JP5411099B2 - 製作後の屈折力調節が可能なレンズ - Google Patents

Description

背景
およそ２百万の白内障（ｃａｔａｒａｃｔ）外科処置が毎年、米国で実施されている。処置は、白内障の結晶性水晶体を除去するために前方水晶体被膜（ａｎｔｅｒｉｏｒ ｌｅｎｓ ｃａｐｓｕｌｅ）を切開すること、そしてその場所に眼内レンズを移植することを含むのが通常である。移植レンズの屈折力（ｐｏｗｅｒ）は、患者が付加的な矯正手段（たとえば、眼鏡もしくはコンタクトレンズ）なしにみることができるように（目の長さ、および角膜の弯曲についての手術前の測定にもとづいて）選択される。不幸にも、測定における誤差、および／または変わりやすいレンズの配置および創傷治癒によりこの処置を受ける全患者の約半数は外科手術後に矯正なしには最適の視力を有さない。ＢｒａｎｄｓｅｒらのＡｃｔａ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌ Ｓｃａｎｄ ７５ ： １６２〜１６５ （１９９７）；ＯｓｈｉｋａらのＪ．Ｃｏｔａｒａｃｔ Ｒｅｆｒａｃｔ Ｓｕｒｇ ２４：５０９〜５１４（１９９８）。いったん移植されると、従来の眼内レンズは調節され得ないのが通常であるので、通常、患者は、異なる屈折力のもう１つのレンズで移植レンズを置換すること、または眼鏡もしくはコンタクトレンズのような追加の矯正レンズを用いるに従うことのどちらかを選択しなければならない。利益は前者の危険を上まわらないのが通常であるので、前者はほとんどなされない。

移植およびつづく創傷治癒の後に屈折力が調節されうる眼内レンズは白内障外科手術に関連した手術後の屈折誤差についての理想的な解決策であろう。さらに、このようなレンズはもっと広範な用途を有し、近視、遠視および乱視のようなもっと典型的な状態を矯正するのに用いられうる。角膜を新しい形にするためにレーザーを用いるＬＡＳＩＫのような外科的処置も利用することができるけれども、軽〜中度の近視および遠視が容易に処置されうるにすぎない。対照的に、眼内レンズは、自然の眼の屈折誤差を矯正するための眼鏡もしくはコンタクトレンズのような作用をし、どんな患者の眼にも移植されうる。移植レンズの屈折力は調節されうるので、測定の不ぞろいおよび／または変わりやすいレンズ配置および創傷治癒による手術後の屈折誤差は、うまくその場で適合させられうる。

要約
本発明は、光学素子、特に医用レンズ、ならびにその使用方法に関する。一般的に、本発明のレンズは、（ｉ）第１のポリマーマトリックスおよび（ｉｉ）そこに分散された刺激誘起重合ができる屈折変調組成物を含む。１つの態様において、レンズの少なくとも１部分が適切な刺激にさらされると、屈折変調組成物は第２のポリマーマトリックスを生成し、その生成はレンズの屈折力を改変する。

中心を照射され、ついで調節されたレンズ屈折力を「固定する」ためにレンズ全体を照射する本発明のレンズの概略図である。 種々の量の照射にさらされた後に屈折率を定量するために用いられるプリズム照射処理を示す。 本発明ＩＯＬのフィルター処理されていない波紋のある縞パターンを示す。２つのＲｏｎｃｈｉルーリング間の角度は１２°に設定され、第１および第２の波紋のあるパターンの置換距離は４．９２ｍｍである。 本発明ＩＯＬのフィルター処理されていない波紋のある縞パターンを示す。２つのＲｏｎｃｈｉルーリング間の角度は１２°に設置され、第１および第２の波紋のあるパターンの置換距離は４．９２ｍｍである。 本発明ＩＯＬのロンキーグラムである。Ｒｏｎｃｈｉパターンはレンズの２．６ｍｍ中央領域に相当する。 第２のポリマーマトリックス形成がレンズの形状を変えることによりレンズの性質を変調する第２のメカニズムを示す概略図である。 レーザー処理前のＩＯＬのＲｏｎｃｈｉインターフェログラムを示す。 レーザー処理後のＩＯＬのＲｏｎｃｈｉインターフェログラムを示し、眼内のレンズ屈折力の約＋８．６ジオプトリの変化を表わす。交互の明暗の帯の間隔はレンズ屈折力に比例する。

