(57)【要約】  本発明は、天然角膜移植片（同種移植片）を受け取る候補ではない患者の視力を回復するように構成された人工角膜（１０）である。この機器の構成は、多孔質高分子材料（２０）から成る１つ又は２つ以上の固着層に密に結合された生体適合性の無孔質光学ディスク（１８）と、受容者の眼における人工角膜のシーリングを増強する独自のシーリング領域（２８）とを使用することを伴う。
2010523266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面及び後面を有する高分子角膜代替材料を含むディスクであって、前記前面上に光学面を含む突起を有するディスクと；
（１）内側開口を有する環状層であって、当該環状層の内側開口が前記突起の周りに位置するように前記ディスクの前面上に配置された高分子材料を含む環状層、及び（２）前記ディスクの後面上に配置された高分子材料を含む第２層を含む、機械的固着領域と；
前記光学面の周囲を取り囲むシーリング領域と
を含む、人工角膜。
【請求項２】
前記シーリング領域が多孔質材料を含む、請求項１に記載の人工角膜。
【請求項３】
前記シーリング領域が、少なくともいくつかの表面特徴部を有する無孔質材料を含む、請求項１に記載の人工角膜。
【請求項４】
前記シーリング領域が、少なくともいくつかの表面特徴部を有する多孔質材料を含む、請求項１に記載の人工角膜。
【請求項５】
前記シーリング領域が多孔質材料を含み、そして孔の少なくとも一部に、生分解性材料、薬物、及び細胞成長促進剤から成る群から選択された第２の材料が充填されている、請求項１に記載の人工角膜。
【請求項６】
前記シーリング領域が、多孔質フルオロポリマーを含む環状シーリング層を含む、請求項１に記載の人工角膜。
【請求項７】
前記環状層と前記シーリング領域とが単一の連続的な材料を含む、請求項１に記載の人工角膜。
【請求項８】
前記シーリング領域が、前記光学面全体にわたって連続層を含む、請求項１に記載の人工角膜。
【請求項９】
前記シーリング領域が延伸ＰＴＦＥを含む、請求項１に記載の人工角膜。
【請求項１０】
前記シーリング領域が延伸ＰＴＦＥを含む、請求項８に記載の人工角膜。
【請求項１１】
前記高分子角膜代替材料がフルオロポリマーを含む、請求項１に記載の人工角膜。
【請求項１２】
前記高分子角膜代替材料が、コモノマーとしてＴＦＥを含有するペルフルオロポリマーを含む、請求項１に記載の人工角膜。
【請求項１３】
前記フルオロポリマーが、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とペルフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＡＶＥ）とのコポリマーを含む、請求項１３に記載の人工角膜。
【請求項１４】
前記フルオロポリマーが、ペルフルオロポリエーテルを含む、請求項１３に記載の人工角膜。
【請求項１５】
前記フルオロポリマーが、ＴＦＥとヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）とのコポリマーを含む、請求項１３に記載の人工角膜。
【請求項１６】
前記高分子角膜代替材料の屈折率が、約１．２〜１．６である、請求項１に記載の人工角膜。
【請求項１７】
前記高分子角膜代替材料が、シリコーン、ＰＭＭＡ、ヒドロゲル及びポリウレタンから成る群から選択された少なくとも１種の材料を含む、請求項１に記載の人工角膜。
【請求項１８】
前記高分子角膜代替材料の光透過率（可視波長）が５０％を上回る、請求項１に記載の人工角膜。
【請求項１９】
前記高分子角膜代替材料の光透過率（可視波長）が８０％を上回る、請求項１に記載の人工角膜。
【請求項２０】
前記環状層と前記第２層とが、延伸ＰＴＦＥを含む、請求項１に記載の人工角膜。
【請求項２１】
さらに、前記ディスクの少なくとも一部の内部に、少なくとも１つの強化部材を含む、請求項１に記載の人工角膜。
【請求項２２】
前記人工角膜がさらに、前記ディスク内に少なくとも１つの貫通路を含む、請求項１に記載の人工角膜。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの貫通路が、前記ディスクを通り、そして前記第１環状層及び前記第２層を通って延びている、請求項２２に記載の人工角膜。
【請求項２４】
前面及び後面を有する高分子角膜代替材料を含むディスクであって、前記前面上の光学面を含む第１突起と、前記後面上の第２突起とを有するディスクと；
（１）内側開口を有する第１環状層であって、当該第１環状層の内側開口が前記第１突起の周りに位置するように前記ディスクの前面上に配置された第１高分子材料を含む第１環状層、及び（２）内側開口を有する第２環状層であって、当該第２環状層の内側開口が前記第２突起の周りに位置するように前記ディスクの後面上に配置された第２高分子材料を含む第２環状層を含む、機械的固着領域と；
前記光学面の周囲を取り囲むシーリング領域と
を含む、人工角膜。
【請求項２５】
前記シーリング領域が多孔質材料を含む、請求項２４に記載の人工角膜。
【請求項２６】
前記シーリング領域が、少なくともいくつかの表面特徴部を有する無孔質材料を含む、請求項２４に記載の人工角膜。
【請求項２７】
前記シーリング領域が、少なくともいくつかの表面特徴部を有する多孔質材料を含む、請求項２４に記載の人工角膜。
【請求項２８】
前記シーリング領域が多孔質材料を含み、そして孔の少なくとも一部に、生分解性材料、薬物、及び細胞成長促進剤から成る群から選択された第２の材料が充填されている、請求項２４に記載の人工角膜。
【請求項２９】
前記シーリング領域が、多孔質フルオロポリマーの環状層を含む、請求項２４に記載の人工角膜。
【請求項３０】
前記第１環状層と前記シーリング領域とが単一の連続的な材料を含む、請求項２４に記載の人工角膜。
【請求項３１】
前記シーリング領域が、前記光学面全体にわたって連続層を含む、請求項２４に記載の人工角膜。
【請求項３２】
前記シーリング領域が延伸ＰＴＦＥを含む、請求項２４に記載の人工角膜。
【請求項３３】
前記シーリング領域が延伸ＰＴＦＥを含む、請求項２９に記載の人工角膜。
【請求項３４】
前記高分子角膜代替材料がフルオロポリマーを含む、請求項２４に記載の人工角膜。
【請求項３５】
前記高分子角膜代替材料が、コモノマーとしてＴＦＥを含有するペルフルオロポリマーを含む、請求項２４に記載の人工角膜。
【請求項３６】
前記フルオロポリマーが、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とペルフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＡＶＥ）とのコポリマーを含む、請求項３６に記載の人工角膜。
【請求項３７】
前記フルオロポリマーが、ＴＦＥとヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）とのコポリマーを含む、請求項３６に記載の人工角膜。
【請求項３８】
前記フルオロポリマーが、ペルフルオロポリエーテルを含む、請求項３５に記載の人工角膜。
【請求項３９】
前記高分子角膜代替材料の屈折率が、約１．２〜１．６である、請求項２４に記載の人工角膜。
【請求項４０】
前記高分子角膜代替材料が、シリコーン、ＰＭＭＡ、ヒドロゲル及びポリウレタンから成る群から選択された少なくとも１種の材料を含む、請求項２４に記載の人工角膜。
【請求項４１】
前記高分子角膜代替材料の光透過率（可視波長）が５０％を上回る、請求項２４に記載の人工角膜。
【請求項４２】
前記高分子角膜代替材料の光透過率（可視波長）が８０％を上回る、請求項２４に記載の人工角膜。
【請求項４３】
前記第１環状層と前記第２環状層とが、延伸ＰＴＦＥを含む、請求項２４に記載の人工角膜。
【請求項４４】
