(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステレオリソグラフィーによってコンタクトレンズを製造する方法であって、
（ａ）（ｉ）架橋もしくは重合させることができるレンズ形成材料の本質的に無溶剤の液体もしくは溶融体、又は（ii）架橋もしくは重合させることができるレンズ形成材料の溶液を容器に投入することにより得られる、レンズ形成材料の浴を得る工程、
（ｂ）重合又は架橋したレンズ形成材料の硬化層を得るために、第一のエネルギービーム及び第二のエネルギービームを、コンピュータで制御されたパターンをたどりながら、レンズ形成材料の浴の上面をスキャンする工程であって、前記第一のエネルギービームを、レンズ形成材料の浴の表面に垂直に衝突させ、そして得られたコンタクトレンズが比較的滑らかな表面を有するように、硬化層の周縁を形成するために、前記第二のエネルギービームを、形成されるコンタクトレンズの表面に実質的に正接するような角度で浴の表面に衝突させる工程、及び
（ｃ）工程（ｂ）を繰り返して、コンタクトレンズが完全に形成されるまで、それぞれがコンタクトレンズの該当する薄切り片に対応する、先の硬化層上の一つの層である、さらなる硬化層を得る工程
を含む方法。
【請求項２】
前記レンズ形成材料が、１種以上のプレポリマー及び場合によっては１種以上のビニルモノマーを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記レンズ形成材料が、レンズ形成材料の浸透深さを所望の値まで減らすのに十分な量の１種以上のＵＶ吸収剤を含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記１種以上のプレポリマーが、水溶性の架橋性ポリ（ビニルアルコール）プレポリマー、ビニル基で末端を止めたポリウレタンプレポリマー、架橋性ポリウレアプレポリマー、ビニルラクタムとＭＭＡとコモノマーとの架橋性統計コポリマー、ビニルラクタムと酢酸ビニルとビニルアルコールとの架橋性コポリマー、架橋性側鎖を有するポリエーテル−ポリエステルコポリマー、分岐鎖状ポリアルキレングリコール−ウレタンプレポリマー、ポリアルキレングリコール−テトラ（メタ）アクリレートプレポリマー及び架橋性ポリアリルアミングルコノラクトンプレポリマーからなる群より選択される、請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記レンズ形成材料が、１種以上の水溶性の架橋性ポリ（ビニルアルコール）プレポリマーを主に含み、各プレポリマーが、少なくとも２０００の重量平均分子量を有し、ポリ（ビニルアルコール）中のヒドロキシル基の数に基づいて０．５〜８０％の、式Ｉ、Ｉ及びII、Ｉ及びIII、又はＩ及びII及びIII
【化１】
0004515909.tif 000004
（式中、Ｒは、炭素原子１２個までを有するアルキレンであり、Ｒ1は、水素又は低級アルキルであり、Ｒ2は、炭素原子２５個までを有する電子求引性で架橋性のオレフィン性不飽和基であり、Ｒ3は、水素、Ｃ1〜Ｃ6アルキル基又はシクロアルキル基である）
【化２】
0004515909.tif 000005
（式中、Ｒ及びＲ3は、先に定義したとおりであり、Ｒ7は、第一級、第二級もしくは第三級アミノ基又は式Ｎ+（Ｒ′）3Ｘ-の第四級アミノ基であり、各Ｒ′は、互いに独立して、水素又はＣ1〜Ｃ4アルキル基であり、Ｘは、ＨＳＯ4-、Ｆ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＣＨ3ＣＯＯ-、ＯＨ-、ＢＦ-又はＨ2ＰＯ4-である）
【化３】
0004515909.tif 000006
（式中、Ｒ及びＲ3は、先に定義したとおりであり、Ｒ8は、一塩基性、二塩基性又は三塩基性で飽和又は不飽和の脂肪族又は芳香族有機酸又はスルホン酸である）
の単位を含むポリヒドロキシ化合物である、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記水溶性ポリ（ビニルアルコール）が、少なくとも２０００の分子量を有し、ポリ（ビニルアルコール）中のヒドロキシル基の数に基づいて０．５〜８０％の、Ｒ2が式IV又は式Ｖ
−ＣＯ−ＮＨ−（Ｒ5−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ）q−Ｒ6−Ｏ−ＣＯ−Ｒ4 （IV）
−［ＣＯ−ＮＨ−（Ｒ5−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ）q−Ｒ6−Ｏ］p−ＣＯ−Ｒ4 （Ｖ）
（式中、ｐ及びｑは、互いに独立して、０又は１であり、Ｒ5及びＲ6は、互いに独立して、炭素原子２〜８個を有する低級アルキレン、炭素原子６〜１２個を有するアリーレン、炭素原子６〜１０個を有する二価の飽和脂環式基、炭素原子７〜１４個を有するアリーレンアルキレンもしくはアルキレンアリーレン又は炭素原子１３〜１６個を有するアリーレンアルキレンアリーレンであり、Ｒ4は、炭素原子２〜２４個、好ましくは炭素原子２〜８個、より好ましくは炭素原子２〜４個を有するオレフィン性不飽和共重合性基である）の基である式Ｉの単位を含むポリヒドロキシル化合物である、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記第一及び第二のエネルギービームが、前記レンズ形成材料の浸透深さの第一の値及び第二の値を生じさせ、前記レンズ形成材料の浸透深さの前記第一の値が、前記レンズ形成材料の浸透深さの前記第二の値よりも小さい、請求項１〜６のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼科用装置を製造する方法に関する。特に、本発明は、ステレオリソグラフィーによって眼科用装置を製造する方法に関する。加えて、本発明は、特定の患者のためのコンタクトレンズを処方に基づいて製造するためのシステム及び方法を提供する。
【０００２】
コンタクトレンズを美容及び視力矯正のために使用することができることは周知である。理想的なコンタクトレンズは、長期間快適に装用することができるだけでなく、最小限のコストで容易に製造することができるコンタクトレンズである。
【０００３】
現在、注型成形法が、コンタクトレンズ製造のためのもっとも費用効果的な製造法の一つである。多数のレンズ成形法が、たとえばＰＣＴ出願ＷＯ８７／０４３９０又はＥＰ−Ａ０３６７５１３で報告されている。一般的な成形法では、所定の量の重合性又は架橋性材料を型のメス側半分に計量分配し、オス側半分をメス側半分に隣接させることによって型を閉じて、コンタクトレンズに望まれる形状を有するキャビティを形成する。通常、過剰の重合性又は架橋性材料を使用して、型のオス側半分とメス側半分とを閉じて合わせたとき、材料の過剰量が押し出されて、型キャビティに隣接するオーバーフロー域に入るようにする。ＵＶ光による放射線の印加、熱の作用又は他の非熱的方法により、型の中に残る重合性又は架橋性材料を重合又は架橋させる。眼科用レンズの形状は型のオス側半分とメス側半分との間のキャビティによって詳細に画定され、眼科用レンズのエッジの形状は二つの型半分が接触する区域の輪郭によって画定されるため、コンタクトレンズは通常、オス側半分とメス側半分との間で最終形状に製造され、レンズ表面又はレンズエッジに対するさらなる仕上げ作業は要らない。このようなフルモールド法は、コンタクトレンズ製造にかかるコストを減らすことができる。
【０００４】
しかし、典型的な成形法では、硬化ののち型から取り出されたコンタクトレンズは、他の製造工程、たとえば水和／抽出及び滅菌を受けなければならず、それがコンタクトレンズの製造コストを増すことがある。この問題を解消するため、改良されたコンタクトレンズ成形法が開発され、米国特許第５，５０８，３１７号、第５，５８３，４６３号、第５，７８９，４６４号及び第５，８４９，８１０号に記載されている。水溶性の光架橋性ポリビニルアルコールであるプレポリマーを使用することにより、光学品質の完成品レンズを型の中で数秒のうちに製造することができ、コンタクトレンズに対する後続の抽出又は仕上げ工程の必要はない。このような製造法を用いると、コンタクトレンズを低コストで製造することができ、ひいては、単回使用ののち、ユーザにより廃棄される使い捨てコンタクトレンズを製造することが可能である。
【０００５】
従来技術の各コンタクトレンズ成形法は、コンタクトレンズの製造コストをある程度は下げることができるが、型及びその製造に伴うコストが比較的高くなることもある。一部には型の使用に伴う比較的高いコストのせいで、また一部には多数のＳＫＵを伴う在庫を管理する難しさのせいで、レンズ成形法によって製造されるコンタクトレンズのファミリーは一般に、光学度数の種類及び／又はベースカーブの選択などを限られた数しか有することができない。大部分の場合、患者は、自らの処方にもっとも近く適合するコンタクトレンズを使用せざるを得ないか、たとえば旋削によって高価に製造されるカスタマイズされたコンタクトレンズを使用するしかない。
