(57)【要約】  本発明は、単一焦点レンズから多焦点レンズへの変換を含む、光学特性が手術後に調節可能な新規なレンズに関する。
2005514646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズの第１部分が第１の焦点距離を有し、
外部刺激に対して光反応性の材料を含み、該刺激を加えることによって第２の焦点距離に調節される焦点距離を有するレンズの第２部分と
を含み、
第１の焦点距離が第２の焦点距離と異なる
多焦点レンズ。
【請求項２】
前記第１の焦点距離が第２の焦点距離よりも長い請求項１に記載のレンズ。
【請求項３】
前記第２の焦点距離が第１の焦点距離よりも長い請求項１に記載のレンズ。
【請求項４】
前記第１部分が実質上円形であってレンズの中心に配置され、前記第２部分が実質上環形であって第１部分の周囲に配置される請求項１に記載のレンズ。
【請求項５】
前記第２部分が実質上円形であってレンズの中心に配置され、前記第１部分が実質上環形であって第２部分の周囲に配置される請求項１に記載のレンズ。
【請求項６】
前記レンズの第１部分が外部刺激に対して光反応性の材料を含む請求項１に記載のレンズ。
【請求項７】
外部刺激に対して光反応性の材料を含み、該刺激を加えることによって第３の焦点距離に調節される焦点距離を有するレンズの第３部分を
さらに含む請求項１に記載のレンズ。
【請求項８】
前記第３部分が実質上環形であって第１部分の周囲に配置される請求項７に記載のレンズ。
【請求項９】
前記第３の焦点距離が第１および第２の焦点距離と異なる請求項７に記載のレンズ。
【請求項１０】
前記第３の焦点距離が第２の焦点距離と同じである請求項７に記載のレンズ。
【請求項１１】
前記刺激が光である請求項１に記載のレンズ。
【請求項１２】
前記刺激が紫外光である請求項１１に記載のレンズ。
【請求項１３】
前記レンズが眼内レンズである請求項１に記載のレンズ。
【請求項１４】
前記レンズがコンタクトレンズである請求項１に記載のレンズ。
【請求項１５】
前記レンズが眼鏡レンズである請求項１に記載のレンズ。
【請求項１６】
刺激誘発重合性の改質性組成物（ＭＣ）を内部に分散したレンズを調製することと、
レンズの一部分の焦点距離を変化させる光学特性の変化を起こす外部刺激に該レンズの一部分を曝すことと
を含み、
それによってレンズの該露出部分が第１の焦点距離を有し、レンズの非露出部分が、第１の焦点距離と異なる第２の焦点距離を有する
多焦点レンズを調製する方法。
【請求項１７】
前記レンズが眼内レンズであって、レンズの一部分を露出する前にレンズを患者に挿入することをさらに含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の焦点距離と第２の焦点距離を固定することをさらに含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記外部刺激が光を含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記光学特性の変化が、外部刺激に曝された領域中のＭＣの重合によって起こる請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は「光調節可能な多焦点レンズ」（ｌｉｇｈｔ  ａｄｊｕｓｔ  ｍｕｌｔｉｆｏｃａｌ  ｌｅｎｓ）の名称で２００１年１２月２８日出願の米国特許仮出願番号６０／３４７，０２８号、および「光調節可能な多焦点レンズ」の名称で２００２年１月２２日出願の米国特許仮出願番号６０／３５０，５５１号の優先権授権を主張するものであり、その開示は本明細書に参照して組み込まれている。
【０００２】
本発明は、異なる種類の素子が異なる光学特性を有するように後製造で修正することのできる光学素子に関する。一実施形態では、後製造で多焦点レンズに変換することのできる眼内レンズなどのレンズに関する。
【背景技術】
【０００３】
ヒトの視覚系に関する遠近調節（ａｃｃｏｍｏｄａｔｉｏｎ）は、助けを受けずにその眼球構造を使用して近距離（例えば読書）および遠距離（例えば運転）の両方の対象物を見ることのできる人間の能力のことである。ヒトが遠近調節をする機構は、自然レンズを取り囲む水晶体嚢（ｃａｐｓｕｌａｒ  ｂａｇ）内に入り込んでいる毛様体の収縮と緩和によるものである。毛様体の応力が加わると、ヒトのレンズは形状変化を行い、レンズの曲率半径を有効に変化させる。この動きは同時にレンズの倍率を変化させる。しかし、人間の加齢と共にその遠近調節の能力は劇的に低下する。この状況は老眼として知られており、現在ＵＳでは９０００万人以上の人が罹患している。遠近調節の喪失を説明する最も広く信じられている理論は、ヘルムホルツ（Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ）によって発表されたもので、患者が加齢するとヒトの眼球の水晶体レンズが徐々に固くなり、毛様体の作用が加わっても変形しなくなると説明している。
【０００４】
