ ) zu verwenden. Die phosphoreszierenden Partikel können dabei aus reinem mit Europium (Eu ²⁺ ) und Dysprosium (Dy ³⁺ ) dotierten Strontiumaluminat (Sr ₄ AI ₁₄ O ₂₅ ) bestehen oder dieses zumindest aufweisen. Mit Europium (Eu ²⁺ ) und Dysprosium (Dy3+) dotier- tes Strontiumaluminat (Sr ₄ AI ₁₄ O ₂₅ ) (CAS-Nr. 76125-60-5) eignet sich insbesondere aufgrund der durch die Dotierung mit Europium im Zusammenhang mit Dyspropi- um gesteigerten Leuchtintensität, wobei die Phosphoreszenz durch Zugabe von Silber weiter gesteigert werden kann. Dabei weist mit Europium (Eu ²⁺ ) und Dys- prosium (Dy ³⁺ ) dotiertes Strontiumaluminat (Sr ₄ AI ₁₄ O ₂₅ ) ein nahe dem Absorpti- onsmaximum des Melanopsin-Rezeptors von 484 nm liegendes Emissionsmaxi- mum von 485 nm auf. Die Anregung des dotierten Strontiumaluminats kann insbe- sondere im längerwelligen UV-A-Bereich von ca. 365 nm erfolgen, wodurch eine selektive Anregung des Europium-(2)-Zentrums mit dem Emissionsmaximum von 485 nm erreicht wird.

Die phosphoreszierenden Partikel können einerseits einen hydrodynamischen Durchmesser von 20 bis 140 μm aufweisen und sind damit auch ohne Hilfsmittel optisch wahrnehmbar. Diese Partikel sind im vorliegenden Kontext funktional sehr erfolgreich und sehr wirksam in den erforschten Kontaktlinsenpolymeren zu verar- beiten und dann auch messbar und sichtbar wirksam anwendbar.

Alternativ sind die phosphoreszierenden Partikel Nanopartikel, die höchst bevor- zugt einen hydrodynamischen Durchmesser von 105 nm bis 460 nm aufweisen. Diese sind insbesondere durch Laserablation hergestellt. Bei dieser Größe kann einerseits sichergestellt werden, dass die Partikel primär die optischen Eigen- schaften der Kontaktlinse nicht beeinträchtigen, wobei zugleich das von diesen Partikeln emittierte Licht therapeutisch wirksam ist.

Die lumineszente Kontaktlinse ist bevorzugt eine Hydrogel- oder Silikon-Hydrogel- Kontaktlinse, bei denen eine homogene Verteilung im Kontaktlinsenmatenal ohne Auswaschung des Luminophors erreicht werden kann. Die phosphoreszierenden Partikel sind in der lumineszenten Kontaktlinse also bevorzugt dispergiert.

Schließlich wird die erfindungsgemäße Verwendung von mit Europium (Eu ²⁺ ) und Dysprosium (Dy ³⁺ ) dotiertem Strontiumaluminat (Sr ₄ AI ₁₄ O ₂₅ ) zur Behandlung Mela- tonin-assoziierter Erkrankungen mittels Lichttherapie vorgeschlagen, die insbeson- dere zur Behandlung der Winterdepression vorgesehen ist. Mit Europium (Eu ²⁺ ) und Dysprosium (Dy ³⁺ ) dotiertes Strontiumaluminat (Sr ₄ AI ₁₄ O ₂₅ ) (CAS-Nr. 76125- 60-5) eignet sich insbesondere aufgrund der durch die Dotierung mit Europium im Zusammenhang mit Dyspropium gesteigerten Leuchtintensität, wobei die Phos- phoreszenz durch Zugabe von Silber weiter gesteigert werden kann. Dabei weist mit Europium (Eu ²⁺ ) und Dysprosium (Dy ³⁺ ) dotiertes Strontiumaluminat (Sr ₄ AI ₁₄ O ₂₅ ) ein nahe dem Absorptionsmaximum des Melanopsin-Rezeptor von 484 nm liegendes Emissionsmaximum von 485 nm auf. Die Anregung des dotier- ten Strontiumaluminats kann insbesondere im längerwelligen UV-A-Bereich von ca. 365 nm erfolgen, wodurch eine selektive Anregung des Europium-(2)-Zent- rums mit dem Emissionsmaximum von 485 nm erreicht wird.

