JP2010522352A - 流体力学的多焦点コンタクトレンズおよび関連する製造技術 - Google Patents

Abstract

本発明は、着用者がレンズを着用するときに中心域が眼の光軸線と位置合わせされる本体を有するソフトコンタクトレンズに関する。１つの実施形態において、ソフトレンズは、レンズの下部からその中心軸線へと延びるチャンバ１７を含み、該チャンバは、人が下方を見るときに流体がリザーバ９から圧搾されてレンズの光学特性を変えるように配置される。
【選択図】 図１Ａ

Description

本発明は、視力矯正を目的とするソフトコンタクトレンズ製造の技術を扱う。特に、眼の屈折欠陥および調節欠陥の矯正のための流体力学の凝視依存性使用によってソフトコンタクトレンズの屈折力を眼の中にある間に動的に変えることができるレンズを形成するための詳細設計および方法を扱う。

４０数年前、コンタクトレンズ（または、コンタクト）は、遠見視力障害および近見視力障害の両方を扱うために眼鏡に代わる一般的なものとして使用され始めた。現在使用されている２つのタイプのコンタクトレンズは、ＰＭＭＡ／硬質ガス透過性ソフトコンタクトレンズまたは親水性ソフトコンタクトレンズである。この場合、ソフトコンタクトは、多大なマージンによって小売市場の大部分を支えている。

当初、レンズは、近視または遠視の処方から遠見視力障害のみを矯正するために製造された。分野が成熟するにつれて、近視および遠視に加えて乱視（フットボール形状の眼）を矯正するために更に洗練された構造が利用可能となる。

コンタクトレンズ着用人口の年齢が上がるにつれて、近視障害を矯正するための更なる必要性が生じ始める。一般に、コンタクトが遠見視力および近見視力の両方の矯正を達成する方法は、並進構造によるものあるいは同時視覚構造によるものである。

並進ハードコンタクトレンズ構造は、レンズに少なくとも２つの別個の光学域（二焦点）を有することによって機能し、それらが角膜上で動き回るという事実をうまく利用する。これらのレンズは、コンタクトレンズの下側エッジが下眼瞼に当接するように嵌め付けられ、それにより、着用者が遠く離れた被写体から近い被写体へと見下げると、レンズは下眼瞼で静止したままとなる。これは、眼がレンズの背後で下方へ回転することによりコンタクトの近見視覚部分を通して見るからである。これは、レンズを眼上で効果的に「並進」させる。

ハードコンタクトおよびソフトコンタクトの両方における同時構造は、まばたき中であっても眼の光軸線に対してほぼ同じ位置にとどまるように、コンタクトレンズが装着される際の遠被写体および近被写体に対する合焦方法を扱うべく開発された。これらのレンズは、現在、視軸線に沿って直接に配置される複数の屈折面を形成することよってこの問題を扱っている。この目的のために使用される構造の例としては、非球面リング、回折リング、同心屈折力リング、および、屈折アイランドが挙げられる。残念ながら、これらの構造の全ては、異なる距離からくる光を網膜上へ同時に合焦する。これは、それらが同時視覚構造と呼ばれる理由である。これらの構造が「二重露光または多重露光」を網膜にもたらすことは想像でき、そのため、網膜像の質がかなり低下する可能性がある。これは、動的問題に対する静的解決策を企てようとする伝統的な例である。すなわち、最良の解決策は、眼が注意を払っているどんなものに対してもその焦点を動的に変えることができる人間の眼の能力に良く似たコンタクトレンズを形成することである。

本発明の目的は、流体力学的な凝視依存性多焦点コンタクトレンズの形成に伴う正にこの問題を扱うことである。

流体力学的リザーバを含む多焦点コンタクトレンズ
本発明は、眼の焦点を動的に適合させるために役立つ新規な物理的特性を示すことができるコンタクトレンズを製造するための様々な設計および技術を開示する。より具体的には、コンタクトレンズの内側に収容された流体のリザーバに対して眼瞼によりもたらされる凝視依存性圧力変動によってその屈折特性を動的に変えるソフトコンタクトレンズの製造のための複数の設計および製造技術が開示されている。

前述したように、眼球が移動すると、ソフトコンタクトレンズおよび天然レンズの光軸線は略一致したままである。したがって、（多焦点眼鏡と同様に）異なる光軸線に沿って異なる屈折力を有するコンタクトレンズを設けても、殆どの患者の問題に対する解決策を与えない。本発明は、その光学特性（例えば、拡大倍率、その焦点距離、および／または、屈折力）を動的にその場で変えるレンズを設けることにより、この問題に対する解決策を提供する。特に、１つ以上の柔軟な内部チャンバが眼の光軸線上に配置されて成るキャビティと、流体で満たされる１つのリザーバとを含むソフトコンタクトレンズが開示される。眼の移動により、ソフトコンタクトレンズの光学特性の変化をその場で与えるような態様で流体がリザーバとキャビティとの間で選択的に移動する。流体は、それが無毒性で眼に優しく、レンズポリマーを通じて拡散せず、コンタクトレンズの屈折変化に役立つように選択されることが好ましい。これらの基準を満たす流体の例は、シリコン油または生理食塩水であってもよい。

