(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生得の水晶体を置き換えるためのヒト眼の後眼房に埋め込み可能な人工レンズであって、該人工レンズが、
中心光学部分を画定する本体と一体式の周辺支持部分とを備え、これらの両方が主光軸の周りに伸び、
前記中心光学部分が、第１の境界内にあって前方頂点を画定する中心前方光学面と、第２の境界内にあって後方頂点を画定する中心後方光学面とを有し、
前記周辺支持部分が、前記中心前方光学面と前方周辺部支持面とが第１の上部境界で前面を画定するように前記第１の境界から伸びる前方周辺部支持面と、前記中心後方光学面と後方周辺部支持面とが第２の上部境界で後面を画定するように前記第２の境界から伸びる後方周辺部支持面とを有し、
また該インプラントは前記第１の上部境界と前記第２の上部境界との間に伸びる遷移面を備え、
少なくとも後面が凸形状を有し、透明で柔軟なハイドロゲル材料であって、０．１５モル％〜５モル％の平均濃度で、カルボキシル基、スルホ基、硫酸基、及びリン酸基からなる群から選択されるイオン性官能基を含有するハイドロゲル材料から作製され、
少なくとも前記中心前方光学面及び前記中心後方光学面が主光軸に沿った１又は複数の円錐断面の回転により画定され、前記回転により画定される前記中心前方光学面及び前記中心後方光学面が前記軸に対して垂直な平面、及び前記軸に対して対称な円錐面を含む、
生得の水晶体を置き換えるためのヒト眼の後眼房に埋め込み可能な人工レンズ。
【請求項２】
前記遷移面が鋭角（７Ａ又は７Ｂ）を有する少なくとも１つの周縁部により限定される、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項３】
前記前方頂点が前記第１の上部境界及び前記第２の上部境界の一方の更なる伸長を超えて伸びない、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項４】
少なくとも１つの前記円錐断面が双曲線又は放物線である、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項５】
前記前方周辺部支持面、及び後方周辺部支持面が、同軸双曲面又は円錐面である、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項６】
前記後面が主光軸に沿って対称であり、前記後方頂点が主光軸上に配置される、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項７】
前記後面が主光軸に沿って対称な双曲面を備える、
請求項６に記載の人工レンズ。
【請求項８】
前記中心後方光学面が主光軸に沿って対称な双曲面である、
請求項６に記載の人工レンズ。
【請求項９】
前記後方周辺部支持面が主光軸に沿って対称な双曲面又は円錐面である、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項１０】
前記後面が２以上の異なる同軸双曲面によって形成される、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項１１】
前記後面の少なくとも一部が球面である、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項１２】
前記球面が前記中心後方光学面の少なくとも中心部を形成する、
請求項１１に記載の人工レンズ。
【請求項１３】
前記中心前方光学面が、平面、凸面又は凹面であり、前記第１の上部境界及び前記第２の上部境界の更なる伸長を超えて０．２５ｍｍより長く伸びない前記前方頂点を有する、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項１４】
前記中心前方光学面は、主光軸に対して対称な双曲面、主光軸に対して対称な球面、主光軸に対して対称な放物面、又は主光軸に対して垂直な平面である、
請求項１３に記載の人工レンズ。
【請求項１５】
前記前方頂点と前記後方頂点との間の距離が、前記第２の上部境界の平面と前記後方頂点との間の距離として定義される前記後面のサジタル深度よりも大きくない、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項１６】
前記中心前方光学面及び前記中心後方光学面の少なくとも１つ（８Ａ又は８Ｂ）が生得の健康な若年のヒトのレンズの双曲面形状に近似するように構成される、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項１７】
前記中心前方光学面及び前記中心後方光学面の両方（８Ａ及び８Ｂ）が生得の健康な若年のヒトのレンズの双曲面形状に近似するように構成される、
請求項１６に記載の人工レンズ。
【請求項１８】
前記中心前方光学面及び前記中心後方光学面の少なくとも一方が、主光軸に沿った異なる円錐断面の回転によって形成される２以上の同心面により形成される、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項１９】
前記同心面が異なる双曲面である、
請求項１８に記載の人工レンズ。
【請求項２０】
前記第１の境界及び前記第２の境界の両方が、主光軸に対して垂直な平面において円形である、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項２１】
前記第１の上部境界及び前記第２の上部境界が前方縁部及び後方縁部をそれぞれ画定し、該前方縁部及び該後方縁部が前記主光軸に対して垂直な平面において各々非円形を有する、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項２２】
前記非円形は、端部が切断された円の形状、二重に端部が切断された円の形状、又は三重に端部が切断された円の形状である、
請求項２１に記載の人工レンズ。
【請求項２３】
前記中心前方光学面及び前記中心後方光学面を含むいずれの場合でも、前記前面及び前記後面の両方の少なくとも主要部が、成形型の固体表面と接触している液体のポリマー前駆体の固化によって形成される、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項２４】
完全な前面及び後面、並びに前記遷移面が固体形状面と接触しているポリマー前駆体の固化によって形成される、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項２５】
少なくとも前記後面が、眼内液と平衡状態にある３５重量％〜６５重量％の液体を含有し、負に帯電した基を含有する少なくとも１種の合成ハイドロゲルを含む、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項２６】
前記合成ハイドロゲルが、最も高い濃度が前記ハイドロゲルの面上にある前記イオン性官能基の濃度勾配を有する、
請求項２５に記載の人工レンズ。
【請求項２７】
少なくとも前記中心光学部分が少なくとも２つの透明な材料を含み、
前記少なくとも２つの透明な材料は異なる屈折率を有する、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項２８】
前記円錐断面を、等式
Ｙ−Ｙｏ＝Ｘ2／｛Ｒｏ×（１＋（１−ｈ×（Ｘ／Ｒｏ）2）0.5）｝
（式中、Ｙは主光軸方向の座標であり、Ｘは主光軸からの距離であり、Ｙｏは主光軸上の頂点の位置であり、Ｒｏは中心曲率半径であり、ｈは円錐曲線の円錐定数である）
によって表すことができる、
請求項１に記載の人工レンズ。
【請求項２９】
前記中心前方光学面及び前記中心後方光学面の円錐定数が、前記中心光学部分の屈折力が前記主光軸における最も高い値から前記中心光学部分の周辺部における最も低い値まで減少するように選択される、
請求項２８に記載の人工レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１３年１月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／７５２６８５号の利益を主張する。この米国仮特許出願の内容は引用することにより本明細書の一部をなす。
【０００２】
本発明は、ＮＣＬを摘除し、ＢＩＯＬを後眼房に埋め込んでＮＣＬによって空いた水晶体嚢に配置した後、その様々な必須の機能において生得の水晶体（Natural Crystalline Lens：天然水晶体）（ＮＣＬ）を置き換えることが可能な生体類似型埋め込み式眼内レンズ（bioanalogic implantable ophthalmic lens）（「ＢＩＯＬ」）に関する。
【背景技術】
【０００３】
眼内レンズ（ＩＯＬ）は、ＮＣＬの光学機能を置換又は補う外科的に埋め込み可能なレンズである。いわゆる「後眼房眼内レンズ（posterior chamber intraocular lens）」、すなわちＰＣ ＩＯＬは、白内障の場合、又は更に最近では、老眼の場合、いわゆる「クリアレンズ交換（clear lens exchange）」すなわちＣＬＥによりＮＣＬを置換する。他の埋め込み式レンズは前眼房（ＡＣ ＩＯＬ）、角膜（角膜インプラント又は基質内インプラント）、又はＮＣＬと虹彩との間（いわゆる「埋め込み式コンタクトレンズ（implantable contact lens）」すなわちＩＣＬ）に配置される。これまで、これらＩＯＬの大半は、ＮＣＬの基本的な光学機能のみを置き換えるか補うために設計されていた。図１に描かれるヒトの眼においてＮＣＬは、幾つかの機能を有する複雑な構造であることがわかる。眼の主要部分は、角膜１０１、虹彩１０２、ＮＣＬ１０３、後嚢１０４、毛様体筋１０５、毛様小体１０６、硝子体１０７及び網膜１０８を含む。
【０００４】
ＮＣＬ１０３の基本的な光学機能は、遠くの物体を網膜１０８に映すことができるように、入射する光の焦点を合わせるため角膜１０１を補助することにある。他の重要な光学機能は、視力調節、すなわち、様々な距離の物体を網膜１０８に映すことができるようなレンズの光学力の調整である。視力調節機構を説明する幾つかの理論が存在する。例えば、非特許文献１を参照されたい。
【０００５】
最もしっかりと確立された理論は、図１を参照すると、弛緩した毛様体筋１０５がレンズ１０３の外周を引っ張る毛様小体１０６の緊張を生じ、ＮＣＬ１０３を遠方視に適したより低い屈折力を提供する変型した（扁平な）形状で保持することを説明するフォンヘルムホルツ論である。近い物体に焦点を当てることは、毛様小体１０６を弛緩する毛様体筋１０５における緊張によって生じ、ＮＣＬ１０３がより小さい直径、より大きな中心厚さ、並びに前面及び後面の両方におけるより小さな曲率半径を有するその「生得の（natural）」構成を得ることを可能とする。これは、ＮＣＬの屈折力を増加し、網膜１０８上に近い物体の画像を映すことを可能とする。
【０００６】