眼鏡の矯正を必要とせずに遠距離の対象物を見ることはできるが、近接距離の対象物を見る能力を失った人には、通常一対の読書眼鏡または拡大鏡が処方される。先在的な焦点ボケおよび／または乱視のため、予め眼鏡による矯正を必要とする患者には、その人が近距離と遠距離の両方の視力をもつように、二焦点、三重焦点、可変または漸進的焦点距離のレンズを処方する。この状況に加えて、患者の加齢による白内障の発症の恐れがある。実際に、白内障を除去して眼内レンズ（ＩＯＬ）を埋め込むことは、６５歳以上の患者に行われる最も一般的な外科治療である（文献）。
【０００５】
老眼と白内障の両方を効果的に処置するには、患者に多焦点ＩＯＬを埋め込むことができる。多焦点ＩＯＬの一般的な概念と設計は、以前から眼科および患者の文献に記載されてきた。多焦点ＩＯＬの最も簡単な設計は一般に「牛眼」構造と呼ばれ、近距離視力を提供する小さな中心の付加ゾーン（直径１．５ｍｍ〜２．５ｍｍ）を含む（「白内障および屈折外科における眼内レンズ」、Ｄ．Ｔ．Ａｚａｒ等、Ｗ．Ｂ．Ｓａｕｎｄｅｒｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ（２００１）、「眼内レンズ：基礎および臨床応用」、Ｒ．Ｌ．Ｓｔａｍｐｅｒ、Ａ．Ｓｕｇａｒ、Ｄ．Ｊ．Ｒｉｐｋｉｎ、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ａｃａｄｅｍｙ  ｏｆ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌｏｇｙ（１９３３）、両方とも参照して本明細書に組み込まれている）。中心付加ゾーンの倍率は一般にＩＯＬの基本倍率よりも３〜４ジオプター高く、視覚系全体で実効２．５〜３．５ジオプターの付加になる。中心付加ゾーンの外側のレンズ部分は基本倍率であり、遠距離視覚のために使用される。理論的に、瞳孔が近距離視覚のために収縮すると、像からの光はレンズのその中心付加ゾーンだけを通過する。しかし、明るい視覚状況下では、瞳孔はやはり収縮して患者は２〜３ジオプター近視に留まる。これは太陽が直射する方向、例えば日没時に西に向けて運転する人にとって潜在的に問題になり得る。この問題に対処するために、遠距離視覚用に中心と周辺部分を設計し、近距離視力用に副中心（ｐａｒａｃｅｎｔｒａｌ）輪（２．１〜３．５ｍｍ）を環状に設計する。この設計は、瞳孔が収縮しても遠距離視覚を維持する（（「白内障および屈折外科における眼内レンズ」、Ｄ．Ｔ．Ａｚａｒ等、Ｗ．Ｂ．Ｓａｕｎｄｅｒｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ（２００１）、「眼内レンズ：基礎および臨床応用」、Ｒ．Ｌ．Ｓｔａｍｐｅｒ、Ａ．Ｓｕｇａｒ、Ｄ．Ｊ．Ｒｉｐｋｉｎ、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ａｃａｄｅｍｙ  ｏｆ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌｏｇｙ（１９３３）、両方とも参照して本明細書に組み込まれている）。ＵＳで現在販売され、最も広く採用されている多焦点ＩＯＬは、米国特許第５，２２５，８５８号に記載されており、本明細書に参照して組み込まれている。このＩＯＬはアレイ・レンズとして知られており、５つの同心状の非球面環状ゾーンを含む。各ゾーンは多焦点素子であり、したがって瞳孔のサイズは最終的な像品質を決定するために少ししか、または全く役割をもたない。
【０００６】
しかし、標準的な眼内レンズではレンズの倍率と焦点ゾーンを埋め込みの前に見積もらなければならない。必要とする倍率の見積もり誤差、および傷の治癒のための後処置によるレンズの移動は、しばしば最適視力に満たない結果を招く。後者の影響は、治癒中にＩＯＬが横断方向（視覚軸に直角）に移動するならば、牛眼レンズの場合特に問題である。これは、事実上眼の視覚軸から付加部分を動かし、所望の多焦点性がなくなる。アレイおよび準中心ＩＯＬ設計は、傷の治癒中の転位の問題を部分的に克服することはできるが、ＩＯＬのいかなる長手方向（視覚軸に沿う方向）の動き、先在的な乱視、または外科手術によって誘発された乱視はこれらの多焦点ＩＯＬ設計を使用して補償することはできない。この結果、患者はレンズの置き換えまたは位置修正のために追加の手術を受けるか、追加の矯正レンズを使用するかの選択をしなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多焦点眼内レンズを形成するために、ｉｎ  ｖｉｖｏで後処置によって調節することのできる眼内レンズが必要とされている。この種のレンズは初期の正常視（無限遠からの光が網膜上に完全な焦点を結ぶ）状態にｉｎ  ｖｉｖｏで矯正するように設計することができ、次いで第２の処置中に多焦点性を加えることができる。それらのレンズは予備外科治療の倍率選択に伴う憶測仕事のいくつかを取り除き、ＩＯＬ埋め込みに内在する傷治癒応答を克服し、付加または削除ゾーンのサイズを、異なる照明条件下での患者の程度と特徴に合わせて特製することが可能であり、矯正したゾーンを患者の視覚軸に沿って配置することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