本発明の１つの実施形態によれば、コンタクトレンズは、流体で満たされたリザーバを含む。遠見観察の場合、流体の大部分は一般に着用者の光軸線の外側にとどまったままである。リザーバは、それが下方凝視中に眼自体に対して加えられる眼瞼の自然な付着力によって圧縮を受けるように構成されて配置される。この圧縮は、流体をリザーバから内部チャンバ内へと移動させ、それにより、レンズの形状が動的に変化して、その結果、コンタクトレンズの光学特性が動的に変わる。逆に、着用者が自分の凝視を前方へ戻すと、眼瞼からの圧縮力が解放されて、流体がリザーバへ戻され、それにより、レンズはその自然な形状に戻ることができる。したがって、前述したように、本発明では、凝視位置がコンタクトレンズの視野内の光学特性を決定するのが有益である。より具体的には、眼が下方を凝視すればするほど、特性の変化が大きくなる。下方凝視がコンタクトレンズの焦点距離を短くし、それにより、近くにある物体に焦点を合わせることができるのが好ましい。実際には、これにより、連続的に変化できる多焦点コンタクトレンズが形成される。これは、
１）コンタクトの前面を更にスティープなベースカーブへと再形成するため、
２）コンタクトレンズの２つ以上の内部屈折面を動的に分離しあるいは変え、それにより、実質的に幾つかの同軸線レンズを形成するため、
３）代わりのインデックス流体を視軸線へと移動させるため、
４）内部屈折面を視軸線へと浮かせるため、
５）上記組み合わせを引き起こすために、
流体圧力を使用することによって達成できる。

これらの原理は、他の光学的形態を与えるために同様に使用されてもよい。より具体的には、レンズは、眼瞼のこの拭き取り作用によってリザーバ内の流体が被写体の凝視軸線へ向かって移動しあるいは凝視軸線から離間し、それにより、着用者の凝視に関連するレンズの光学特性の対応する変化が引き起こされるように構成される。流体の移動またはキャビティの再形成は、レンズの光学的特性を変えることができ、それにより、ユーザに必要な矯正に合わせて調整できる。

他の実施形態において、コンタクトレンズは、１つの大きなベースカーブ変化ではなく複数の小さなベースカーブ変化を可能にするために光学域の複数のチャンバまたはマイクロチャンネルまたはマイクロチューブと組み合わされる単一の周辺リザーバから形成される内部キャビティを含んでおり、それにより、これらの変化をもたらすために必要とされる圧力および流体量がかなり減少される。コンタクトレンズに生じる寸法変化は、最小眼瞼圧下で最大屈折変化を可能にする設計上の特徴を有するため、特に眼に対する眼瞼付着圧が年齢と共に減少することを考慮すると、リザーバレンズの利益を享受できる患者の範囲が劇的に増大する。また、本発明は、正視の老視者（読むための矯正のみを必要とし、遠見のための矯正を必要としない個人）を含むように想定し得る受益者の集団も広げるが、正視の老視者の眼瞼圧は、従来技術におけるリザーバレンズにとっては不十分である。本発明はこの集団に役立つ。なぜなら、本製品が遠見での明瞭さを減らし、それにより、これらの構造がさもなければ明瞭な遠見視力を有する個人に受け入れられなくなるからである。

他の実施形態では、光学域で周辺リザーバとマイクロチューブとの間に隔膜を配置することができ、それにより、流体自体ではなく流体圧のみが交換される。これにより、屈折率または粘性率などの異なる特性を有する流体をコンタクトレンズの異なる領域で使用できる。

これらの構造は、多くの異なる技術によって製造することができる。例えば、コンタクトレンズの２つの半体の積層によって形成できるこの実施形態の１つの変形例を例として挙げると、１つの半体がリザーバ輪郭を伴いかつもう１つの半体がリザーバ輪郭を伴わず、あるいは、それぞれの半体が意図されるリザーバの半分の表面輪郭を伴う。この積層実施形態の他の変形例は、３つのコンタクトのサンドイッチを形成する技術であり、この場合、中央のコンタクトが意図されるリザーバの形状を成す「打ち抜き」を有し、一方、他の２つのコンタクトがリザーバへの「打ち抜き」をシールする。内部リザーバを形成するための他の技術は、「バルーンリザーバ」を予備成形し、その後、それを射出成形プロセス中にコンタクトレンズの内側に封入することである。内部リザーバを形成するための他の技術は、レーザ（例えば、エキシマレーザ）を使用してリザーバの一部または全部をエッチング除去することである。更なる他の技術は、層状「印刷重合」によってコンタクトレンズを形成するためにＵＶの存在下でモノマーの細かい噴霧と重合剤の細かい噴霧とを組み合わせることを伴う。これらの技術を組み合わせて使用することもできる。

図１Ａは、本発明に係る流体リザーバを伴うコンタクトレンズを示している。 図１Ｂは、本発明に係る流体リザーバを伴うコンタクトレンズを示している。 図２Ａは、封入流体チャンバ内の流体移動に派生する屈折変化を含むことができるコンタクトレンズ内の構造の側面図および断面図を示している。 図２Ｂは、封入流体チャンバ内の流体移動に派生する屈折変化を含むことができるコンタクトレンズ内の構造の側面図および断面図を示している。 図２Ｃは、封入流体チャンバ内の流体移動に派生する屈折変化を含むことができるコンタクトレンズ内の構造の側面図および断面図を示している。 図３は、光学域にマイクロチャンネル小管を伴って形成されるリザーバとマイクロチャンネル小管を伴わずに形成されるリザーバとの間の内部流体量の違いを示している。 図４は、光学域の流体力学的な周方向圧縮によって前ベースカーブを再形成する代わりの方法を示している。 図５はそれぞれ、リザーバが内部凸面上、内部凹面上、および、両方のタイプの内面上に配置される場合の内部流体リザーバを形成するための２層積層技術を示している。 図７Ａは、内部流体リザーバを充填するための代わりの方法を示している。 図７Ｂは、内部流体リザーバを充填するための代わりの方法を示している。 図７Ｃは、内部流体リザーバを充填するための代わりの方法を示している。 図７Ｄは、内部流体リザーバを充填するための代わりの方法を示している。 コンタクトの内側に予備成形バルーンリザーバを封入する１段階方法を示している。 コンタクトの内側に予備成形バルーンリザーバを封入する２段階方法を示している。 湿潤ゲル射出成形の積層によって内部リザーバを形成するための方法を示している。 湿潤ゲル射出成形の積層によって４部品モールドを使用して流体力学的リザーバを含むコンタクトレンズを構成するための製造概略を示している。 湿潤ゲル射出成形の積層によって予備成形バルーンリザーバを封入するために４部品モールドを使用して流体力学的リザーバを含むコンタクトレンズを構成するための製造概略を示している。 図１２は、流体力学的リザーバを含むコンタクトレンズを構成するための３Ｄ印刷重合の水平技術および垂直技術を示している。 図１２Ａは、流体力学的リザーバを含むコンタクトレンズを構成するための３Ｄ印刷重合の水平技術および垂直技術を示している。 流体力学的リザーバを含むコンタクトレンズを構成するためのレーザエッチング技術を示している。