さらに、前記ディスクの少なくとも一部の内部に、少なくとも１つの強化部材を含む、請求項２４に記載の人工角膜。
【請求項４５】
前記人工角膜がさらに、前記ディスク内に少なくとも１つの貫通路を含む、請求項２４に記載の人工角膜。
【請求項４６】
前記少なくとも１つの貫通路が、前記ディスクを通り、そして前記第１環状リング及び前記第２環状リングを通って延びている、請求項４５に記載の人工角膜。
【請求項４７】
前面及び後面を有する高分子角膜代替材料を含むディスクであって、前記前面上の光学面を含む第１突起と、前記後面上の第２突起とを有するディスクと；
内側開口を有する第１多孔質環状層であって、当該第１環状層の内側開口が前記第１突起の周りに位置するように前記ディスクの前面上に配置された第１高分子材料を含む第１多孔質環状層と；
内側開口を有する第２多孔質環状層であって、当該第２環状層の内側開口が前記第２突起の周りに位置するように前記ディスクの後面上に配置された第２高分子材料を含む第２多孔質環状層と；
前記光学面の周囲を取り囲むシーリング領域と
を含む、人工角膜。
【請求項４８】
前面及び後面を有する高分子角膜代替材料を含むディスクであって、前記前面上に光学面を有するディスクと；
機械的固着手段と；
前記光学面の周囲を取り囲むシーリング領域と
を含む、人工角膜。
【請求項４９】
前記シーリング領域が、多孔質フルオロポリマーの環状層を含む、請求項４８に記載の人工角膜。
【請求項５０】
前記シーリング領域が、前記光学面全体にわたって連続層を含む、請求項４８に記載の人工角膜。
【請求項５１】
前記高分子角膜代替材料がフルオロポリマーを含む、請求項４８に記載の人工角膜。
【請求項５２】
前記フルオロポリマーが、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とペルフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＡＶＥ）とのコポリマー、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とヘキサフルオロプロピレン（ＰＡＶＥ）とのコポリマー、及びペルフルオロポリエーテルから成る群から選択された少なくとも１種の材料を含む、請求項５１に記載の人工角膜。
【請求項５３】
前記高分子角膜代替材料の屈折率が、約１．２〜１．６である、請求項４８に記載の人工角膜。
【請求項５４】
前記高分子角膜代替材料が、シリコーン、ＰＭＭＡ、ヒドロゲル及びポリウレタンから成る群から選択された少なくとも１種の材料を含む、請求項４８に記載の人工角膜。
【請求項５５】
前記高分子角膜代替材料の光透過率（波長３５０〜７５０ｎｍ）が５０％を上回る、請求項４８に記載の人工角膜。
【請求項５６】
前記高分子角膜代替材料の光透過率（波長３５０〜７５０ｎｍ）が８０％を上回る、請求項４８に記載の人工角膜。
【請求項５７】
前記シーリング領域が延伸ＰＴＦＥを含む、請求項４８に記載の人工角膜。
【請求項５８】
前記シーリング領域が延伸ＰＴＦＥを含む、請求項４９に記載の人工角膜。
【請求項５９】
前記シーリング領域が延伸ＰＴＦＥを含む、請求項５０に記載の人工角膜。
【請求項６０】
さらに、前記ディスクの少なくとも一部の内部に、少なくとも１つの強化部材を含む、請求項４８に記載の人工角膜。
【請求項６１】
前記シーリング領域が、少なくともいくつかの表面特徴部を有する無孔質材料を含む、請求項４８に記載の人工角膜。
【請求項６２】
前記シーリング領域が、少なくともいくつかの表面特徴部を有する多孔質材料を含む、請求項４８に記載の人工角膜。
【請求項６３】
前記シーリング領域が多孔質材料を含み、そして孔の少なくとも一部に、生分解性材料、薬物、及び細胞成長促進剤から成る群から選択された第２の材料が充填されている、請求項４８に記載の人工角膜。
【請求項６４】
前記人工角膜がさらに、前記ディスク内に少なくとも１つの貫通路を含む、請求項４８に記載の人工角膜。
【請求項６５】
前記少なくとも１つの貫通路が、前記ディスクを通り、そして前記機械的固着手段を通って延びている、請求項４８に記載の人工角膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、疾患又は他の損傷を角膜に有する患者、又は角膜が機能しない患者の視力を回復するための人工角膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
角膜プロテーゼ又は人工角膜の開発が、２００年近くにわたって続けられている。可逆的な失明に対処する手段としての角膜プロテーゼが直面する主要な難関は、生体一体化の欠如又は眼からの機器の突出である。機器に対する拒絶は、プロテーゼの周りの組織溶解として始まり、これに突出が続くことがしばしば観察される。角膜プロテーゼの効力を阻んでいる他の難題には、感染症、プロテーゼ後膜形成、炎症、緑内障、機械的耐久性の欠如、及び光学的汚染が含まれる。
【０００３】
種々の材料群を利用する数多くの機器構造が研究されている。最近では、２つの主要な機器タイプが、研究の関心の対象となっている。第１のタイプは典型的には「カラーボタン（collar-button）」型の角膜プロテーゼと呼ばれ、第２のタイプは「コア・スカート（core and skirt）」形態を利用する。
【０００４】
Massachusetts Eye and Ear Instituteから入手可能なDohlman-Doane角膜プロテーゼは、カラーボタン型機器の一例である。これは、プレート内にねじ固定されたＰＭＭＡ光学系とロッキング・リングとから成っている。この機器は、光学系とプレートとの間にサンドイッチされたドナーの角膜を介して宿主の眼と一体化する。
【０００５】
従来技術の構造は典型的には、コア・スカート型構造の角膜プロテーゼを伴う。コア・スカート型機器は一般には、視力回復のための無孔質光学コアと、眼内の生体一体化のための微小孔質スカートとを有している。光学コアにとって有用であるものとして記載されているポリマーの例は、ＰＭＭＡ、シリコーン、ヒドロゲル、及びポリウレタンを含む。炭素繊維、ＰＴＦＥ、延伸ＰＴＦＥ、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリウレタン、ポリプロピレン、及びヒドロゲルが、多孔質スカートに採用されているポリマーのいくつかの種類である。Addition Technology, Inc.から現在入手可能なAlphaCor KProが、コア・スカート構造の角膜プロテーゼの一例である。
【０００６】
従来技術において、多くのコア・スカート構造が検討されている。例えば、LaBarreに発行された米国特許第５，２８２，８５１号明細書（特許文献１）には、眼の組織内に半径方向に延びる、環状空隙内に埋め込むための眼内プロテーゼが記載されている。このプロテーゼは、周縁部と非剛性又は可撓性の多孔質スカートとを有する円形で透明のエラストマー光学要素として記述されており、このスカートは要素を取り囲んでおり、そして要素の周囲から半径方向に延びていて、患者で位置決めされたときに眼の環状空隙内に半径方向に延びる。プロテーゼは、スカートから延びるスポーク様多孔質延長部分を含んでいてもよい。
【０００７】
Leon Rolden他に発行された米国特許第５，８４３，１８５号明細書（特許文献２）には、ディスク様形態を含む光学支持セグメントを含有する角膜プロテーゼが記載されており、この光学支持セグメントは、患者の眼球との光学支持セグメントの長期同化作用を著しく高め、感染症と戦い迅速に治癒するように、細胞成長、血管新生増大、及び／又は骨形成を促進するように、ヒドロキシアパタイトから構成されている。光学支持セグメントの光学アパーチャ内には、光学円柱が配置されており、この円柱は好ましくは取り外し可能であり、眼球内へ光を透過させる。
【０００８】