一般的な眼内レンズの大半は、ある程度容易に製造することができる球面を有する。しばらくの間、ＮＣＬ１０３は、球体でなくてはならないと決められていた。しかしながら、球体レンズは正確には単焦点ではなく、代わりに、中心を通って入射する光線が、レンズ周辺部を通って入射する光線よりもレンズからわずかに遠い焦点へと屈曲するいわゆる「球面収差」を示す。したがって、球体レンズは、その周辺部においてその中心部よりもやや強く屈折する。この変化は持続的であり、そのようなレンズは、単焦点を有するのではなく、最も長い焦点距離と最も短い焦点距離との間で短い距離間隔（焦点領域）で多くの焦点を有する。換言すれば、球体レンズは、負の多焦点（その焦点距離が中心部から周辺部へと減少する）である。球面よりもむしろ楕円面（静的液体メニスカスの固化により作られる面等）を有するレンズは、より一層明確な球面収差を有し、したがって、球体レンズよりも更に負の多焦点である。
【０００７】
幾つかの人工眼内レンズは、負の多焦点性（polyfocality）及び正反対の光学効果を有する球面又は更には楕円面等の他の二次面が並ぶ双曲面を含む。より重要なことに、従来技術は、一般的に、二次面（又は円錐断面）と、明らかな特徴がなく正の球面収差を有する二次面に近似するに過ぎないメニスコイド面（しかし、双曲面収差（hyperbolic aberration）を有することのない面）とを組み合わせる。
【０００８】
例えば、特許文献１においてWichterleは、平坦な楕円に近似するメニスコイド面を主張しているのに対し、特許文献２においてStoyは、メニスコイド面を球面の近似であり、いずれも負の多焦点性を有すると考えている。正及び負の多焦点性を有する面の組合せは、前者の利点を減少するか、又は否定するものである。
【０００９】
さらに、特許文献１は、モノマーが開放成形型で固化し、レンズの一方（後方）の側面が成形用キャビティーの形状を有するのに対し、前方側面が固化した液体メニスカスの（おそらくは、負の多焦点性を有する扁平な楕円形に近似し、幾分、純粋な球面と純粋な楕円面との間にある）形状を有する、眼内レンズの製造方法を記載する。成形用キャビティーは、双曲面を含み得る二次面の形状を有する。各光学面を別々に、すなわち、一方は固体面に対するポリマー前駆体の固化により、他方は液気界面上での固化により作り出されると気付くことができる。かかる異なる状況下で形成された２つの光学面の表面性状は、光学及び生物学の観点で大きく異なる可能性があることが当業者に知られている。
【００１０】
特許文献３においてWichterleは、レンズの後方側面が固化した液体メニスカス（おそらくは、負の多焦点性を有する扁平な楕円形に近似する）の形状を有し、一方、前方側面が、非明示的に双曲面をも含み得る二次面として形作られた固体成形型のインプリントとして形成される、眼内レンズの別の製造方法を記載する。ここでも、本発明者らは、各光学面を別々に、すなわち、一方は固体面に対するポリマー前駆体の固化により、他方は液気界面上での固化により作り出されると気付くことができる。
【００１１】
特許文献２は、一方の部分がWichterleの成形型に類似し、他方の部分が前方レンズ面上により小さい直径の修飾されたメニスコイドを形成するため使用される、二部式成形型を使用することにより特許文献１によって記載される方法を修正することを開示する。メニスコイド光学面は、より小径であるにもかかわらず、特許文献１から得られるメニスコイドと同じ性質であり、したがって、おそらくは楕円面よりも球面に近い。いずれにしても、そのような表面は負の多焦点性を有する。後方側面を、双曲面を含み得る二次面として形作られる固体成形型のインプリントとして形成するのに対し、他方の光学面を液気界面上での液体ポリマー前駆体の固化により形成する。
【００１２】
特許文献４においてMichalek及びVacikは、開放成形型においてスピンキャスト法を使用してＩＯＬを製造する方法を記載する。モノマー混合物で満たされた成形型は、重合が進む間垂直軸に沿って回転する。光学面の一方は固体成形型表面のインプリントとして作り出され、他方は成形型の回転により形成される。インプリントした面は、垂直軸に沿った円錐断面の回転により形成される形状を有する（双曲面形状を含む場合がある）。他の面を、幾つかの液体前駆体を中心部から周辺部へと移動する遠心力により修正されたメニスコイドとして形作る。凸状メニスカスの場合、遠心力が中心部を扁平にし、周辺部においてより急な湾曲を作り出し、すなわち、表面の球面収差を増加する。凸状メニスカスの場合、遠心力がより小さな中心半径を有するメニスカスを作り出し、球形と放物線形状との間の形状に近似するように表面を修飾する。いずれにしても、凸状又は凹状のメニスコイド面のいずれについても双曲面収差を達成することはできない。
【００１３】
特許文献５及び特許文献６においてSulc et al.は、レンズを中心に置く虹彩との永続的な接触状態になるように、その前面が前方に突き出ている眼内レンズを開示する。後面及び前面のいずれもが、光学軸の周りの円錐断面の回転により得られる形状（球、放物線、双曲線、楕円）を有し得る。レンズの虹彩接触部分は、本来的に軟質で変形しやすい、非常に高い水分含有量（少なくとも７０％、有利には９０％超の水）を有するハイドロゲルである。したがって、虹彩との接触により変形した光学面は、正確には円錐断面にはなり得ないが、おそらくは幾分小さい中心半径を有する球形に近い、瞳孔の直径に応じて可変的な形状を有する面となり得る。すなわち、この状況は、虹彩様の人工要素における瞳孔様の開口部に対して変形しやすいゲルを充填したレンズを圧迫することにより、中心直径の減少を達成する、別の引用文献によるレンズに類似する（特許文献７におけるNun）。特許文献７は、双曲面の光学面の使用について言及も暗示もしていない。特許文献８及び特許文献９においてCummingsは、液体を毛様体装置の作用により内部ＩＯＬチャンバへと押し入れるようにして、光学面の変化及び視力調節を生じる、水圧調節ＩＯＬを開示する。
【００１４】
特許文献１０及び特許文献１１においてHong et al.は、角膜の正の球面収差を補償するため、負の球面収差を有する少なくとも１つの光学面を備えた非球面眼内レンズを開示する。負の球面収差は、双曲面形状の光学面により達成される。
【００１５】
特許文献１２においてHong et al.は、ヒト眼に対して最適なＩＯＬ形状係数を開示し、−０．５〜＋４の或る特定範囲の「形状係数」（前方及び後方の湾曲の差に対するそれらの合計の比としてHongにより定義される形状係数）によって最適なレンズを規定し、有利には少なくとも１つの光学面が−７６〜−２７の円錐定数を有する非球形である。
【００１６】
特許文献１０においてHong et al.は、出力領域（power range）に亘って約−０．２０２ミクロン〜約−０．１９０ミクロンの範囲の負の球面収差を有する少なくとも１つの光学面を備えたＩＯＬを記載する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許第４，９７１，７３２号
【特許文献２】米国特許第５，６７４，２８３号
【特許文献３】米国特許第４，８４６，８３２号
【特許文献４】国際出願ＰＣＴ／ＣＺ２００５／００００９３号
【特許文献５】米国特許第４，９９４，０８３号
【特許文献６】米国特許第４，９５５，９０３号
【特許文献７】米国特許第７，２２０，２７９号
【特許文献８】米国特許出願公開第２００７／０１２９８００号
【特許文献９】米国特許出願公開第２００８／０２６９８８７号
【特許文献１０】米国特許第７，３５０，９１６号
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００６／０２４４９０４号
【特許文献１２】米国特許出願公開第２００６／０２２７２８６号
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】L. Werner et al, Physiology of Accommodation and Presbyopia, ARQ. BRAS. OFTALMOL. 63(6), DEZEMBRO/2000-503.
【発明の概要】
【００１９】
少なくとも１つの態様では、本発明は、生得の水晶体の置換のためのヒト眼の後眼房に埋め込み可能な人工レンズであって、主光軸１Ａと、中心光学部分２と、周辺支持部分３とを有し（図３を参照）、インプラントの全体形状が、その前面４、後面５、及びインプラントの前面の上部境界７Ａと後面の上部境界７Ｂとの間の遷移面６により画定され、境界９Ａと前方頂点１０Ａとを有する中心前方光学面８Ａと、境界９Ｂと後方頂点１０Ｂとを有する中心後方光学面８Ｂと、前方周辺部支持面１１Ａ及び後方周辺部支持面１１Ｂとを有する、人工レンズを提供する。
【００２０】
ＮＣＬの形状、サイズ、光学特性、及び材料特性を実行可能な限り細かく再現しながら、小さい切開による外科的埋め込みの必要性に配慮する、生得の水晶体の置き換えのためのヒト眼の後眼房に埋め込み可能な人工レンズ。
【００２１】
本発明の少なくとも１つの実施の形態による人工レンズは、少なくとも、眼の後嚢との実質的に完全な接触を達成するため、生得のレンズの後面の形状及びサイズに近似する後面を有する。後嚢と接触している本発明による人工レンズの部分は、少なくとも生得のレンズを形成する組織の光学性、親水性及び電気化学的性質に近似する透明で柔軟なハイドロゲル材料から作製される。前方側面は、虹彩との永続的な接触を回避するように設計される。
【００２２】
少なくとも１つの実施の形態では、前面は、凹状の前方周辺部支持面１１Ａによって虹彩との持続的な接触を回避するように形作られる。
【００２３】
少なくとも１つの実施の形態では、本発明による人工レンズは、光学軸に沿った１又は複数の円錐断面の回転により画定され、成形型、好ましくは疎水性プラスチック成形型の固体壁と接触する液体ポリマー前駆体の固化によって形成される、両方の光学面を含むその前面及び後面の少なくとも主要部を有する。
【００２４】
本明細書で引用することによって本明細書の一部をなす添付の図面は、本発明の好ましい実施形態を解説し、前述の一般的な説明及び後述される詳細な説明と共に、本発明の特徴を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、角膜、強膜、虹彩、ＮＣＬ、硝子体、網膜、及びレンズの懸垂機構（水晶体嚢、毛様小体、及び毛様体筋）を含む主な構造を伴う眼の内部配置を説明する図である。
【図２】図２は、１つの双曲面を有するレンズにおける屈折力の分布を説明する図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の例示的な実施形態による生体類似型眼内レンズの横断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａのレンズの上面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、円形光学部及び楕円形支持部を有するレンズの別の例示的な実施形態の上面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、１つのまっすぐな切断により端部が切断された円形支持部を有するレンズの別の例示的な実施形態の上面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、２つの対称な切断により端部が切断された円形支持部を有するレンズの別の例示的な実施形態の上面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、１つのまっすぐな切断と２つの三日月形の切断とにより端部が切断された円形支持部を有するレンズの別の例示的な実施形態の上面図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、４つの対称な切断により端部が切断された円形支持部を有するレンズの別の例示的な実施形態の上面図である。