【０００６】
そのうえ、典型的な成形法では、二つの型半分の一方への所定の量の重合性又は架橋性材料の計量分配が難解な製造問題になることもある。たとえば、重合性又は架橋性材料を妥当なコストで計量分配することができるよう、重合性又は架橋性材料の粘度が一定の指定値の範囲内になければならない。また、重合性又は架橋性材料の計量分配中に気泡の形成をなくすために可能なすべての措置を講じなければならない。先に述べた製造問題及び重合性又は架橋性材料の計量分配に関連する他の問題すべてが、コンタクトレンズ製造のコストを増大させ、また、コンタクトレンズを製造するために利用可能な重合性又は架橋性材料の選択を制限することもある。
【０００７】
したがって、型を使用することなくコンタクトレンズを経済的に製造する新規な方法がなおも要望されている。また、カスタマイズされたコンタクトレンズを製造する費用効果的な方法が要望されている。
【０００８】
発明の概要
本発明の一つの目的は、型を使用することなくコンタクトレンズ及び他の眼科用装置を製造する新規な方法を提供することである。
【０００９】
本発明のもう一つの目的は、カスタマイズされたコンタクトレンズを費用効果的に製造する場合に適合させやすいレンズ製造法を提供することである。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、コンタクトレンズ又はコンタクトレンズ以外の眼科用装置、好ましくはカスタマイズされたコンタクトレンズの遠隔式製造に適合させやすいレンズ製造法、たとえばカスタマイズされたコンタクトレンズを製造する費用効果的なオーダーメイド法を提供することである。
【００１１】
本発明のさらなる目的は、費用効果的な方法にしたがってコンタクトレンズ、好ましくはカスタマイズされたコンタクトレンズを製造するためのシステムを提供することである。
【００１２】
本発明のこれら及び他の目的は、本明細書に記載する種々の態様によって達成される。
【００１３】
本発明は、一つの態様で、ステレオリソグラフィーによって眼科用装置を製造する方法を提供する。該方法は、（ｉ）化学線によって架橋又は重合させることができる装置形成材料の本質的に無溶剤の液体もしくは溶融体又は（ii）化学線によって架橋又は重合させることができる装置形成材料の溶液を容器に入れる工程；前記装置形成材料に一つ以上の活性化エネルギービームを照射して、重合又は架橋した装置形成材料の硬化層を得る工程；前記装置形成材料に前記一つ以上の活性化エネルギービームを照射して、先に硬化させた層の上に硬化層を得る工程；及び工程（ｃ）を繰り返して、前記眼科用装置が完全に形成されるまで、それぞれが前記眼科用装置の該当する薄切り片に対応するさらなる硬化層を得る工程、を含む。
【００１４】
本発明は、もう一つの態様で、特定の患者のための眼科用レンズを製造する方法であって、前記患者の眼に特徴的なデータのセットを含む処方を受け取る工程；処方に基づいて眼科用レンズの３Ｄ数学モデル（3-D mathematical model）を設計する工程；３Ｄ数学モデルを多数の薄い垂直方向に重畳した層（各層は、既定の厚さプロフィールと、その層のレベルでの３Ｄ数学モデルの断面に一致する形状とを有する）に数学的に薄切りする工程；及び多数の薄い垂直方向に重畳した層それぞれの厚さプロフィール及び形状を、ステレオリソグラフィー機を制御する制御信号に変換し、眼科用レンズを架橋性又は重合性装置形成材料の浴の中で１層ずつ重畳しながら製造する工程、を含む方法を提供する。
【００１５】
本発明は、さらに別の態様で、特定の患者のための眼科用レンズを製造するためのシステムであって、コンピュータシステム；患者又は患者を処置する眼科医療従事者に対し、患者の眼の処方を入力するよう促すための、前記コンピュータシステムと連絡した手段；処方に基づいて眼科用レンズの３Ｄ数学モデルを設計するための手段；３Ｄ数学モデルを、多数の薄い垂直方向に重畳した層（各層は、既定の厚さプロフィールと、その層のレベルでの３Ｄ数学モデルの断面に一致する形状とを有する）に数学的に薄切りするための手段；多数の薄い垂直方向に重畳した層それぞれの厚さプロフィール及び形状を、ステレオリソグラフィー機を制御する制御信号に変換し、眼科用レンズを架橋性又は重合性装置形成材料の浴の中で１層ずつ重畳しながら製造するための手段、を含むシステムを提供する。
【００１６】
本発明は、さらなる態様で、ステレオリソグラフィーによって眼科用レンズを製造するためのコンピュータシステムで使用するためのコンピュータプログラム製品であって、記録媒体；患者の眼の処方に基づいて眼科用レンズの３Ｄ数学モデルを設計するための、記録媒体に記録された手段；３Ｄ数学モデルを多数の薄い垂直方向に重畳した層（各層は、既定の厚さプロフィールと、その層のレベルでの３Ｄ数学モデルの断面に一致する形状とを有する）に数学的に薄切りするための、記録媒体に記録された手段；及び多数の薄い垂直方向に重畳した層それぞれの厚さプロフィール及び形状を、ステレオリソグラフィー機を制御する制御信号に変換し、眼科用レンズを架橋性又は重合性装置形成材料の浴の中で１層ずつ重畳しながら製造するための、記録媒体に記録された手段、を含むコンピュータプログラム製品を提供する。
【００１７】
本発明は前記及び他の特徴を提供し、本発明の利点は、添付図面と共に示される以下の好ましい実施態様の詳細な説明からさらに明らかになるであろう。詳細な説明及び図面は、本発明を例示するものに過ぎず、請求の範囲及びその等価物によって画定される本発明の範囲を限定するものではない。
【００１８】
好ましい実施態様の詳細な説明
以下、本発明の実施態様を詳細に参照する。当業者には、発明の範囲又は本質を逸することなく多様な改変及び変形を本発明に加えうることが明かであろう。たとえば、一つの実施態様の一部として例示又は記載される特徴を別の実施態様で応用してさらなる実施態様を生み出すことができる。したがって、本発明は、請求の範囲及びその等価物の範囲に入るような改変及び変形を包含することを意図する。本発明の他の目的、特徴及び態様は、以下の詳細な説明に開示されるか、それから自明に理解される。本記載は、典型的な実施態様の記述にすぎず、本発明の広義な態様を限定するものとして解釈されないということが当業者には理解されよう。
【００１９】
断りない限り、本明細書で使用されるすべての専門用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。一般に、本明細書で使用される術語及び実験手順は当該技術で周知であり、一般に使用されている。これらの手順には、当該技術及び種々の一般的参考文献で提供されているような従来方法が使用される。ある語が単数形で記載されている場合、発明者は、その語の複数形をも考慮している。本明細書で使用される術語及び以下に記載する実験手順は当該技術で周知であり、一般に使用されている。
【００２０】
本発明は一般に、コンタクトレンズ又はコンタクトレンズ以外の眼科用装置を製造する新規な方法に関する。眼科用装置を製造する従来技術で公知の方法とは異なり、本発明の方法は、眼科用装置を製造する際に型及び／又は旋盤の使用を伴わない。本発明の方法によると、ステレオリソグラフィー装置（機）を使用して、眼科用装置、好ましくはコンタクトレンズ又はカスタマイズされたコンタクトレンズを製造する。
【００２１】
本明細書で使用する「眼科用装置」は、コンタクトレンズ（ハード又はソフト）、眼内レンズ、角膜アンレー及び眼の上もしくは周囲又は眼の付近で使用される他の眼科用装置（たとえばステント、インプラントなど）をいう。
【００２２】
従来から実施されているステレオリソグラフィーは、コンピュータによって生成される物体の三次元（３Ｄ）数学モデルに基づいて３Ｄ物体を１層ずつ重畳させながら構築することを含む。３Ｄ数学モデルは通常、３Ｄコンピュータ援用設計（ＣＡＤ）ソフトウェアを用いて生成される。モデルは、多数の比較的薄い垂直方向に重畳した層（各層は、既定の厚さプロフィールと、その層のレベルでのモデルの断面に一致する形状とを有する）へと数学的に分離又は「薄切り」される。各層の形状は、その物体の外側境界内のその層のレベルでの境界及びモデルに関連する他の構造を画定する。
【００２３】
物体を製造するために使用される材料に依存して、ステレオリソグラフィーのための多様な手法がある。好ましいステレオリソグラフィー技術は、液状材料を化学線（たとえばＵＶレーザ）によって一度に１層ずつ重合及び凝固させることに基づく。たとえば、合焦点した紫外線（ＵＶ）レーザが、コンピュータ又は制御装置の制御の下でパターンをたどりながら光重合性液状材料の浴の上面をスキャンする。ＵＶレーザは、レーザビームが浴の表面に衝突するところで浴を重合させて、表面及びそのすぐ下で第一の固形プラスチック層を形成させる。そして、その固形層を浴の中に降ろし、複数の重畳した層が得られるまで次の層その他の生成のためにレーザ開始重合工程を繰り返す。固形プラスチック層それぞれは、物体の３Ｄ数学モデル（設計）の対応する「薄切り」（断面）の「焼き写し」である。