Gemäß einem als eigenständig erfinderisch angesehenen Aspekt der Erfindung kann die Aufladung der lumineszenten Kontaktlinse in einem zugeordneten Aufbe- wahrungsbehälter für die Kontaktlinse erfolgen. Ein hierfür geeigneter und gemäß einem Aspekt der Erfindung vorgesehener Aufbewahrungsbehälter ist aus der WO 2019/202084 A1 bekannt, deren Offenbarung, insbesondere bezüglich der ener- getischen Versorgung der Kontaktlinse und der Aufladung der eingebetteten Parti- kel, ausdrücklich mit einbezogen wird („incorporation by reference“).

Gemäß einem als eigenständig erfinderisch angesehenen Aspekt der Erfindung ist dabei ein zusammengehörendes Ensemble aus Box bzw. Aufbewahrungsbehälter einerseits und Linsen andererseits vorgesehen, wobei insbesondere gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Erkennungssystem vorgesehen sein kann, das erkennt, dass sich aufzuladende Linsen im Behälter befinden. Dazu kann beispielsweise im Aufbewahrungsbehälter ein Sensor zur Erkennung der Phosphoreszenz der Kon- taktlinse in den Linsenkammern vorgesehen sein (als Reaktion auf die Bestrah- lung in den Kammern). Die von der Kontaktlinse abgegebene Strahlung kann da- bei von Sensoren in der Linsenkammer erkannt werden, wodurch die Anwesenheit der Linse in der Kammer bestätigt wird. Hierzu kann gemäß einem Aspekt der Er- findung für eine ansonsten nicht zu therapeutischen Zwecken vorgesehene Kon- taktlinse ein spezifisch zugeordnetes Segment der Kontaktlinse vorgesehen sein, beispielsweise in Form eines schmalen äußeren Leuchtrings. Bei einer zu thera- peutischen Zwecken vorgesehenen Kontaktlinse der oben beschriebenen Art sind hingegen hierfür geeignete Segmente ohnehin vorhanden.

Da in der Kontaktlinse selbst eine Szintillation der aufgenommenen Wellenlänge stattfindet, weist das von den Kontaktlinsen emittierte Licht eine anderen Wellen- länge auf als das im Aufbewahrungsbehälter zur Aufladung der Kontaktlinse abge- gebene UV-Licht, so dass für die Sensoren auf vergleichsweise einfache Weise eine zuverlässige Unterscheidung des vom Aufbewahrungsbehälter zur Aufladung abgegebenen vom durch die Kontaktlinse emittierten Licht möglich ist. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, dem die in Tabelle 1 angegebenen phos- phoreszierenden Partikel aus mit Europium (Eu ²⁺ ) und Dysprosium (Dy ³⁺ ) dotier- tem Strontiumaluminat (Sr ₄ AI ₁₄ O ₂₅ ) verwendet wurden, wird anhand einer Zeich- nung näher erläutert. Darin zeigen:

FIG. 1 in einer schematischen Ansicht den grundsätzlichen Ablauf zur Herstel- lung der erfindungsgemäßen Kontaktlinsen,

FIG. 2 jeweils eine Kontaktlinse,

FIG. 3 eine lichtmikroskopische Abbildung des Querschnitts einer Kontaktlinse,

FIG. 4 einige Lumineszenz-Anregungsspektren,

FIG. 5 eine Übersicht über die Phosphoreszenz-Eigenschaften,

FIG. 6 eine Kontaktlinse in schematischer Darstellung in Draufsicht,

FIG. 7 die Kontaktlinse nach FIG. 6 in schematischer Darstellung in seitlicher An- sicht, und

FIG. 8 verschiedene Varianten der Kontaktlinse nach FIG. 6, jeweils in perspekti- vischer Ansicht.

Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Für die Herstellung von Hydrogel- und Silikon-Hydrogel-Kontaktlinsen sind für die Polymerisation der modifizierten Kontaktlinsenmatenalien gegenüber dem Stand der Technik keine signifikante Anpassung der relevanten Prozessparameter wie Initiatorkonzentration in der Formulierung, Temperaturprofile in den thermischen Copolymerisationsbedingungen und die Polymerisationsprozessdauer erforderlich. Dies deutet darauf hin, dass es keine starken Inhibitor-Nebenwirkungen durch die Integration der phosphoreszierenden Partikel in die reaktive Monomerformulierung gibt. Ist die Partikelkonzentration nicht viel höher als ca. 1 Gew.-%, verändern sich die mechanischen Linseneigenschaften kaum.

FIG. 1 zeigt den grundsätzlichen Ablauf zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kontaktlinsen in einer schematischen Ansicht. In einem ersten Schritt (I) werden Formwerkzeuge 10, 20 zur Herstellung der zu fertigenden Kontaktklinsen 40 ge- schaffen, wobei in einem zweiten Schritt (II) zwischen diesen das die phosphores- zierende Partikel enthaltende Polymerisat gegeben und ausgehärtet wird. Nach dem Entformen in einem dritten Schritt (III) kann die fertige Kontaktlinse in einem vierten Schritt (IV) beispielsweise in einer Blisterverpackung konfektioniert werden.

Neben den mechanischen Form- und Festigkeitseigenschaften der resultierenden Hydrogelkontaktlinsen, sind dabei auch die chemisch-physikalischen Matenalei- genschaften an unterschiedlichen Modellformulierungen untersucht worden.

Für die erfolgreiche physiologische Verwendung des Medizinprodukts auf dem ge- sunden Auge sind insbesondere die Stabilität und Größe der Messwerte für die Oberflächenbenetzbarkeit (Kontaktwinkel), die Wasseraufnahme (Wassergehalt) und die Sauerstoffdurchlässigkeit (Dk-Werte) von sehr hoher Wichtigkeit. An Lin- senmodellen mit u.a. den sehr großen Partikeln PBG-6L (Nr. 1 der Tabelle 1 ), mit ca. 94 μm Durchmesser, wurde exemplarisch im standardisierten Prüfverfahren gemäß ISO 18369-4: 2017 die Gasdurchlässigkeit für Sauerstoff bestimmt und bei einem Partikelgewichtsanteil von 0,50 % in pHEMA Hydrogellinsen kein signifikan- ter Unterschied zu zeitgleich hergestellten und vermessenen reinen pHEMA-Lin- sen ohne Partikelzusatz gefunden (Ansatz IK234-62). Linsenproben gleicher Mit- tendicke wurden systematisch verglichen und hatten gleiche Dk-Werte.

Diese gewünschte „Unauffälligkeit“ wurde auch für den Linsenwassergehalt in Messungen nach der normativen Grundlage ISO 18369-4:2017 gefunden. Bis zu ca. 1 Gew.-% war keinerlei deutliche Abweichung des Wassergehalts durch Zu- satz von Nano- oder Makropartikeln gefunden worden, bei Steigerungen der Ge- wichtsanteile großer Partikel werden allmählich leicht verminderte Wasseraufnah- men messbar, die aber im Falle von einfachen pHEMA-Polymeren erst oberhalb von 3 Gewichtsprozent aus der normativen Toleranz von +/- 2 Gew.-% geraten. Dies kann bei hochwasserhaltigen Copolymeren im Einzelfall leicht davon abwei- chen.

Diese Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst.

Diese gefundenen sehr geringen Effekte auf u.a. die hier genannten relevanten chemischen Matenaleigenschaften sind indirekt ein großer Vorteil bei der Stabili- sierung der Produktbiokompatibilität trotz der neuartigen Integration von chemisch ungebundenen und durchaus höheren Gewichtsanteilen phosphoreszierender Partikel unterschiedlichster Größe. Produktrisiken für Kontaktlinsen in dieser Art sind somit nicht naheliegend in Form einer ungenügenden Linsenbenetzung, eines stark verringerten Wassergehalts oder einer kritischen Unterversorgung mit Sauer- stoffluss.