【図４Ｆ】図４Ｆは、２つのまっすぐな並行する切断により端部が切断された円形支持部を有するレンズ、及び切断方向に関して角度αの円柱軸１Ｂを有する円柱形レンズの別の例示的な実施形態の上面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、２以上の光学部に分割された光学面を有する例示的なレンズの上面図を説明する図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、２以上の光学部に分割された光学面を有する例示的なレンズの上面図を説明する図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、２以上の光学部に分割された光学面を有する例示的なレンズの上面図を説明する図である。
【図６Ａ】図６Ａは、２以上の材料から構成される本発明による代替的なレンズの横断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、２以上の材料から構成される本発明による代替的なレンズの横断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、２以上の材料から構成される本発明による代替的なレンズの横断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、例示的なレンズの支持周辺部の代替的なプロファイルを説明する拡大図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、例示的なレンズの支持周辺部の代替的なプロファイルを説明する拡大図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、例示的なレンズの支持周辺部の代替的なプロファイルを説明する拡大図である。
【図８】図８は、本発明の例示的な実施形態によるレンズの製造用成形型の模式的な配置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図面において、類似する数字は、全体を通して類似する要素を示す。便宜上、或る特定の用語法を本明細書で使用するが、本発明の限定と解釈されるものではない。下記に、本発明の好ましい実施形態を記載する。しかしながら、本開示に基づいて本発明が本明細書に記載される好ましい実施形態に限定されないことを理解されたい。
【００２７】
ＮＣＬは、経時的に発達する非常に複雑な構造を有する。構造上の特徴の１つは、ＮＣＬ１０３の後面及び前面の非球面性である。E.L.MARKWELL et al, MRI study of the change in crystalline lens shape with accommodation and aging in humans, Journal of Vision (20110 11(3);19, 1-16; M.Dubbelman et al, Change in shape of the aging human crystalline lens with accommodation, Vision Research 45 (2005), 117-132; F.Manns et al, Radius of curvature and asphericity of the anterior and posterior surface of human cadaver crystalline lens, Experimental Eye Research 78 (2004), 39-51; M.Dubbelman et al, The shape of the aging human lens: curvature, equivalent refractive index and the lens paradox, Vision Research 41 (2001) 1867-1877で近年確立されたように、若年のヒトレンズの前面及び後面の両方が双曲面であり、等式：
Ｙ−Ｙｏ＝Ｘ2／｛Ｒｏ×（１＋（１−ｈ×（Ｘ／Ｒｏ）2）0.5）｝…１
を特徴と得る。式中、Ｙは主光軸１Ａ方向の座標であり、Ｘは主光軸１Ａからの距離であり、Ｙｏは主光軸１Ａ上の頂点の位置であり、Ｒｏは中心曲率半径であり、ｈは円錐定数（又は形状パラメータ）である。上記等式１は、形状パラメータｈ値に応じて任意の円錐断面の湾曲を説明し、すなわち、ｈ＝０の場合は放物線形であり、ｈ＝１の場合は円形であり、ｈ＜０の場合は双曲面形であり、０＜ｈ＜１の場合は扁長楕円形であり、ｈ＞１の場合は扁円楕円形である。
【００２８】
典型的な若年のヒトＮＣＬについて、前面は後面よりも双曲面であり、双曲性は視力調節により顕著に増加し、老年ＮＣＬが実質的に球面となる場合があるように、ヒトレンズは年齢と共に成長してその双曲性は減少することが見出されている。
【００２９】
参照される研究は、選択された集団試料について典型的なＮＣＬの寸法を対応付けた。これらの参考文献によれば、典型的なヒトレンズの前方中心半径は約５ｍｍ〜１３ｍｍの範囲であり、平均前方円錐パラメータは約−４（約−２２〜＋６の範囲）である。後方中心半径は約４ｍｍ〜８ｍｍの範囲であり、平均後方円錐パラメータは約−３（約−１４〜＋３の範囲）である。
【００３０】
若年の弛緩したＮＣＬの中心厚さは、典型的には約３．２ｍｍ〜約４．２ｍｍの範囲であり、年齢と共に、及び／又は短焦点調整により約３．５ｍｍ〜約５．４ｍｍの厚さまで増加する。ＮＣＬの後方部分の深度は、典型的には前方部分の深度と同じか、又はそれより大きい。したがって、後方レンズ面のサジタル深度は、典型的には、約８．４ｍｍ〜約１０ｍｍの赤道直径上、約１．７５ｍｍ〜約２．７５ｍｍである。これは、後嚢の「生得」状態の基本的な寸法を定義する。
【００３１】
上記参考文献はＮＣＬの幾何学特性と光学特性との何らの特定の関連も記述していないが、本発明者らは、双曲面が、その中心部において最大で周辺部に向かって徐々に減少する屈折力を有する多焦点へとレンズを変えることを、数学モデリングによって見出した。かかる多焦点性から本発明者らが予測した１つの直接的な結果は大きな焦点深度のレンズであり、それにより、近い物体をいかなる特定のレンズ形状の変化も伴わずに網膜上に映すことができる。上記モデリングから推測される別の結果は、レンズの平均屈折力が開口部の減少に伴って増加することである。したがって、本発明者らは、瞳孔収縮（これは、実際に臨床上、短焦点において観察され得るいわゆる「瞳孔反射」すなわち「短距離縮瞳（near myosis）」）により短焦点を改善することができると結論付ける。生得のレンズ双曲性から推測される別の結果は、ヒト（特に若年の）脳の自然に神経適合をし、双曲面レンズを通して網膜上に映すことにより形成された画像を正確に解釈する能力である。
【００３２】
或る特定の種類の多焦点性を利用するこの視力調節機構は、おそらくは、もう少し説明を要する。
【００３３】
少なくとも１つの双曲面を有するレンズは、球面収差とは反対の「双曲面収差」を示し、すなわち、中心部を通って入射する光線をレンズに最も近い焦点へと屈曲させ、その焦点は、光線がレンズの中心部からレンズの周辺部に向かって増加する距離で入射するためレンズから徐々に遠くなる。
【００３４】
したがって、双曲面を有するレンズは正の多焦点であり、すなわちその中心部において最短の焦点距離（すなわち、最も高い屈折力）を有し、焦点距離は中心部からレンズ周辺部に向かって増加する（すなわち、屈折力が減少する）。双曲面レンズの焦点領域はむしろ大きく、いわゆる円錐定数又は双曲面形状を規定する形状パラメータによって制御可能である。
【００３５】
双曲面を有するレンズにおける屈折力の分布の例を図２に示し、図中、ジオプトリｍ-1で示される局所屈折力は、ｍｍで示される光学軸からの距離に対してプロットされる。
【００３６】
本発明者らは、本発明者らの研究に基づき、正の多焦点性及びその生得のレンズにおける変化が幾つかの方式で眼の視力調節を補助すると想定する。
【００３７】
生得のレンズは、レンズの焦点領域が及ぶ全ての距離の視野の全ての物体の画像を同時に網膜上に映す。これは、全ての物体が（我々の脳が抑制するように学習する多くの焦点の合っていない画像を伴って）焦点の合った画像を作り出すことから、眼の焦点の深度を実質的に増加する。
【００３８】
生得のレンズは、調節によりその双曲性を増し、これは、レンズの焦点領域を更に増加し、したがって焦点の深度を更に遠くする。
【００３９】
眼は、瞳孔を狭くすることによって近い物体に焦点を合わせることを補助する。このいわゆる「瞳孔反射」又は「短距離縮瞳」は、２つの結果を有し、すなわち、１つは、開口部を減少することにより光学システムとしての眼の焦点の深度を増し（開口部を狭くすることで、軸から遠くにあり、軸に対して鋭角で入射する光線を遮断する）、そして、最も高い屈折力でその中心部のみを使用することによってレンズの平均屈折力を増加する。
【００４０】
短距離縮瞳は、双曲面収差を有する、すなわち、正の多焦点性を有するレンズのみに対して短焦点を補助できることが本発明者らの研究から明らかである。単焦点放物線型レンズではほとんど効果がなく、負の多焦点性を有するレンズでは逆効果であり、すなわち、球形又は楕円形（例えば、メニスコイド）のレンズは、短焦点に必要なより強力なレンズよりもむしろ短距離縮瞳によってより低い屈折力を有するより弱いレンズとなる。
【００４１】
本発明による人工レンズは、生得の水晶体と置き換えるためのヒト眼の後眼房へと埋め込み可能なハイドロゲルデバイスである。本発明による人工レンズは、先の試みが或る状況下でもたらしたであろう問題を生じることなく、生得のレンズの必須の生理学的機能及び光学機能を模倣又は複製するように設計される。これは、より成功する可能性が低い、個別に又は異なる組合せで、以前に適用された可能性のある特徴の新規な思慮深い組合せにより達成されると認識することが重要である。また、生得のレンズは、単一の特徴よりも、その均衡のとれた特徴の組合せによりその機能を達成する。
【００４２】
全体的な機能に寄与し、本発明によって組み合わせられる特徴は、インプラントのサイズ及び形状、材料特性、表面特性、光学特性、埋め込み方法、及び製造方法を含む。本発明者らは、以下に様々な特徴を記載し、いかにして個々の特徴が相互作用して有益な効果をもたらすかという構成の例を提供する。インプラントは、記載される特徴の幾つかを組み合わせて所望の効果を達成し得るが、本発明は、以下に記載される構成の例に限定されず、特徴の様々な組合せを含むと認識するのが重要である。
【００４３】