【００２４】
本発明は、一つの態様で、ステレオリソグラフィーによって眼科用装置を製造する方法を提供する。該方法は、（ａ）（ｉ）化学線によって架橋又は重合させることができる装置形成材料の本質的に無溶剤の液体もしくは溶融体又は（ii）化学線によって架橋又は重合させることができる装置形成材料の溶液を容器に入れること、（ｂ）前記装置形成材料に一つ以上の活性化エネルギービームを照射して、重合又は架橋した装置形成材料の硬化層を得ること、（ｃ）前記装置形成材料に前記一つ以上の活性化エネルギービームを照射して、先に硬化させた層の上に硬化層を得ること、（ｄ）工程（ｃ）を繰り返して、前記眼科用装置が完全に形成されるまで、それぞれが前記眼科用装置の該当する薄切り片に対応するさらなる硬化層を得ること、を含む。
【００２５】
本発明にしたがって、架橋性又は重合性の装置形成材料（以下、装置形成材料と呼ぶ）は、眼科的に適合性である架橋材料を得るために化学線によって重合及び／又は架橋させることができる多様な材料のいずれであってもよい。このような装置形成材料は、当業者に公知のいかなる材料であってもよい。たとえば、装置形成材料は、主として種々のモノマー及び／又はマクロマーからなり、場合によっては種々の成分、たとえば光開始剤、インヒビター、充填剤などをさらに含む組成物であってもよい。
【００２６】
本明細書で使用する「眼科的に適合性」とは、長期間、眼の環境と密接しても眼の環境を有意に損傷せず、ユーザに有意な不快感を与えない材料又は材料表面に関していう。したがって、眼科的に適合性のコンタクトレンズは、有意な角膜腫脹を生じさせず、瞬きによって眼の上で十分に動いて十分な涙液交換を促進し、実質的な量のタンパク質又は脂質を吸着せず、規定装用期間中、装用者に実質的な不快感を生じさせない。
【００２７】
本明細書で使用する「眼の環境」とは、視力矯正、薬物送達、外傷治癒、眼の色の変化又は他の眼科用途に使用されるコンタクトレンズと密接することがある眼性流体（たとえば涙液）及び眼組織（たとえば角膜）をいう。
【００２８】
「モノマー」とは、重合させることができる低分子量化合物を意味する。「低分子量」とは通常、７００ダルトン未満の平均分子量を意味する。
【００２９】
「マクロマー」とは、さらなる重合が可能である官能基を含有する中及び高分子量化合物又はポリマーをいう。「中及び高分子量」とは通常、７００ダルトンを超える平均分子量をいう。
【００３０】
当業者に公知の適切な光開始剤を、架橋性又は重合性の装置形成材料に配合することができる。典型的な光開始剤は、ベンゾインメチルエーテル、１−ヒドロキシ−シクロ−ヘキシル−フェニルケトン、Darocure（登録商標）1173又はIrgacure（登録商標）タイプである。
【００３１】
装置形成材料の溶液は、装置形成材料を当業者に公知の適切な溶剤に溶解させることによって調製することができる。適切な溶剤の例は、水、アルコール、たとえば低級アルカノール、たとえばエタノール又はメタノール、及びさらにはカルボン酸アミド、たとえばジメチルホルムアミド、双極性非プロトン性溶剤、たとえばジメチルスルホキシド又はメチルエチルケトン、ケトン、たとえばアセトン又はシクロヘキサノン、炭化水素、たとえばトルエン、エーテル、たとえばＴＨＦ、ジメトキシエタン又はジオキサン、及びハロゲン化炭化水素、たとえばトリクロロエタン、ならびに適切な溶剤の混合物、たとえば水とアルコールとの混合物、たとえば水／エタノール又は水／メタノール混合物である。
【００３２】
装置形成材料の好ましい群は、水溶性及び／又は溶融性である眼科的に適合性のプレポリマーである。装置形成材料が、好ましくは実質的に純粋な形態（たとえば限外ろ過によって精製）にある１種以上のプレポリマーを主に含むことが有利であろう。したがって、眼科用装置は、化学線による架橋ののち、特に未重合成分の複雑な抽出のようなその後の精製をもはや実質的に要しない。さらには、架橋は、無溶剤で起こすこともできるし、水溶液中で起こすこともでき、そのため、その後の溶剤交換又は水和工程は不要である。
【００３３】
「プレポリマー」とは、化学線によって架橋させるとそれ自体よりもずっと高い分子量を有する架橋ポリマーを得ることができる出発ポリマーをいう。化学線の例は、ＵＶ線、電離放射線（たとえばガンマ線又はＸ線）、マイクロ波放射線などである。
【００３４】
「ポリマー」とは、１種以上のモノマーを重合させることによって形成される物質をいう。
【００３５】
好ましいプレポリマーの一例は、水溶性の架橋性ポリ（ビニルアルコール）プレポリマーである。より好ましくは、水溶性の架橋性ポリ（ビニルアルコール）プレポリマーは、米国特許第５，５８３，１６３号及び第６，３０３，６８７号に記載されている、少なくとも約２０００の分子量を有し、ポリ（ビニルアルコール）中のヒドロキシル基の数に基づいて約０．５〜約８０％の、式Ｉ、Ｉ及びII、Ｉ及びIII又はＩ及びII及びIII
【００３６】
【化４】
0004515909.tif 000002
【００３７】
の単位を含むポリヒドロキシル化合物である。
【００３８】
本明細書で使用する「分子量」とは、断りない限り、ゲル透過クロマトグラフィーによって測定される重量平均分子量ＭWをいう。
【００３９】
式Ｉ、II及びIII中、Ｒ3は、水素、Ｃ1〜Ｃ6アルキル基又はシクロアルキル基である。
【００４０】
式Ｉ、II及びIII中、Ｒは、炭素原子１２個まで、好ましくは炭素原子８個までを有する、直鎖状又は分岐鎖状であってもよいアルキレンである。適切な例としては、オクチレン、ヘキシレン、ペンチレン、ブチレン、プロピレン、エチレン、メチレン、２−プロピレン、２−ブチレン及び３−ペンチレンがある。低級アルキレンＲは、好ましくは炭素原子６個まで、特に好ましくは炭素原子４個までを有する。メチレン及びブチレンが特に好ましい。
【００４１】
式Ｉ中、Ｒ1は、水素又は炭素原子７個まで、特に炭素原子４個までを有する低級アルキルである。Ｒ1はもっとも好ましくは水素である。
【００４２】
式Ｉ中、Ｒ2は、炭素原子２５個までを有する電子求引性で架橋性のオレフィン性不飽和基である。一つの実施態様では、Ｒ2は、式Ｒ4−ＣＯ−（式中、Ｒ4は、炭素原子２〜２４個、好ましくは炭素原子２〜８個、特に好ましくは炭素原子２〜４個を有する架橋性のオレフィン性不飽和基である）のオレフィン性不飽和アシル基である。
【００４３】
炭素原子２〜２４個を有する架橋性のオレフィン性不飽和基Ｒ4は、好ましくは、炭素原子２〜２４個を有するアルケニル、特に炭素原子２〜８個を有するアルケニル、特に好ましくは炭素原子２〜４個を有するアルケニル、たとえばエテニル、２−プロペニル、３−プロペニル、２−ブテニル、ヘキセニル、オクテニル又はドデセニルである。エテニル及び２−プロペニルが好ましく、したがって、−ＣＯ−Ｒ4基は、アクリル酸又はメタクリル酸のアシル基である。
【００４４】
もう一つの実施態様では、基Ｒ2は、式IV、好ましくは式Ｖ
−ＣＯ−ＮＨ−（Ｒ5−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ）q−Ｒ6−Ｏ−ＣＯ−Ｒ4  （IV）
−［ＣＯ−ＮＨ−（Ｒ5−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ）q−Ｒ6−Ｏ］p−ＣＯ−Ｒ4  （Ｖ）
（式中、ｐ及びｑは、互いに独立して、０又は１であり、Ｒ5及びＲ6は、互いに独立して、炭素原子２〜８個を有する低級アルキレン、炭素原子６〜１２個を有するアリーレン、炭素原子６〜１０個を有する二価の飽和脂環式基、炭素原子７〜１４個を有するアリーレンアルキレンもしくはアルキレンアリーレン又は炭素原子１３〜１６個を有するアリーレンアルキレンアリーレンであり、Ｒ4は先に定義したとおりである）
の基である。
【００４５】
低級アルキレンＲ5又はＲ6は、好ましくは、炭素原子２〜６個を有し、特に直鎖状である。適切な例としては、プロピレン、ブチレン、ヘキシレン、ジメチルエチレン及び特に好ましくはエチレンがある。
【００４６】
アリーレンＲ5又はＲ6は、好ましくは、非置換であるか、低級アルキル又は低級アルコキシによって置換されているフェニレン、特に１，３−フェニレンもしくは１，４−フェニレン又はメチル−１，４−フェニレンである。
【００４７】
飽和した二価の脂環式基Ｒ5又はＲ6は、好ましくは、シクロヘキシレン又はシクロヘキシレン（低級アルキレン）、たとえば、非置換であるか、１個以上のメチル基によって置換されているシクロヘキシレンメチレン、たとえばトリメチルシクロヘキシレンメチレン、たとえば二価のイソホロン基である。
【００４８】
アルキレンアリーレン又はアリーレンアルキレンＲ5又はＲ6のアリーレン単位は、好ましくは、非置換であるか、低級アルキル又は低級アルコキシによって置換されているフェニレンであり、そのアルキレン単位は、好ましくは低級アルキレン、たとえばメチレン又はエチレン、特にメチレンである。したがって、このタイプの基Ｒ5又はＲ6は、好ましくは、フェニレンメチレン又はメチレンフェニレンである。