その特性を後製造で調節して異なる特性を有する光学素子を製造することのできる、新規な光学素子が提供される。詳細には、本発明は、レンズを眼の中に埋め込んだ後に多焦点レンズに変換することのできる眼内レンズに関する。このようにして、レンズの眼球内および／または焦点ゾーンは、レンズが手術後にどのように移動した後でもより正確に調節することができ、予備処置の見積もりによるものではなく、患者および標準的な屈折技術からの情報入力に基づくことができる。
【０００９】
光学素子の変更は、素子全体に分散した改質性組成物（「ＭＣ」）によって達成される。ＭＣは熱または光などの外部刺激に曝されるときに重合する能力を有する。刺激を１個または複数の素子領域に向けて、露出された領域だけＭＣを重合させることができる。ＭＣの重合は露出領域の素子の光学特性を変化させる。
【００１０】
重合すると、光学素子内部でいくつかの変化が起きる。第１の変化は重合したＭＣを含む第２のポリマー網目の形成である。このポリマー網目の形成は、素子の光学特性、いわゆる屈折率を変化させることができる。さらに、ＭＣが重合するとき、重合した領域と非重合領域の間に異なる化学ポテンシャルが誘発される。これによって非重合ＭＣは素子内へ拡散し、光学素子の熱力学的平衡が再び確立される。光学素子が十分な弾性を有するならば、このＭＣの移動は刺激に曝された領域で素子の膨潤を起こすことができる。これは素子の形状を変化させ、光学特性の変化を起こす。光学素子の性質、素子に組み込まれたＭＣ、時間、および刺激の空間的強度プロファイルによって、これらの２つの変化のどちらかまたは両方が起き得る。
【００１１】
本発明の重要な態様の１つは、光学素子は一旦製造されると、所望の光学特性を得るために材料をレンズに追加することも取り除くこともないので、自己充足していることである。
【００１２】
光学素子の異なる領域に、外部刺激の程度を変化させ、または予め定めたパターンで露出することによって、異なる領域の素子の光学特性を変化させ得ることが見出された。例えば、様々なパターンを使用することによって、異なる光学特性の同心リングで囲まれた中心ゾーンに一組の光学特性を形成することが可能である。このようにして、多焦点レンズを形成することができる。他の実施形態では、特製の二焦点、多焦点等のパターンを１つの処置で描き、第２の処置でレンズ全体に存在する未反応の改質性組成物を固定することができる。別法として、特製のパターンをレンズ上に複数回処置して描き、患者に眼鏡を必要としない視力を提供することができる。
【００１３】
上記では以下の発明の詳細な説明をより良く理解するために、本発明の特徴と技術的な利点を広範囲に概説した。本発明の請求項の主題を形成する本発明の追加の特徴と利点を以下に説明する。当業者であれば、開示された概念と特定の実施形態は、本発明の同じ目的を実施するために、修正または他の構造設計の基礎として容易に用いることができることを認識するはずである。また、当業者であれば、それらの同等の構造が、付属の請求項に記載された本発明の精神と範囲から逸脱しないことを理解するはずである。その組織および手術の方法の両方に関して本発明の特徴と考えられる新規な特徴は、他の目的および利点と共に、付随する図面と一緒に以下の説明を検討することによってより良く理解されよう。しかし、各図面は例示と説明の目的のためにのみ提供されており、本発明の制限を定義するためではないことを明白に理解すべきである。
【００１４】
本発明をより完全に理解するために、付髄する図面に関連する以下の説明を参照する。
【００１５】
本発明の光学素子は後製造による光学特性の変更が可能である。素子は自己充足しており、光学特性を変化させるための材料の追加または除去を必要としない。替わりに、光学特性は光学素子の一部または複数部分を素子内のＭＣ重合を含む外部刺激に曝すことによって変更される。ＭＣの重合は光学特性の変化を起こす。
【００１６】
本発明の光学素子はＭＣ内部に分散されている。このＭＣは素子の内部に拡散することが可能であり、適切な外部刺激に曝すことによって容易に重合することができ、光学素子を作製するのに使用される材料と適合性がある。
【００１７】
光学素子は一般に第１のポリマー母材から作られる。適切な第１のポリマー母材の例には、ポリアルキルアクリレートおよびポリヒドロキシアルキルアクリレートなどのポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート（「ＰＭＭＡ」）、ポリヒドロキシエチルメタクリレート（「ＰＨＥＭＡ」）、ポリヒドロキシプロピルメタクリレート（「ＨＰＭＡ」）などのポリメタクリレート、ポリスチレンおよびポリビニルピロリドン（「ＰＮＶＰ」）などのポリビニル、ポリジメチルシロキサンなどのポリシロキサン、ポリフォスファゼン、およびそのコポリマーが含まれる。米国特許第４，２６０，７２５号およびその中に記載されている特許および文献（それらはすべて本明細書に参照して組み込まれている）は、第１の母材を形成するために使用することのできる適切なポリマーのより特定の例を提供している。
【００１８】