図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、インプラントは、中心光学部分２及び周辺支持部分３とともに主光軸１Ａを有する。インプラントの全体形状は、その前面４、後面５、並びに前面及び後面それぞれの上部境界７Ａと上部境界７Ｂとの間の遷移面６により画定される。各面は２以上の面で構成される。前方中心光学面８Ａは境界９Ａを有し、中心後方光学面８Ｂは境界９Ｂを有する。各面は、円形、直線、又はそうでなければ規定の形状である、それらの間の境界（図５Ａ〜図５Ｃにおいて１３Ａ及び１３Ｂで示す）によって２以上の区域に分けられてもよい。中心前方光学面の頂点１０Ａ及び中心後方光学面の頂点１０Ｂは、主光軸１Ａ上に位置される。前方周辺部支持面は１１Ａであり、後方周辺部支持面は１１Ｂである。
【００４４】
境界７Ａ及び境界７Ｂは、それぞれ、前面４及び後面５の頂部の切れ目として区別することができる。かかる切れ目は、光学軸方向にある面の変曲点にあるか、又は、光学軸方向にある面の二次導関数の不連続点にある。境界は、曲線的であってもよく、連続していてもよいが、有利には、鋭い縁部又は鋭角で形成される。鋭角の利点は、水晶体嚢表面に沿って線維芽細胞等の細胞の遊走（後嚢混濁の通常の原因）に対する障害を形成することにある。
【００４５】
レンズ全体の直径は、境界７Ａ及び境界７Ｂのより大きな直径として定義される。レンズ光学部の直径は、境界９Ａ及び境界９Ｂの最も小さい直径として定義される。後方サジタル深度は、後方頂点１０Ｂと後方境界７Ｂを画定する平面との間の垂直距離である。中心厚さは、頂点１０Ａと頂点１０Ｂとの間の距離である。前方深度は、前方頂点１０Ａと前方境界７Ａを画定する平面との間の垂直距離である。
【００４６】
主光軸１Ａは、境界７Ａ及び境界７Ｂ、また同じく境界９Ａ及び境界９Ｂが光学軸に対して垂直な平面にある円によって画定される場合、また、中心光学部分２が対称であって、例えば、いかなる円柱形の構成要素も有しない場合、対称軸であってもよい。対称な円形フットプリントを有するかかるインプラントを図３Ｂに示す。しかしながら、縁部及び境界は、円形フットプリント以外のもの、例えば、図４Ａに示される楕円形のフットプリントを有してもよく、又は単一の、２つの、３つの又は４つの端部の切断（truncating cut）１２Ａ〜１２Ｄを含む図４Ｂ〜図４Ｅにおける端部が切断された円として形作られたフットプリントを有してもよい。これらの端部が切断されたフットプリントの形状は、幾つかの目的を果たす。
【００４７】
これらのフットプリントは、埋め込みの間、レンズの後ろの空間へのより良好なアクセスを提供する。外科的切開を閉じる前にあらゆる粘弾性ポリマー若しくは潤滑剤、又は他の助剤を除去するため、この空間を清潔にしておくことが重要である。
【００４８】
これらのフットプリントは、ＩＯＬ周辺で水晶体嚢が収縮した後のレンズの回転を抑制する。これは、特に円環レンズに重要である。
【００４９】
これらのフットプリントは、折りたたみ及び小さな切開による挿入を容易にする。
【００５０】
光学系が、円柱形の構成要素を有する場合では、円柱軸１Ｂは、外側縁部の非対称に関して規定される方法、例えば、図４Ｆに示される端部の切断１２Ａ及び１２Ｂに対して角度αで配置される。端部の切断１２Ａ〜１２Ｄは直線の切断でなくてもよいことは言うまでもないが、好適には、例えば、三日月形状に形成されてもよく、それらの数は４よりも多くてもよい。また、端部の切断は、同じ長さでなくてもよく、対称に配置されなくてもよい。切断された縁部を有するフットプリントは、インプラントの折りたたみ、及び小さな外科的切開によるインプラントの挿入を容易にすることがわかる。さらに、非対称の縁部フットプリントは、一旦、その周囲に水晶体嚢が定着するとインプラントの回転を抑制する。これは、乱視を補正するように設計された円柱形構成要素を有する円環レンズに特に重要である。
【００５１】
後面５は、生得のレンズの後面の形状及びサイズに近似するように、また眼の後嚢の少なくとも主要部との接触を達成するような形状及びサイズとなる。これは幾つかの理由のため重要である。
【００５２】
インプラントは、最適な光学性能のため後嚢をその生得の形状で、しわがなく、平滑に保つ。
【００５３】
水晶体嚢とインプラントとの間の密な接触は、後嚢混濁を引き起こし得る線維芽細胞の遊走を抑制し、これは、後面が高度に水和され、負の固定電荷を保有する場合に特に効果的である。
【００５４】
インプラントは、生得のレンズの後方側面によって空いた空間を占めて、硝子体が前に進むのを防ぎ、それにより網膜に対する硝子体の圧力の減少（これは、網膜剥離及び／又は嚢胞様黄斑浮腫を促進し得る）を抑制する。
【００５５】
インプラントと後嚢との間の密接な接触は、本明細書において後述されるように、インプラント機能を妨げる（又は更にはインプラントの位置を変え得る）後嚢の線維化及びその結果生じる硬化、混濁及び収縮を予防するため、インプラントの接触面が親水性であり、負の固定電荷を保有する場合に特に有益であることに留意されたい。
【００５６】
本発明の好ましい実施形態では、後面５の少なくとも主要部が、一般的には、光学軸の周りの円錐断面の回転により形成される平滑な凸面であるか、又はかかる面の組合せによって形成される。周辺部は、好ましくは、円錐面又は双曲面により形成され、一方で、中心光学面は、好ましくは双曲面、放物面又は球面（又はそれらの組合せ）である。後面のサジタル深度（すなわち、主光軸１Ａ上で測定される後方中心光学面の頂点１０Ｂと後面の境界７Ｂとの間の垂直距離）は、レンズがその機能を良好に発揮するため１．１ｍｍより大きくなくてはならない。屈折範囲全体で良好に発揮するため、後方サジタル深度は、１．２５ｍｍより大きく、有利には１．７５ｍｍより大きく、好ましくは２ｍｍより大きくなくてはならないが、いずれにしても約２．７５ｍｍ未満でなくてはならない。
【００５７】
インプラント（ＬＯＤ）の全外径は、その中心性、位置安定性及び水晶体嚢充填能力に重要である。後面５の外径、すなわち、（主軸１Ａに対して垂直な平面における）後方外部境界７Ｂの最大寸法は８．４ｍｍより大きく、望ましくは少なくとも８．９ｍｍ、好ましくは少なくとも９．２ｍｍでなくてはならない。許容される最大外径は、約１１ｍｍであるが、望ましくは１０．７５ｍｍを下回り、好ましくは１０．５ｍｍより小さくなくてはならない。外形寸法におけるかなりの柔軟性は、幾つかの要因、すなわち、レンズの柔軟性、並びに特に中心光学部分２を変形せずに様々な後嚢サイズ及び水晶体嚢収縮を調節することができる外周支持部分３の柔軟性によって可能とされる。
【００５８】
中心光学面は、異なる幾何学を有する１以上の区域からなってもよい。上記区域は、同心であってもよく、その場合、図５Ａにおけるそれらの間の後方境界１３Ｂは円形となる。また、区域は、直線の境界によって分割されてもよく、その場合、区域は三日月形又はくさび形のフットプリントを有してもよい。様々な例を図５Ａ〜図５Ｃに示す。上記区域は、前方光学面上にあってもよく、後方光学面上にあってもよい。図５Ａは、後方光学面が境界１３Ｂによって２つの同心光学部、すなわち、中心光学部８Ｂ１及び外側光学部８Ｂ２に分けられることを示す。例えば、中心光学部８Ｂ１の後方光学面は、はっきりとした近見視力に使用される球面又は放物面の区域であってもよく、一方で、双曲面外部領域は、中間及び遠見視力に役割を果たす。代替的には、両方の区域は、異なる中心半径Ｒｏ及び／又は異なる円錐定数を有する双曲面を有してもよい。また、各光学面は、３以上の区域に分けられてもよい。図５Ｂにおける実施例は、前方光学面８Ａが直線境界１３Ａによって等しい領域８Ａ１及び領域８Ａ２の２つの光学部に分けられたレンズの上面図を示す。それらの区域の各々が、異なる光学パラメータを有する異なる形状を有する。図５Ｃの実施例は、２本の直線境界１３Ａ及び直線境界１３Ｂにより４つの対となる光学部８Ａ１及び光学部８Ａ２に分けられ、各々が異なる領域及び異なる光学パラメータを有する、前方光学面８Ａを有するレンズの上面図を示す。例えば、８Ａ１は、８Ａ２よりも高い屈折力を有してもよく、短焦点の役割を果たしてもよい。上記区域の１つは、円柱形構成要素を有してもよい。
【００５９】
両方の光学面（又はそれらの区域若しくは区分）は、光学軸に沿った円錐断面の回転によって、又はそれらの組合せによって形成される面である。光学面の１つ又は両方が１又は複数の球面光学部を含んでもよい。少なくとも１つの光学面が、好ましくは外側光学部において少なくとも１つの双曲面を備えることが有利である。両方の光学面が、少なくとも１つの双曲面区域をそれぞれ備えることが好ましい。かかる双曲面は、ＮＣＬの表面に似て、その有益な光学特性の一部を模倣する。後方光学面及び前方光学面のいずれもが双曲面又は２以上の同中心の双曲面区域の組合せであることが更に好ましい。少なくとも１つの双曲面を有するレンズは、球面、楕円面又はメニスコイド面を有するレンズの球面収差と正反対のいわゆる双曲面収差を有する。双曲面収差を有するレンズは、中心部で最も高い屈折を有し、光学軸からの距離に伴って徐々に減少する（球面収差を有するレンズでは、屈折力は光学軸からの距離に伴って増加する）。双曲面収差は、上述の幾つかの機構を通して眼の視力調節を補助する。
【００６０】
ＮＣＬの光学特性を模倣するため、前方光学面及び後方光学面の円錐定数を、中心光学部分２の屈折力が、概して、光学軸において最も高い値から中心光学部分２の周辺部において最も低い値まで減少するように選択する。
【００６１】
光学軸からの距離に伴う屈折力の峻度の減少は、双曲面の形状パラメータ（円錐定数）に依存する。円錐パラメータは、屈折力の平均減少が−０．２５Ｄｐｔ／ｍｍ〜−３Ｄｐｔ／ｍｍ、有利には−０．５Ｄｐｔ／ｍｍ〜−２．５Ｄｐｔ／ｍｍ、好ましくは約−１Ｄｐｔ／ｍｍ〜−２Ｄｐｔ／ｍｍであるように選択されなくてはならない。
【００６２】
後方中心曲率半径（光学軸が後方頂点と交差する点における）は、有利には２．５ｍｍ〜８ｍｍ、好ましくは約３．０ｍｍ〜５ｍｍである。後面の円錐定数は、有利には、ＮＣＬについて報告される約＋３〜約−１４、好ましくは約−１〜−８の範囲から選択される。
【００６３】
前方光学面８Ａの中心半径Ｒｏは、約＋３ｍｍよりも大きいか、又は約−３ｍｍより小さく、好ましくは約＋５ｍｍより大きいか、又は約−５ｍｍより小さくなるように選択される。
【００６４】
前方光学面８Ａの円錐定数は、ヒトＮＣＬより報告される＋６〜−２２の範囲、好ましくは約−１〜−８の範囲から選択される。
【００６５】
前方光学面８Ａは、部分的又は全体的に球面又は放物面によって形成されてもよい。その場合、中心後方光学面８Ｂは、好ましくは、レンズ全体が双曲面収差を有するような範囲において選択された円錐パラメータを有する双曲面でなくてはならない。
【００６６】
しかしながら、前方光学面８Ａの少なくとも主要部は双曲面、特に外側光学部であることが好ましい。約１．５ｍｍ〜４ｍｍ、有利には約２ｍｍ〜３．５ｍｍの直径を有する前方光学面の中心光学部は、短焦点の解像度を更に改善するため放物面又は球面により形成され得る。
【００６７】
図２は、本発明によるレンズの好ましい光学プロファイルの一例を概略的に示す。当然のことながら、異なる眼は、異なる屈折力の埋め込み式レンズを必要とする。
【００６８】