Barberに発行された米国特許第５，４８９，３０１号明細書（特許文献３）には、円錐台形状と、好ましくは実質的に円筒形の前区分と、実質的に円錐形の後区分とを有する光学コア部材を備えた角膜プロテーゼが記載されている。光学コア部材は、アロプラスチック材料、好ましくは眼内等級ＰＭＭＡから形成されており、そしてコア部材の前方光学端部の周りに周方向で延びる前方フランジ部分を有している。前区分と後区分との間の周方向溝で光学コア部材の周りに、親水性多孔質半可撓性材料として記述されたスカート部材が周方向で延びており、このスカート部材は、光学コア部材に好ましくは機械的に取り付けられており、眼内のラメラ状ポケット内に埋め込むことができる。
【０００９】
Ikeda他に発行された米国特許第６，３９１，０５５号明細書（特許文献４）には、前面と後面とを有する、光学的に透明な材料から形成された光学要素と、光学要素の少なくとも一部を支持するように設けられたスカートとを含む人工角膜が記載されており、スカートは、眼内部に面する側にフランジを有しており、フランジはスカートから外方に向かって半径方向に突出している。
【００１０】
Chirila他に発行された米国特許第５，３００，１１６号明細書（特許文献５）には、不透明なスポンジ状リムに密に取り付けられた透明な中心部分から成る、ヒトの眼の角膜内に移植するための複合機器が記載されている。両部分は、特定の成形ユニット内で行われる２段プロセス中に、異なる重合条件で製造されたヒドロゲル材料から形成される。
【００１１】
Noolandi他に発行された米国特許第６，９７６，９９７号明細書（特許文献６）には、可撓性の光学的に透明な中心コアと、親水性の多孔質スカートとを有する二相及び三相人工角膜が記載されている。コアとスカートの両方は、生体適合性であり、そして組織一体化を可能にする。三相人工角膜はさらに、コアとスカートとの間の界面領域を有している。
【００１２】
２００４年２月５日付けで公開された国際公開第２００４／００２４４４８号パンフレット（特許文献７）には、架橋モノマー及び硬化剤を含まない、テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの熱可塑性コポリマーから成る部分的な表面被膜又は成分を少なくとも有する医療機器が記載されている。フルオロポリマー成分は好ましくは、非晶質熱可塑性物質であり、非常に不活性であり且つ生体適合性であり、そして望ましい機械的性質、例えば良好な可撓性及び耐久性を提供するエラストマー特性を有している。人工角膜又は角膜プロテーゼの場合、フルオロポリマー角膜代替成分に多孔質の周囲スカートが取り付けられた機器が記載されている。スカートは、迅速な内方成長及び周りの天然組織内への付着を促進するように調整できる多孔を有しており、角膜代替層は、周りの天然組織に一致するように成形することができ、長期間にわたる眼内の移植に適した厚さ、可撓性、及び耐クリープ性を有することができる。
【００１３】
２００５年６月１６日付けで公開された国際公開第２００５／０１２９７３５号パンフレット（特許文献８）には、親水性物質で処理された多孔質膜を含む、移植可能な医療機器が記載されている。親水性物質の利点には、例えば哺乳動物の体内を見るための技術を用いて、迅速で最適な視覚化を達成できることが含まれる。具体的には角膜プロテーゼ医療機器の場合、親水性物質は、角膜プロテーゼに対する角膜上皮の付着を増強するものとして記載されている。
【００１４】
広い範囲の機器が従来技術によって教示され検討されているにもかかわらず、最適な機器固着を達成する、そして究極的には長期開存性を達成するための角膜プロテーゼの構成には重大な問題がいまだに存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第５，２８２，８５１号明細書
【特許文献２】米国特許第５，８４３，１８５号明細書
【特許文献３】米国特許第５，４８９，３０１号明細書
【特許文献４】米国特許第６，３９１，０５５号明細書
【特許文献５】米国特許第５，３００，１１６号明細書
【特許文献６】米国特許第６，９７６，９９７号明細書
【特許文献７】国際公開第２００４／００２４４４８号パンフレット
【特許文献８】国際公開第２００５／０１２９７３５号パンフレット
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、疾患又は他の損傷を角膜に有する患者、又は角膜が機能しない患者の視力を回復するように構成された人工角膜である。本明細書中に使用される「人工角膜」という用語は、合成角膜及び角膜プロテーゼなどを含む全ての形態の人工角膜を含むものとする。単に便宜上、これらの用語は、本明細書全体を通して相互交換可能に使用されることがある。本発明の機器の構造は、一実施態様の場合、従来技術ではこれまで検討されることのなかった独自の構造において、生体適合性の高分子材料から成る多孔質層に結合された生体適合性の無孔質フルオロポリマー光学成分を含む。
【００１７】
具体的には、本発明の人工角膜は、一実施態様の場合、前面及び後面を有するディスクを含む高分子角膜代替材料を含み、前記ディスクが、前記前面上に光学面を形成するか又は有する前記前面上の第１突起を有している。本明細書中に使用される「ディスク」という用語は、平らであるか又は何らかの湾曲（例えば凹面状でもテーパ状でもよい）を有していてよい実質的に円形又は楕円形の形状を意味するものとする。ディスクの外周又はエッジは規則的又は不規則的であってよい（例えば扇形（scalloped）、スポーク形、星形など）。本明細書中に使用される「突起」という用語は、ディスクの基準等高線又は基準面の上方に又はディスクの基準等高線又は基準面を超えて、突出するか、張り出すか、又は延びる領域を意味するものとする。ディスクの基準等高線又は基準面は、前面及び後面のそれぞれに沿って、そしてディスクの基準又は表面の等高線に従って、ディスクの一方の側から反対側へ延びるディスク断面上に引くことができる、真直ぐであるか湾曲しているかなどとは無関係な、ほぼ平行の又は部分的にテーパした複数の線によって定義される。任意には、後面上に第２突起が配置されていてもよい。人工角膜はさらに、患者に人工角膜を固着させるための機械的固着手段と、光学面の周囲を取り囲む独自のシーリング領域とを含む。本発明の一実施態様の場合、本発明の人工角膜は、前面及び後面を有するディスクを含む高分子角膜代替材料を含み、前記ディスクは、前記前面上に光学面を形成するか又は有する前記前面上の第１突起と、前記後面上の第２突起とを有しており、人工角膜はさらに、内側開口を有する第１環状層であって、当該第１環状層の内側開口が前記第１突起の周りに位置するように前記ディスクの前面上に配置された第１環状層、及び内側開口を有する第２環状層であって、当該第２環状層の内側開口が前記第２突起の周りに位置するように前記ディスクの後面上に配置された第２環状層を含み、そして人工角膜はさらに、光学面の周囲を取り囲むシーリング領域を含む。
【００１８】
本明細書中に使用される「光学面」という用語は、光路内の一次屈折面であることにより、視力範囲内で像を形成することに顕著に貢献する表面を意味するものとする。光学面は、人工角膜と外部環境との間の界面であり、第１突起の少なくとも一部に配置されている。光学面は、透明な、歪みのない像を形成することに大きく関与する。光学面はまた高い光透過が可能であり、理想的には、引掻き傷のような表面の欠陥、又はその他の不完全さがほとんどない。光学面は、所期の表面処理を施されるか否かとは無関係に、高分子角膜代替材料の一部として形成されてよく、或いは、高分子角膜代替材料上に配置又は被覆された別個の材料であってもよい。
【００１９】
後方及び前方の多孔質環状リングは、機器を所定の位置に機械的に固着させるか又は保持するために、手術中に縫合することができる。縫合は、移植手術後に機器の機械的固着を可能にする。続いて多孔質環状リングに細胞を付着させることにより、機器の機械的固着が可能になる。