好適な態様の詳細な説明
本発明は製作後の屈折力調節が可能な光学素子（たとえば、レンズおよびプリズム）に関する。特に、本発明はその屈折力が眼に移植の後にその場で調節されうる眼内レンズに関する。

本発明の光学素子は、第１のポリマーマトリックスおよびそこに分散された屈折変調組成物を含む。第１のポリマーマトリックスは光学素子の骨格を形成し、多くの材料の性質についての責任をもつのが通常である。屈折変調組成物（「ＲＭＣ」）は単一化合物もしくは化合物の組み合わせであってもよく、刺激誘起重合、好適には光重合ができる。ここで使用されるように、「重合」（“ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ”）という用語は、屈折変調組成物の少なくとも１つの成分が反応して、同様の成分もしくは異なる成分と少なくとも１つの共有結合もしくは物理的結合を形成する反応をいう。第１のポリマーマトリックスおよび屈折変調組成物の本体は光学素子の最終用途に依存する。しかし、一般に、第１のポリマーマトリックスおよび屈折変調組成物は、屈折変調組成物を含む成分が第１のポリマーマトリックス中に拡散できるように選ばれる。別な言い方をすると、ゆるい第１のポリマーマトリックスは比較的大きいＲＭＣ成分と対をなす傾向にあり、そして堅い第１のポリマーマトリックスは比較的小さいＲＭＣ成分と対をなす傾向にある。

適切なエネルギー源（たとえば、熱もしくは光）にさらされると、屈折変調組成物は光学素子のさらされた領域に第２のポリマーマトリックスを形成するのが一般である。第２のポリマーマトリックスの存在は、光学素子のこの部分の物質特性を変え、屈折能力を変調する。一般に、第２のポリマーマトリックスの形成は光学素子の作用された部分の屈折率を増加させるのが通常である。さらされた後に、さらされていない領域の屈折変調組成物は時間とともにさらされた領域に移行する。さらされた領域へのＲＭＣ移行量は時間依存性であり、正確に制御されうる。もし十分な時間があれば、ＲＭＣ成分は再び平衡に達し、光学素子（すなわち、第１のポリマーマトリックスであり、さらされた領域を含む）にわたって再分配される。その領域がエネルギー源に再びさらされるとき、その領域（ＲＭＣ組成物が再び平衡化されていたら比較的少ない）に移行した屈折変調組成物（「ＲＭＣ」）は重合して第２のポリマーマトリックスの形成をさらに増加させる。この工程（適切な時間をおくことによりさらすと拡散が生じる）は、光学素子のさらされた領域が所望の特性（たとえば、屈折力、屈折率もしくは形状）に達するまでくり返されうる。この点で、全光学素子は、さらされた領域の外側にある残りのＲＭＣ成分を重合することにより所望のレンズ特性を「固定する」（“ｌｏｃｋ−ｉｎ”）ために、エネルギー源にさらされ、ついでその成分はさらされた領域に移行することができる。すなわち、自由に拡散することができるＲＭＣ成分はもはや利用できないので、エネルギー源に光学素子をつづいてさらすことは、もはや屈折力を変え得ない。図１は１つの本発明の態様を例示し、屈折率変調（したがってレンズ屈折力変調）はついで固定される。

第１のポリマーマトリックスは、光学素子として作用する共有結合的もしくは物理的に結合された構造であり、第１のポリマーマトリックス組成物（「ＦＰＭＣ」）から形成される。一般に、第１のポリマーマトリックス組成物は、重合の際に第１のポリマーマトリックスを形成する１つもしくはそれより多いモノマーを含む。第１のポリマーマトリックス組成物は、重合反応を変調し、または光学素子のいかなる性質をも改良する、いくつもの配合補助物を任意に含みうる。適切なＦＰＭＣモノマーの例はアクリル、メタクリレート、ホスファゼン、シロキサン、ビニル、ホモポリマーおよびそれらのコポリマーを含む。ここで用いられるように、「モノマー」は一緒に結合されて、そのくり返し単位を含むポリマーを形成することができるいかなる単位（ホモポリマーもしくはコポリマーでありうる）も意味する。もしＦＰＭＣモノマーがコポリマーであると、それは同一型のモノマー（たとえば２つの異なるシロキサン）からなっていてもよく、または異なる型のモノマー（たとえば、シロキサンおよびアクリル）からなっていてもよい。