現在のＩＯＬの大半は、それらがＮＣＬの単なる基本的な光学機能を擬態するように、すなわち、網膜上で遠くの物体に焦点を当てるために必要な基本的な屈折力を提供するように設計されることから、生体類似型ではない。具体的な眼に応じて、基本的な屈折力は、通常、いずれかの側面に対する幾らかのばらつきを伴って、１５Ｄｐｔ〜３０Ｄｐｔである。ＮＣＬの主平面近くに位置する実質的に単焦点（通常、球形）の剛性レンズによってこの要件を満たすことができる。最も詳細な画像は光学軸に位置する網膜の比較的小さい部分（黄斑）に映され、また我々の活動の多くが小さな眼開口部（縮瞳）で行われることから、大半のＩＯＬはＮＣＬよりも顕著に小さい（ＮＣＬについて９．５ｍｍ〜１０．５ｍｍに対して、大半のＩＯＬについて４．５ｍｍ〜６ｍｍ）。小さいサイズの光学系は、かかるＩＯＬが小さな切開による埋め込みにより容易に適合することから、幾つかのＩＯＬ製造業者によって好まれる。同じ理由で、大半のＩＯＬは、変形した（折りたたまれた、巻かれた等）形状で小さな切開を通して埋め込みを可能とするため軟質の弾性材料から作製される。しかしながら、この変形能は光学機能とは何ら関係はない。
【００６９】
しかしながら、小さいサイズの光学系はその不利益を有する。ＩＯＬの端部は大きく開いた瞳孔（例えば、夜間の運転中）において光を反射する場合があり、グレア、ハロー及び他の悪影響をもたらす可能性がある。さらに、小さな光学系は、特に大きく開いた瞳孔において、ＮＣＬが映すような全ての周辺及び軸外の光線を映すことができない。最後に、小さいサイズの光学系は、時に診断及び治療に必要とされる網膜周辺部の鮮明な視感度を妨げる。これらの理由のため、ＮＣＬに類似するサイズの大きな光学系が、大半の現在のＩＯＬにおいて使用されている小さなものよりも好ましい。重要なことには、大きな光学部全体が、光学的に有用となる明確に定義された幾何学を有しなければならない。メニスコイド光学面を有するレンズは、特に周辺領域において画定が不十分な形状を有する。これは、予想外の憂慮すべき光学現象を引き起こす可能性がある。
【００７０】
現在の幾つかのＩＯＬは、或る程度、ＮＣＬの視力調節又は疑似視力調節（pseudoaccomodation）を擬態するように設計される（すなわち、遠い及び近い物体の両方に眼が焦点を合わせることを可能とする）。様々なＩＯＬがこの目標を達成するための種々の手段を使用し、すなわち、或るものは二重焦点、多重焦点、又は多焦点の光学系を使用し、他のものは眼に関してＩＯＬ光学系の前方−後方シフトを可能とする設計を使用するか、又は２つのレンズ間の相互位置を変更することにより光強度の変化を可能とする。幾つかのレンズは、毛様体筋及び／又は硝子体の圧力、頭部位置の変化又は小型ポンプによって制御されるレンズ内の液体の移動により屈折力を変化するものさえある。
【００７１】
これらのデザインは、時にはむしろ複雑な仕掛けであり、サイズ、形状及び材料特性においてＮＣＬとは全く異なる。これは、ＩＯＬを、水晶体嚢の線維化、又はそれらの機能を妨げる表面上での細胞の内方成長若しくはタンパク質堆積等の様々な問題の影響を受けやすくする。さらに、それらの嵩の増加及び複雑なデザインは、全ての現在のＩＯＬの小さな切開により埋め込み可能とする要求を妨げる。これは、直径の小さな光学系による設計、及びＮＣＬよりも屈折性の高屈折率を有する材料の使用を必要とし、グレア及びハローの問題を増加する。
【００７２】
殆どの場合には、これらのレンズは、その光学系を光路の中心に位置するため小径、典型的には４．５ｍｍ〜６ｍｍの細長い、柔軟な「ハプティック」を有する光学系を使用している。さらに、変形性の材料を使用して、小さな切開による埋め込みのため折りたたみ又は巻き取りを可能とする。かかるＩＯＬの表面特性は、時にはより優れた生体適合性を達成するため修正される（例えば、米国特許出願公開第２０１２／０１４７３２３号においてA. M Domschke、米国特許出願公開第２００８／０００３２５９号においてSalamone et al）。
【００７３】
この共通のデザインは、比較的小さな切開（通常、２ｍｍ〜３ｍｍ）による埋め込みのためＩＯＬを折りたたむことを可能とする。しかしながら、小さなＩＯＬサイズはそれ自体の欠点を有する。
【００７４】
直径６ｍｍ以下の小さな光学系は、眼の開口部が乏しい光条件のために大きい場合（夜間グレア、ハロー、限定された周辺視野等をもたらす）、又はＩＯＬが偏心する場合（「サンセット症候群」又は他の問題をもたらす）、直径９ｍｍ〜１０．５ｍｍの水晶体を完全に置き換えられない場合がある。
【００７５】
小さな光学系は、ＮＣＬが映す全ての周辺部及び軸外の光線を映すことができず、そのため、特に、（例えば、夜間の周辺視野に必要な）大きく開いた瞳孔において画像化性能を減少する。
【００７６】
小さな光学系は、（特に糖尿病の場合に重要となり得る）網膜の検査及び治療を複雑にするか、又は阻む場合さえある。
【００７７】
さらに、小さなＩＯＬサイズは、本来、はるかに大きなＮＣＬによって占められていた空間を原則的に空いたままにする。その結果、硝子体を前進させ、網膜に対する硝子体の圧力を部分的に和らげる。これは、J.A. Rowe, J.C. Erie, K.H. Baratz et al. (1999). "Retinal detachment in Olmsted County, Minnesota, 1976 through 1995". Ophthalmology 106 (1): 154-159によって報告されるように、白内障手術後の網膜剥離の可能性の増加をもたらす場合がある。また、同じ影響は、嚢胞様黄斑浮腫（ＣＭＥ）を引き起こすか、又は促進する場合がある。Steven R. Virata, The Retina Center, Lafayette, Indiana: Cystoid Macular EdemaのＷＥＢページを参照されたい。
【００７８】
小さな光学系及びハプティックを有する従来のＩＯＬデザインの別の不利益が存在する。すなわち、比較的もろいハプティックを用いて比較的空いた空間に留められる光学系を有するＩＯＬは、事故の衝撃（滑りやすい面での転倒、車の衝突、げんこつで殴られる等）の場合の損傷及び／又は偏位の影響を受けやすい場合がある。
【００７９】
嵩の小さいＩＯＬ及び小径の光学系に由来する幾つかの問題は、多かれ少なかれＮＣＬによって空いた空間を満たすＩＯＬデザインによって扱われている。各々それ自体の利益及び不利益を有する、これに対する幾つかのアプローチが存在する。
【００８０】
シリコーンゴム等の透明で柔軟な固体へと固化することができる液体による水晶体嚢の充填である。充填材料がＮＣＬと類似の変形能を有する限り、このアプローチが生得のレンズの視力調節を回復し得ると予想された（例えば、米国特許第５，２２４，９５７号においてGasser et al.）。しかしながら、これまで使用された上記材料は、しばしば水晶体嚢の線維化及び混濁を生じる。さらに、自然の位置で形成されたＩＯＬの形状及び光学パラメータを制御することは困難である。
【００８１】
合理的に小さな切開により埋め込み可能であり、水晶体嚢を実質的に満たす、高度に変形した形状の大きな嵩高いＩＯＬの埋め込み。このアプローチは、埋め込みのため高度に変形した形状に「凍結」することができ、体温まで加熱することにより本来の機能性形状へと戻る疎水性記憶ポリマーを用いて試された（米国特許第４，８３４，７５０号及び米国特許第ＲＥ  ３６，１５０号におけるGupta）。しかしながら、疎水性記憶ポリマーは極めて異質な材料であり、水晶体嚢を満たすため使用される材料と同じような問題をもたらす。
【００８２】
また、同様のアプローチがハイドロゲルを用いて試された。実質的に生得のレンズのサイズ及び形状を模倣する非常に大きなＩＯＬを空いた水晶体嚢に埋め込んだ（例えば、Wichterleの特許文献１及びStoyの特許文献２）。これら特定のＩＯＬの問題は、それらの特殊な光学系であった。これらのレンズは、ＮＣＬの幾何学に強く由来するメニスコイド前方光学面を有した。メニスコイド形状は、モノマー混合物の自由面の固化により形成され、かかるＩＯＬの光学特性の制御との問題があった。さらに、これらのレンズは、しばしば、小さな切開による埋め込みには嵩高過ぎた。さらに、これらのレンズに使用されるハイドロゲルの一部は、負の固定電荷を欠き、かかるハイドロゲルは埋め込み後、時に石灰化する傾向がある。他の水晶体嚢充填レンズ（Sulc et al.の特許文献５及び特許文献６）は、虹彩に触れる前方突出を有し、そのようにしてレンズをおよその中心位置に安定化するが、液体流動の遮断、レンズ光学系の変形及び虹彩びらん等の様々な問題をもたらした。
【００８３】
別のアプローチは、埋め込み後に自然の位置での液体の固化により満たされる中空レンズ（又はレンズシェル）の埋め込みであった（例えば、米国特許第５，０９１，１２１号及び同第５，０３５，７１０号におけるNakada, et al.）。
【００８４】
別のアプローチは、一方は前嚢と接触し、他方は後嚢と接触する２つのレンズを有し、２つのレンズが柔軟な部材又はコネクタによって分離されている、二重光学系ＩＯＬの埋め込みであった（米国特許第４，９４６，４６９号、米国特許第４，９６３，１４８号、米国特許第５，２７５，６２３号、米国特許第６，４２３，０９４号、米国特許第６，４８８，７０８号、米国特許第６，７６１，７３７号、米国特許第６，７６４，５１１号、米国特許第６，７６７，３６３号、米国特許第６，７８６，９３４号、米国特許第６，８１８，１５８号、米国特許第６，８４６，３２６号、米国特許第６，８５８，０４０号、米国特許第６，８８４，２６１号）。
【００８５】
本来の水晶体嚢全体を本質的に充填するかかるインプラントもまた、幾つかの問題を有する。
【００８６】
ＮＣＬと類似の水和及び負電荷を有する非常に生体適合性の材料から作製されない限り、ＩＯＬの前面は虹彩に触れて、虹彩のびらん、脱色素、出血又は炎症を引き起こす場合がある。
【００８７】
幾つかの材料は、高い平衡含水量を有することにより、より生体適合性とされる。しかしながら、上記材料の屈折率を最適値（若年のＮＣＬに対する値）からほど遠くまで減少する。
【００８８】
ＩＯＬに重要なのは形状及び光学系の種類のみならず、その材料である。ＮＣＬは、水、塩、並びにコラーゲンタンパク質、多糖、及びプロテオグリカンを含有するポリマー成分を含む複雑な生得のハイドロゲル構造で構成される。重要なことに、上記ポリマー成分は、カルボキシレート又はスルフェート等のかなりの濃度の酸性イオン性基を含有する。これらの基は、レンズ材料に負の固定電荷を提供する。水和及び負電荷は、ＮＣＬと眼内液中のタンパク質との相互作用に影響を及ぼす。さらに、その表面特性は、レンズと細胞との相互作用に影響を及ぼす。負の固定電荷を有する表面を含む合成ハイドロゲルは、タンパク質及び細胞を引きつけず、ハイドロゲルを石灰化に対してより抵抗性にし（Karel Smetana Jr. et al, "Intraocular biocompatibility of Hydroxyethylmethacrylate and Methacrylic Acid Copolymer/Partially Hydrolyzed Poly(2-Hydroxyethyl Methacrylate),"Journal of Biomedical Materials Research (1987) vol. 21 pp.1247-1253）、免疫系によって異物と認識されない（Karel Smetana Jr. et al, "The Influence of Hydrogel Functional Groups on Cell Behavior", Journal of Biomedical Materials Research (1990) vol. 24 pp. 463-470）ことが知られている。多くのＩＯＬ製造業者は、カルボキシレートがカルシウムイオンを引きつけることにより石灰化をもたらすという推測に基づいてカルボキシレート基を有する材料を避けているが、カルボキシレート基を含有するハイドロゲルＩＯＬに対する幾つかの参照文献が存在する（Wichterleの特許文献１、Sulc et al.の特許文献５及び特許文献６、米国特許第５，９３９，２０８号におけるStoy、特許文献４におけるMichalek及びVacik）。