可撓性を必要とする場合の好ましい実施形態では、第１のポリマー母材は、得られるＩＯＬが液体状および／または弾性体的な挙動を示すように、一般に比較的低いガラス転移温度（「Ｔｇ」）を有し、一般に、１種または複数のポリマー出発材料を架橋することによって形成され、各ポリマー出発材料は少なくとも１個の架橋可能な基を含む。眼内レンズの場合、Ｔｇは２５℃未満でなければならない。このことによってレンズは折りたたむことができ、埋め込みが容易になる。剛性を望む場合には、Ｔｇは一般に２５℃よりも高い。
【００１９】
適切な架橋可能な基の例には、水素化物、アセトキシ、アルコキシ、アミノ、無水物、アリールオキシ、カルボキシ、エノキシ、エポキシ、ハロゲン化物、イソシアノ、オレフィン、オキシンが含まれるが、制限するものではない。より好ましい実施形態では、それらのポリマー出発材料は、ポリマー出発材料を含む１種または複数のモノマーと同一または異なる末端モノマー（末端キャップとも呼ばれる）を含むが、少なくとも１個の架橋可能な基を含む。言い換えれば、末端モノマーからポリマー出発材料が始まって終わり、末端モノマーはその構造の部分として少なくとも１個の架橋可能な基を含む。本発明を実施するのに必ずしも必要ではないが、ポリマー出発材料の架橋機構は、屈折調節組成物を含む成分の刺激誘発性重合機構とは異なることが好ましい。例えば、屈折調節組成物が光誘発重合によって重合するならば、ポリマー出発材料は光誘発重合とは異なる何らかの機構によって重合する架橋可能基を有することが好ましい。
【００２０】
第１のポリマー母材を形成するポリマー出発材料の特に好ましい種類は、アセトキシ、アミノ、アルコキシ、ハロゲン化物、ヒドロキシ、メルカプトからなる群から選択された架橋可能な基を含む末端モノマーで末端キャップされたポリシロキサン（「シリコン」としても知られている）である。シリコンＩＯＬは可撓性かつ折りたたみ性に富むことが多く、一般にＩＯＬ埋め込み手順の間の切開をより小さくすることができる。特に好ましいポリマー出発材料の例は、ビニルで末端キャップしたジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン・コポリマー、シリコン樹脂、および白金触媒での付加重合によって架橋してシリコン母材を形成する水素化シリコン架橋剤である。それらの他の例は米国特許第５，２３６，９７０号、米国特許第５，３７６，６９４号、米国特許第５，２７８，２５８号、米国特許第５，４４４，１０６号に見ることができ、上記の処方に類似した他のものである。
【００２１】
ＩＯＬを作製するのに使用されるＭＣは、生物適合性が追加して必要である以外は上記のとおりである。ＭＣは、（ｉ）第１ポリマー母材を形成するのに適合性がある、（ｉｉ）第１ポリマー母材を形成した後に刺激誘発重合の能力を維持している、（ｉｉｉ）第１ポリマー母材中に自由に拡散可能である、という条件の下に刺激誘発重合が可能であり、単一成分または複数成分とすることができる。一般に、第１ポリマー母材を形成するのに使用した同じ種類のモノマーを屈折調節組成物の成分として使用することができる。しかし、ＭＣモノマーは第１ポリマー母材中に拡散しなければならない必要条件があるため、一般にＭＣモノマーは第１ポリマー母材よりも小さくなる傾向がある（すなわちより低い分子量）。１種または複数のモノマーに加えて、ＭＣは第２ポリマー網目の形成を促進する開始剤および増感剤などの他の成分を含むことができる。
【００２２】
好ましい実施形態では、刺激誘発重合は光重合である。言い換えれば、屈折調節組成物を含む１種または複数のモノマーは、各々光重合性の少なくとも１個の基を含むことが好ましい。それらの光重合性の基の例には、アクリレート、アリルオキシ、シナモイル、メタクリレート、スチベニル、ビニルが含まれるが、制限されない。さらに好ましい実施形態では、屈折調節組成物は単独でまたは増感剤の存在下、光開始剤（遊離ラジカルを発生させるために使用する任意の化合物）を含む。適切な光開始剤には、アセトフェノン（例えば置換されたハロアセトフェノン、およびジエトキシアセトフェノン）、２，４−ジクロロメチル−１，３，５−トラジン、ベンゾインメチルエーテル、ｏ−ベンゾイルオキシミノケトンが含まれる。適切な増感剤の例には、ｐ−（ジアルキルアミノ）アリールアルデヒド、Ｎ−アルキルインドリリデン、ビス［ｐ−（ジアルキルアミノ）ベンジリデン］ケトンが含まれる。
【００２３】
可撓性および折りたたみ性のＩＯＬが好ましいので、特に好ましいＭＣモノマーの種類は、光重合性の基を含む末端シロキサン部で末端キャップしたポリシロキサンである。それらの代表的な例は、
Ｘ−Ｙ−Ｘ１
であり、
式中、Ｙはモノマー、任意の数のシロキサンユニットから形成されたホモポリマーまたはコポリマーであることのできるシロキサンであり、ＸおよびＸ１は同一または異なることができ、各々独立に光重合性の基を含む末端シロキサン部である。Ｙの例には、
【００２４】
【化１】
2005514646.tif 000003
【００２５】
が含まれ、