１つの態様において、第１のポリマーマトリックスを形成する１つもしくはそれより多いモノマーは屈折変調組成物の存在下で重合および架橋される。もう１つの態様において第１のポリマーマトリックスを形成する重合性出発物質は屈折変調組成物の存在下に架橋される。どちらのシナリオでも、ＲＭＣ成分は第１のポリマーマトリックスの形成と相溶することができるものでなければならず、妨害するものであってはならない。同様に、第２のポリマーマトリックスの形成も、存在する第１のポリマーマトリックスと相溶することができるものであるべきである。別の言い方をすると第１のポリマーマトリックスおよび第２のポリマーマトリックスは相分離すべきではなく、光学素子による光透過は影響を受けないべきである。

前述のとおり、屈折変調組成物は：（ｉ）第１のポリマーマトリックスと相溶することができる；（ｉｉ）第１のポリマーマトリックスの形成後に刺激誘起重合ができるままである；そして（ｉｉｉ）第１のポリマーマトリックス中で自由に拡散することができる、限りは、単一成分であっても多成分であってもよい。好適な態様において、刺激誘起重合は光誘起重合である。

本発明の光学素子はエレクトロニクスおよびデータ記憶産業において多数の用途を有する。本発明のもう１つの用途は医用レンズとして、特に眼内レンズとしてである。

一般に２つの種類の眼内レンズ（「ＩＯＬ」）がある。第１の型の眼内レンズは眼の自然の水晶体を置換する。このような手順のもっとも一般的な理由は白内障である。第２の型の眼内レンズは永続的な矯正レンズとして現存するレンズおよび機能を補充する。この型のレンズ（レンズ豆形（ｐｈａｋｉｃ）眼内レンズといわれることがある）は眼のいかなる屈折誤差をも矯正するために前もしくは後眼房（ａｎｔｅｒｉｏｒ ｏｒ ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ ｃｈａｍｂｅｒ）に移植される。理論的には、正常視（すなわち、無限遠の光線から網膜に完全な焦点を結ぶ）に要求されるどの型の眼内レンズも正確に測定されうる。しかし、実際には、角膜測定における誤差、および／または種々のレンズ配置ならびに創傷治癒により、ＩＯＬ移植を受けている全患者の約半数のみが手術後に追加の矯正の必要なしに最良の可能な視力を有するにすぎないと算定される。従来技術のＩＯＬは外科手術後の屈折力調節が不可能であるのが通常であるので、残りの患者は外部的レンズ（たとえば、眼鏡もしくはコンタクトレンズ）のような他の型の視力矯正または角膜外科手術に頼らなければならない。これらの型の追加的矯正手段に対する必要性は、本発明の眼内レンズの使用で対処される。

本発明の眼内レンズは第１のポリマーマトリックスおよびそこに分散された屈折変調組成物を含む。第１のポリマーマトリックスおよび屈折変調組成物は上述のとおり、得られるレンズが生体適合性を有することが要求される。

適切な第１のポリマーマトリックスの例は：ポリアルキルアクリレートおよびポリヒドロキシアルキルアクリレートのようなポリアクリレート；ポリメチルメタクリレート（「ＰＭＭＡ」）、ポリヒドロキシエチルメタクリレート（「ＰＨＥＭＡ」）、およびポリヒドロキシプロピルメタクリレート（「ＨＰＭＡ」）のようなポリメタクリレート；ポリスチレンおよびポリビニルピロリドン（「ＰＮＶＰ」）のようなポリビニル：ポリジメチルシロキサンのようなポリシロキサン；ポリホスファゼン、およびそれらのコポリマー、を含む。米国特許第４，２６０，７２５号明細書ならびにそこに引用される特許および文献（引用によりここにすべて組入れられる）は、第１のポリマーマトリックスを形成するために用いられうる適切なポリマーのもっと具体的な例を提供する。