【００８９】
カルボキシレート基は、例えば、Stoyの'２０８及びSulc et al.の米国特許第５，１５８，８３２号に記載されるように、ハイドロゲルに均一に分散するか、又は膨張及び電荷密度の勾配を形成する表面上で主に濃縮され得る。典型的には、ＮＣＬ材料は、平均で約６６重量％の水を含有する。しかしながら、ＮＣＬは、より緻密なコアとより水和したジャケットとで構築され、ＮＣＬの水和は年齢と共に、また個体ごとに変化する。したがって、平均以外の単一の水分含有量の値をＮＣＬに当てることはできない。
【００９０】
同様に、ＮＣＬの様々な層は異なる屈折率を有する。レンズの屈折率は、中心層でおよそ１．４０６からレンズのより密度の低い層で１．３８６まで変化する。例えば、Hecht, Eugene. Optics, 2nd ed. (1987), Addison Wesley, ISBN 0-201-11609-X. p. 178を参照されたい。したがって、光学的に意味のある平衡屈折率、すなわちＥＲＩ（equivalent refractive index）は、ＮＣＬの特性として与えられる。屈折率及び水分含有量はいずれもレンズの年齢と共に変化する。誕生時に約１．４４１から７０歳で約１．４１４まで減少する、平均ＥＲＩ＝１．４４１−３．９×１０-4×年齢。M. Dubbelman et al. "The Shape Of The Aging Human Lens: Curvature, Equivalent Refractive Index And The Lens Paradox", Vision Research 41 (2001) 1867-1877の図９を参照されたい。
【００９１】
さらに、ＥＲＩは視力調節に伴って１ジオプトリ当たり約０．００１３〜０．００１５増加する。M.Dubbelman et al, "Change In Shape Of The Aging Human Crystalline Lens With Accommodation", Vision Research 45 (2005), 117-132Ref pp. 127-128を参照されたい。屈折率のこの変化は、視力調節中のレンズ変形による水分含有量の変化（減少）に関連すると推測できる。別段の記述がない限り、これらの複雑な関係を無視して、本発明者らは平均ＥＲＩ＝１．４２を使用する。
【００９２】
同じ水分含有量を有すると同時にＮＣＬ材料と同じ屈折率を有する合成ハイドロゲルを見出すことは不可能でないにしても、困難であることは興味深い。具体的には、６６重量％の水を含有する合成ハイドロゲルは、典型的には、５０％に近い水分を含有するハイドロゲルに予測され得る１．４２の屈折率ではなく約１．３９５の屈折率を有するであろう。
【００９３】
ＥＲＩ＝１．４４１（非常に若年の平均的ＮＣＬ）に対する平均液体含有量は４０％の水分となるのに対し、ＥＲＩ＝１．４１４（老年の平均的ＮＣＬ）は、水分含有量約５５重量％を有するハイドロゲルを必要とするであろう。本発明者らは、生体類似型ＩＯＬ材料にはＮＣＬの水分含有量よりも屈折率を擬態することがより重要と考えることから、本発明の例示的な実施形態に従ってＩＯＬの望ましい平均水分含有量の範囲を４０重量％〜５５重量％と選択した。もちろん、これは、ＮＣＬと類似する平均水分含有量であり、レンズは、異なる水分含有量を有する様々な層、例えば、より高い屈折率を有する内部及びより低い屈折率を有する外層を有してもよい。
【００９４】
多くの従来技術文献は、高い水分含有量を有するハイドロゲルによるＩＯＬに言及するが、水分含有量と屈折率の値との関係を認識していない。例えば、Wichterleの特許文献１は、望ましい屈折率の値は１．４程度と述べている（概ね１．３７〜１．４５であるが、これは指定される水分含有量を有する既知の合成ハイドロゲルには明らかに不可能であり、少なくとも６０％、好ましくは６５％〜７０％が１．３９〜１．４０５の屈折率の範囲となる）。実施例は、低含有量のカルボキシレート基を有する処方を示す。
【００９５】
Sulc et al.の特許文献５及び特許文献６は、その表面又はその一部において、少なくとも７０％、有利には少なくとも９０％の水分含有量を開示し、従来技術のＩＯＬにおいて５５％〜７０％の水分含有量に言及する。より高い屈折率のコア及びより低い屈折率のケーシングが言及され、コアはフレネルレンズの形態を有してもよい。水和及び屈折率の両方の勾配は、任意に、ハイドロゲル共有結合ネットワークの再編成を達成するＮａＯＨ処理により得られる。この参考文献の実施例１は、水分含有量８８．５％のＩＯＬを示し、実施例２は水分含有量８１％のＩＯＬを示し、実施例４は水分含有量９１％のレンズを示す。実施例３については、水分含有量は示されていない。
【００９６】
米国特許出願公開第２００９／００２３８３５号においてCharles Freemanは、水分含有量５５％未満及び１．４１超の屈折率及び約１６マイクロ当量−ｍｍ／ｈｒ／ｃｍ2〜約２０マイクロ当量−ｍｍ／ｈｒ／ｃｍ2の範囲のナトリウムイオン流量を有し、特に水晶体の後眼房ＩＯＬに有用なハイドロゲル材料を記載する。カルボキシル基又は酸性基には何ら言及されていないが、それらの基の存在は、ハイドロゲルを通るイオン拡散流を増加すると知られている。
【００９７】
ＮＣＬ材料のハイドロゲル性質は、幾つかの可能性のある、より自明ではないが、潜在的に重要な結果を有し、すなわち、その水分含有量はレンズに対する圧力に依存する。その結果として、遠距離に調整されたＮＣＬは、近い物体に調整された弛緩したレンズとは異なる水分含有量を有し、したがって、異なる屈折率を有し得る。遠距離に調整されたＮＣＬにおける負荷は均一に分散されないことから、膨張の勾配及び屈折率の勾配が生じ得る。これは、ＮＣＬ表面の多焦点性に加えて、光学特性の微妙な変化を生み出す。これらの微妙な変化は、我々の視覚に重要な可能性があり、ＮＣＬのものと類似の物理化学的特性及び光学特性、また同じくＮＣＬのものと類似する幾何学のハイドロゲルを使用しなければ、その微妙な変化を複製することは困難であろう。特に、ＮＣＬの代用品のハイドロゲルは、同様の屈折率、及びＮＣＬに対して作用することが合理的に予想され得る外部負荷によって水分含有量を変化する能力を有しなければならない。したがって、生体類似型ＩＯＬに使用されるハイドロゲルは、水に対して水力学的流動能力を有しなければならない。
【００９８】
したがって、少なくとも後嚢と接触するインプラントの部分は、生得のレンズを形成する組織の光学特性、親水性、及び電気化学的性質に近似する透明で柔軟なハイドロゲル材料から作製される。
【００９９】
ＩＯＬの前方部分は、硝子体液の流れを妨げるか、又は遮断さえする場合があり、それによりＩＯＰを増加し、最終的には緑内障を引き起こす。このデザインは、しばしば予防的虹彩切除を必要とする。
【０１００】
ＮＣＬと同様の水和及び負電荷を有する非常に生体適合性の材料から作製されない限り、水晶体嚢と現在のＩＯＬに使用される人工材料との間の広域の接触は、時に、水晶体嚢混濁、線維化等を引き起こす。これらの問題は、現在では本発明の生体類似型眼内レンズによって解決されている。
【０１０１】
中心光学部分２は、約３５％〜６５％、有利には約３８％〜５５％、好ましくは約４０％〜５０％の平衡水分含有量（別段の記述がない限り、全ての％は重量パーセントであり、平衡水分含有量は眼内液と平衡の水分含有量である）を有するハイドロゲル等の変形性の弾性材料で作製される。
【０１０２】
光学部分の変形性は、小さな切開による埋め込みとその視力調節機能の両方に重要である。光学部分は、図６Ａに示されるような液体又は軟質ゲルから構成されるコアを有するハイドロゲルシェルとして構築されてもよい。図６Ａは、後方ハイドロゲルジャケット１４、より軟質なコア１５及び前方シェル１６を有するレンズの横断面図を示す。後方ハイドロゲルジャケット１４は、有利には、レンズの周辺支持部分３と一体であり、少なくともその後面に負の固定電荷を含む。コア１５は、有利には、鉱物油若しくはシリコーン油等の疎水性の液体から、又は軟質シリコーン若しくは当業者に容易に設計され作られ得るわずかに架橋したアクリル系ゲル等から作製されてもよい。代替的には、コアは親水性の流体又は軟質ハイドロゲルから作製され得る。前方シェル１６は、後方ハイドロゲルジャケット１４と同一又は異なる材料から作製され得る。
【０１０３】
１つの実施形態では、ハイドロゲルジャケット及び軟質コア１５は、屈折の大部分がレンズの内部接触面上ではなく外部光学面上で起こるように同じ屈折率を必須に有する。これは、例えば、屈折率およそ１．４２を有するシリコーン液又はシリコーンゲルからコアを作製すること、また約４１％〜４５％の水分の水分含有量を有するハイドロゲルからジャケットを作製することにより達成され得る。ハイドロゲルを正確に処方することにより、当業者は、ハイドロゲル中の水分含有量を調整して屈折率の実質的な一致を達成することができる。代替的には、コア及びジャケットは、材料間の内部接触面上で屈折の一部が起こるように異なる屈折率を有してもよい。
【０１０４】
図６Ｂのコア１５と隣接する光学媒体１６との間の内部接触面を有するレンズの横断面図は、複合レンズ、例えば、フレネルレンズを形成するように形作られる。コア１５及び光学媒体１６の材料は、異なる屈折率を有し、そのうち１つは、有利には、変形性及び屈折の両方を改善し得る流体である。この配置の利点は、基本的な構築材料として高水分含有量及び低屈折率を有するハイドロゲルを使用しながら、小さな切開による埋め込みを可能とする比較的低いレンズの中心厚さを達成することができることである。
【０１０５】
図６Ｃは、２つの異なる材料を含むレンズの代替的な設計を示す。後方側面１４の材料は、高い水和率を有し、負に帯電した基を含有するハイドロゲルである。これは光学部分及び支持部分についても同じである。コア１５の前方側面の材料は、より低い水分含有量及びより高い屈折率を有する材料である。２つの材料の接触面は屈折性である。
【０１０６】
中心光学前面８Ａ及び中心後方光学面８Ｂは、約５．６ｍｍより大きい、有利には、約６．５ｍｍより大きい、好ましくは約７．２ｍｍより大きい直径を有する。２つの光学面のより大きい方の最適な直径は、ＮＣＬ光学系のサイズに近似するため約７．５ｍｍより大きく、有利には約８ｍｍである。かかる大きな光学系は、通常、凹凸又は平凸の中心光学部分２に適している。両凸光学部分に対して、前方光学直径は、通常、光学部分の中心厚さを最小化するためより小さく選択される。いずれの場合でも、前方光学面８Ａの直径は、有利には、中心後方光学面８Ｂの直径よりも大きくない。