本発明は、眼の焦点を動的に適合させるために役立つ新規な物理的特性を示すことができるコンタクトレンズを製造するための様々な設計および技術を開示する。より具体的には、コンタクトレンズの内側に収容された流体のリザーバ（図１の１６）に対して眼瞼（図１の３４）によりもたらされる凝視依存性圧力変動によってその屈折特性を動的に変えるソフトコンタクトレンズ（図１ １０）の製造のための設計および製造技術が開示されている。以下の例は、本発明の一般概念を示している。

一般に、この実施形態は、多くの異なる技術によってコンタクトレンズの内側にリザーバを形成することによって達成することができる。１つの技術は例えば積層プロセスによって成すことができる。このプロセスは、２つのコンタクトレンズ表面を周辺で接合して形成し（図１Ｂの８）、それらの間に所定の形状を有するリザーバ（図１の１６）を画定することを伴ってもよい。図１Ａに示されるように、本発明にしたがって構成されるレンズ２４は、任意の光学的効果を有していてもいなくてもよい標準的な遠見視力コンタクトレンズと同じ特性を有する上側部分１２と、リザーバ１６と共に形成される下側部分１４とを有するシェルから成って形成される。このリザーバ１６は、上方へ延びる円形部分１７がコンタクトの中心へと突き出す状態で下方を向く文字Ｄにやや似て形成される。リザーバ１６の下側領域１９は、その内部の凸面と凹面との間に間隔または隙間を有し、一方、領域１７では、内部の凸面および凹面が殆ど隙間を有していない。コンタクト２４が眼３０の中に配置されると、リザーバ１６は、コンタクトレンズの下部から、瞳孔３２を通過する視軸線へと上方へ延びる。リザーバ１６は、生理食塩水などの毒性の無い眼に優しい流体、コンタクトレンズ潤滑剤、人工涙液、または、シリコン油などの他の無毒性材料で満たされる。視軸線Ｘ−Ｘを規定する領域１７では、主凝視図２Ｂ ＰＧ中、リザーバ１６の内側後凸面１７Ａおよび内側前凹面１７Ｂが付着状態にある。リザーバの最外層１７Ｂは図２Ｂに示されるように膨張性である。挿入時、リザーバの重量により、レンズが図示の位置をとる。すなわち、リザーバがレンズの下端位置に配置される。

人は、遠見視力において真っ直ぐに前方を凝視する場合、リザーバ１６の領域１７内に配置される光学域１８を通過する光軸線Ｘ−Ｘに沿って見ている。この位置では、図２Ａに示されるように、流体がリザーバ１６の下側部分１９に堆積される。この形態において、着用者が１８を通じて覗き込んでいるレンズ２４の部分は、着用者の視力に光学的影響を与えないか、あるいは、遠見視力を与えるように構成される。

近見視力へ変えるため、眼は、主凝視（図２ＡのＰＧ）から下方凝視（図２ＢのＤＧ）へと下げられる。この下方凝視では、コンタクトレンズ２４に作用する下眼瞼３４の圧力により、リザーバ１６の領域１９内の流体が上昇し、それにより、図２Ｂに示されるようにリザーバ部分１７が満たされて拡張される。言い換えると、通常は下方凝視中に眼球に対して直接に圧力を加える下眼瞼３４は、このとき、このリザーバの下側部分（図２Ｂの１９）を圧縮して、視覚光学域１８内に位置される領域１７へと流体を押し上げるために使用される。結果として、図２Ｂの部分１７の層１７Ｂが更にスティープなベースカーブへと変形され、それにより、コンタクトレンズの屈折力の変化が引き起こされる。用語「スティープ化する」は、技術用語であり、レンズを更に凸状にするレンズの歪みに関連する。部分１７に到達する流体の量を制御し、前面ベースカーブの変化全体を制御し、コンタクトレンズの屈折力変化を引き起こす下方凝視の深さに応じて、このレンズは、遠近両用レンズに類似する近見加入度数の滑らかな進行を生み出すことができ有益である。本質的に、これが行なうことは、例えば、近視を矯正するために使用されるレンズを採用することであり、また、徐々に、それを、視軸線でその前ベースカーブを増大することによって殆どマイナスにしない（同じことがプラスレンズに当てはまるが、その倍率を減少させる代わりに、ベースカーブの増大がその屈折力を増大させる）。また、これは、ベースカーブの原位置変動によって凝視依存性多焦点レンズを生み出す。

遠見視力焦点に戻すため、コンタクトレンズを着用する着用者が下眼瞼３４の背後から上方を見上げ、それにより、下側リザーバ１９に作用する圧力が解放されるとともに、流体が、光軸線Ｘ−Ｘから離れるようにリザーバ部分１７から下方へと流れて、レンズの底部にあるリザーバ１６の部分１９へと戻ることができる。この作用は、スクィージーとして作用する上眼瞼によって更に助けられ（まばたき中に同じ「付着力」を利用する）、それにより、リザーバの上側部分がリザーバの下部へと後退して空になる。これは、コンタクトレンズの膨張した外面ベースカーブ１７Ｂを再び平らにし、それにより、表面１７Ａ、１７Ｂが元の付着状態に配置され、その結果、焦点が遠見に戻る。