【００２０】
第１環状層は、第１多孔質高分子材料を含んでおり、環状層の内側開口が前記第１突起の周りに位置するように、前記ディスクの前面に隣接して配置されている。第２環状層は、第２多孔質高分子材料を含んでおり、環状層の内側開口が前記第２突起の周りに位置するように、前記ディスクの後面に隣接して配置されている。これらの環状層は、縫合保持を可能にし、そして細胞の機械的付着を可能にし、また、患者における機器の機械的固着を増強することができる。
【００２１】
本発明の新規の特徴は、少なくとも光学面の周囲を取り囲むように設けられた独自のシーリング領域である。シーリング領域は、細胞の機械的付着及び細菌侵入に対するシーリング（ひいては感染機会の低減）を可能する材料から形成されている。従って、本発明は、細胞の付着を可能にし、且つ独自のシーリング領域を提供することにより移植時に機器の望ましい表面シールを形成する、合成の、光学的に透明な、移植しやすい、耐久性のある人工角膜の独自の組み合わせを提供することにより、長年にわたる要望を満足する。
【００２２】
機器の具体的な性能要件に応じて、シーリング領域は、多孔質又は無孔質であることが可能である。例えば、シーリング領域が多孔質である実施態様の場合、孔は、やはり機器の具体的な性能要件に応じて、シーリング領域内に均一又は不均一に分布されていてよく、孔のサイズも均一又は不均一であってよい。シーリング領域が無孔質である実施態様の場合、シーリング領域は、孔に第２の材料、例えば生分解性材料、１種又は２種以上の薬物、又は細胞成長促進剤などが充填されている多孔質構造を含んでいてよい。或いは、シーリング領域は無孔質であって、何らかの好適な表面改質、例えば表面粗さ、又は細胞の機械的付着を可能にするその他の特徴を伴っていてもよい。
【００２３】
本発明の一実施態様の場合、このシーリング領域は、光学面の周囲又はエッジに独自に配置することにより、人工角膜の生体一体化、及び感染に対するシーリングを容易にする。本発明の別の実施態様の場合、シーリング領域は、光学面全体を覆う材料によって提供することができ、これにより、シーリング材料は細胞付着を可能にし、細菌侵入に対してシール作用を発揮する。
【００２４】
上記のように、本発明の独自のシーリング領域は、少なくとも光学面の周囲に配置されており、細菌侵入に対してシール作用を発揮することができ（ひいては感染機会の低減）、細胞付着を可能にする（すなわち生体一体化を容易にする）。シーリング領域は、人工角膜の具体的な性能要件に応じて、多孔質又は無孔質であることが可能である。シーリング領域は、機器の移植及び生体一体化時に、環境及び付随する汚染からの眼内無菌空間の分離を容易にする。これはまた、シーリング機能をなおも提供しながら、トレフィン処置された角膜（すなわち、手術中の中心角膜円の除去後に残った角膜物質）の最終直径の小さな変化、及び／又は、手術中の機器位置の変動を許容するゾーンをもたらす。加えて、光学面に隣接してシーリング領域を配置することにより、（例えば光学面のエッジにおける）トラフ形成の可能性を最小限に抑える。トラフ形成は、残存している間に感染を引き起こし得る流体を閉じ込めるおそれがある。さらに、シーリング領域は、特別な機能を提供するように調整することにより、例えば上皮細胞の付着を増強することができる。別の実施態様の場合、光学面全体にわたって設けられた拡張シーリング領域は、体内への機器の完全な一体化を支援できる一方、なおも、細胞付着を介して優れた光透過を可能にすることにより、天然の角膜表面と同様の表面を形成する。一旦細胞層がシーリング領域を深さ方向に浸透したら、拡張シーリング領域は、天然角膜と同様の屈折率を有することになり、従って、シーリング領域は、健常な眼に存在する天然角膜の場合のように、第１屈折面になる。細胞が浸透したこのようなシーリング領域の光学的な質は、角膜との屈折率の厳密な一致に依存することになる。
【００２５】
ディスク内に組み込まれた高分子角膜代替材料は、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とペルフルオロアルキルビニルエーテルとのコポリマー、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）とのコポリマー、コモノマーとして好ましくはＴＦＥを含有するペルフルオロポリマー、ＰＦＡ、ペルフルオロポリエーテルから選択されたフルオロポリマーを含むことができ、或いは、シリコーン、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ヒドロゲル、ポリウレタン、又はこれらの任意の好適な組み合わせを含むこともできる。高分子角膜代替層の屈折率は好ましくは、１．２〜１．６、より好ましくは１．３〜１．４である。高分子角膜代替層の、可視光透過範囲（波長４００〜７００ｎｍ）における光透過率が、５０％を上回り、より好ましくは８０％を上回ることがさらに好ましい。高分子角膜代替材料は、機器の所望の最終用途に応じて多孔質又は無孔質であってよい。機器の所期性能に応じて、添加剤、例えば架橋剤、生物活性物質（例えば成長因子、サイトカイン、ヘパリン、抗生物質又はその他の薬物）、ホルモン、紫外線吸収剤、顔料、他の治療薬などが組み込まれてよい。機器に適したフルオロポリマーの一例が、前述の国際公開第２００４／００２４４４８号パンフレットに記載されている。この刊行物に記載されているように、フルオロポリマーは任意に種々の添加剤を含有していてよい。熱可塑性フルオロポリマーは、架橋モノマー及び硬化剤を含まない、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とペルフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＡＶＥ）とのコポリマーである。ペルフルオロアルキルビニルエーテルは、ペルフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）、ペルフルオロエチルビニルエーテル（ＰＥＶＥ）、又はペルフルオロプロピルビニルエーテル（ＰＰＶＥ）であってよい。この望ましい機械特性、具体的には引張り強さ及び靱性は、架橋モノマー、硬化剤、加工助剤、及び充填剤が存在しない場合には驚くべきものである。これらが存在すると、このような材料の生体適合性を不十分にしてしまう。ＴＦＥとＰＭＶＥとのコポリマーが一般に好ましく、このコポリマーは、エマルジョン重合技術によって製造することができる。ＰＭＶＥ含有率は４０〜８０質量％であるのに対して、相補的なＴＦＥ含有率は６０〜２０質量％である。
【００２６】
第１及び第２の環状層は、縫合保持を可能にし、そして細胞の機械的付着を可能にすることにより、患者における機器の機械的固着をもたらすものであればいかなる材料からも形成することができる。本発明の環状層に適した材料の一例は、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）である。このような材料は、細胞の機械的付着、ひいては周囲の天然組織に対する付着を促進する種々様々な手段によって調整することができる多孔を有している。縫合保持を可能にし、そして細胞の機械的付着を可能にすることを条件として、他の好適な材料も、多孔質であれ無孔質であれ、本発明の範囲に含まれると考えられる。例えば環状層が多孔質である実施態様の場合、孔は、やはり機器の具体的な性能要件に応じて、均一又は不均一に分布されていてよく、孔のサイズも均一又は不均一であってよい。環状層が無孔質である実施態様の場合、層は、孔に第２の材料、例えば生分解性材料、１種又は２種以上の薬物、又は細胞成長促進剤などが充填されている多孔質構造を含んでいてよい。或いは、環状層は無孔質であって、何らかの好適な表面改質、例えば、表面粗さを提供し細胞の機械的付着を可能にする表面特徴を伴っていてもよい。加えて、機器の幾何学的形状は、所望の効果を達成するように調整されてよく、種々様々な効果を達成するために、（１）高分子角膜材料だけに、又は（２）高分子角膜材料と環状層の一方又は両方とに、例えば開口又は貫通路、多孔、パターンなどを組み込むことができる。例えば、このような開口は、数ある効果のなかでも、移植後のラメラの栄養供給又は水和を増強することができる。