【０１０７】
中心光学面８Ａ及び８Ｂは、必ずしも円形でなくてもよい境界９Ａ及び９Ｂにより囲まれる。また、境界９Ａ及び／又は境界９Ｂは、レンズの折りたたみ及び小さな切開による埋め込みを容易にするため、楕円形であってもよく、又は端部が切断された円の形状を有してもよい。非円形の光学面は、円柱形構成要素を有するレンズに特に適している。
【０１０８】
後方周辺部支持面１１Ｂは、凸面、有利には、主光軸１Ａと同一の軸を有する双曲面又は円錐面により形成される。この面は、カルボキシレート基、スルホ基、硫酸基又はリン酸基等の酸性基の含有量により非常に親水性であり、負の固定電荷を保有している。この水和と負電荷の組合せは、水晶体嚢への永続的な接着を抑制し、レンズと水晶体嚢との間の接触面に沿った細胞、特に線維芽細胞の遊走を抑制し、不可逆的なタンパク質吸着を減少し、水晶体嚢の線維化及び混濁を防止する。後方周辺面は、有利には、光学部への細胞遊走を更に防止する鋭角７Ｂにより限定される。
【０１０９】
前方周辺部支持面１１Ａは、光学軸上に位置する頂点を有する凹面であり、好ましくは軸１Ａに沿って対称である。有利には、前方周辺部支持面１１Ａは、主光軸１Ａと一致する軸を有する円錐面又は双曲面である。当該面は、有利には、細胞接着及び遊走、並びに前嚢の線維化を防止するため、非常に親水性で負の固定電荷を保有している。前方周辺面は、有利には、細胞遊走を更に防止する鋭角７Ａにより限定される。
【０１１０】
前方周辺部支持面１１Ａ及び後方周辺部支持面１１Ｂは、接続面６と共に周辺支持部分３の形状を画定する。周辺支持部分は、後方側面では凸状であり、前方側面では凹状であり、２つの面の平均距離は約０．０５ｍｍ〜１ｍｍ、有利には約０．１ｍｍ〜０．６ｍｍ、好ましくは０．１５ｍｍ〜０．３５ｍｍの範囲である。最適な距離は、水分含有量、負電荷密度、架橋密度及び他のパラメータに依存する材料の剛度に依存する。
【０１１１】
後面及び前面が、双曲面等の類似する幾何学面で形成される場合には、周辺支持部分３は均等な厚さを有する。図７Ａに示される配置は容易に変形可能であり、様々なサイズの水晶体嚢に調整可能である利点を有し、２つの鋭角７Ａ及び鋭角７Ｂは光学部への線維芽細胞の遊走を抑制する。
【０１１２】
また、周辺支持部分３を、それぞれ図７Ｂ及び図７Ｃに示されるように、縁部から中心部へとその厚さを増加又は減少することによって多少変形可能とすることができる。また、これらの図は、角７Ａ及び角７Ｂの様々な代替的配置を示す。
【０１１３】
インプラントの前面４は、虹彩びらん、瞳孔ブロック、インプラントへの虹彩色素の移動、及び他の問題を引き起こし得る虹彩とのあらゆる永続的な接触を回避するように形作られる。また、かかる接触は、眼内液の流れを妨げるため、眼内圧の逆転をもたらす。また、かかる接触は、生得のレンズ及び本発明によるインプラントの両方によって短焦点を補助する、いわゆる近距離縮瞳を抑制するように瞳孔の収縮を妨げる可能性がある。したがって、前方中心光学面８Ａ部分は、前方周辺部支持面１１Ａの凹面により、また前方境界７Ａにより画定される平面下の境界９Ａの位置付けにより、部分的に沈められる。中心前面８Ａは、レンズの最上端（７Ａ及び７Ｂより高い）が約０．２５ｍｍを超えない前方頂点１０Ａを有する、有利には上方縁部を全く超えず、好ましくは最上端７Ａより少なくとも０．１ｍｍ下の前方頂点１０Ａを有する、平面、凸面又は凹面である。
【０１１４】
少なくとも前面４及び後面５の両方の主要部分（中心光学面８Ａ及び８Ｂを含む）は、主光軸１Ａの周りを１又は複数の円錐断面が回転することにより画定され、ここで、「円錐断面」の用語は本出願の目的に関する線分を含む。上記の回転により画定される面は、その軸に対して垂直な平面及び主光軸１Ａにより対称な円錐面を含む。周辺支持部分は、後方側面で凸状であり、前方側面で凹状であり、２つの面の間の平均距離は約０．０５ｍｍ〜１ｍｍ、有利には約０．１ｍｍ〜０．６ｍｍ、好ましくは約０．１５ｍｍ〜０．３５ｍｍの範囲である。
【０１１５】
少なくとも１つの実施形態では、本発明によるレンズは、液体ポリマー前駆体の固化により製造される。好ましい実施形態では、固化は、固体成形型、特に疎水性プラスチック製の成形型との接触で起こる。ポリマーの表面微細構造は、その固化が起こる環境に依存することがわかる。表面微細構造は、固化が固液界面で起こる場合と液液界面又は液気界面で起こる場合とで異なることがわかる。少なくとも全ての光学面は、固体界面上での前駆体の固化により作られることが好ましい。インプラントの面全体が、固体面、特に疎水性プラスチック面に対する液体前駆体の固化により形成されることが更に好ましい。成形型に好ましいプラスチックは、ポリオレフィンであり、特に好ましいプラスチックはポリプロピレンである。ポリオレフィンは低極性を有し、ハイドロゲル前駆体として使用される高極性のモノマーと低い相互作用を有する。同様に、液体前駆体の固化により形成されるハイドロゲルは、成形型表面に対して非常に低い接着を有し、顕微鏡レベルの表面損傷さえも伴わずにきれいに離すことができる。これは、インプラントの光学特性と長期の生体適合性の両方に対して重要である。
【０１１６】
正確な形状の比較的大きなレンズをモルディングにより製造することは困難である。液体前駆体のいかなる固化も、２０パーセントを超えることもある体積収縮を伴うことが当業者に認識される。一定の体積の閉鎖成形型では、かかる収縮は、内部成形表面の複製を抑制し、液胞、気泡の形成、表面の変形及び他の欠陥をもたらす。これは、上記のメニスカスキャスティング法をＩＯＬモルディングに使用した主な理由である。他の発明者らは、体積収縮により生み出される吸引により過剰量のモノマーを隣接する空間から輸送することを可能とする方法及び成形型デザインを記載した（Shepherd T.の米国特許第４，８１５，６９０号）。しかしながら、この方法は、液体前駆体が架橋重合により低転換（例えば、５パーセント〜１０パーセント）でゲル化（gellifies）する場合には使用することはできない。
【０１１７】
本発明者らは、体積収縮の補償、すなわち、或る特定の成形型部分の変形による内部成形用キャビティー体積の減少に対する異なる方法を見出した。図８に示される成形型は、２つの部分１８Ａと部分１８Ｂとで構成され、部分１８Ａは前面４を成形するため使用され、部分１８Ｂは後面５を成形するため使用される。
【０１１８】
部分１８Ｂの形状面１９Ｂは、レンズの後方光学面８Ｂを形成するのに必要な形状を有する。成形面の周辺部２２Ｂはレンズの直径よりも大きな直径を有し、有利には双曲面又は円錐の形状を有する。
【０１１９】
部分１８Ａは、レンズの前方光学面８Ａを形作る中心部２１Ａと、レンズの直径よりも大きな直径の周辺部２２Ａとに分割される形状面１９Ａを有する。周辺部２２Ａは、有利には双曲面又は円錐の形状を有する。周辺面２２Ａは、実施的には部分１８Ｂの対応する面２２Ｂに平行である。
【０１２０】
成形部分１８Ａ及び１８Ｂの直径は、レンズの直径よりも実施的に大きく、有利にはそれらは同じである。２２Ａ又は２２Ｂに対する面のうち１つは、レンズの面６の幾何学に対応する内面を伴う比較的薄く、変形性のバリア２０を備える。部分２０の高さは、典型的には約０．０５ｍｍ〜１．３ｍｍであり、その厚さはその高さよりも小さい。部分２０のプロファイルは、有利には、くさび状であるか、又は三角形である。部分２０の面の少なくとも１つは、有利には光学軸１Ａに対して平行である。バリア２０は、部分１８Ａ及び１８Ｂから分離されてもよいが、有利には、それらのうち１つの一体部分である。有利には、この部分２０は、凹面２２Ｂ上に位置する。好ましい操作様式では、液体前駆体をバリア２０に届くようにわずかに過剰量で凹状成形部分１８Ｂに充填し、その後、部分１８Ａで覆う。成形型は、部分１８Ａと部分１８Ｂとの間の唯一の接触が部分２０を介するように構築される。前駆体の固化は、その収縮及びその結果として生じる成形用キャビティー内の減圧を生じる。低い変換においては、追加の液体前駆体を成形用キャビティーへと引き込む。架橋によりゲル化点に一旦到達すると、前駆体はそれ以上流れない。減圧は、部分２０の変形及び部分１８Ａと部分１８Ｂとの間の距離の減少、また、その結果として生じる成形用キャビティー体積の減少をもたらす。本発明によるＩＯＬ用の二部式成形型は、好ましくは、ポリオレフィン、有利にはポリプロピレンから射出成型により作製される。
【０１２１】
本発明に好ましい液体前駆体は、架橋剤、開始剤及び当業者によく知られている他の成分を含むアクリルモノマー及び／又はメタクリルモノマーの混合物である。好ましい前駆体組成物は、アクリルモノエステル及び／又はメタクリルモノエステルとグリコールのジエステルとの混合物を含み、モノエステルは親水性成分であり、ジエステルは架橋剤である。また、好ましい前駆体は、アクリル酸及び／又はメタクリル酸又はその塩を含む。また、液体前駆体は、有利には、メタクリロイルオキシベンゾフェノン（ＭＯＢＰ）等の重合性二重結合を有するＵＶ吸収分子を含む。他の可能性のある誘導体又はアクリル酸若しくはメタクリル酸は、それらのエステル、アミド、アミジン及び塩である。
【０１２２】
また、ハイドロゲル構造の一部は、カルボキシレート基、硫酸基、リン酸基又はスルホン酸ペンダント基等の負電荷を持つイオン性基である。イオン性基は、メタクリル酸又はアクリル酸等のかかる基を持つ適切なモノマーとの共重合により導入され得る。この場合、イオノゲン官能性（ionogenic functional）は、ハイドロゲル中に均一に分散する。主に膨張及び電荷密度の結果として生じる勾配を有する面上に濃縮されたイオノゲン基を有するハイドロゲルが特に有利である。かかる勾配を、成形したレンズの後処理、例えば、Stoyの‘２０８、並びにSulc et al.の特許文献５及び特許文献６に記載される方法によって作り出すことができる。
【０１２３】
他の方法として、例えば、レンズ表面にイオノゲン基を含むモノマーのグラフティングが挙げられる。高濃度のイオノゲン基を含有するようにレンズ表面の幾つかのみを処理してもよく、又は上記表面のその異なる部分を異なる方法で処理してもよいことが理解される。
【０１２４】
本発明によるレンズは、変形した、部分的に脱水された状態で埋め込まれてもよい。制御された部分的な脱水は、塩化物、硫酸塩、若しくはリン酸マグネシウム等の生理学的に許容可能な塩、又はナトリウム若しくはカリウム等の一価イオンの好適に高張な水溶液とレンズを接触させることにより達成され得る。塩濃度を調整して、液体の約１５重量％〜２５重量％の水和を達成することができる。高張溶液中のレンズを、有利には、オートクレーブによって滅菌することができる。
【０１２５】
小型化された切開による埋め込み用のハイドロゲルレンズを調製する別の方法は、可塑化されたハイドロゲルが周囲温度を上回るが、眼の温度を下回る軟化点を有するように、グリセロール又はジメチルスルホキシド等の非毒性の有機水混和性溶媒によるハイドロゲルの可塑化である。かかる組成物及びプロセスは、この参照により本明細書の一部となるSulc et alの米国特許第４，８３４，７５３号に記載される
【０１２６】