式中、ｍおよびｎは独立に整数であり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は独立に各々水素、アルキル（一次、二次、三次、環状）、アリール、またはヘテロアリールである。好ましい実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４はＣ１〜Ｃ１０のアルキルまたはフェノールである。比較的アリール含有率の高いＭＣモノマーは本発明のレンズの屈折率をより大きく変化させることが見出されたので、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４の少なくとも１つはアリール、特にフェノールであることが一般に好ましい。さらに好ましい実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は同一であり、メチル、エチル、またはプロピルであり、Ｒ４はフェニルである。
【００２６】
ＸおよびＸ１（またはＭＣポリマーをどのように描くかによってＸ１およびＸ）の例はそれぞれ、
【００２７】
【化２】
2005514646.tif 000004
【００２８】
であり、
式中、Ｒ５およびＲ６は独立に各々水素、アルキル、アリール、またはヘテロアリールであり、
Ｚは光重合性の基である。
【００２９】
好ましい実施形態では、Ｒ５およびＲ６は独立に各々Ｃ１〜Ｃ１０のアルキルまたはフェニルであり、Ｚはアクリレート、アリルオキシ、シナモイル、メタクリレート、スチベニル、およびビニルからなる群から選択された部を含む光重合性の基である。さらに好ましい実施形態では、Ｒ５およびＲ６はメチル、エチル、またはプロピルであり、Ｚはアクリレートまたはメタクリレート部を含む光重合性の基である。
【００３０】
特に好ましい実施形態では、ＭＣモノマーは以下の式、
【００３１】
【化３】
2005514646.tif 000005
【００３２】
であり、
式中、ＸおよびＸ１は上で定義したＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４の領域と同じである。それらのＭＣモノマーの例には、ビニルジメチルシラン基で末端キャップしたジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサン・コポリマー、メタクリルオキシプロピルジメチルシラン基で末端キャップしたジメチルシロキサン−メチルフェニルシロキサン・コポリマー、およびメタクリルオキシプロピルジメチルシラン基で末端キャップしたジメチルシロキサンが含まれる。任意の適切な方法を使用することができるが、トリフル酸（ｔｒｉｆｌｉｃ  ａｃｉｄ）の存在下で、１個または複数の環状シロキサンの開環反応は、本発明のＭＣモノマーの１種を作る特に有効な方法であることが見出された。簡単に言えば、方法はトリフル酸（ｔｒｉｆｌｉｃ  ａｃｉｄ）の存在下で環状シロキサンを、式
【００３３】
【化４】
2005514646.tif 000006
【００３４】
の化合物と接触させることを含み、式中、Ｒ５、Ｒ６、およびＺは上に定義したとおりである。環状シロキサンは環状シロキサン・モノマー、モモポリマー（ｍｏｍｏｐｏｌｙｍｅｒ）、またはコポリマーとすることができる。別法として、１種以上の環状シロキサンを使用することができる。例えば、環状ジメチルシロキサン四量体と環状メチル−フェニルシロキサン三量体をトリフル酸の存在下でビス−メタクリルオキシプロピルテトラメチルジシロキサンと接触させ、特に好ましいＭＣモノマーのメタクリルオキシプロピルジメチルシラン基で末端キャップされたジメチル−シロキサン・メチル−フェニルシロキサン・コポリマーを形成する。
【００３５】
上記のシリコン系ＭＣに加えて、アクリレート系ＭＣも本発明の実施に使用することができる。本発明のアクリレート系巨大分子は、一般構造式、
【００３６】
【化５】
2005514646.tif 000007
【００３７】
を有し、式中、Ｑは、原子移動ラジカル重合（「ＡＴＲＰ」）の開始剤として作用することのできるアクリレート部であり、ＡおよびＡ１は一般構造式、
【００３８】
【化６】
2005514646.tif 000008
【００３９】
を有し、式中、Ｒ１はアルキル、ハロゲン化アルキル、アリール、およびハロゲン化アリールを含む群から選択され、ＸおよびＸ１は光重合可能部を含む基であり、ｍおよびｎは整数である。
【００４０】
一実施形態では、アクリレート系ＭＣは式、
【００４１】
【化７】
2005514646.tif 000009
【００４２】
を有し、式中、Ｒ２はアルキルおよびハロゲン化アルキルを含む群から選択され、Ｒ３、Ｒ４は互いに異なり、アルキル、ハロゲン化アルキル、アリール、およびハロゲン化アリールからなる群から選択される。
【００４３】
光学素子が形成されると、次いでそれは使用される領域に配置される。眼内レンズの場合、これは知られた手順を用いて眼の中に埋め込むことを意味する。素子が配置され、その環境と調節されると、次いで外部刺激に曝すことによって素子の光学特性を修正することが可能である。
【００４４】
外部刺激の性質は異なることができるが、光学素子の特性に悪影響を与えないでＭＣの重合を低減できなければならない。本発明の実施に用いることのできる典型的な外部刺激は熱および光であり、光が好ましい。眼内レンズの場合、紫外線または赤外線照射が好ましく、紫外線光が最も好ましい。
【００４５】