好適な態様において、第１のポリマーマトリックスは、比較的低いガラス転移温度（「Ｔｇ」）を有するのが通常であるので、得られるＩＯＬは流体様および／またはエラストマーの挙動を示しやすく、そして１つ以上の重合性出発物質を架橋することにより形成されるのが一般であり、そこでは各重合性出発物質は少なくとも１つの架橋性基を含有する。適切な架橋性基の例は、水素化物、アセトキシ、アルコキシ、アミノ、無水物、アリルオキシ、カルボキシ、エノキシ、エポキシ、ハロゲン化物、イソシアノ、オレフィン、およびオキシムを含有するがこれらに限定されない。もっと好適な態様において、各重合性出発物質は末端モノマー（末端キャップともいわれる）を含有し、それらは重合性出発物質を含む１つ以上のモノマーと同一であっても異なっていてもよいが、少なくとも１つの架橋性基を含む。すなわち、末端モノマーは重合性出発物質で始まり、そして終わり、その構造部分として少なくとも１つの架橋性基を含有する。本発明の実施のためには必要ではないが、重合性出発物質を架橋するメカニズムは、屈折変調組成物を含む成分の刺激誘起重合についてのメカニズムと異なるのが好ましい。たとえば、もし屈折変調組成物が光誘起重合により重合されるならば、重合性出発物質は、光誘起重合以外のメカニズムにより重合される架橋性基を有するのが好適である。

第１のポリマーマトリックス形成のために特に好適な種類の重合性出発物質は、アセトキシ、アミノ、アルコキシ、ハロゲン化物、ヒドロキシおよびメルカプトからなる群より選ばれる架橋性基を含有する末端モノマーで末端をキャップしたポリシロキサン（「シリコーン」としても知られる）である。シリコーンＩＯＬは可とう性（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）で折りたためる（ｆｏｌｄａｂｌｅ）ので、比較的小さい切開がＩＯＬ移植処置の間に用いられうる。特に好適な重合性出発物質の例はビス（ジアセトキシメチルシリル）−ポリジメチルシロキサン（ジアセトキシメチルシリル末端モノマーで末端をキャップしたポリジメチルシロキサンである）である。

ＩＯＬの製作に用いられる屈折変調組成物は、生体適合性の追加要件を除けば上述のとおりである。屈折変調組成物は刺激誘起重合ができ、（ｉ）第１のポリマーマトリックスと相溶することができる；（ｉｉ）第１のポリマーマトリックスの形成後に刺激誘起重合ができるままである；そして（ｉｉｉ）第１のポリマーマトリックス中で自由に拡散することができる、限りは単一成分であっても多成分であってもよい。一般に、第１のポリマーマトリックスの形成のために使用される同一型のモノマーは屈折変調組成物の成分として使用されうる。しかしながら、ＲＭＣモノマーは第１のポリマーマトリックス中に拡散することができるという要件のために、ＲＭＣモノマーは第１のポリマーマトリックスを形成するモノマーよりも小さい（すなわち、比較的小さい分子量を有する）傾向にあるのが通常である。１つ以上のモノマーに加えて、屈折変調組成物は第２のポリマーマトリックスの形成を容易にする開始剤および増感剤のような、他の成分を含有することができる。

好適な態様において、刺激誘起重合は光重合である。すなわち、屈折変調組成物を含む１つ以上のモノマーは、光重合できる少なくとも１つの基をそれぞれ含有するのが好ましい。このような光重合性基の例は、アクリレート、アリルオキシ、シンナモイル、メタクリレート、スチベニル、およびビニルを含むが、これらに限定されない。もっと好適な態様において、屈折変調組成物は光開始剤（フリーラジカルを発生するのに使用される化合物）を、単独もしくは増感剤の存在下で含む。適切な光開始剤の例はアセトフェノン（たとえば置換ハロアセトフェノン、およびジエトキシアセトフェノン）；２，４−ジクロロメチル−１，３，５−トリアジン；ベンゾインメチルエーテル；およびｏ−ベンゾイルオキシミノケトンを含む。適切な増感剤の例はｐ−（ジアルキルアミノ）アリールアルデヒド；Ｎ−アルキルインドリリデン；およびビス［ｐ−（ジアルキルアミノ）ベンジリデン］ケトンを含む。