【００４９】
アリーレンアルキレンアリーレンＲ5又はＲ6は、好ましくは、アルキレン単位中に炭素原子４個までを有するフェニレン（低級アルキレン）フェニレン、たとえばフェニレンエチレンフェニレンである。
【００５０】
基Ｒ5及びＲ6は、好ましくは、互いに独立して、炭素原子２〜６個を有する低級アルキレン、非置換であるか、低級アルキルによって置換されているフェニレン、非置換であるか、低級アルキルによって置換されているシクロヘキシレンもしくはシクロヘキシレン（低級アルキレン）、フェニレン（低級アルキレン）、（低級アルキレン）フェニレン又はフェニレン（低級アルキレン）フェニレンである。
【００５１】
式II中、Ｒ7は、第一級、第二級もしくは第三級アミノ基又は式Ｎ+（Ｒ′）3Ｘ-（式中、各Ｒ′は、互いに独立して、水素又はＣ1〜Ｃ4アルキル基であり、Ｘは、対イオン、たとえばＨＳＯ4-、Ｆ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＣＨ3ＣＯＯ-、ＯＨ-、ＢＦ-又はＨ2ＰＯ4-である）の第四級アミノ基である。
【００５２】
基Ｒ7は、特に、アミノ、モノ−もしくはジ（低級アルキル）アミノ、モノ−もしくはジフェニルアミノ、（低級アルキル）フェニルアミノ又は複素環に組み込まれた第三級アミノ、たとえば−ＮＨ2、−ＮＨ−ＣＨ3、−Ｎ（ＣＨ3）2、−ＮＨ（Ｃ2Ｈ5）、−Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2、−ＮＨ（フェニル）、−Ｎ（Ｃ2Ｈ5）フェニル又は
【００５３】
【化５】
0004515909.tif 000003
【００５４】
である。
【００５５】
式III中、Ｒ8は、一塩基性、二塩基性又は三塩基性で、飽和又は不飽和の、脂肪族又は芳香族有機酸又はスルホン酸の基である。好ましい基Ｒ8は、たとえば、クロロ酢酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、アクリル酸、メタクリル酸、フタル酸及びトリメリト酸に由来する。
【００５６】
本発明に関連して、基及び化合物に関する「低級」とは、断りない限り、基又は化合物が炭素原子７個まで、好ましくは炭素原子４個までを有することをいう。
【００５７】
低級アルキルは、特に、炭素原子７個まで、好ましくは炭素原子４個までを有するものであり、たとえばメチル、エチル、プロピル、ブチル又はtert−ブチルである。
【００５８】
低級アルコキシは、特に、炭素原子７個まで、好ましくは炭素原子４個までを有するものであり、たとえばメトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ又はtert−ブトキシである。
【００５９】
二価の基−Ｒ5−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ−は、ｑが１であるとき存在し、ｑが０であるとき存在しない。ｑが０である架橋性基を含有するポリ（ビニルアルコール）が好ましい。
【００６０】
二価の基−ＣＯ−ＮＨ−（Ｒ5−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ）q−Ｒ6−Ｏ−は、ｐが１であるとき存在し、ｐが０であるとき存在しない。ｐが０である架橋性基を含有するポリ（ビニルアルコール）が好ましい。
【００６１】
ｐが１である架橋性基を含有する単位を含むポリ（ビニルアルコール）中、指数ｑは好ましくは０である。特に好ましいものは、ｐが１であり、指数ｑが０であり、Ｒ5が低級アルキレンである架橋性基を含むポリ（ビニルアルコール）である。
【００６２】
式Ｎ+（Ｒ′）3Ｘ-中、Ｒ′は、好ましくは水素又はＣ1〜Ｃ3アルキルであり、Ｘは、ハロゲンイオン、酢酸イオン又は亜リン酸イオンであり、たとえば−Ｎ+（Ｃ2Ｈ5）3ＣＨ3ＣＯＯ-、−Ｎ+（Ｃ2Ｈ5）3Ｃｌ-及び−Ｎ+（Ｃ2Ｈ5）3Ｈ2ＰＯ4-である。
【００６３】
本発明の水溶性の架橋性ポリ（ビニルアルコール）は、より好ましくは、少なくとも約２０００の分子量を有し、ポリ（ビニルアルコール）中のヒドロキシル基の数に基づいて約０．５〜約８０％、好ましくは１〜５０％、より好ましくは１〜２５％、さらに好ましくは２〜１５％の、式Ｉ（式中、Ｒが炭素原子６個までを有する低級アルキレンであり、Ｒ1が水素又は低級アルキルであり、Ｒ3が水素であり、Ｒ2が式（Ｖ）の基である）の単位を含むポリヒドロキシル化合物である。ｐが０である場合、Ｒ4は好ましくはＣ2〜Ｃ8アルケニルである。ｐが１であり、ｑが０である場合、Ｒ6は好ましくはＣ2〜Ｃ6アルキレンであり、Ｒ4は好ましくはＣ2〜Ｃ8アルケニルである。ｐ及びｑがいずれも１である場合、Ｒ5は、好ましくはＣ2〜Ｃ6アルキレン、フェニレン、非置換であるか、低級アルキルで置換されているシクロヘキシレン又はシクロヘキシレン−低級アルキレン、非置換であるか、低級アルキルで置換されているフェニレン−低級アルキレン、低級アルキレン−フェニレン又はフェニレン−低級アルキレン−フェニレンであり、Ｒ6は好ましくはＣ2〜Ｃ6アルキレンであり、Ｒ4は好ましくはＣ2〜Ｃ8アルケニルである。
【００６４】
式Ｉ、Ｉ及びII、Ｉ及びIII又はＩ及びII及びIIIの単位を含む架橋性ポリ（ビニルアルコール）は、それ自体公知の方法で調製することができる。たとえば、米国特許第５，５８３，１６３号及び第６，３０３，６８７号は、式Ｉ、Ｉ及びII、Ｉ及びIII又はＩ及びII及びIIIの単位を含む架橋性ポリマーを調製する方法を開示し、教示している。
【００６５】
本発明の好ましいプレポリマーのもう一つの例は、イソシアネートでキャップされたポリウレタンをエチレン性不飽和アミン（第一級もしくは第二級アミン）又はエチレン性不飽和モノヒドロキシ化合物と反応させることによって得られる、ビニル基で末端を止めたポリウレタンである。イソシアネートでキャップされたポリウレタンは、
（ａ）少なくとも一つの、式
ＨＯ−（Ｒ9−Ｏ）n−（Ｒ10−Ｏ）m−（Ｒ11−Ｏ）l−Ｈ  （１）
（式中、Ｒ9、Ｒ10及びＲ11は、互いに独立して、直鎖状又は分岐鎖状のＣ2〜Ｃ4アルキレンであり、ｎ、ｍ及びｌは、互いに独立して、各々０〜１００の数であり、（ｎ＋ｍ＋ｌ）の和は、５〜１００である）
のポリアルキレングリコールと、
（ｂ）（ｉ）式
Ｒ12−（ＯＨ）x  （２）
（式中、Ｒ12は、直鎖状又は分岐鎖状のＣ3〜Ｃ18脂肪族多価基であり、ｘは≧３の数である）
の直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族ポリヒドロキシ化合物、
（ii）式（２）の化合物とグリコールとの重合生成物であるポリエーテルポリオール、
（iii）式（２）の化合物とジカルボン酸又はその誘導体とジオールとの重合生成物であるポリエステルポリオール、
（iv）≧３個のヒドロキシ基によって置換され、アルキル基によって置換されていないＣ5〜Ｃ8シクロアルカン、≧３個のヒドロキシ基によって置換され、１個以上のＣ1〜Ｃ4アルキル基によって置換されているＣ5〜Ｃ8シクロアルカンならびに非置換の単糖及び二糖からなる群より選択される脂環式ポリオール、及び
（ｖ）少なくとも３個のヒドロキシＣ1〜Ｃ4アルキル基を有するアラルキルポリオール
からなる群より選択される、少なくとも一つの鎖分岐剤と、
（ｃ）少なくとも一つの、式
Ｒ13−（ＮＣＯ）y  （３）
（式中、Ｒ13は、直鎖状もしくは分岐鎖状のＣ3〜Ｃ24脂肪族ポリイソシアネート、Ｃ3〜Ｃ24脂環式もしくは脂肪族脂環式ポリイソシアネートの基、又はＣ3〜Ｃ24芳香族もしくはアリール脂肪族ポリイソシアネートの基であり、ｙは２〜６の数である）
のジ−もしくはポリイソシアネートと
の共重合生成物である。
【００６６】
本発明のイソシアネートでキャップされたポリウレタンポリマーは、無溶剤法にしたがって製造することができる。たとえば、無溶剤法では、まず、１種以上の式（１）のポリアルキレングリコール（成分（ａ））を１種以上の鎖分岐剤（成分（ｂ））と混合し、その混合物を融点以上に加熱し、維持する。次に、少なくとも一つの式（３）のジ−又はポリイソシアネート（成分（ｃ））を溶融混合物に加えて、成分（ａ）、成分（ｂ）及び成分（ｃ）を所望の化学量論的量で含む溶融反応混合物を生成する。溶融反応混合物を、融点以上で、好ましくは不活性雰囲気（たとえば窒素又はアルゴン雰囲気）下、連続的かつ徹底的に攪拌する。反応は、たとえばイソシアネートピークをＦＴ−ＩＲ分光法でモニタすることによってモニタすることができる。成分（ａ）〜（ｃ）は、すべて公知の化合物又は化合物の混合物であるか、それ自体公知の方法にしたがって得ることができる。
【００６７】