本発明の少なくとも１つの実施形態によるレンズは、有利には、一時的に組織に付着するように浸透圧非平衡状態で埋め込まれる。浸透圧非平衡は、後嚢に対して付着することによりレンズを中心に置くことを可能としながら、水晶体嚢がレンズの周囲で収縮する。レンズが水晶体嚢により展開されると、その位置が安定化される。浸透圧非平衡は、様々な方法、すなわち、埋め込み前にレンズを高張な塩溶液、例えば、１０重量％〜２２重量％、有利には１５重量％〜１９重量％のＮａＣｌの溶液中に浸漬すること、埋め込み前にグリセロール若しくはジメチルスルホキシド等のより低濃度の水混和性溶媒により水を置換すること、又はイオン性基が完全にイオン化されていない状態、すなわち、中和前の酸性状態でレンズを埋め込み、体液に由来する陽イオンにより自然の位置で自発的に中和を進行させることにより達成される。レンズは、埋め込みの数時間から数日後の間に自発的にその浸透圧平衡を達成する。
【０１２７】
レンズ形状は、好ましくは閉鎖型の二部式成形型におけるメタクリル酸エステル及び／又はアクリル酸エステルと塩との架橋共重合によって形成される。
【０１２８】
レンズの一部分を除去することにより、例えば、支持部分の一部を切断することにより、光学部の外側のレンズに穴をあけること等により、成型後にレンズの形状を調整することができる。形状の調整は、ハイドロゲル又はキセロゲル（すなわち、非水和）の状態で行われ得る。本発明者らは、負に帯電したハイドロゲル材料は、超音波水晶体乳化吸引、焼灼又はフェムト秒レーザー治療等の生体組織（ＮＣＲを含む）に対して主に開発された方法の使用をも可能とすることを見出した。これらの方法は、完全に水和されたハイドロゲルの状態であっても形状調整を可能とする。フェムト秒レーザーは、例えば、乱視を補償するための屈折性の円柱形レンズとして、レンズにおける新たな屈折性部材を形成するため使用され得るハイドロゲルレンズ内のキャビティーの形成に使用されてもよい。形状調整により（例えば、レーザー処理により）取り除かれた物質が水溶性であって実質的に非毒性である場合、かかる光学調整は、おそらくは自然の位置で手術後でも達成され得る。少なくともレンズの処理された部分のハイドロゲルの組成は、有利には、ポリメタクリル酸のエステルに基づかなくてはならない。かかるポリマーは、可溶性が高く、低毒性の拡散しやすい化合物であるそれらの親モノマー（２−ヒドロキシエチルメタクリレート又はメタクリル酸等）へと脱重合できることが知られている。ポリアクリレート、ポリビニル化合物又はポリウレタン等の他のポリマーは、この利点を有しない。
【０１２９】
本発明の範囲の限定を伴うことなく、追加の情報を提供することを意味する下記実施例により、本発明を更に説明する。
【実施例】
【０１３０】
実施例１：
下記モノマー混合物を調製した：９８重量部の２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、０．５重量部のトリエチレングリコールジメタクリレート（ＴＥＧＤＭＡ）、１重量部のメタクリロイルオキシベンゾフェノン（ＭＯＢＰ）、１重量部のメタクリル酸、０．２５重量部のカンファーキノン（ＣＱ）及び０．０５重量部のトリエタノールアミン（ＴＥＡ）。当該混合物を、二酸化炭素を使用して脱気し、１８Ｂが後方レンズ面を成形するための成形型の部分であり、１８Ａがレンズ面の前方部を形作るための成形型の部分である図８に模式的に示される二部式プラスチック成形型に充填した。いずれの部分もポリプロピレン（ＰＰ）から射出成型される。部分１８Ｂの形状面１９Ｂは、２つの同心双曲面により形成される形状を有する。当該面の中心部は直径３ｍｍ、中心半径３．２５ｍｍ及び円錐定数−３．７６を有し、一方、周辺部は中心半径３．２５ｍｍ及び円錐定数−６．２６を有する双曲面である。成形型の表面は、非対称な三角形プロファイルを有する直径８．５ｍｍ、高さ０．２ｍｍの突き出た円形バリア２０を備える。この縁部は、図３Ａの接続面６を形作るように設計される。
【０１３１】
部分１８Ａは、直径６．８ｍｍの中心部２１と直径１３ｍｍの周辺部２２Ａとに分けられる形状面１９Ａを有する。周辺部は、中心半径３．２５ｍｍ及び円錐定数−６．２６を有する双曲面により形成される。周辺部双曲面は、部分１８Ｂの対応する面に対して平行である。部分１８Ａの中心部は−２０ｍｍの中心曲率半径及び円錐定数ｈ＝１を有する。
【０１３２】
約０．１ｍｌのモノマー混合物を部分１８Ｂにピペットで移した後、注意深く中心に置き、低重量で徐々に圧力をかけた部分１８Ａにより被覆する。当該部分の間の唯一の直接接触は、バリア２０と２２Ａの周辺部との間の円形接触である。その後、成形型に波長４７１ｎｍで１０分間青色光を照射する。青色光は、比較的低い変換でのゲル化、及び大まかには変換に比例する体積収縮を伴ってモノマーの重合を開始する。軟質ゲルの収縮は、成形型の両方の部分を統合する穏やかな真空をつくる。成形型１８Ａの円錐周辺部２２Ａは、バリア２０に対して圧力をかけ、わずかにバリア２０を変形して、部分１８Ｂに近づけ、成形用キャビティーの体積を減少する。これは、重合に起因する体積収縮を補償する。記載される成形型デザインは、比較的低い変換でゲル化点を達成する高い重合収縮を有する材料からの比較的嵩高いＩＯＬの製造に特に適している。
【０１３３】
成形型部分を分離し、成形用キャビティーの正確な複製であるキセロゲルレンズを炭酸水素ナトリウムの溶液により中和し、等張液で抽出する。キセロゲルレンズとハイドロゲルレンズとの間の線形膨張係数は１．１７である。光学特性の評価後、当該レンズを密閉したブリスターパッケージにおいて１８重量％のＮａＣｌ水溶液中に浸漬し、オートクレーブで滅菌した。
【０１３４】
実施例２：
下記モノマー混合物を調製した：９４重量部の２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、０．５重量部のトリエチレングリコールジメタクリレート（ＴＥＧＤＭＡ）、４．５重量部のメタクリロイルオキシベンゾフェノン（ＭＯＢＰ）、１重量部のメタクリル酸、及び０．２５重量部のジベンゾイルペルオキシド。当該混合物を、窒素炭素を使用して脱気し、図８に模式的に示される二部式プラスチック成形型に充填した。部分１８Ｂの形状面１９Ｂは２つの円心面により形成される形状を有する。当該面の中心部は直径３ｍｍ、中心半径３．００ｍｍ及び円錐定数１を有し、一方、周辺部は中心半径３．２５ｍｍ及び円錐定数−６．２６を有する双曲面である。成形型の表面は、非対称な三角形プロファイルを有する直径８．８ｍｍ、高さ０．１５ｍｍの突き出た円形バリア２０を備える。バリア２０の内側面は、図３Ａの接続面６を形作るように設計される。
【０１３５】
部分１８Ａは、直径７．１ｍｍの中心部２１と直径１３ｍｍの周辺部２２Ａとに分けられる形状面１９Ａを有する。周辺部は、中心半径３．２５ｍｍ及び円錐定数−６．２６を有する双曲面により形成される。周辺部双曲面は、部分１８Ｂの対応する面に対して平行である。部分１８Ａの中心部は、光学軸１Ａに対して垂直な平面である。
【０１３６】
約０．１ｍｌのモノマー混合物を部分１８Ｂにピペットで移した後、注意深く中心に置き、低重量で徐々に圧力をかけた部分１８Ａにより被覆する。当該部分の間の唯一の直接接触は、バリア２０と２２Ａの周辺部との間の円形接触である。その後、成形型を７５℃まで６時間加熱する。
【０１３７】
成形型部分を分離し、成形用キャビティーの正確な複製であるキセロゲルレンズを炭酸水素ナトリウムの溶液により中和し、エチルアルコールで３回及び等張液で５回抽出する。当該レンズは、ＵＶ光及び幾つかの青色可視光の完全な吸収により黄色であった。キセロゲルレンズとハイドロゲルレンズとの間の線形膨張係数は１．１３である。光学特性の評価後、当該レンズを密閉したブリスターパッケージにおいて１５重量部のＮａＣｌ水溶液中に浸漬し、オートクレーブで滅菌した。
【０１３８】
実施例３：
下記モノマー混合物を調製した：９４．５重量部の２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、０．５重量部のトリエチレングリコールジメタクリレート（ＴＥＧＤＭＡ）、５重量部のメタクリロイルオキシベンゾフェノン（ＭＯＢＰ）、及び０．２５重量部のジベンゾイルペルオキシド。当該混合物を、窒素炭素を使用して脱気し、図８に模式的に示される二部式プラスチック成形型に充填した。部分１８Ｂの形状面１９Ｂは２つの円心面により形成される形状を有する。当該面の中心部は直径６．５ｍｍ、中心半径４．５ｍｍ及び円錐定数０を有し、一方、周辺部は中心半径４．２５ｍｍ及び円錐定数−８を有する双曲面である。成形型の表面は、非対称な三角形プロファイルを有する直径９．３ｍｍ、高さ０．３５ｍｍの突き出た円形バリア２０を備える。バリア２０の内側面は、図３Ａの接続面６を形作るように設計される。
【０１３９】
部分１８Ａは、直径６．４ｍｍの中心部２１と直径１３ｍｍの周辺部２２Ａとに分けられる形状面１９Ａを有する。周辺部は、中心半径４．２５ｍｍ及び円錐定数−８を有する双曲面により形成される。周辺部双曲面は、部分１８Ｂの対応する面に対して平行である。部分１８Ａの中心部は直径６．４ｍｍ、中心半径３．７５ｍｍ及び円錐定数−６の表面である。
【０１４０】
約０．１ｍｌのモノマー混合物を部分１８Ｂにピペットで移した後、注意深く中心に置き、低重量で徐々に圧力をかけた部分１８Ａにより被覆する。当該部分の間の唯一の直接接触は、バリア２０と２２Ａの周辺部との間の円形接触である。その後、成形型を７５℃まで６時間加熱する。
【０１４１】
成形型部分を分離し、成形用キャビティーの正確な複製であるキセロゲルレンズを抜き出す。その後、レンズを引用文献Stoyの‘２０８に記載される第４級塩基で処理する。
【０１４２】
透き通った電気的に中性の架橋親水性ポリマーによるｚレンズは、高い水和及び負電荷密度を有する勾配層により作られた面を有する。ｚレンズを炭酸水素ナトリウムの溶液により中和し、エチルアルコールで３回、等張液で５回抽出した。ｚレンズは透明であり、ＵＶ光を完全に吸収した。当該キセロゲルレンズとハイドロゲルレンズとの間の線形膨張係数は約１．１２である。光学特性の評価後、ｚレンズを密閉したブリスターパッケージにおいて等張なＮａＣｌ水溶液中に浸漬し、オートクレーブで滅菌した。
【０１４３】
本発明のこれらの利点及び他の利点は、上述の明細書より当業者に明らかであろう。したがって、当業者であれば、本発明の幅広い発明概念から逸脱することなく、上記実施形態に対して変更及び修飾を行ってもよいことを認識するであろう。したがって、本発明は、本明細書に記載される特定の実施形態に限定されるものではないが、特許請求の範囲に規定される本発明の範囲及び趣旨に含まれるすべての変更及び修飾を包含すると意図されることを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ−４Ｃ】
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【図４Ｄ−４Ｆ】
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【図５Ａ−５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ−６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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