可とう性および折りたためるＩＯＬに対する好みのために、特に好適な種類のＲＭＣモノマーは光重合性基を含む端末シロキサン部分を端末に有するポリシロキサンである。このようなモノマーの実例の表示は、
Ｘ−Ｙ−Ｘ^１
であり、
ここでＹはいくつものシロキサン単位から形成されるモノマー、ホモポリマーもしくはコポリマーであってもよいシロキサンであり、そしてＸおよびＸ^１は同一であっても異なっていてもよく、互いに独立して光重合性基を含む端末シロキサン部分である。Ｙの実例は

および

を含み、
ここで：ｍおよびｎは独立して各々整数であり、Ｒ^１，Ｒ^２，Ｒ^３およびＲ^４は独立して各々水素、アルキル（１級、２級、３級、シクロ）、アリール、もしくはヘテロアリールである。好適な態様において、Ｒ^１，Ｒ^２，Ｒ^３およびＲ^４はＣ_１〜Ｃ_１０アルキルもしくはフェニルである。比較的高いアリール含量を有するＲＭＣモノマーは本発明レンズの屈折率の比較的大きい変化を生じることがわかったので、Ｒ^１，Ｒ^２，Ｒ^３およびＲ^４の少なくとも１つはアリール、特にフェニルであるのが通常好適である。もっと好適な態様において、Ｒ^１，Ｒ^２およびＲ^３は同一であり、メチル、エチルもしくはプロピルであり、そしてＲ^４はフェニルである。

ＸおよびＸ^１（もしくはＸ^１およびＸはいかにＲＭＣポリマーが示されるかに依存する）の実例は、それぞれ

であり、
ここで：Ｒ^５およびＲ^６は独立して各々、水素、アルキル、アリール、もしくはヘテロアリールであり；そしてＺは光重合性基である。

好適な態様において、Ｒ^５およびＲ^６は独立して各々Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルもしくはフェニルであり、そしてＺは光重合性基であり、アクリレート、アリルオキシ、シンナモイル、メタクリレート、スチベニルおよびビニルからなる群より選ばれる部分を含む。もっと好適な態様において、Ｒ^５およびＲ^６はメチル、エチルもしくはプロピル、そしてＺはアクリレートもしくはメタクリルレート部分を含む光重合性基である。

特に好適な態様において、ＲＭＣモノマーは次の式

であり、
ここでＸおよびＸ^１は同一であり、そしてＲ^１，Ｒ^２，Ｒ^３およびＲ^４は先に定義されたとおりである。ＲＭＣモノマーの実例は、末端をビニルジメチルシラン基でキャップしたジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサン・コポリマー；末端をメタクリロキシプロピルジメチルシラン基でキャップしたジメチルシロキサン−メチルフェニルシロキサン・コポリマー；および末端をメタクリロキシプロピルジメチルシラン基でキャップしたジメチルシロキサンを含む。

いかなる適切な方法も使用されうるが、トリフル酸（ｔｒｉｆｌｉｃ ａｃｉｄ）の存在下での１つ以上の環状シロキサンの開環反応は本発明のＲＭＣモノマーの１つの種類を製造する特に効率的な方法であることがわかった。簡単には、その方法は環状シロキサンを式

の化合物とトリフル酸の存在下で接触させることを含み、ここでＲ^５，Ｒ^６およびＺは先に定義されたとおりである。環状シロキサンは環状のシロキサンモノマー、ホモポリマーもしくはコポリマーでありうる。あるいは、１つ以上の環状シロキサンが使用されうる。たとえば環状ジメチルシロキサンテトラマーおよび環状メチル−フェニルシロキサントリマーがトリフル酸の存在下でビス−メタクリロキシプロピルテトラメチルジシロキサンと接触され、特に好適なＲＭＣモノマーである、末端をメタクリロキシプロピル−ジメチルシラン基でキャップしたジメチルシロキサン−メチルフェニルシロキサン・コポリマーを生成する。

本発明のＩＯＬは、分散された屈折変調組成物を含む１つ以上の成分を有する第１のポリマーマトリックスを生じる、いかなる適切な方法でも製作され得、そこでは屈折変調組成物は刺激誘起重合ができて、第２のポリマーマトリックスを形成する。一般に、本発明のＩＯＬを製造する方法は本発明の光学素子を製造する方法と同一である。１つの態様において、その方法は、
第１のポリマーマトリックス組成物を屈折変調組成物と混合して反応混合物を形成すること；
その反応混合物を型に入れること；
第１のポリマーマトリックス組成物を重合して該光学素子を形成すること；ならびに
型から光学素子を取除くこと、
を含む。