好ましいプレポリマーのさらなる例は、欧州特許第１，０１７，７３４号に記載されている架橋性ポリウレアプレポリマーである。架橋性ポリウレアプレポリマーは、場合によりトリアミンの存在下で、塩化アクリロイル又はイソシアネート基含有アクリレートもしくはメタクリレートを、ＮＨ2で末端を止めたポリアルキレングリコールとジ−又はポリイソシアネートとの重合生成物と反応させることによって得ることができる。
【００６８】
他の典型的な好ましいプレポリマーとしては、ＥＰ６５５，４７０及びＵＳ５，７１２，３５６に開示されている、ビニルラクタムとＭＭＡとコモノマーとの架橋性統計コポリマー、ＥＰ７１２，８６７及びＵＳ５，６６５，８４０に開示されている、ビニルラクタムと酢酸ビニルとビニルアルコールとの架橋性コポリマー、ＥＰ９３２，６３５に開示されている、架橋性側鎖を有するポリエーテル−ポリエステルコポリマー、ＥＰ９５８，３１５及びＵＳ６，１６５，４０８に開示されている、分岐鎖状ポリアルキレングリコール−ウレタンプレポリマー、ＥＰ９６１，９４１及びＵＳ６，２２１，３０３に開示されている、ポリアルキレングリコールテトラ（メタ）アクリレートプレポリマーならびにＰＣＴ特許出願ＷＯ２０００／３１１５０に開示されている、架橋性ポリアリルアミングルコノラクトンプレポリマーがある。
【００６９】
本発明の好ましい実施態様にしたがって、装置形成材料は、１種以上のプレポリマー及び場合によりさらなるビニルモノマーで主に構成されている。架橋又は重合は、好ましくは、無溶剤又は本質的に無溶剤で実施されるか、水溶液から直接実施される。プレポリマーは、好ましくは、たとえば限外ろ過のような精製工程によって得られるような実質的に純粋な形態にある。たとえば、架橋又は重合は、１種以上のプレポリマーを約１５〜９０％含有する水溶液から始めてもよい。
【００７０】
本発明にしたがって光架橋又は重合にさらに使用することができるビニルモノマーは、親水性ビニルモノマーであってもよいし、疎水性ビニルモノマーであってもよいし、疎水性ビニルモノマーと親水性ビニルモノマーとの混合物であってもよい。適切なビニルモノマーは、特に、コンタクトレンズ製造に通常に使用されるものである。「親水性ビニルモノマー」とは、ホモポリマーとして、通常、水溶性であるか、又は水を少なくとも１０重量％吸収することができるポリマーを生じさせるモノマーをいう。「疎水性ビニルモノマー」とは、ホモポリマーとして、通常、水不溶性であり、水を１０重量％未満しか吸収することができないポリマーを生じさせるモノマーをいう。
【００７１】
疎水性ビニルモノマー又は疎水性ビニルモノマーと親水性ビニルモノマーとの混合物（この混合物は、疎水性ビニルコモノマーを少なくとも５０重量％含有する）を使用することが好ましい。このようにして、水分含量を実質的に下げることなく、得られるポリマーの機械的性質を改善することができる。従来の疎水性ビニルモノマー及び従来の親水性ビニルモノマーの双方とも、プレポリマーとの共重合に適している。
【００７２】
適切な疎水性ビニルモノマーとしては、非限定的に、Ｃ1〜Ｃ18アルキルアクリレート及び−メタクリレート、Ｃ3〜Ｃ18アルキルアクリルアミド及び−メタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ビニル−Ｃ1〜Ｃ18アルカノエート、Ｃ2〜Ｃ18アルケン、Ｃ2〜Ｃ18ハロアルケン、スチレン、Ｃ1〜Ｃ6アルキルスチレン、アルキル部分が炭素原子１〜６個を有するビニルアルキルエーテル、Ｃ2〜Ｃ10ペルフルオロアルキル−アクリレート及び−メタクリレート又は対応する部分的にフッ素化されたアクリレート及びメタクリレート、Ｃ3〜Ｃ12ペルフルオロアルキル−エチル−チオカルボニルアミノエチル−アクリレート及び−メタクリレート、アクリルオキシ及びメタクリルオキシ−アルキルシロキサン、Ｎ−ビニルカルバゾール、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、メサコン酸などのＣ1〜Ｃ12アルキルエステルがある。好ましいものは、たとえば、炭素原子３〜５個のビニル性不飽和カルボン酸のＣ1〜Ｃ4アルキルエステル又は炭素原子５個までのカルボン酸のビニルエステルである。
【００７３】
適切な疎水性ビニルモノマーの例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、吉草酸ビニル、スチレン、クロロプレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、１−ブテン、ブタジエン、メタクリロニトリル、ビニルトルエン、ビニルエチルエーテル、ペルフルオロヘキシルエチル−チオ−カルボニル−アミノエチル−メタクリレート、イソボルニルメタクリレート、トリフルオロエチルメタクリレート、ヘキサフルオロ−イソプロピルメタクリレート、ヘキサフルオロブチルメタクリレート、トリス−トリメチルシリルオキシ−シリル−プロピルメタクリレート、３−メタクリルオキシプロピル−ペンタメチル−ジシロキサン及びビス（メタクリルオキシプロピル）テトラメチル−ジシロキサンがある。
【００７４】
適切な親水性ビニルモノマーとしては、非限定的に、ヒドロキシ置換低級アルキルアクリレート及び−メタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、低級アルキル−アクリルアミド及び−メタクリルアミド、エトキシル化アクリレート及びメタクリレート、ヒドロキシ置換低級アルキル−アクリルアミド及び−メタクリルアミド、ヒドロキシ置換低級アルキルビニルエーテル、エチレンスルホン酸ナトリウム、スチレンスルホン酸ナトリウム、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルスクシンイミド、Ｎ−ビニルピロリドン、２−もしくは４−ビニルピリジン、アクリル酸、メタクリル酸、アミノ−（「アミノ」は第四級アンモニウムをも含む）、モノ低級アルキルアミノ−もしくはジ低級アルキルアミノ−低級アルキル−アクリレート及び−メタクリレート、アリルアルコールなどがある。好ましいものは、たとえば、ヒドロキシ置換Ｃ2〜Ｃ4アルキル（メタ）アクリレート、五ないし七員Ｎ−ビニルラクタム、Ｎ，Ｎ−ジＣ1〜Ｃ4アルキルメタクリルアミド及び全部で３〜５個の炭素原子を有するビニル性不飽和カルボン酸がある。
【００７５】
適切な親水性ビニルモノマーの例としては、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、アリルアルコール、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、グリセロールメタクリレート、Ｎ−（１，１−ジメチル−３−オキソブチル）アクリルアミドなどがある。
【００７６】
好ましい疎水性ビニルモノマーは、メチルメタクリレート及び酢酸ビニルである。好ましい疎水性ビニルコモノマーは、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−ビニルピロリドン及びアクリルアミドである。
【００７７】
本発明によると、各硬化層（凝固プラスチック又はヒドロゲル層）は、厚さが好ましくは約２０ミル（ミリインチ）未満、より好ましくは約１０ミル未満、さらに好ましくは６ミル未満、もっとも好ましくは４ミル未満である。
【００７８】
硬化層の厚さは、装置形成材料の二つの性質、すなわち臨界照射線量（Ｅc）及び浸透深さ（Ｄp）によっておおよそ制御される。
【００７９】
Ｅcは、ゲルを形成するのに十分な回数の反応を生じさせるための最小照射線量と定義される。照射線量（Ｅ）は、表面に衝突するエネルギーの量と定義され、エネルギー／面積（ジュール／cm2）単位で計測される。Ｅcは、材料及び波長依存性である。装置形成材料がＥcよりも多くの照射線量を受けるならば、重合工程を完了させるのに十分な照射線量が与えられる点に達するまでゲル化素材はより重合し、素材はより強くなる。装置形成材料のＥcは、１種以上の光開始剤を加えることによって変化させることができる。
【００８０】
Ｄpは、化学線が浸透することができる装置形成材料中の深さである。浸透深さは、装置形成材料の放射線吸収能力に反比例し、一般に波長依存性である。装置形成材料の浸透深さは、１種以上のＵＶ吸収剤を加えることによって調節することができる。装置形成材料中のＵＶ吸収剤の濃度を増すことにより、浸透深さを減らすことができる。
【００８１】
本発明によると、硬化層の厚さは、装置形成材料のこれら二つの性質の組み合わせによって制御することができる。たとえば、装置形成材料が比較的大きなＤpを有する場合、照射線量が重合を生じさせるのではなく、照射放射線からの適切な放射線の吸収が多量の装置形成材料における重合を生じさせるため、レーザビームによって浴表面を比較的高い速度でスキャンして薄めの硬化層を得ることができる。化学線は、装置形成材料の中に深く浸透すればするほど減衰し、上寄りレベル（浴表面及び表面のすぐ下）が下寄りレベルよりも多くの強さを受け、したがって、大きな照射線量を受ける。したがって、下寄りレベルの装置形成材料がまだゲル化していなくても上寄りレベルはゲル化する。