開示される他の実施形態は、レンズ内で使用される流体力学的な流体の量を最小にするための技術である。これは、中心光学域リザーバを単一キャビティ（図３Ａの３００）から一連のマイクロチャネル（図３Ｆの３１０）へと変換することにより達成できる。各マイクロチャンネルの直径が単一チャンバリザーバの直径よりも十分に小さいという事実に起因して（図３Ｂ対図３Ｇおよび図３Ｄ対図３Ｉ）、サジタルデプスがかなり減少される（図３Ｃ対図３Ｈおよび図３Ｅ対図３Ｊ）。したがって、各マイクロチャンネルを等価な単一リザーバベースカーブへと膨張させるために必要とされる量はかなり減少される（図３Ｋ）。更に膨張されると、これらのマイクロチャンネルは、更に大きな単一レンズベースカーブ変化によって引き起こされる焦点距離変化によく似る一連の配列の「プラスシリンダーバー」として作用する。この実施形態は、その眼瞼圧力が単一光学域リザーバレンズにとって不十分な個人を含むように想定し得る受益者の人数および年齢範囲を広げる。

図４Ａ−４Ｆは本発明の更に他の実施形態を示している。この実施形態も、コンタクトレンズ４１０の底部に配置されかつ先の実施形態の場合とおよそ同じサイズおよび形状を有するリザーバ４１６を含んでいる。しかしながら、上側チャンバ４２０は、シールされた光学域４１９を取り囲む１つ以上の環状マイクロチャンネル４１１を含む。光学域４１９は、液体、ゲル、または、柔軟な固体で満たされる。環状マイクロチャンネル４２０は、他の実施形態に関して説明される態様でリザーバ４１６からの流体または流体圧を（適切な隔膜を通じて）交換することができる。着用者は、遠見視力において真っ直ぐに前方を凝視すると、部分４１９を通過する光軸線に沿って見る。この位置において、周囲のリング４１１内の流体は、最初にあるいは全体にわたって、図４Ａおよび図４Ｃに示されるようにリザーバ４１６の下部内に配置され、それにより、外周リングが非拡張状態または収縮状態にされる。この形態において、着用者が覗き込んでいるレンズの部分４１９は、着用者の視力に対して光学的影響を与えないようにあるいは遠見視力を与えるように構成される。

近見視力へ変えるため、眼が下げられ、また、コンタクトレンズ４１０に作用する下眼瞼４３４の圧力によって、リザーバ４１６内の流体が上昇し、それにより、図４Ｄ−４Ｆに示されるように、部分４１９を取り囲むマイクロチャンネル４１１が満たされて拡張される。言い換えると、通常は下方凝視中に眼球に対して直接に圧力を加える下眼瞼４３４は、今や、リザーバを圧縮して、外周マイクロチャンネルまたはリング４１１へと流体を押し上げるために使用される。結果として、中心光学域４１９は、内側に圧縮されて更にスティープなベースカーブまたは更に凸状のレンズ面へと変形され、それにより、コンタクトレンズの光学特性の変化が引き起こされる（図４Ｄ−４Ｆを参照）。下方凝視の深さは、コンタクトレンズの光学特性を規定し、したがって、下方凝視の進行に対する光学変化の進行を決定付け有益である。これは、ベースカーブの原位置変動によって凝視依存性多焦点レンズを生み出す。

遠見視力焦点に戻すため、着用者が上方を見上げ、それにより、コンタクトレンズが上方へ移動して下眼瞼４３４から離れ、その結果、下側リザーバに作用する圧力が解放されるとともに、マイクロチャンネル４１１からの流体が元の周辺リザーバ４１６へと下方へ流れる。この作用は、中心光学域４１９に作用する任意の変形圧力を除去する。この作用は、スクィージーとして作用する上眼瞼４３６によって更に助けられ（まばたき中に同じ「付着力」を利用する）、それにより、膨張した中心光学域４１９が平坦化され、焦点が遠見に戻る。

レンズで使用される最適な流体力学的な流体は、生理学的に不活性でなければならず、また、コンタクトレンズポリマーを通じて拡散できずかつ酸素を伝えることができなければならない。本発明の１つの実施形態は、医療グレードのフッ素化シリコン油（例えば、複雑な網膜剥離修復のための網膜内タンポン挿入法において使用されるシリコン油ＲＭＮ３混合物）を使用する。他の実施形態は、フッ素化シリコンが表面に結合されたＦｌｏｍｂｉｎｓまたは多孔質のミクロスフェアを使用する。これらの小さい球は、凝集体の状態で流体として作用するストリング上の非常に小さく非常に滑らかなボールベアリングに類似している。しかし、流体とは異なり、それらは非常に大きいためにコンタクトレンズポリマーのマトリクスを通じて拡散できない。

流体力学的な流体をコンタクトレンズリザーバへ導入する幾つかの方法がある。１つの実施形態は、指定された量をコンタクトレンズの外側半分の凹部側のリザーバ部内へ積層前に配置することである（図７Ａ）。他の実施形態は、コンタクトレンズシェル８２の凸面上にチャンネル（図７Ｃの８３）を積層しあるいは形成する前に、コンタクトレンズシェルの周辺リザーバ部７０内に、コンタクトレンズの周縁からリザーバへと通じる非常に小さい穴（図７Ｂの７２）を設けることを伴う。それから、２つの側を互いに積層した後、シリンジおよびマイクロフィルチップセットアップを用いて前面穴または周縁チャンネルを通じてリザーバを充填する。その後、穴またはチャンネル内へ導入される一滴の未加工モノマーを重合することにより、充填ポートをシールする。