素子が外部刺激に曝されると、ＭＣ重合は第２ポリマー母材を形成し、第１母材の間に分散される。重合が局部的であり、またはＭＣの一部だけが重合すると、レンズの反応した領域と未反応領域の間に化学ポテンシャルの差異が生じる。次いでＭＣは素子内部を移動して光学素子内部に熱力学的な平衡が再び確立される。
【００４６】
第２ポリマー母材の形成およびＭＣの再分配は各々素子の光学特性に影響を与える。例えば、第２ポリマー母材の形成は素子の屈折率の変化を起こす。修正化合物の移動は素子全体の形状を変化させることができ、さらに光学素子の曲率半径を変化させることによって光学特性に影響を及ぼす。
【００４７】
素子内部に異なる光学特性を有するゾーンを形成するように、光学素子の外部刺激への露出を局在化することが可能である。一実施形態では、埋め込み後に多焦点レンズへ変換することのできる眼内レンズを形成することが可能である。これはレンズを異なる量の外部刺激に曝して、異なる光学特性を有するゾーンを形成することによって達成される。
【００４８】
多焦点眼内レンズの場合、様々な方法を用いてレンズを形成することができる。その最も単純な形では、それはレンズ中心１〜３ｍｍの付加または低減ゾーンと、このゾーンの外側に得られるレンズの基本倍率とを含む牛眼レンズ構造とすることができる。レンズは交互ゾーンまたは重なり合うゾーンの分離したゾーンに分割することができる。例えば、分離ゾーンは外側および内側ゾーンを含むであろう。フレネルレンズは交互ゾーンの一例である。
【００４９】
重なり合うゾーンはホログラム、二元光学装置、キノフォーム、およびホログラフ光学素子などの回折光学素子に特に有用である。
【００５０】
眼内レンズの場合、レンズを形成し、それを埋め込み、次いで異なる光学特性を有する、異なるゾーンまたは領域をレンズ内に形成することが可能である。レンズの異なる領域を異なる強度および空間プロファイルの外部刺激に曝すことによって、異なる光ゾーンを形成することができる。例えば、レンズ本体は中心ゾーン、内側および外側ゾーン、および環状の最外ゾーンに分離することができる。この実施形態では、中心ゾーンは円形であり、環状ゾーンの周辺は円形である。環状ゾーンは中心ゾーンの境界線を描き、ゾーンは連続している。ゾーンはレンズ本体と同心かつ同軸である。
【００５１】
ゾーンはレンズの視力矯正倍率を表すために用いられ、任意に定められる。したがって、ゾーンの周辺およびゾーンの数は必要に応じて選択することができる。
【００５２】
以下の例は例示のために提供するものであり、いかなる場合にも本発明の範囲を制限するものではない。
【実施例１】
【００５３】
シリコン系ＭＣを含む直径６ｍｍの眼内レンズを当業者に知られている標準的な成形技術を用いて調製した。レンズはシリコンヒドリドで架橋し、ビニルで末端キャップしたジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサンから調製した第１ポリマー母材を有していた。第１ポリマー母材はレンズの約７０重量％を占めた。また、レンズは約３０重量％のＭＣ（メタクリレートで末端キャップしたポリジメチルシロキサン）、１重量％（ＭＣに対して）の光開始剤（ベンゾイン−テトラシロキサン−ベンゾイン）、および０．０４重量％（ＭＣに対して）のＵＶ吸収剤を含んだ。レンズの初期公称倍率は３０ジオプターであった。次いでレンズの中心を３６５ｎｍの光で、式、
【００５４】
【化８】
2005514646.tif 000010
【００５５】
で表される強度パターンを用い、平均強度４．１２ｍＷ／ｃｍ２で６０秒間照射した。露出後３時間で、レンズにはレンズの中心２．５ｍｍ領域に＋３．２５ジオプターの変化があった。これは図１Ａに示されている。干渉縞を最良の焦点位置の予備照射で取得した。作用を受けたゾーンは光調節可能なレンズ（ＬＡＬ）の中心部に容易に観察され、ＩＯＬの中心部の約６個の焦点ボケの縞（二重通過で）によって識別される。図１Ｂは図１Ａの顕微鏡図である。
【００５６】
他の実施形態では、第１ポリマー母材はレンズの約７５重量％を占めた。また、レンズは約２５重量％のＭＣ（メタクリレートで末端キャップしたメチルフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン）、０．８３重量％（ＭＣに対して）の光開始剤（ベンゾイン−Ｌ４−ベンゾイン）、および０．０４重量％（ＭＣに対して）のＵＶ吸収剤を含んだ。レンズの初期公称倍率は＋２０ジオプターであった。次いでレンズを３６５ｎｍ（±５ｎｍ）の光で、以下の式、
【００５７】
【化９】
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【００５８】
で表される空間強度プロファイルを用いて照射した。
【００５９】
ＩＯＬレンズを平均強度６ｍＷ／ｃｍ２で、１５秒間を３回、５秒間の間隔を置いて照射した。図２Ａおよび２Ｂは照射前と照射の２４時間後のレンズの干渉縞（二重通過で）を示している。図２Ａは＋２０．０Ｄ  ＬＡＬを最良の焦点で予備照射し、同じＬＡＬの照射２４時間後、元の最良の焦点位置でのフィゾー干渉縞（二重通過で）を示している。図２Ｂは図２ＡのＬＡＬを描いている。２つのインターフェログラム間の最大の特徴は、レンズの中心部に３ｍｍの反応ゾーンが存在することであり、これは焦点ボケの導入によるものである。変化はこの中心領域で−０．７０ジオプターの変化に相当する。