Nach der Hydratation des quellfähigen, entformten Linsenpolymers erfolgte in Ver- suchen zur vorliegenden Erfindung die Verpackung in Standardblister mit der ge- pufferten Kochsalzlösung und die Dampfsterilisation durch Autoklavieren ohne Form Verformung der Linsen oder Partikelextraktion in die wasserbasierte Lösung.

FIG. 2a zeigt eine Kontaktlinse mit einer durch Sedimentation erhaltenen inhomo- genen Verteilung der phosphoreszierenden Partikel, wohingegen FIG. 2b eine Kontaktlinse mit einer homogenen Verteilung der phosphoreszierenden Partikel zeigt. Andere Formen, bei denen eine Häufung der phosphoreszierenden Partikel in bestimmten Abschnitten der Kontaktlinse bewirkt wird, sind mit entsprechenden Techniken erreichbar (siehe auch im Folgenden).

FIG. 3 zeigt eine lichtmikroskopische Abbildung des Querschnitts einer besonders bevorzugt ausgestalteten Kontaktlinse nach der Erfindung. Um die Partikelvertei- lung in der fertigen, hydrierten Kontaktlinse sichtbar zu machen, wurden mikrosko- pische Aufnahmen von Kontaktlinsen-Querschnittsproben angefertigt, wobei die abgebildete Kontaktlinse durch eine Kombination eines Zentrifugationsschritts zur Erhöhung der Partikeldichte mit der darauffolgenden thermischen Polymerisation hergestellt worden ist.

Allgemein wurde für modifizierte weiche Kontaktlinsen mit spezifischen, nicht reak- tiven anorganischen Partikeln jedoch im ersten Schritt bevorzugt ein Dispersions- prozess angewendet. Hierbei wurde die gewünschte Konzentration an Partikeln, speziell Partikel aus mit Europium (Eu ²⁺ ) und Dysprosium (Dy ³⁺ ) dotiertem Stronti- umaluminat (Sr ₄ AI ₁₄ O ₂₅ ), in die transparente flüssige Monomerformulierung bei Raumtemperatur eingerührt, um eine bestmögliche Dispersion zu erhalten. Nach einer längeren Rührphase wurde diese Mischung schnellstmöglich zum Befüllen der Linsenformen und zum Starten des Polymerisationsprozesses verwendet. Ei- ne kurze Homogenisierungsphase im Vorfeld mit Ultraschallenergie wirkt unter- stützend. Diese Mischung konnte bereits alle Rezepturbestandteile, einschließlich der Vernetzerkomponenten und der bevorzugten Initiatorkomponente(n), enthal- ten. Besonders geeignet war ein schnelles reaktives Polymerisationsverfahren aus dem Bereich des Gießens (cast-moulding). Dauern die Polymerisationsprozesse hingegen viele Stunden, wie es bei Polymerisationen von großflächigen Polymer- zwischenprodukten (Rohlinge, Stabpolymere, etc.) oft erforderlich ist, wird es auf- grund von Partikelsedimentation allerdings deutlich schwieriger, eine homogene Partikelverteilung im Material zu gewährleisten.