【００２７】
本発明のシーリング領域に適した材料は、細胞の機械的付着に対応することができる構造を有する材料を含む。或いは、シーリング領域が光学面全体にわたって延びている実施態様では、シーリング領域は、細胞がそれに付着したときに、望ましい透明度レベルに達し、実質的に光学的歪みがない材料から形成されることが望ましい。シーリング領域に適した材料の一例はｅＰＴＦＥである。ｅＰＴＦＥに関して前述したように、この材料は、細胞付着を可能にする種々様々な手段によって調整することができる多孔を有している。細胞の付着及び／又は固着を可能にすることを条件として、他の好適な材料も、多孔質であれ無孔質であれ、本発明の範囲に含まれると考えられる。さらに、機器の具体的な所期特性に応じて、人工角膜は任意に、親水性となるように処理することができる。
【発明の効果】
【００２８】
従って、本発明は、容易に生体一体化可能であり、且つ独自のシーリング領域を提供することにより移植時に機器の望ましい表面シールを形成する、合成の、光学的に透明な、移植しやすい、耐久性のある人工角膜の独自の組み合わせを提供することにより、長年にわたる要望を満足する。
【００２９】
本発明は、本発明の意図された範囲内に含まれる種々の材料組み合わせ、機器の幾何学的形状及び幾何学的配置に適していることは、下記詳細な説明及び本明細書中に含まれる例から明らかである。
【００３０】
本発明の作用は、添付の図面とともに考察すれば、下記説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１ａ】図１ａ及び１ｂは、本発明の機器の実施態様を示す概略断面図である。
【図１ｂ】図１ａ及び１ｂは、本発明の機器の実施態様を示す概略断面図である。
【図２】図２は、高分子角膜代替材料内部に強化材を組み込んだ本発明の機器の別の実施態様を示す概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の機器の更なる実施態様を示す概略断面図である。
【図４】図４は、本発明の機器の別の実施態様を示す概略断面図である。
【図５】図５は、本発明の機器の別の実施態様を示す概略断面図である。
【図６】図６は、光学面全体にわたって延びるシーリング材料を有する本発明の機器の別の実施態様を示す概略断面図である。
【図７】図７は、本発明の機器の更なる実施態様を示す概略断面図である。
【図８ａ】図８ａ及び８ｂは、開口又は貫通路の代替的な幾何学的配置を有する本発明の実施態様を示す、本発明の機器の上面透視図である。
【図８ｂ】図８ａ及び８ｂは、開口又は貫通路の代替的な幾何学的配置を有する本発明の実施態様を示す、本発明の機器の上面透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１ａを参照すると、本発明の人工角膜の第一実施態様の概略図が示されている。具体的には、人工角膜１０は、（破線ａ−ａ’の上方に延びる）前方突起１４と、（破線ｂ−ｂ’に沿って延びる）後面１５と、前方突起１４の少なくとも一部に位置する光学面１８とを有するディスク１２の形態の高分子角膜代替材料を含んでいる。ディスク１２に隣接して、高分子材料の環状アタッチメント層２０が、環状層２０の内側開口２２が前方突起１４の周りに位置するように配置されている。ディスク１２の後面１５に隣接して、高分子材料の付加アタッチメント層２１が配置されている。所望の機能に応じて、環状アタッチメント層２０と付加アタッチメント層２１とは、組成及び／又は構造が同じであっても異なっていてもよい。本明細書中に使用される「環状」という用語は、任意の円形、楕円形、扇形、星形、スポーク形、又はその構成部分の外周に対応するその他の好適な幾何学的形状を含むものとする。
【００３３】
図１ｂを参照すると、本発明の人工角膜の別の実施態様の概略図が示されている。具体的には、人工角膜１０は、（破線ａ−ａ’の上方に延びる）前方突起１４と、（破線ｂ−ｂ’の下方に延びる）後方突起１６と、前方突起１４の少なくとも一部に位置する光学面１８とを有するディスク１２の形態の高分子角膜代替材料を含んでいる。ディスク１２に隣接して、高分子材料の第１環状アタッチメント層２０が、環状層２０の内側開口２２が前方突起１４の周りに位置するように配置されている。ディスク１２に隣接して、高分子材料の第２環状アタッチメント層２４が、環状層２４の内側開口２６が後方突起１６の周りに位置するように配置されている。所望の機能に応じて、第１環状アタッチメント層と第２環状アタッチメント層とは、組成及び／又は構造が同じであっても異なっていてもよい。本明細書中に使用される「環状」という用語は、任意の円形、楕円形、扇形、星形、スポーク形、又はその構成部分の外周に対応するその他の好適な幾何学的形状を含むものとする。
【００３４】
図１ａ及び１ｂに示されている実施態様の場合、前方突起１４上には、高分子材料を含むシーリング領域２８が、シーリング領域２８の内側開口３４が光学面１８の周りに位置するように配置されている。これらの実施態様の場合、前方突起１４内で、第１環状アタッチメント層２０とシーリング領域２８との間に、オフセット３２が存在している。
【００３５】
本発明の別の実施態様において、図２を参照すると、ディスク１２内部に強化部材３０が含まれている本発明の別の実施態様が示されている。このような強化部材を含むことは、人工角膜に機械的支持を提供するために望ましい場合がある。強化部材は、図示のように、ディスク全体にわたって配置されていてよく、或いは、ディスク内部の選択された領域にだけ配置されていてもよい。強化部材は、人工角膜に何らかの機械的支持を提供する任意の好適な材料を含んでいてよい。一実施態様の場合、強化部材は、環状アタッチメント層のうちの１つ又は２つ以上と同じ組成を有していてよい。
【００３６】
本発明の人工角膜の所望の最終的な幾何学的形状に応じて、当業者には明らかなように、任意の好適な幾何学的形状、周囲形状、平らな平面、曲率、テーパ、パターンなどを、本発明の独自の構成に採用することができる。例えば図３を参照すると、この図面に示された本発明の人工角膜の一実施態様の場合、ディスク１２はテーパ状の幾何学的形状を成して、その外周に向かって狭まっている。加えて、後方突起１６は、その表面１７に対して凹面状の幾何学的形状を有している。このような幾何学的形状は、機器の移植（例えば折り畳み性など）、像の焦点合わせ、などを支援するために、特定の事例において望ましいことがある。
【００３７】
機器の前方突起の幾何学的形状は、本発明の機器の種々様々な好適な形態を達成するように調整することもできる。例えば、上述の図１〜３において、前方突起は、段状形態を有するものとして示されている。この場合、第１環状アタッチメント層２０とシーリング領域２８との間にオフセット（図１ａ及び１ｂには符号３２として示されている）が存在し、またシーリング領域２８は、光学面１８の周囲を取り囲むように前方突起上に位置決めされている。
【００３８】
図４は、本発明の人工角膜機器の別の実施態様を示している。この実施態様の場合、前方突起には、第１環状アタッチメント層とシーリング領域との間にオフセットはほとんどない。特定の設計の具体的な要件に応じて、第１環状アタッチメント層とシーリング領域とは互いに接触してもしなくてもよい。図４は、その代わりに、シーリング領域２８の内側開口３４と光学面１８との間の任意のオフセット４０を示している。ここでもまた、特定の最終用途の具体的な要件に応じて、機器の幾何学的形状は、本発明の範囲に含まれると考えられる種々様々な方法で調整することができる。