他の実施形態は、両側およびリザーバ輪郭を無毒性の眼に優しい未加工モノマーでコーティングして満たした後、その後に流体力学的な流体として作用する液体モノマーで満たされるリザーバを残して表面および外周のみを注意深く重合することである。

更なる他の実施形態は、予め満たされたバルーン（豊胸インプラントと同様）をリザーバ輪郭内へ配置した後に２つのコンタクトシェルを互いに積層することである。

前述した一般概念を利用して、以下の節は、コンタクトレンズの屈折性の機械的、物理的、および、光学的な変化を引き起こすために、流体または流体圧を周辺蓄積域から中心光学域へと再配分する目的で、封入流体で満たされる空間をコンタクトレンズの内側に形成する特定の製造技術を対象とする。

積層技術による多焦点コンタクトレンズ流体力学的リザーバ
前述したように、この実施形態は、コンタクトレンズの屈折性を機械的、物理的、および、光学的に変化させる目的で、流体または流体圧を周辺蓄積域から中心光学域へと再配分することができるリザーバをコンタクトレンズ内に形成するための技術を説明しようとしている。

この実施形態において、中心リザーバ（図１の１６）を有するコンタクトレンズは、コンタクトレンズの２つの半体の積層によって形成される。この場合、一方の半体がリザーバ輪郭を伴い、もう一方の半体がリザーバ輪郭を伴わず、あるいは、それぞれの半体が意図される内部リザーバの半分の輪郭を伴う一方で、それらのそれぞれの外面は、適合するように、安定するように、および、患者の遠見視力屈折障害を光学的に矯正するように輪郭付けられる。これらの半体は、切削加工、射出成形、レーザエッチング、または、層状「印刷重合」によって構成することができる。

図５Ａ−５Ｃは、コンタクトを互いに積層して中心リザーバを形成するためのプロセスを示しているが、それぞれはリザーバにおける様々な配置を描いている。図５Ａにおいて、コンタクトレンズシェル２０は、その凹面２７が角膜に適合するように構成されている。その凸面２５の一部は、コンタクトレンズシェル２２の凹面２６と正確に合わさるように構成される。残りの部分である領域２１は、意図されるリザーバの形状の凹陥部を含むように構成される。光学粋部位（図２Ａ−Ｃの１８）にあるリザーバ１６の領域１７は、中心に、実際の窪みまたは間隔を有していないが、領域１９の周囲で深くなっている。この形態により、コンタクトレンズの２つの半体は、合わされると、中心（図２Ａの１７）に隙間が殆ど無くなるが、周囲（図２Ａの１９）に隙間または空間を有する。この隙間は、圧力が領域（図２Ｂの１９）に加えられえるときに隙間が閉じられて流体が領域（図２Ｂの１７）へと押し出されるべく雄輪郭（図５Ｃの４１）と雌輪郭（図５Ｃの４３）とから成るように構成されることが好ましい。

これらの全ての例では、この形態により、光学域の外面半径またはベースカーブがコンタクトレンズの全体の遠見視力を設定することができる。これは、中心光学域における内部リザーバの両側の表面が、非膨張状態で互いに接触し、したがって、光学的に作用し始めないからである。また、この形態は、流体力学的な流体を「蓄える」ために周囲（図２Ｂの１９）に空間も形成し、上記流体は、患者が主凝視（図２ＢＰＧ）から下方凝視（図２ＢのＤＧ）へと見るときに下眼瞼（ＬＬ）によって圧縮されるようになり、それにより、流体は、光学域１８におけるリザーバ１６の「隙間が無い」領域１７へと上方へ流れ、その結果、前半径図２Ｂ １７Ｂが更にスティープなベースカーブへと弓状に湾曲し、これにより、レンズが光学的に更にプラスとなって、近見での合焦が助けられる。

この積層実施形態の他の変形は、３つのコンタクトのサンドイッチを形成する技術である。この場合、中心コンタクドは、意図されるリザーバの形状を成す「打ち抜き」（図５Ｄの５３）を有し、一方、他の２つのコンタクト５０および５５は、リザーバへの「打ち抜き」をシールする。中心打ち抜きコンタクトレンズは、中心が非常に薄い状態から厚い周辺域へとテーパが付けられておりあるいはテーパを有していなくてもよく、また、５０の凸状カーブおよび／または５５の凹状カーブの中心部は、５２と５５との間の中心の隙間を満たすように当接する（図５Ｄの５１および５６参照）。いずれにしても、この形態は、２つの外側シールコンタクト同士の間の中心に隙間をもたらさないが、流体力学的な流体のための空間を周囲に形成する。

射出成形封入による多焦点コンタクトレンズ流体力学的リザーバ
この実施形態において、流体力学的リザーバは、予備成形されたバルーンの周囲で未加工モノマーを重合させることによって形成される。このプロセスは「湿潤ゲル」状態で起こり、それにより、ポリマーがその水和した等価な拡張状態を形作ることができる。これは、水和しているポリマーマトリクスと封入された拡張しないバルーンリザーバとの間で起こる場合がある拡張問題を防止する。

図８に見られるように、バルーンリザーバ８０は、意図された仕上がったコンタクトレンズの輪郭に追従するように形成される。バルーンリザーバは、シリコンから形成されるとともに、フッ素化シリコン油のような流体力学的物質で満たされる。また、バルーンリザーバは、豊胸インプラントと同様に防水材料から形成されて生理食塩水で満たすこともできる。バルーンリザーバは、内部において、それがコンタクトレンズの光学域を通る部位におけるリザーバ８０の凹状領域８０Ａとリザーバ８０の凸状領域との間に、周囲の空間８０Ｓを増大するほぼゼロの隙間８０ＺＣを有するように形成される。バルーンリザーバは、その凸面上に、スペーサまたはサスペンションテザーとして作用するコンタクトレンズポリマーのストリップを有することができ、それにより、バルーンは、外側モールドの凹面８５から外れて載置する。