【００８２】
好ましい実施態様では、装置形成材料は、装置形成材料の浸透深さを所望のＤpまで減らすのに十分な濃度の少なくとも一つのＵＶ吸収剤を含む。ＵＶ吸収剤を装置形成材料に加えることが有利である。これが、当該技術で公知であるように、得られるコンタクトレンズ又は眼内レンズにＵＶ吸収剤を配合することができる。ＵＶ吸収剤は、眼に対するＵＶ関連の損傷を最小限にすることができる。典型的なＵＶ吸収剤としては、４−メタクリルオキシ２−ヒドロキシベンゾフェノン（ＭＯＢＰ）、２−（３′−メタリル−２′−ヒドロキシ−５′−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、置換２−ヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−５−アクリルオキシフェニル−２Ｈ−ベンゾトリアゾールなどがあるが、これらに限定されない。
【００８３】
活性化エネルギービームは、電子ビーム、Ｘ線又は好ましくはＵＶもしくは可視光であってもよい。適切な光源としては、Ｈｅ：Ｃｄレーザ、アルゴンイオンレーザ、窒素レーザ、金属蒸気レーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザがあるが、これらに限定されない。レーザは、一つの波長ラインで一つのラインを生成することもできるし、いくつかの波長でいくつかのラインを生成することもできる。たとえば、市販のＨｅ：Ｃｄレーザは、３２５nmで一つの波長ラインを生成する。市販のアルゴンイオンレーザは、多様な単一波長で又はいくつかの波長で同時に、ＵＶ領域でレーザ照射するようにセットすることができる。アルゴンイオンレーザの主要なＵＶラインは、約３６４nm、２５２nm及び３３４nmならびにその他にある。レーザは、これらの波長すべてで同時に、３６４nmライン、３５１nmライン及び３３４nmライン／その他のラインでそれぞれ約４０％、４０％及び２０％の出力でレーザ照射するようにセットすることができる。
【００８４】
本発明のもう一つの好ましい実施態様では、異なる波長を有し、装置形成材料の二つの異なる浸透深さ値を生じさせることができる二つの活性化エネルギービームを使用して硬化層を得る。小さいほうのＤp値を生じさせるエネルギービームは、比較的滑らかな面を有する眼科用装置を得ることができるよう、層の周縁をスキャンして段の間隔を最小限にするために使用される。あるいはまた、二つの同一のエネルギービーム、すなわち第一及び第二のビームを本発明の方法で使用することができる。第一のビームは装置形成材料の浴の表面に垂直に衝突し、第二のビームは斜めに、たとえば４５°又は第二のビームが眼科用装置の表面に実質的に正接するような角度で表面に衝突する。第二のビームは、比較的滑らかな面を有する眼科用装置を得ることができるよう、硬化層の周縁を形成するために使用される。
【００８５】
浴の表面のエネルギービームのスキャンは、所望のパターンをたどるようにコンピュータ又は制御装置によって制御される。このようなコンピュータ制御は通常、眼科用装置の３Ｄ数学モデルから変換される制御信号によって実現される。変換過程は、３Ｄ数学モデルを多数の薄い垂直方向に重畳した層（各層は、既定の厚さプロフィールと、その層のレベルでのモデルの断面に一致する形状とを有する）に数学的に分離又は「薄切り」することを含む。
【００８６】
通常、眼科用装置の３Ｄ数学モデルは、ＣＡＤソフトウェアを援用して生成される。当業者は、眼科用装置を設計し、次いでその設計の数学面を構成して３Ｄ数学モデルを得る方法を理解している。たとえば、光学コンピュータ援用設計（ＣＡＤ）システム及び機械的ＣＡＤシステムを使用することにより、非回転対称面を含む任意の表面設計を有するコンタクトレンズを設計することができる。
【００８７】
光学モデルレンズを設計するためには光学ＣＡＤシステムが使用される。「光学モデルレンズ」とは、コンピュータシステムで設計され、一般にコンタクトレンズの部品である他の非光学系を含まないコンタクトレンズをいう。コンタクトレンズの典型的な非光学系としては、ベベル、レンチキュラー及びコンタクトレンズの前面と後面とをつなぐエッジがあるが、これらに限定されない。
【００８８】
「ベベル」とは、コンタクトレンズの後面のエッジに位置する非光学面ゾーンをいう。一般に、ベベルは、有意な程度さらにフラットなカーブであり、普通、コンタクトレンズのベースカーブ（光学後面）と一体となり、エッジの近くの上向きテーパとして見える。これは、より急峻なベースカーブ半径が眼をつかむことを防ぎ、エッジがわずかに浮き上がることを可能にする。このエッジの浮き上がりは、角膜上の涙の適切な流れにとって重要であり、レンズをより快適にフィットさせる。
【００８９】
「レンチキュラー」とは、コンタクトレンズ前面の、光学ゾーンとエッジとの間の非光学面ゾーンをいう。レンチキュラーの主な機能は、レンズエッジの厚さを抑制することである。
【００９０】
光学モデルレンズを設計するために、公知の適切な光学コンピュータ援用設計（ＣＡＤ）システムを使用することができる。典型的な光学コンピュータ援用設計システムとしては、Breault Research OrganizationのＡＳＡＰ（Advanced System Analysis Program）及びＺＥＭＡＸ（Focus Software社）があるが、これらに限定されない。好ましくは、Breault Research OrganizationのＡＳＡＰ（Advanced System Analysis Program）をＺＥＭＡＸ（Focus Software社）からの入力とともに使用して光学設計を実施する。
【００９１】
光学モデルレンズの設計は、たとえば、機械的ＣＡＤシステムにより、光学ゾーン、非光学ゾーン及び非光学構造を含む機械的レンズ設計に変換することができる。コンタクトレンズの典型的な非光学ゾーン及び構造としては、ベベル、レンチキュラー、コンタクトレンズの前面と後面とをつなぐエッジ、配向構造などがあるが、これらに限定されない。典型的な配向構造としては、変化する厚さプロフィールを使用してレンズの向きを制御するプリズムバラストなど、レンズ形状の一部を除去してレンズの向きを制御するファセット面（たとえばリッジオフゾーン）、まぶたと係合することによってレンズを配向させるリッジ構造があるが、これらに限定されない。好ましくは、最適化された光学モデルレンズの設計を機械的レンズ設計に変換するとき、コンタクトレンズのファミリーに共通のいくつかの構造を組み込むことができる。
【００９２】
本発明には、公知の適切な機械的ＣＡＤシステムを使用することができる。好ましくは、高次面を正確かつ数学的に表すことができる機械的ＣＡＤシステムを使用してコンタクトレンズを設計する。このような機械的ＣＡＤシステムの一例はPro/Engineerである。
【００９３】
好ましくは、コンタクトレンズの設計は、受け側のシステム、すなわち光学ＣＡＤ又は機械的ＣＡＤが所期の設計のＮＵＲＢｓ又はBeizier面を構成することを可能にする変換フォーマットを使用して、光学ＣＡＤシステムと機械的ＣＡＤシステムとの間で両方向に変換することができる。典型的な変換フォーマットとしては、ＶＤＡ（verband der automobilindustrie）及びＩＧＥＳ（Initial Graphics Exchange Specification）があるが、これらに限定されない。このような変換フォーマットを使用することにより、レンズの全面を、放射状に非対称形状を有するレンズの製造を容易にする連続形状にすることができる。
【００９４】
眼科用レンズの前面、後面、周縁を描述するためには、そのレンズの設計を最適化することを可能にする十分な動的範囲を有する限り、いかなる数学関数を使用してもよい。典型的な数学関数としては、円錐及び二次関数、任意の次数の多項式、Zernike多項式、指数関数、三角関数、双曲線関数、有理関数、フーリエ級数及びウェーブレットがある。好ましくは、二以上の数学関数を組み合わせて使用して、眼科用レンズの前面及びベース面（後面）を記述する。より好ましくは、Zernike多項式を使用して、眼科用レンズの前面及びベース面（後面）を描述する。さらに好ましくは、Zernike多項式とスプラインベースの数学関数とを併用して、眼科用レンズの前面及びベース面（後面）を記述する。
【００９５】
コンタクトレンズの光学的かつ機械的設計が完了したのち、レンズ設計（３Ｄ数学モデル）は通常、ニュートラルファイルフォーマット、たとえばＩＧＥＳ又はＶＤＡにあるか、あるいは専用ファイルフォーマット（たとえばPro/Eファイルフォーマット）にある。そして、レンズ設計を、多数の薄い垂直方向に重畳した層（各層は、既定の厚さプロフィールと、その層のレベルでのレンズモデルの断面に一致する形状とを有する）に数学的に分離又は薄切りする。そして、多数の薄い垂直方向に重畳した層それぞれの厚さプロフィール及び形状を、制御信号に変換し、活性化エネルギービームを制御して、多数の薄い垂直方向に重畳した層それぞれを一度に１層ずつプリントさせる。コンタクトレンズに関していう「垂直方向」とは、コンタクトレンズの中心軸に対して平行な方向をいう。コンタクトレンズの中心軸とは、コンタクトレンズの前面（凸湾曲面）の頂点を表面に対して垂直な方向に通過する線をいう。