【００３９】
本発明の更なる実施態様では、図５に示すように、第１環状アタッチメント層及びシーリング領域は、単一の連続的なアタッチメント・シーリング材料５０を含んでいてよい。ここではこの材料は、光学面の周囲に向かって、そしてこの周囲に近接した状態で延びるように、ディスク及び前方突起上に位置決めされている。連続的なアタッチメント・シーリング材料５０の内側開口５２は、任意に、図示のようなテーパ形態を有していてよい。
【００４０】
本明細書中に前述したように、本発明の更なる別の実施態様の場合、人工角膜は、人工角膜の光学面を完全に覆い、そして体内への機器の完全な一体化を可能にするシーリング領域を含んでいてよい。図６を参照すると、本発明のこのような実施態様が示されており、ここでは、多孔質高分子材料を含むシーリング領域３６が、人工角膜１０の光学面１８全体にわたって延びている。前方突起１４において、シーリング領域３６と第１環状アタッチメント層２０との間に、オフセット３２が示されている。
【００４１】
図７は、本発明の機器の更なる別の実施態様を示している。ここでは、シーリング領域３６は、光学面１８全体にわたって延びており、連続的なアタッチメント・シーリング層５０はディスク１２上に配置されていて、前方突起１４の少なくとも一部に沿って延びている。この実施態様の場合、シーリング領域は光学面にまで実質的に延びており、そして図示の漸進的なテーパは、段状の幾何学的形状を有する機器の形態と比較してギャップ又はトラフの形成可能性（ひいてはシーリングの制限）を軽減することにより、移植時に有益であり得る。符号４０として示す任意のオフセットが、連続的なアタッチメント・シーリング材料５０の間に存在していてよいが、しかしこのようなオフセットは、機器の所望の最終的形態に応じた選択肢にすぎない。
【００４２】
本明細書中に前述したように、本発明の人工角膜は、種々様々な効果を達成するために、（１）高分子角膜材料だけに；又は（２）高分子角膜材料と環状層のの一方又は両方とに、開口又は貫通路、多孔、パターンなどを含むように調整することができる。図８ａ及び８ｂは、開口又は貫通路の代替的な幾何学的配置及び幾何学的形状を示す、本発明の機器の別の実施態様の上面透視図である。例えば、図８ａに示された本発明の機器１０において、機器の周りにほぼ均一に、開口６０が分配されている。或いは、図８ｂは、開口６０の別の幾何学的配置及び幾何学的形状を示している。ここでもやはり、本発明の機器に設けられる開口の具体的な形態及び幾何学的配置は、機器の所望の効果に依存する。
【００４３】
試験方法
粒度測定
COULTER N4MD粒度分析装置を使用した。散乱角度９０度のヘリウム・レーザーによる光散乱法を用いて平均直径を測定した。各水性分散体サンプルを、測定前に脱イオン水で約１０，０００倍希釈した。
【００４４】
平均引張り強さ及び１００％割線モジュラス（ポリマーに対する）
歪み測定用Instron 2603-080伸縮計を備えた引張り試験機（Instron Model 5564, Norwood, MA）を使用して、周囲条件下（２３＋／−１℃）で引張り試験を行った。ゲージ長４０ｍｍのレーザー切断された犬用骨形状の試験サンプルに対して試験を行った。Starrett No. 1015MB-881 0.01mmスナップ・ゲージを使用して、試験サンプルの厚さを測定し、そしてPeak 10x目盛り付きルーペを使用して幅を測定した。次いで試験サンプルを、試験前に周囲条件（２３＋／−１℃）で最低１時間にわたって状態調節した。試験はクロスヘッド速度２５０ｍｍ／分で実施した。試験機に搭載されたMerlin Testing Software V4.42パッケージを使用して、伸び率１００％における引張り強さ及び割線モジュラスの値を得た。値は８つの測定値の平均を表す。
【００４５】
密度
２．５４ｃｍ×１５．２４ｃｍの長方形区分を形成するように打ち抜かれたサンプルを測定することにより、これらの質量（Mettler-Toledo分析用天秤モデルAG204を使用）及び厚さ（Kafer FZ 1000/30スナップ・ゲージを使用）を割り出した。これらのデータを使用して、式：ρ＝ｍ／（ｗ×ｌ×ｔ）を用いて密度を計算した。上記式中：ρ＝密度（ｇ／ｃｃ）；ｍ＝質量（ｇ）；ｗ＝幅（ｃｍ）；ｌ＝長さ（ｃｍ）；及びｔ＝厚さ（ｃｍ）である。３つの測定値の平均を使用した。
【００４６】
引張り破断荷重の測定及びマトリックス引張り強さ（ＭＴＳ）の計算（膜に対して）
平らな面を有するグリップ（一方の側はゴム、他方の側は鋸歯状）及び０．５ｋＮのロードセルを備えたINSTRON 5567引張り試験機を使用して、引張り破断荷重を測定した。ゲージ長さは５．０８ｃｍであり、クロスヘッド速度は５０．８ｃｍ／分であった。サンプルの寸法は２．５４ｃｍ×１５．２４ｃｍであった。長手方向ＭＴＳ測定に際しては、サンプルの大きい方の寸法を機械方向に、又は「ダウン・ウェブ」方向に配向した。横方向ＭＴＳ測定に際しては、サンプルの大きい方の寸法を機械方向に対して垂直方向（クロス・ウェブ方向としても認識される）に配向した。Kafer FZ 1000/30厚さスナップ・ゲージを使用して、サンプルの厚さを求めた。続いて、Mettler Toledo Scale Model AG204を使用して、各サンプルを秤量した。次いでサンプルを引張り試験機で個別に試験した。各サンプルの３つの異なる区分を測定した。３つの最大荷重（すなわちピーク力）測定値の平均を使用した。下式：
MTS = (最大荷重/断面積)×（PTFEの嵩密度)/(多孔質膜の密度)
を用いて、長手方向及び横方向のＭＴＳを計算した。上記式中、PTFEの嵩密度は、２．２ｇ／ｃｃとする。
【００４７】
厚さ
Kafer FZ 1000/30厚さスナップ・ゲージ（Kaefer Messuhrenfabrik GmbH, ドイツ国Villingen-Schwenningen）の２つのプレート間に膜を入れることにより、膜厚を測定した。３つの測定値の平均を使用した。
【００４８】
単位面積当たりの質量
２．５４ｃｍ×１５．２４ｃｍの長方形区分を形成するように打ち抜かれたサンプルを測定することにより、これらの質量（Mettler-Toledo分析用天秤モデルAG204を使用）を割り出した。単位面積当たりの質量は、サンプルの質量を表面積（３８．７１ｃｍ2）で割り算することにより割り出した。
【００４９】
ボール破裂強度測定
試験方法及び関連するサンプル・マウント装置は、Chatillon Test Standとともに用いるために、W. L. Gore & Associates, Inc.によって開発された。試験は、布地（織布、編み地、不織布など）、多孔質又は無孔質のプラスチック・フィルム、膜、シートなど、これらの積層体、及び平面形態の他の材料、のような材料の破裂強度を測定する。
【００５０】
７．６２ｃｍ直径の開口を有する２つの環状クランプ板間に、試料を張った状態で、しかし延伸させない状態で載置した。研磨鋼製の２．５４ｃｍ直径のボール形先端を有する金属ロッドによって、試料の中央に対してＺ方向（Ｘ−Ｙ平面方向に対して法線方向）に荷重をかけた。ロッドの他方の先端を、Chatillon Materials Test Stand, Model No. TCD-200に載置された好適なChatillon力ゲージに結合した。荷重は、試料の破損が生じるまで、２５．４ｃｍ／分の速度でかけた。破損（裂断、破裂など）は、締め付けられた領域内部のどこでも発生し得る。結果は、破損前にかけられた最大の力の３つの測定値の平均として報告した。
【００５１】