バルーンリザーバが所定位置にあると、あるいは、バルーンリザーバが眼球表面８２輪郭モールドと外面モールド８４との間で浮遊されると、未加工モノマーを注入することができ、また、重合を行なうことができる。コンタクトレンズの内側にバルーンが封入された完成製品８６は、ゼラチン内に果物が浮遊された外観を有する。

この方法の変形は、２段階手法を優先して、バルーンの浮遊を無しで済ませる。第１の段階は、リザーバを組み込む眼球表面半体（図９の９６）を形成することである。その後、段階２において、射出成形が外面を眼球表面バルーンリザーバスカート上に積層する。

図９に見られるように、バルーンリザーバ９０が内面モールド９２の凹面９１に接触して配置され、モールド９２が眼球表面モールド部によって閉じられる。未加工モノマーの注入および重合が眼球表面バルーンリザーバスカート９６を形成する。このスカートは、その後、外側モールド９８へと移される。この場合、外側モールドは、射出成形積層によってスカートの外面９９を受ける。眼球表面／バルーンリザーバスカート９６と外面９９との組み合わせが完成製品１００をもたらす。この時点で、コンタクトをその拡張溶液で洗い流して水和させることができる。

この実施形態の更に他の変形は、２組の射出成形シェルを形成することであり、それぞれのシェルは、図３、４、５、６に示されるように、その表面輪郭の一部が内部リザーバを形成するとともに、外側眼球取り付け面および光学要素を有している。一般概念が図１０に描かれている。図１０において、眼球表面輪郭１１２を含むモールド１１０は、滑らかな中心積層表面輪郭１１６を含むモールド１１４と一緒にされ、それにより、眼球表面シェル１２６が形成される。この形成と同時に、マイクロ充填チャンネル１１９Ｃのための輪郭を伴うリザーバ輪郭１１９Ｂを凹面上に含みかつ凸状外面上に輪郭１２４Ａを含む外側シェル１２８は、滑らかな凸状中央積層面１２０およびバンプアウトリザーバ輪郭１１９およびバンプアウト流体チャンネル輪郭１１９Ａを含むモールド１１８と、外側凸面輪郭１２４を含むモールド１２２とを一緒にすることによって形成される。その後、シェル１２６、１２８が互いに積層されて、リザーバ１１９Ｄおよびマイクロ充填チャンネル１１９Ｅを含むコンタクトレンズ１３０がもたらされる。このリザーバは、その後、マイクロフィルチップ付きシリンジセットアップ１３２により液状シリコンで満たされ、一滴のモノマーをアクセスチャンネルで重合させることによりシールされる。

この製造プロセスが更に図１１に描かれている。このプロセスにおいて、モールド２００は４つのヒンジ付きサブモールド１１０、１１４、１１８、１２２から成る。モノマーがモールド１１０、１１８に加えられた後、モ−ルド２００は、サブモールド１１０、１１４が一致しかつ同様にサブモールド１１８、１２２も一致するように垂直ヒンジに沿って折り重ねられる。それぞれの対においてモノマーが硬化することにより、コンタクトレンズ半体１２６、１２８がもたらされる。折り重ねたものを広げた後、モノマーが注意深く１２６の凸面上および１２８の凹面上に加えられ、それにより、図１Ｂに示されるように積層の領域に従うようにする。その後、モールド２００が水平ヒンジに沿って折り重ねられ、また、リザーバ全体を覆うＵＶマスクが所定位置に配置される。硬化後、モールドが開かれ、リザーバが流体力学的な流体で満たされる。一滴のモノマーの導入および硬化が充填ポートをシールする。今や、完成した流体力学的多焦点コンタクト１３０をその拡張溶液で洗い流して水和させ、ラベル付けして出荷することができる。

図１１Ａは、バルーンリザーバが１２６と１２８との間で積層される点を除いて同様のプロセスを描いている。

３次元印刷重合技術による多焦点コンタクトレンズ流体力学的リザーバ
前述した技術とは異なり、この実施形態は、コンタクトレンズの屈折性を機械的、物理的、および、光学的に変化させる目的で流体または流体圧を周辺蓄積域から中心光学域へと再配分することができる既に流体力学的な流体（例えば、重合されていないコンタクトレンズモノマーの残り）で満たされたリザーバを備えるコンタクトレンズへと未加工コンタクトレンズモノマーを部分的に重合させるための技術を説明しようとしている。

図１２に描かれるように、この態様でコンタクトレンズを形成するためには、液体モノマーが固体ポリマーへと変換する方法を制御する必要がある。前述したように、このプロセスは、熱、化学、または、電磁的な手段によって達成することができる。加熱方法および化学方法はいずれも、重合中に微細部を形成するために容易に使用できない。一方、紫外（ＵＶ）光は、注意深い刻設重合作用物として作用するように容易に操作できる。

互いの上に非常に薄い層を注意深く融合させて完成物を作り上げることにより３次元物体が形成される３次元印刷と同様に、この実施形態は、横たえられると直ぐにスプレーを重合するためにＵＶ光源と組み合わされる「インクジェット」印字ヘッドの使用を開示する。眼に優しくない印字ヘッド１４８Ａのノズル１４８ｐからの重合剤が中断されると、重合プロセスは、中心リザーバの形状を成す液体充填領域を残したまま停止することが有益であり、それにより、未加工モノマーを流体力学的な流体として使用することができる。これは、未加工モノマーが眼毒性の重合剤を含んでいないからである。これにより、レンズが形成されているときにレンズを充填することができる。また、モノマーおよび重合剤の両方の噴射を完全に中断するとともに、更なる印字ヘッドノズルを加えてリザーバをシリコン油のような流体力学的物質で満たすこともできる。