Die in den vorliegenden Untersuchungen getesteten Kontaktlinsenpolymere mit Partikelbeladung wurden daher in einem vergleichsweise schnellen Polymerisati- onsprozess von ca. 15 bis max. 30 Minuten bei einer Wärmezufuhr von max. 97 °C erhalten. Die Linsen wurden in Polypropylen-Formen gefüllt, die aus zwei exakt passenden Formhälften bestanden. Die Abmessungen der Formen wurden auf den ermittelten Matenalquellparameter in physiologischer gepufferter Kochsalzlö- sung und auf die gewünschte Kontaktlinsengeometrie abgestimmt. Dieses Herstel- lungsverfahren ist die moderne Basis der heutigen Hydrogel-Kontaktlinsen im Be- reich der sogenannten Austauschprodukte (Tages- und Monatslinsen). Aufbauend auf der bestehenden Technologie konnten insbesondere bei den genannten Po- lyhydroxyethylmethacrylat-Copolymeren homogene Partikelverteilungen erreicht werden. Hierauf sind die möglichen Anwendungen aber keineswegs beschränkt, denn auch Copolymere mit unterschiedlichen hydrophilen Comonomeren zum HEMA waren homogen mit den Partikeln zu verarbeiten. Im Falle einer bevorzugten Parti- kelverdichtung im Linsenprodukt, zur besseren Trennung von beladenen und un- beladenen Linsenabschnitten, sind amphiphile Copolymere wie u.a. die sog. Sili- konhydrogele bevorzugt einzusetzen. Die polaren Verhältnisse im flüssigen Mono- merengemisch nehmen erkennbar Einfluss auf die Dispergierbarkeit und die Sedi- mentationsgeschwindigkeit und damit auf den Verteilungsgrad der Partikel sowie deren Agglomerationsgrad.

Die resultierenden Polymere konnten so nach der Entformung aus den PP- Formen ohne Nachbearbeitung (Polieren etc.) direkt in die Quellflüssigkeit über- führt und anschließend zur Sterilisation (Dampfsterilisation bei 121 °C / 20 Minu- ten) in die Endverpackung (Dosen oder Blister) autoklaviert werden.

In den Aufbewahrungslösungen der sterilisierten verpackten Kontaktlinsen wurden keine erhöhten Partikelkonzentrationen gemessen. Wie bei größeren Partikeln wurde auch bei diesen Partikeln (ca. 200 nm hydrodynamischer Durchmesser) keine Migration der Partikel während der Quellung und Wärmebehandlung als Prozessrisiko erkannt. Die Partikel veränderten die Linsengeometrie nicht signifi- kant und auch die Materialeigenschaften kaum oder gar nicht. Der Wassergehalt wurde geringfügig (ca. ~1 Gew.-%) niedriger im Vergleich zu äquivalenten Poly- meren ohne Partikel-Beladung. Wesentlich wichtiger ist dabei der Befund, dass die relevante Sauerstoffdurchlässigkeit dieser Produkte dann auch praktisch unbe- einflusst bleibt.

FIG. 4 zeigt die Lumineszenz-Anregungsspektren bei λ _em = 485 nm (a) und die Emissionsspektren (b) nach Anregung bei λ _exc = 275 nm und λ _exc = 365 nm von mit Europium (Eu ²⁺ ) und Dysprosium (Dy ³⁺ ) dotierten Strontiumaluminat (Sr ₄ AI ₁₄ O ₂₅ ) modifizierten Kontaktlinsen. Es ist dabei zu erkennen, dass bei Anregung der Partikel im UV-Spektrum eine Phosphoreszenz mit einem Maximum im Bereich von 485 nm erreicht werden kann, wobei emittiertes Licht mit dieser Wellenlänge in etwa dem Absorptionsma- ximum des Melanopsin-Rezeptors bei einer Wellenlänge von 484 nm entspricht.

Die erfindungsgemäß ausgestalteten Hydrogellinsen können beliebig oft wieder- holt mit UV-Licht aktiviert werden. So zeigt FIG. 5, dass mit 1 % Realglow PBG-6L (94 μm) beladene autoklavierte Vitafilconlinsen wiederholt eine Phosphoreszenz über ca. 10 bis 30 Minuten ausbilden. Insgesamt dauert die Phosphorenz bei allen untersuchten Partikeln meist 15 bis 25 min und insbesondere bei größeren Parti- keln (> 5 μm) mindestens 20 min. Es wurde klar gefunden, dass die Leuchtleis- tung von der Menge und noch deutlicher von der Partikelgröße abhängig ist. Eine Verdichtung der Partikel hat daher Vorteile auf die Phosphoreszenz, was nutzbar ist, wenn die Partikel in definierten Abschnitten außerhalb der optischen zentralen Zonen liegen. Hierfür sind Werkzeuge zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Kontaktlinse gezielt zu konstruieren, z.B. Abquetschvorrichtungen, die mit dem Linsenmonomergemisch so befüllt werden, dass es zu Partikelverdichtungen größtenteils im nicht-optischen Bereich kommt, vor der beginnenden Polymerisati- on. Das Verdichten von dispergierten Partikeln kann zudem durch Prozessschritte wie kurzzeitiges Rotieren oder Zentrifugieren noch gesteuert und verstärkt wer- den.