周囲室内の温度及び湿度条件、概ね２１〜２４℃の温度及び３５〜５５％の相対湿度で試験を行った。ボール破裂データは、サンプルの単位面積当たりの質量の関数としてのボール破裂強度として表すことができ、サンプルの単位面積当たりの質量は、サンプルの密度と厚さとの積から割り出すことができる。
【００５２】
フレージャー（Frazier）測定
フレージャー透過性測定値は、１２．７ｍｍの水圧下でサンプルを１分間当たり横切る、サンプル面積１平方フィート当たりの空気の流量（立方フィート）である。ガスケットを備えたフランジ付きの円形固定具内に試験サンプルを締め込むことにより、空気透過性を測定した。この固定具は、１７．２ｃｍ直径（面積２３２ｃｍ2）の円形開口を提供する。サンプル固定具の上流側を乾燥圧縮空気源と直結された流量計に結合した。サンプル固定具の下流側は大気開放した。サンプルを通る流量を測定し、そしてフレージャー数として記録した。３つの測定値の平均を使用した。
【００５３】
水侵入圧の測定
水侵入圧は、膜を通した水の侵入を測定する試験法である。Mullen（登録商標） Tester（Serial No: 8240 + 92 + 2949, 米国マサチューセッツ州Chicopee在、BF. Perkins製）を使用した。各辺が１０．１６ｃｍ長の、１．２７ｃｍ厚の正方形プレキシガラス・シートから形成された一対の試験固定具間に、試験サンプルを締め付けた。下側の固定具は、水でサンプルの一区分を加圧することができるものであった。一片のｐＨ紙をサンプルの上側に置くことにより、水侵入に対する証拠の指標として利用した。次いで、ｐＨ紙の色変化が知覚されるまで、少しずつ圧力を増しながらサンプルを加圧した。対応する突破圧又は侵入圧を、水侵入圧として記録した。３つの測定値の平均を使用した。
【００５４】
特徴部／島の高さ測定
サンプルの縦断面の走査電子顕微鏡写真から、アルゴン・プラズマで処理した膜表面の特徴部又は島の高さを測定した。個々の島高さ値は、ノード−フィブリルｅＰＴＦＥ構造から、その上を覆う特徴部の最高点までの最短距離として測定した。特徴部に隣接するノード−フィブリル構造の上面を横切るように線を引いた。次いで、島上の最高点から、ノード−フィブリル構造の表面上の線に垂直線を降ろした。
【００５５】
降ろされた線の長さが島の高さである。図面の下側の角にあるスケール・バーの倍率を考慮に入れて、高さの明確な検出を可能にするのに十分に高い倍率で、顕微鏡写真から測定値を好ましく求めた。全ての島を代表するランダムに選ばれた５つの島に対して個々の測定値を求めた。報告された島高さ値は、これら５つの個々の測定値の平均である。
【００５６】
本発明の範囲を限定する意図なしに、下記例は、本発明をどのように作製して使用できるかを示している。
【実施例】
【００５７】
例１
本発明の人工角膜を下記のように構成した。
【００５８】
ほぼ５０質量％のテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）と５０質量％のペルフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）とから成るランダムフッ素化コポリマーを、エマルジョン重合によって形成した。その結果、このコポリマーは、１００ナノメートル未満の平均エマルジョン粒度（光散乱法を用いて推定した粒度）をもたらし、次の特性：平均引張り強さ３１ＭＰａ（＋／−８ＭＰａ）、平均１００％割線モジュラス３．７ＭＰａ（＋／−０．５ＭＰａ）を示した。
【００５９】
ほぼ１４．２ｇのポリマーを、真空プレス内部のほぼ（１＋３／４）インチ（４４．５ｍｍ）直径の平円盤状の型内に入れた。次いで、７８ＫＰａの真空、約２５０℃の温度、及び約３．４５ＭＰａの圧力下で約６分間にわたって、ポリマーを真空圧縮して約４ｍｍ厚の（１＋３／４）インチ（４４．５ｍｍ）の平円盤にした。
【００６０】
続いて、打ち抜き機を使用して平円盤から５ｍｍ直径のディスクを打ち抜き、これらのディスクを、この例において説明する成形過程のための出発材料として使用した。出発材料の各ディスクの重量は概ね１００〜１２０ｍｇであった。
【００６１】
図３のディスク１２に関して示された形状を形成するための幾何学的形状を実質的に有する圧縮型内にディスクを入れた。室温で２５〜２９インチの水銀真空（８５〜１００ＭＰａの真空）まで型を排気し、次いで２２０℃に維持された２３２ｃｍ2の断面積のプラテンを有するCarverプレス（インディアナ州Wabash在、Carver, Inc.）内に入れた。型に最小圧力を加えるように、プラテンを型と接触させた（すなわち、型の加熱を可能にするために板を型と接触させるだけ）。プラテン温度設定点を次いで２００℃まで変化させた。型を２５分間にわたってこれらの条件下に保持した。２５分間の終了時に、プラテンへの熱を遮断し、プラテン圧力を４メートルトンまで高くし、冷却中これを維持した。次いで送風機を使用することにより型を急速に冷却した。型が室温に達したら、得られた成形フルオロポリマー光学ディスクを型から注意深く取りだした。過剰なポリマーの「ばり」又は材料のオーバーフローがあれば成形過程中に切除した。
【００６２】
密度０．４（＋／−０．０２）ｇ／ｃｃ、２つの直交方向におけるマトリックス引張り強さ約１４，０００ｐｓｉ（９６ＭＰａ）、水侵入圧１０．２（＋／−０．６）ｐｓｉ（７０＋／−４ＫＰａ）、及び厚さ約０．１ｍｍを有する延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）を第１及び第２の環状層として採用した。これらの環状層のそれぞれは、ディスクの前方突起及び後方突起とそれぞれ適合する内側開口を有している。
【００６３】
環状層に使用したｅＰＴＦＥを、アルゴン・プラズマを使用して表面処理した。膜の、露出されるべき側（ＴＦＥ／ＰＭＶＥポリマーのディスクとは離反することになる側）だけを、米国特許出願第１１／０００，４１４号明細書の米国特許出願公開明細書の教示に従って記載されているように手持ち式プラズマ処理装置で表面処理した。処理済サンプルを対流炉内で３０分間にわたって１７５℃で、拘束せずに熱処理した。表面処理の結果、平均特徴部高さ測定値約１３〜１８μｍ及び山頂から谷までの距離約４０〜５０μｍを有する特徴部を備えた形態がもたらされた。
【００６４】
機器の環状層を形成するために、次いでｅＰＴＦＥをフープ内に拘束し、そして前方突起又は後方突起の直径に相当する穴を、ＣＯ2レーザー（Model ML-9370F、ニュージャージー州在、Keyence, Inc.）を使用して、レーザー切断した。レーザーのスポットサイズ及び強度はそれぞれ６０μｍ及び３０％であり、またレーザーの移動速度は２００ｍｍ／秒であった。具体的には、高分子角膜代替材料の後面上に配置されるべき環状層の場合には、表面処理された側を下向きにし、次いで、後方突起に相当する穴を前述のように切断した。これに相応して、高分子角膜代替材料の前面上に配置されるべき環状層の場合には、表面処理された側を上向きにし、次いで、前方突起に相当する穴を前述のように切断した。次いで、後方突起が環状層（処理された表面が下を向いている）に設けられた穴を通って延びるように、高分子角膜代替材料のディスクを配置した。続いて、切断された膜を、処理済表面が上を向いている状態で、高分子角膜代替材料の前方突起の周りに配置した。
【００６５】
この例のシーリング領域を形成するために、密度０．４（＋／−０．０２）ｇ／ｃｃ、２つの直交方向におけるマトリックス引張り強さ約１４，０００ｐｓｉ（９６ＭＰａ）、水侵入圧１０．２（＋／−０．６）ｐｓｉ（７０＋／−４ＫＰａ）、及び厚さ約０．１ｍｍを有する延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）から、環状層を形成した。
【００６６】