ＵＶ透過モールドの使用と組み合わせてＵＶビーム直径を変えることにより、流体力学的な流体として作用する非重合モノマーで満たされる内部リザーバを含む固体コンタクトレンズへと液体モノマーを非常に正確に刻設することができる。図１２に見られるように、モノマーノズル１４８Ｍ、重合剤ノズル１４８Ｐ、および、内蔵ＵＶ光源１４８ＵＶを含むスプレーヘッド１４８が１４５の周囲、モールド１４０の内側でゆっくりと回転され、また、図１４２、１４４、１４６によってそれぞれ表わされるように連続パスによってコンタクトレンズがゆっくりと形成される。リザーバ１４３が構成されるべき領域にスプレーヘッドが達すると、ノズルヘッド１４８Ａのノズル１４８Ｐが重合剤の噴射を中断する。これにより、モノマーのポリマーへの変換が停止される。このようにして、連続パスにわたって、重合プロセスが行なわれる場所および時期を注意深く制御しつつ、コンタクトレンズの中心部内に意図されるリザーバの輪郭壁を含むコンタクトレンズ全体を構成できると同時に、モノマーをその重合されない液体状態１４３のままにすることによってリザーバを「充填する」ことができる。

図１２Ａは、コンタクトレンズが前凸面から後凹面へと水平に構成されるのではなく下端から上端へと垂直に構成される点を除き、同様のプロセスを描いている。

レーザエッチング技術による多焦点コンタクトレンズ流体力学的リザーバ
この技術の実施形態は、コンタクトレンズが部分的にあるいは更には完全に重合された後にコンタクトレンズ内にリザーバを形成するための方法を記述した。前述したように、このリザーバは、コンタクトレンズの屈折性を機械的、物理的、および、光学的に変化させる目的で流体または流体圧を周辺蓄積域から中心光学域へと再配分するためのものである。

角膜屈折矯正手術での使用に関して検討されたプロセスと同様、このプロセスは、例えば、既に重合されたコンタクトレンズの内面上に合焦されるエキシマレーザを使用する。図１３に見られるように、レーザ１５３のビーム１５５のエネルギは、ポリマーの分子結合を分離するために完全に形成されたコンタクトレンズ１５０の内側に合焦される。ビームが前後に掃引されると、意図される内部流体リザーバの輪郭が形成される１５４。このエッチングプロセスは、コンタクトの内側のリザーバ１５８全体またはマイクロチャンネルのような一部を空洞にするために使用することができ、あるいは、その後に互いに積層されて完成リザーバを形成する２つの半体の表面上にリザーバの意図される輪郭を形成するために使用することができる。リザーバが形成されると、図７ＢおよびＣに類似するレーザによって形成される表面ポートを通じてあるいは注入７Ｄによって流体を導入することができる。その後、一滴の未加工コンタクトレンズモノマーを重合することにより充填ポートをシールすることができる。

以上の節は、コンタクトレンズの屈折性を機械的、物理的、および、光学的に変化させる目的で流体または流体圧を周辺リザーバから中心光学域へと再配分することができる流体充填リザーバを含む親水性コンタクトレンズを形成する方法の一般的な説明である。流体力学的な力によって引き起こされる屈折変化を受けることができるコンタクトレンズを形成するための一般設計および構成技術の点でのみ有益な網羅的または限定的なものであることを意味するものではない。当業者に明らかなように、添付の請求項に規定される本発明の範囲から逸脱することなく、本発明に対して多くの変形、組み合わせ、または、他の変更を容易に想起または実施することができる。

Claims (30)