【００９６】
本発明の方法にはいかなるステレオリソグラフィー機を使用してもよい。現在、多数のステレオリソグラフィー機械が、たとえば3D Systems、ＴＥＣＨ社などから市販されている。
【００９７】
本発明の方法に関して注目すべきは、本発明のコンタクトレンズを、架橋性又は重合性装置形成材料から、従来技術と比較して非常に簡単かつ効率的な方法で製造することができるということである。これは多くの要因に基づく。一つには、製造において型又は旋盤が関与しない。型に伴うコストをなくすことができる。第二に、装置形成材料の本質的に無溶剤の液体もしくは溶融体又は装置形成材料の溶液の計量分配に関連して厳格な製造要件がない。装置形成材料の溶液又は本質的に無溶剤の液体もしくは溶融体は、広い範囲の粘度を有することができる。
【００９８】
装置形成材料が好ましくは実質的に純粋な形態（たとえば限外ろ過によって精製）にある１種以上のプレポリマーを主に含むことが有利であろう。したがって、眼科用装置は、化学線による架橋ののち、特に未重合成分の複雑な抽出のようなその後の精製をもはや実質的に要しない。さらには、架橋は、無溶剤で起こすこともできるし、水溶液中で起こすこともでき、そのため、その後の溶剤交換又は水和工程は不要である。
【００９９】
本発明の方法に関して同じく注目すべきは、通信ネットワーク、たとえばインターネットを用いて、離れた場所、たとえば眼科医の診療所又は分散した製造施設で、ステレオリソグラフィーに基づく本発明の方法を簡単かつ経済的に実施して、カスタマイズされたコンタクトレンズ又はいかなるコンタクトレンズをも製造することができるということである。また、コンタクトレンズの注文、製造及び発送を含む電子ビジネスの実施に貢献する。
【０１００】
「カスタマイズされたコンタクトレンズ」とは、注文によって製造されたコンタクトレンズをいう。
【０１０１】
インターネットは、通信リンクを介して相互接続された膨大な数のコンピュータ及びコンピュータネットワークを含む。相互接続されたコンピュータは、種々のサービス、たとえば電子メール、Gopher及びワールドワイドウェブ（「ＷＷＷ」）を使用して情報を交換する。ＷＷＷサービスは、サーバコンピュータシステム（すなわちウェブサーバ又はウェブサイト）が、グラフィカルな情報のウェブページを離れたところのクライアントコンピュータシステムに送ることを可能にする。すると、離れたところのクライアントコンピュータシステムはそのウェブページを表示することができる。ＷＷＷの各リソース（たとえばコンピュータ又はウェブページ）は、「ＵＲＬ」（Uniform Resource Locator）によって唯一無二的に特定可能である。特定のウェブページを閲覧するためには、クライアントコンピュータシステムがそのウェブページのＵＲＬをリクエスト（たとえば「ＨＴＴＰ」（Hyper Text Transfer Protocol）リクエスト）で指定する。そのリクエストは、そのウェブページをサポートするウェブサーバに転送される。そのウェブサーバがリクエストを受け取ると、ウェブサーバは、そのウェブページをクライアントコンピュータシステムに送る。クライアントコンピュータシステムがそのウェブページを受け取ると、クライアントコンピュータシステムは、ブラウザを使用してウェブページを表示する。ブラウザとは、ウェブページの要求及びウェブページの表示を実現する専用アプリケーションプログラムである。
【０１０２】
現在、ウェブページは通常、「ＨＴＭＬ」（Hyper Text Markup Language）を使用して規定されている。ＨＴＭＬは、ウェブページが表示される方法を定める標準セットのタグを提供する。ユーザがブラウザに対しウェブページを表示するよう指示すると、ブラウザは、サーバコンピュータシステムに対し、そのウェブページを規定するＨＴＭＬドキュメントをクライアントコンピュータシステムに転送するようリクエストを送る。要求されたＨＴＭＬドキュメントがクライアントコンピュータシステムによって受け取られると、ブラウザは、ウェブページを、ＨＴＭＬドキュメントによって規定されたとおりに表示する。ＨＴＭＬドキュメントは、テキスト、グラフィックス、制御及び他の機能の表示を制御する種々のタグを含む。ＨＴＭＬドキュメントは、そのサーバコンピュータシステム又は他のサーバコンピュータシステム上で利用可能な他のウェブページのＵＲＬを含むこともできる。
【０１０３】
本発明は、もう一つの態様で、特定の患者のための眼科用レンズを製造する方法を提供する。方法は、前記患者の眼に特徴的なデータのセットを含む処方を受け取ること；処方に基づいて眼科用レンズの３Ｄ数学モデルを設計すること；３Ｄ数学モデルを多数の薄い垂直方向に重畳した層（各層は、既定の厚さプロフィールと、その層のレベルでの３Ｄ数学モデルの断面に一致する形状とを有する）に数学的に薄切りすること；及び多数の薄い垂直方向に重畳した層それぞれの厚さプロフィール及び形状を、リソグラフィー機を制御する制御信号に変換し、眼科用レンズを架橋性又は重合性装置形成材料の浴の中で１層ずつ重畳しながら製造すること、を含む。
【０１０４】
眼の処方は、最低でも、眼の低次収差、たとえばデフォーカス、非点収差及びプリズムならびに場合によっては後面（凹面）の適切な湾曲を含む。好ましくは、眼の処方は、眼の波面収差及び／又は眼の角膜形状データを含む。
【０１０５】
個人の眼の波面収差は、当業者に公知の適切な方法によって測定することができる。たとえば、Liangらは、J. Optical Soc. Am. 11:1-9（全体を引用例として本明細書に取り込む）で、Hartmann-Shackシステムを使用して、異なる瞳孔直径で眼の波面収差を測定する方法を教示している。波面収差は一般に、単位円の上で直交する関数のセットであるZernike多項式で定量される。Zernike多項式は直交多項式であるため、収差は分離可能であり、そのようなものとして処理することができる。一次Zernikeモードは一次項である。二次Zernikeモードは、デフォーカス及び非点収差のような収差に相当する二次項である。三次Zernikeモードは、コマ収差及びコマ様収差に相当する三次項である。四次Zernikeモードは、球面収差及び他のモードを含む。五次Zernikeモードは高次の不正収差である。瞳孔内の波面における局所的不規則性がこれらの高次Zernikeモードによって表される。
【０１０６】
本明細書で使用する眼の「高次」収差とは、デフォーカス及び非点収差を超える単色収差、すなわち三次、四次、五次及びより高次数の波面収差をいう。
【０１０７】
角膜形状データは、角膜形状解析器又はビデオ角膜鏡を使用して取得することができる。角膜形状データは、眼科用レンズを設計する際に使用するのに適したいかなる形態にあってもよい。典型的な形態としては、Zernike多項式、点群データ（point cloud data）などがあるが、これらに限定されない。好ましくは、角膜形状データは、眼の波面収差が定量される形態にある。眼に特徴的なデータのセットに含まれる角膜形状データはまた、集団研究から導出される平均角膜形状であることもできる。
【０１０８】
設計する工程、数学的に薄切りする工程及び変換する工程は、インタフェースを介して顧客（患者又は眼科医療従事者）にリンクされたコンピュータシステムで実施される。コンピュータシステムと顧客との間のインタフェースは、従来のインタフェース、たとえばインターネット、ネットワーク、ワイドエリアネットワーク、ポイント間ダイアルアップ接続、ハードワイヤリンク、ワイヤレスリンクなどであることができる。それほど好ましくない場合、インタフェースは、手作業の情報伝達手段、たとえば処方の紙コピーであり、それが、コンピュータオペレータへとファックス又はメールによって伝達されるか、あるいは手渡しによって送り届けられ、そのオペレータが、たとえばキーボード、タッチスクリーン、音声認識ハードウェア及びソフトウェア又はスキャナを使用して、情報をコンピュータに入力する。
【０１０９】
本発明の好ましい実施態様では、特定の患者のための眼科用レンズを製造する方法は、眼科用レンズの製造のための制御信号を利用可能にする工程をさらに含む。この実施態様では、制御信号は、上記のインタフェースを介してコンピュータから顧客へと直接伝達することもできるし、それほど好ましくない場合、コンピュータ読み取り可能な媒体に記録して、それを顧客に郵送又は手渡しで送り届ける。
【０１１０】
図１は、本発明の好ましい実施態様を示すブロック図である。この好ましい実施態様は、ワールドワイドウェブを使用するインターネットを介して特定の患者のための眼科用レンズ対を離れた場所で製造する方法を提供する。