ｅＰＴＦＥを、ＣＯ2レーザー（Model ML-9370F、ニュージャージー州在、Keyence, Inc.）を使用してレーザー切断した。レーザーのスポットサイズ及び強度はそれぞれ６０μｍ及び２７．５％であり、またレーザーの移動速度は２００ｍｍ／秒であった。２つの切断部のサイズは、光学面に隣接するシーリング部分の内径、及び外径（事実上、前方スカートの内径）に相当した。次いで、この環状リングを、高分子角膜代替材料の光学面に隣接した前面のシーリング部分上に置いた。
【００６７】
次いで、組み立てた高分子角膜代替材料層及びｅＰＴＦＥ層を以下のように加熱し、そして押し合わせた。
【００６８】
第１の工程において、（ｅＰＴＦＥ層と組み立てられた）高分子角膜代替材料の後方突起を、高精度溶融石英平面凸レンズ（６ｍｍ直径（４．５ｍｍまで機械加工する）、＋１８ｍｍ焦点距離のEdmund Opticsレンズ）上に載置するように、中心に配置した。これは、凹面状の幾何学的形状を有するように後方突起を成形することを可能にした。次いで、重力を用いて７ＫＰａを加えるための精密機械加工された部品によってｅＰＴＦＥ面を圧縮した。ここでは、組立体の環状部分及びシーリング領域部分（前方側）を独立して圧縮した。次いで組立体全体を、４５分間にわたって１７５℃の対流炉内に入れた。次いで、この高温の組立体を炉から取り出し、そしてシーリング領域リングを圧縮する精密機械加工された部品を、高精度溶融石英平面凹レンズ（６ｍｍ直径、−１８ｍｍ焦点距離のEdmund Opticsレンズ）、及び約７ＫＰａ圧を加えるための重りによって置き換えた。この工程では、さらに２５分間にわたって１７５℃の対流炉内に組立体を配置することにより、凸面状の湾曲を有する前方突起の精密光学面を形成した。組立体を続いて室温まで冷却した。次いで荷重及び石英レンズを取り除き、そしてＣＯ2レーザーを使用して切断することにより、機器の外径を約９．５ｍｍにした。
【００６９】
次いで、下記プロセスを用いて、角膜プロテーゼを処理した：
１）  角膜プロテーゼを１００％イソプロピルアルコール中にゆっくりとエッジに沿って浸した。このことは、多孔質延伸ＰＴＦＥから残留空気を追い出し、アルコールが、多孔質環状層及びシーリング領域層に完全に浸透するのを可能にした。
２）  次いで角膜プロテーゼを２％（ｗｔ／ｖｏｌ）ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）／脱イオン（ＤＩ）水溶液中に１５分間浸した。
３）  次いで角膜プロテーゼをＤＩ水中で１５分間にわたって濯いだ。
４）  次いで角膜プロテーゼを４％グルタルアルデヒド／２．６％塩酸（３７．６％ＮＦ等級）／ＤＩ水溶液（ｖｏｌ／ｖｏｌ／ｖｏｌ）中に１５分間にわたって入れた。
５）  次いで角膜プロテーゼをＤＩ水中で１５分間にわたって濯いだ。
６）  次いで処理済角膜プロテーゼを空気乾燥させた。
【００７０】
親水性処理後、プロトタイプを、移植前の３０分間にわたって１２１℃で蒸気滅菌した。
【００７１】
移植
角膜プロテーゼを義角膜形成技術によりウサギに移植し、そしてEthicon 10-0 CS 160-6縫合糸(Ethicon Inc., Somerville, Inc.)を使用して、所定の位置で縫合した。
【００７２】
初めに術後７±２日目に、次いで１４±２日目に、移植を施された眼の性能評価を行い、そして記録した。移植後２１日目に、角膜プロテーゼは、感染又は突出の兆候を示さないことが視覚的に観察され、動物によって耐容された。
【００７３】
例２
本発明の人工角膜を下記のように構成した。
【００７４】
同じ処理条件下で例１に記載されたものと同じ材料から、ディスクを形成した。但し、唯一の違いは、ディスクの形状が図６に示されている通りであることである。
【００７５】
例１に記載されているのと同じ組成及び表面処理を有する環状層を形成し、そしてこれらの層を、図１に記載されているのと同様に、ディスクの前方側及び後方側に配置した。
【００７６】
この例のシーリング領域（例えば図６では符号３６で示される）を形成するために、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）の薄い円形ディスクを、光学面を覆うために使用した。ｅＰＴＦＥは、米国特許第５，８１４，４０５号明細書の教示に従って形成し、次の特性：単位面積当たりの質量１．７ｇ／ｍ2、厚さ０．０００３インチ（０．００８ｍｍ）、密度０．２０３ｇ／ｃｃ、長手方向破断荷重０．８５ポンド、ボール破裂強度１．４４ポンド、及び０．５インチのＨ2Ｏ圧力におけるフレージャー数空気流６０．５ｃｆｍ／ｆｔ2を有した。
【００７７】
シーリング領域のためのｅＰＴＦＥ膜は、ＣＯ2レーザー（Model ML-9370F、ニュージャージー州在、Keyence, Inc.）を使用して、レーザー切断した。レーザーのスポットサイズ及び強度はそれぞれ６０μｍ及び２２％であり、またレーザーの移動速度は２００ｍｍ／秒であった。外径のための切断部のサイズは、前方環状ｅＰＴＦＥ層の内径と事実上同じであった。次いで、このディスクを高分子角膜代替材料の前方突起の光学面上に置いた。
【００７８】
次いで、組み立てた高分子角膜材料層及びｅＰＴＦＥ層を以下のように加熱し、そして押し合わせた。
【００７９】
第１の工程において、（ｅＰＴＦＥ層と組み立てられた）高分子角膜代替材料の後方突起を、高精度溶融石英平面凸レンズ（６ｍｍ直径（４．５ｍｍまで機械加工する）、＋１８ｍｍ焦点距離のEdmund Opticsレンズ）上に載置するように、中心に配置した。これは、凹面状の幾何学的形状を有するように後方突起を成形することを可能にした。次いで、重力を用いて７ＫＰａを加えるための精密機械加工された部品によってｅＰＴＦＥスカートを圧縮する一方、高精度溶融石英平面凹レンズ（６ｍｍ直径、−１８ｍｍ焦点距離のEdmund Opticsレンズ）、及び約７ＫＰａを加えるための重りを、ｅＰＴＦＥシーリング・ディスク上に置いた。ここでは、組立体の環状層部分及びシーリング領域ディスク部分（光学面上のｅＰＴＦＥディスク、前方側）を独立して圧縮した。次いで組立体全体を、６０分間にわたって１７５℃の対流炉内に入れた。組立体を室温まで冷ましておいた。次いで荷重及び石英レンズを取り除き、そしてＣＯ2レーザーを使用して切断することにより、機器の外径を約９．５ｍｍにした。
【００８０】
次いで、例１に記載したのと同様に、角膜プロテーゼを処理した。
【００８１】
乾燥後、プロトタイプを、移植前の３０分間にわたって１２１℃で蒸気滅菌した。
【００８２】
移植
角膜プロテーゼを義角膜形成技術によりウサギに移植し、そしてEthicon 10-0 CS 160-6縫合糸(Ethicon Inc., Somerville, Inc.)を使用して、所定の位置で縫合した。
【００８３】
初めに術後７±２日目に、次いで１４±２日目に、移植を施された眼の性能評価を行い、そして記録した。移植後２１日目に、角膜プロテーゼは、感染又は突出の兆候を示さないことが視覚的に観察され、動物によって耐容された。
【００８４】
例３
シーリング領域及び環状リングの両方が、例１に記載された環状リングと同じ組成及び表面処理を有していることを除けば、例１の教示に従って、本発明の人工角膜機器を形成する。
【００８５】
例４
図８ａに示したような複数の開口を環状リング内に形成することにより、人工角膜の環状リング部分を通る通路又は貫通路を作成することを除けば、例１の教示に従って、本発明の人工角膜機器を形成する。
【００８６】
本発明の具体的な実施態様を本明細書中に例示し説明してきたが、本発明は、このような例示及び説明に限定されるものではない。変更形及び改変形が添付の特許請求の範囲に含まれる本発明の部分として組み込まれ具体化され得ることは言うまでもない。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【国際調査報告】
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