1. 焦点を変えることができるコンタクトレンズであって、
   人の眼の視覚を改善するために人の眼の一部分上に装着するように寸法付けられて形成されたレンズ本体を備え、
   前記レンズ本体が、柔軟材料から形成されるとともに、第１の光学特性を有する第１の形状と、第２の光学特性を有する第２の形状とを有し、前記レンズ本体が、圧力に応じて前記第１の形状と前記第２の形状との間で選択的に変わる、コンタクトレンズ。
2. 前記レンズ本体が、前記形状を選択的にスティープ化することによって前記第１の形状と前記第２の形状との間で変えられる、請求項１に記載のコンタクトレンズ。
3. 前記レンズ本体が、中心軸線を規定するとともに、当該コンタクトレンズ内に配置されかつ流体で満たされるリザーバを含み、前記リザーバが、当該コンタクトレンズの前記中心軸線から離間して配置される１つの部分と、眼の中心軸線上に延びる第２のリザーバ部分とを含み、
   前記第１の形状は、前記第２の部分が空の状態として規定され、
   前記第２の形状は、前記リザーバ部分が前記流体で満たされた状態として規定されている、請求項１に記載のコンタクトレンズ。
4. 前記リザーバが、前記レンズ本体と同じ屈折率を有する液体で満たされている、請求項３に記載のコンタクトレンズ。
5. 前記リザーバが、前記レンズ本体の屈折率とは異なる屈折率を有する液体で満たされている、請求項３に記載のコンタクトレンズ。
6. 前記レンズ本体が、液体で満たされているリザーバを有する状態で形成され、前記リザーバは、圧力がレンズに加えられるときにレンズの光学特性を視軸線に沿って変えるように形成され配置されている、請求項１に記載のレンズ。
7. 前記レンズ本体が、着用者の眼瞼からの圧迫作用に応じて形状を変えるよう構成されている、請求項６に記載のレンズ。
8. 円形のレンズ本体であって、該レンズ本体が眼の中に配置されるときに着用者が覗き込んで見る視軸線を含む上部と、下部とを有するレンズ本体と、
   前記レンズ本体内に形成されるリザーバであって、第１の部分および第２の部分を含み、液体で満たされるとともに、前記部分内の流体の量に基づいて前記視軸線に沿って第１の光学特性および第２の光学特性のうちの１つをレンズに与えるために前記レンズ本体と協働するリザーバと、
   を備えるソフトコンタクトレンズ。
9. 前記リザーバが、前記流体が前記部分の一方から他方へと移動されるときにレンズの曲率を選択的にスティープ化するよう構成されている、請求項８に記載のソフトコンタクトレンズ。
10. 前記流体が前記レンズ本体と同じ屈折率を有する、請求項９に記載のソフトコンタクトレンズ。
11. 前記流体が前記レンズ本体と異なる屈折率を有する、請求項８に記載のソフトコンタクトレンズ。
12. 人によって着用されるときに視力矯正を選択的に行なう中心部を有するディスク形状の本体と、
    前記中心部から離間して前記本体内に形成されるとともに、人が下方および前方を凝視するときに人の眼瞼によって選択的に加圧および減圧されるように位置される流体リザーバと、
    前記中心部に配置されかつ前記流体リザーバ内の圧力に依存する圧力を有する流体で満たされるマイクロチャンネルを有し、前記マイクロチャンネルが、前記リザーバの圧力の変化に応じて前記中心部の曲率を変えることによってレンズの光学特性を変えるように配置されて構成されている、チャンバと、
    を備えるソフトコンタクトレンズ。
13. 前記レンズ本体が、前記形状を選択的にスティープ化または非スティープ化することによって前記マイクロチャンネルにより前記第１の形状と前記第２の形状との間で変えられる、請求項１２に記載のソフトコンタクトレンズ。
14. 前記リザーバが、前記レンズ本体の屈折率とは異なる屈折率を有する液体で満たされている、請求項１２に記載のソフトコンタクトレンズ。
15. 前記レンズ本体が、着用者の眼瞼からの圧迫作用に応じて形状を変えるよう構成されている、請求項１２に記載のソフトコンタクトレンズ。
16. 前記リザーバと前記チャンバとの間で圧力を伝えるように配置された隔膜を更に備える、請求項１２に記載のソフトコンタクトレンズ。
17. 円形のレンズ本体であって、前記レンズ本体が眼の中に配置されるときに着用者が覗き込んで見る視軸線を規定する中心域と、下部とを有するレンズ本体と、
    前記下部内に形成されるリザーバと、
    前記中心域に配置され、前記リザーバと流体連通する少なくとも１つのマイクロチャンネルを含むチャンバであって、前記リザーバ内および前記チャンバ内の流体の相対的な量に基づいて前記視軸線に沿って第１の光学特性および第２の光学特性のうちの１つをレンズに与えるために前記リザーバおよび前記チャンバが前記レンズ本体と協働する、チャンバと、
    を備えるソフトコンタクトレンズ。
18. 前記チャンバが、前記流体が前記チャンバと前記リザーバとの間で移動されるときにレンズの曲率を選択的にスティープ化または非スティープ化するよう構成されている、請求項１７に記載のソフトコンタクトレンズ。
19. 前記視軸線が前記第１の部分を通過し、前記第１の部分が液体で満たされるときに、前記レンズ本体の後部、前記第１の部分、および、前記レンズ本体の前部を含むマルチレンズ経路を前記視軸線に沿って形成するために前記レンズ本体および前記リザーバが協働する、請求項１７に記載のソフトコンタクトレンズ。
20. 前記視軸線が前記第１の部分を通過し、前記第１の部分が液体で満たされるときに、前記レンズが、前記流体の光学特性に主に依存する屈折力を有する、請求項１７に記載のソフトコンタクトレンズ。
21. 前記レンズ本体が、着用者が真っ直ぐに見るあるいは下方を見るのに応じて前記リザーバと前記中心域との間で前記液体を移すように形成され構成されている、請求項１７に記載のソフトコンタクトレンズ。
22. 前記レンズ本体が、着用者の眼瞼の拭き取り作用に応答するようになっており、前記拭き取り作用が前記レンズに対して圧力を与えることにより、液体が前記リザーバと前記中心域との間で移動する、請求項１７に記載のソフトコンタクトレンズ。
23. コンタクトレンズを形成する方法であって、
    第１のシェルおよび第２のシェルを設けるステップであって、各シェルが内面と外面とを有し、前記シェルのうちの少なくとも一方が前記内面上に窪みを有する、ステップと、
    前記２つの内面が互いに対向する状態で前記シェルを互いに積層して、前記窪みを有するリザーバを形成するステップと、
    前記リザーバを流体で満たすステップと
    を備える、方法。
24. 前記シェルおよび前記流体が同様の光学特性を有する、請求項２３に記載の方法。
25. 前記リザーバに開口を形成して、前記開口を通じて前記リザーバを充填するステップを更に備える、請求項２３に記載の方法。
26. バルーンに前記流体を供給して、前記積層ステップの前に前記バルーンを前記シェル間に挿入するステップを更に備える、請求項２３に記載の方法。
27. 前記シェルがポリマーを使用して積層される、請求項２３に記載の方法。
28. 前記第１のシェルがその外面を伴って形成され、前記外面が人の眼の上に載置するように構成される、請求項２３に記載の方法。
29. 前記窪みが前記第１のシェルに形成される、請求項２３に記載の方法。
30. 前記各シェルがそれぞれの窪みを有して形成される、請求項２３に記載の方法。

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