Das „Abklingverhalten“ der Lichtleistung dieser Linsenmodelle ist sowohl erwar- tungsgemäß, als grundsätzlich gewünscht. Wiederholte Aktivierungen sind belie- big möglich, also eine kontinuierliche Wiederverwendung in dem Tragezeitraum ei- ner Monatskontaktlinse beispielsweise gut anwendbar.

Zytotoxizitätstests und Augenirritationstests mit erfindungsgemäß hergestellten lu- mineszenten Kontaktlinsen lieferten keine Hinweise auf eine toxische oder irritie- rende Wirkung.

Eine gemäß einem Aspekt der Erfindung segmentiert ausgeführte Kontaktlinse 1 ist in FIG. 6 schematisch in Draufsicht gezeigt. Die als lumineszente Kontaktlinse 1 ausgeführte Kontaktlinse 1 ist gemäß vorstehender Beschreibung mit phospho- reszierenden Partikeln versehen. Sie umfasst einen Linsenkörper 2, der segmen- tiert ausgeführt ist und in Draufsicht gesehen eine Mehrzahl von Abschnitten oder Segmenten 4 aufweist. Diese Segmente 4, die wie der Darstellung gern. FIG. 6, 7 in radialer Richtung und/oder in Form von Kreissegmenten nebeneinander liegend angeordnet sein können, sind mit phosphoreszierenden Partikeln unterschiedli- cher Konzentration versehen.

Einige Beispiele für mögliche Ausführungen der Kontaktlinse 1 sind in den FIGs. 8a - d jeweils in perspektivischer Ansicht gezeigt. Die Konzentration der Partikel im jeweiligen Segment 4 ist dabei durch die Graustufe der jeweiligen Schattierung symbolisiert; eine „dunklere“ Darstellung soll dabei eine vergleichsweise höhere Konzentration an Partikeln bedeuten. Helle Segmente können dabei auch völlig frei von Partikeln sein.

FIG. 8a zeigt dabei beispielsweise eine lumineszente Kontaktlinse 1 , bei der ein zentrales, für die Pupille des Trägers vorgesehenes der Segmente 4 frei von lumi- neszierenden Partikeln gehalten ist und somit eine geringere Konzentration an lu- mineszierenden Partikeln aufweist als die benachbarten Segmente 4. Ansonsten sind die Partikel in diesem Ausführungsbeispiel in der Art ringförmiger Segmente 4 angeordnet. Im Beispiel gern. FIG. 8b, bei dem ebenfalls das zentrale Segment 4 frei von den Partikeln gehalten ist, sind die lumineszierenden Partikel ausschließ- lich in Segmenten 4 enthalten, die beim Tragen für Bereiche mindestens teilweise oberhalb der Pupille des Trägers vorgesehen sind.

Je nach vorgesehenem Einsatzzweck und - modus können auch andere Konstel- lationen gewählt sein. Beispielsweise zeigt Fig. 8c eine Variante, bei der die Kon- zentration in Segmenten in Umfangsrichtung gesehen wechselt, und FIG. 8d eine Variante, bei der für eine Mehrzahl von nebeneinanderliegenden Segmenten die Konzentration an lumineszierenden Partikeln zwischen zwei benachbarten Seg- menten kontinuierlich zunimmt.

Bezugszeichenliste

1 Kontaktlinse

2 Linsenkörper

4 Segment