【００６０】
これらの２つの例は、レンズの中心部分に倍率を付加し、および減じることができ、同様に作用するゾーンのサイズを制御できることを示している。
【００６１】
これらの２つの多焦点設計は上記の牛眼設計と類似している。本発明の設計と文献および他の特許で既に発表された設計との相違は、本発明では傷の治癒を行った後に手術後に変化を与えることができ、ゾーン・サイズを患者の拡張条件に適合するように特製することができ、患者または医師の提案によって異なる倍率の大きさを付加または減ずることができ、後処置の治癒が終了した後にゾーンを患者の視覚軸に沿って中心に配置することができることである。
【実施例２】
【００６２】
上記技術の独特な態様の１つは、本発明では最初にＩＯＬの倍率をその開口部の大部分で変化させ、次いでレンズを小さなサイズ（０〜３ｍｍ）に再照射して実施例１に説明した二焦点レンズを形成できることである。この実施形態は、最初に光調節可能なレンズを患者に埋め込み、必要な治癒時間待って眼の屈折率を安定させ（一般に２〜４週間）、患者の屈折率を測定して必要な矯正を決定し、必要であれば、患者を正常視にするために、レンズの倍率が開口部の大部分で変化するようにレンズを照射し、次いでレンズのより小さなゾーン（１．５〜３ｍｍ）を患者の視覚軸に沿って再照射し、近距離および遠距離視力に対して必要な多焦点を提供する利点を有する。
【００６３】
この例として、７５重量％のシリコン母材、２５重量％のＭＣ、０．８３重量％のＰＩ、および０．０４重量％のＵＶ吸収剤を含む＋２０．０Ｄ  ＬＡＬを成形した。レンズを最初に平均強度１０ｍＷ／ｃｍ２で上記の式２に説明した空間プロファイルを用いて照射した。レンズに１５秒間を７回の露出を用いて照射線量を与えた（各露出の間は５秒間）。この処理はレンズ開口部の５．５領域に−１．３２ジオプターの変化を起こさせた。照射の２４時間後、レンズの中心部を式１に示した強度プロファイルを用いて再照射した。ビーム幅を直径３ｍｍに縮小し、光の平均強度は６ｍＷ／ｃｍ２、線量は３０秒間を３回与えた。照射の２４時間後、この中心領域で１．９４ジオプターの変化を観察した。
【００６４】
図３Ａは最良の焦点予備照射での＋２０．０Ｄ  ＬＡＬのフィゾー干渉縞（二重通過で）を描いている。図３Ｂは最初の照射で導入された焦点ボケの約８個の縞（二重通過で）を描いている。この手順は初期の基本倍率＋２０．０ジオプターから−１．３２ジオプターの変化を導いた。図３Ｃは最初の照射の２４時間後の最良の焦点位置での同じＬＡＬを描いている。レンズの中心部に新しい焦点ゾーンが存在することに注目されたい。このゾーンは＋１．９４ジオプターの変化に相当する。
【実施例３】
【００６５】
過去には、二焦点または多焦点ＩＯＬの臨床的使用において、この種のレンズ設計に内在するコントラスト感受性の喪失および眩しさのため、患者からいくらかの抵抗を受けた。過去には、前に埋め込んだ多焦点または二焦点ＩＯＬの望ましくない効果を一変させるために医師にできる唯一のことは、ＩＯＬを取り出し、標準的な単一焦点のＩＯＬを再び埋め込むことであった。しかし、本開示、および以前カルホーン・ビジョン（Ｃａｌｈｏｕｎ  Ｖｉｓｉｏｎ）の刊行物で説明された光調節可能レンズの技術は、ＬＡＬの多焦点特性を変える手段を提供し、ＬＡＬをその単一焦点条件へ効果的に戻す。それらの能力は、外科的な摘出なしに変換する、気づきにくい利点を有する。
【００６６】
このプロセスの例として、７５重量％のシリコン母材、２５重量％のＭＣ、０．８３重量％のＰＩ、および０．０４重量％のＵＶ吸収剤を含む＋２０．０Ｄ  ＬＡＬを成形した。予備照射したフィゾー干渉縞は図４Ａに示されている。次いでこのＬＡＬを６ｍＷ／ｃｍ２の３０秒露出を２回継続して照射した。この最初の照射の空間強度プロファイルは式２に説明されている。図４Ｂに示すように、このレンズの中心光ゾーンから−０．５Ｄの倍率が減じられた。この最初の照射の２４時間後、ＬＡＬを３ｍＷ／ｃｍ２の３０秒露出を２回継続して再び照射した。第２の照射は最初の線量投与の上に効果的に積み重ねた。この第２照射の空間強度プロファイルは式１に示されている。この第２照射は最初に照射した領域に＋０．５Ｄの倍率を付加し、ＬＡＬからの初期の倍率の減少を相殺し、カルホーン・ビジョンＬＡＬの可逆的多焦点の例を示している。
【００６７】
図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃは可逆的多焦点性の例を描いている。図４Ａは＋２０．０ジオプターＬＡＬの最良の焦点で予備照射したフィゾー干渉縞を描いている。図４Ｂは初期照射の２４時間後の最良の焦点での予備照射したフィゾー干渉縞である。ＬＡＬの中心部の焦点ボケの縞で示されるように、ＬＡＬの中心部から−０．５ジオプターの球状倍率が減じられていることに注目されたい。図４Ｃは最良の焦点位置で予備照射し、第２照射の２時間後のフィゾー干渉縞を描いており、焦点ボケ縞がないことを示している。これはＬＡＬが効果的にその予備照射倍率に戻ったことを示すものである。