【０１１１】
図１を参照すると、サーバシステム１１０が、サーバエンジン１１１、レンズ設計エンジン１１３、問い合わせエンジン１１２、ステレオリソグラフィーエンジン１１４、顧客識別子テーブル１２２、種々のウェブページ１２１、患者データベース１３１、眼科医療従事者データベース１３２及びＳＫＵデータベース１３３を含む。
【０１１２】
サーバエンジン１１１は、ＵＲＬによって特定されるウェブページへのアクセスを求めるＨＴＴＰリクエストを受け、ウェブページを種々の顧客コンピュータシステムに提供する。サーバエンジンはまた、顧客コンピュータシステムが最初にサーバシステムと対話したとき、顧客識別子を割り当て、顧客コンピュータシステムに送る。それ以降、顧客コンピュータシステムは、サーバシステムに送られるすべてのメッセージにその顧客識別子を添付して、サーバシステムがメッセージの発信元を特定することができるようにする。
【０１１３】
レンズ設計エンジン１１３は、眼科用レンズ対の３Ｄ数学モデルを患者の眼の処方に基づいて設計するコンピュータプログラムである。処方は、好ましくは、個人の眼の波面収差及び角膜形状を含む。レンズ設計エンジン１１３は、角膜形状に適応させ、収差を矯正するために最適化された、この眼科用レンズ対のための物理的及び光学的パラメータのセットを生成することができる。このような物理的及び光学的パラメータのセットを、新たなカスタマイズされたレンズ対を製造するために使用することもできるし、以前に設計されたすべての眼科用レンズを含むＳＫＵデータベースに照らしてサーチするために、コンピュータプログラムである問い合わせエンジン１１２によって使用することもできる。問い合わせエンジンは、アルゴリズムを使用して、両方の眼それぞれに関し、それぞれがその眼の角膜形状に適切に適応させ、その眼の収差を適切に矯正することができるＳＫＵのリストを見いだす。そのようなＳＫＵのリストは、レンズ情報、たとえば１種以上の架橋性又は重合性の装置形成材料、各レンズの対応する眼の角膜形状への適合、及び特定のＳＫＵを用いて達成可能な視力を有する。好ましくは、各レンズの、対応する眼の角膜形状への適合は、顧客コンピュータシステム中で対話式三次元グラフィック表示として示され、特定のＳＫＵを用いて達成可能な視力は、同じコンピュータシステム中でグラフィック表示、たとえばシミュレートされた網膜画質として表示される。患者は、１種の架橋性又は重合性装置形成材料及び１対のＳＫＵを選択することもできるし、新たな眼科用レンズ対を設計することを要求することもできる。
【０１１４】
本明細書で使用する「コンタクトレンズが眼の収差を適切に矯正することができる」とは、レンズが、眼の収差を、少なくとも眼科医療従事者によって処方される程度に矯正することができることをいう。
【０１１５】
ステレオリソグラフィーエンジン１１４は、コンピュータプログラムであり、これは眼科用レンズの３Ｄ数学モデルを多数の薄い垂直方向に重畳した層（各層は、既定の厚さプロフィールと、その層のレベルでの３Ｄ数学モデルの断面に一致する形状とを有する）に数学的に薄切りし、多数の薄い垂直方向に重畳した層それぞれの厚さプロフィール及び形状を、リソグラフィー機を制御する制御信号に変換し、眼科用レンズを架橋性又は重合性装置形成材料の浴の中で１層ずつ重畳しながら製造させる。そして、生成された制御信号は顧客コンピュータシステム１４０に送られ、このシステムがステレオリソグラフィー機（図示せず）を制御して眼科用レンズ対を製造させる。
【０１１６】
患者データベース１３１は、患者固有の注文情報、たとえば患者の氏名及び多様な患者又は潜在的患者の料金請求関連情報を含む。
【０１１７】
眼科医療従事者データベース１３２は、眼科医療従事者固有の注文情報、たとえば眼科医療従事者が処置する患者の氏名ならびに多様な患者又は潜在的患者のための眼科医療従事者の住所及び接触情報を含む。
【０１１８】
顧客識別子テーブル１２２は、顧客コンピュータシステムを唯一無二的に特定する全世界的に一意の識別子である各顧客識別子から、患者又はその顧客コンピュータシステムが最後に関わり合った眼科医療従事者へのマッピングを含む。
【０１１９】
顧客コンピュータシステム１４０は、ブラウザ１４１、割り当てられた顧客識別子１４２、及び入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース装置を含む。顧客識別子は、「cookie」と呼ばれるファイルに記憶される。入力装置が操作者から入力（たとえばデータ、コマンドなど）を受け、そのような入力を通信媒体を介して顧客コンピュータシステム１４０に転送する。本発明では、公知の適切な入力装置、たとえばキーボード、ポインティングデバイス（マウス、ローラボール、トラックボール、ライトペンなど）、タッチスクリーンなどを使用することができる。ユーザ入力はまた、記憶したのち、適宜、データ／コマンドファイルから検索することができる。出力装置が情報を操作者に出力する。顧客コンピュータシステムは、そのような情報を通信媒体を介して出力装置に転送する。本発明では、周知の適切な出力装置、たとえばモニタ、プリンタ、フロッピーディスクドライブ、文字音声合成装置などを使用することができる。より好ましい実施態様では、少なくとも個人の眼の波面収差、好ましくは少なくとも個人の眼の波面収差及び角膜形状を計測することができるセンサシステムが通信媒体を介して顧客コンピュータシステムに接続される。
【０１２０】
顧客コンピュータシステムは、サーバシステムと対話することができる、ハードウェアとソフトウェアとの任意の組み合わせを含むことができる。一例は、テレビベースのシステムを含む顧客コンピュータシステムである。
【０１２１】
特定の患者のための眼科用レンズ対を離れた場所で製造する本発明の方法は、インターネット以外の多様な環境で実現することができることが理解されよう。インターネット以外の典型的な環境としては、電子メール環境、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク及びポイント間ダイヤルアップ接続があるが、これらに限定されない。
【０１２２】
本発明は、さらに別の態様で、特定の患者のための眼科用レンズを製造するためのシステムであって、コンピュータ又はコンピュータシステム；患者又は患者を処置する眼科医療従事者に、患者の眼の処方を入力するよう促すための、前記コンピュータ又はコンピュータシステムと連絡した手段；処方に基づいて眼科用レンズの３Ｄ数学モデルを設計するための手段；３Ｄ数学モデルを、多数の薄い垂直方向に重畳した層（各層は、既定の厚さプロフィールと、その層のレベルでの３Ｄ数学モデルの断面に一致する形状とを有する）に数学的に薄切りするための手段；多数の薄い垂直方向に重畳した層それぞれの厚さプロフィール及び形状を、ステレオリソグラフィー機を制御する制御信号に変換し、眼科用レンズを架橋性又は重合性装置形成材料の浴の中で１層ずつ重畳しながら製造するための手段、を含むシステムを提供する。
【０１２３】
本発明は、さらなる態様で、ステレオリソグラフィーによって眼科用レンズを製造するためのコンピュータシステムで使用するためのコンピュータプログラム製品であって、記録媒体；患者の眼の処方に基づいて眼科用レンズの３Ｄ数学モデルを設計するための、記録媒体に記録された手段；３Ｄ数学モデルを、多数の薄い垂直方向に重畳した層（各層は、既定の厚さプロフィールと、その層のレベルでの３Ｄ数学モデルの断面に一致する形状とを有する）に数学的に薄切りするための、記録媒体に記録された手段；及び多数の薄い垂直方向に重畳した層それぞれの厚さプロフィール及び形状を、ステレオリソグラフィー機を制御する制御信号に変換し、眼科用レンズを架橋性又は重合性装置形成材料の浴の中で１層ずつ重畳しながら製造するための、記録媒体に記録された手段、を含むコンピュータプログラム製品を提供する。
【０１２４】
読者が過度の実験を行うことなく本発明を実施することができるよう、特定の好ましい実施態様を具体的に参照しながら本発明を詳細に説明した。読者が本発明をよりよく理解することができるように作動理論を提供したが、そのような理論が本発明の範囲を限定することはない。加えて、当業者は、本発明の範囲及び本質を逸することなく前記構成部品、組成及び／又はパラメータの多くを妥当な範囲で変更又は改変しうるということを容易に理解するであろう。さらに、表記、見出し、例材料などは、本文書の読者理解を高めるために設けたものであり、本発明を範囲を限定するものと読むべきではない。したがって、本発明は、請求の範囲ならびにその妥当な拡張及び等価物によって定義される。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の好ましい実施態様にしたがって特定の患者のための眼科用レンズ対を離れた場所で製造するためのシステム及び方法を概略的に示すブロック図である。
【図１】
0004515909.tif 000007