【００６８】
図５は本発明によって形成したレンズ５００の例を描いている。レンズは複数の異なる焦点ゾーン、５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６を含む。ゾーンの数は例示のためだけであり、それ以上または以下のゾーンも使用できることに留意されたい。異なるゾーンは中心ゾーン５０１の周りに同心であることが好ましい。異なるゾーンは異なる半径幅を有することができ、例えば、ゾーン５０４はゾーン５０３よりも小さな半径幅を有する。同様に、異なるゾーンは異なる面積を有することができ、例えば、ゾーン５０１の面積はゾーン５０３の面積よりも小さい。別法として、ゾーンのいくつかまたは全てが、他のゾーンと同じ半径幅および／または面積を有することができる。各ゾーンは他のゾーンの各々と異なる焦点距離またはジオプターを有することができ、例えば、ゾーン５０２はゾーン５０１に関して＋１．０ジオプターとすることができ、ゾーン５０３はゾーン５０２に関して＋１．０ジオプターとすることができる。別法として、いくつかのゾーンは同じ倍率を有し、一方他のゾーンは異なる倍率を有することができる。例えば、ゾーン５０１、５０３、５０５は同じ倍率を有することができ、一方、ゾーン５０２、５０４、５０６はゾーン５０１に関して＋１．０ジオプターとすることができる。他の例として、ゾーン５０１、５０３、５０５は同じ倍率を有することができ、一方、ゾーン５０２はゾーン５０１に関して＋１．０ジオプターとすることができ、ゾーン５０４はゾーン５０２に関して＋１．０ジオプターとすることができ、ゾーン５０６はゾーン５０４に関して＋１．０ジオプターとすることができる。いくつかのゾーンは他のゾーンに関して負のジオプターを有することができることに留意されたい。さらに、異なるゾーンは近距離視力を矯正することができ、他のゾーンが遠距離視力を矯正することに留意されたい。異なるゾーンは牛眼パターン以外のパターン、例えば円筒形パターンであることができ、乱視の矯正に使用されよう。任意のパターン・ゾーンをレンズ中に形成することができる。レンズ５０１は眼鏡レンズ、光学装置に使用されるレンズ、または眼内レンズであることができる。レンズは例示だけのために使用され、他の光学素子も使用することができよう。
【００６９】
本発明およびその利点を詳細に説明したが、付随する請求項に定義された本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明に様々な変形、置換、および変更を加えることができることが理解されるはずである。さらに、本出願の範囲は、本明細書に記述したプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法およびステップに制限されるものではない。当分野の通常の技術者であれば、本発明の開示から、本明細書に説明した実施形態に相当する実質上同じ機能を発揮し、実質上同じ結果を達成する、現存の、または後に開発されるであろうプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法およびステップが、本発明に従って使用できることを容易に認識するであろう。したがって、付随する請求項はそれらのプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法またはステップをその範囲に含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による眼内レンズの断面図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による眼内レンズの顕微鏡図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による多焦点眼内レンズの断面図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による多焦点眼内レンズの顕微鏡図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態によるレンズの干渉縞を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態によるレンズの干渉縞を示す図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態によるレンズの可逆的多焦点の例を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態によるレンズの可逆的多焦点の例を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態によるレンズの可逆的多焦点の例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態によって作製したレンズの例を示す図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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