使用される型の種類は、製造される光学素子に依存する。たとえば、もし光学素子がプリズムであれば、プリズムの形状の型が使用される。同様に、もし光学素子が眼内レンズであれば、眼内レンズ型が使用される、等である。前述のとおり、第１のポリマーマトリックス組成物は第１のポリマーマトリックスを形成するために１つ以上のモノマーを含み、任意には、重合反応を調整し、もしくは光学素子の性質（光学的特性に関するかどうかを問わず）を改良する、いくつかの配合補助剤を含む。同様に、屈折変調組成物は第２のポリマーマトリックスを形成するために刺激誘起重合が一緒にできる１つ以上の成分を含む。可とう性で折りたためる眼内レンズは比較的小さな切開を可能にするのが通常であるので、第１のポリマーマトリックス組成物および屈折変調組成物は、本発明方法がＩＯＬを製造するのに用いられるとき、ともに１つ以上のシリコーンにもとづく、もしくは低Ｔｇアクリルモノマーを含むのが好ましい。

本発明の眼内レンズの主な利点は、ＩＯＬの性質が眼内で移植後に調節されうることである。たとえば、不十分な角膜測定および／または変わりやすいレンズ配置ならびに創傷治癒による屈折力計算の誤差は外科手術後の外来患者の処置において調節されうる。

ＩＯＬ屈折率の変化に加えて、第２のポリマーマトリックスの刺激誘起形成は予測することができる態様でレンズ曲率を変更することによりＩＯＬ屈折力に影響を及ぼすことがわかった。その結果、眼の中に移植された後に、屈折力のようなＩＯＬ特性を調節するために双方のメカニズムが利用されうる。一般に、第１のポリマーマトリックスおよびそこに分散された屈折変調組成物を有する本発明ＩＯＬを実施する方法は：
（ａ）レンズの少なくとも１部分を刺激にさらし、それによりその刺激は屈折変調組成物の重合を誘起すること、
を含む。

移植および創傷治癒後に、ＩＯＬの性質が調節される必要がなければ、さらされる部分は全レンズである。全レンズをさらすことは、移植レンズの現存する性質を固定する。

しかし、屈折力のようなレンズ特性が調節される必要があれば、レンズの１部分のみ（全レンズよりやや少ない）がさらされる。１つの態様において本発明のＩＯＬを実施する方法は、さらに：
（ｂ）時間をおいて待つこと；ならびに
（ｃ）レンズの１部分を刺激に再びさらすこと、
を含む。

この手順は、さらされたレンズ部分内に屈折変調組成物のさらなる重合を誘起するのが通常である。段階（ｂ）および（ｃ）は、眼内レンズ（もしくは光学素子）が所望のレンズ特性に達するまで何度でもくり返されうる。この点で、方法は所望のレンズの性質を固定するために全レンズを刺激にさらす段階をさらに含みうる。

レンズの性質が調節される必要がある、もう１つの態様において、本発明のＩＯＬを実施する方法は：
（ａ）レンズの第１の部分を刺激にさらし、それによりその刺激は屈折変調組成物の重合を誘起すること；および
（ｂ）レンズの第２の部分を刺激にさらすこと、
を含む。

第１レンズ部分および第２レンズ部分はレンズの異なる領域を示すが、それらは重なっていてもよい。任意には、その方法は第１レンズ部および第２レンズ部分をさらす間に時間をあけることを含みうる。さらに、その方法は第１レンズ部分および／または第２レンズ部分を何度でも（さらす間に時間をあけてもあけなくても）再びさらすことをさらに含み得、またはレンズの追加部分（たとえば第３レンズ部分、第４レンズ部分等）をさらすこともさらに含み得る。いったん所望の性質に達すると、その方法は、所望のレンズ性質を固定するために全レンズを刺激にさらす段階をさらに含み得る。

一般に、１つ以上のさらされた部分の位置は矯正される屈折誤差の種類に依存して変わる。たとえば１つの態様において、ＩＯＬのさらされた部分はレンズの中央領域である光学ゾーン（たとえば径が約４ｍｍと約５ｍｍの間）である。あるいは、１つ以上のさらされたレンズ部分はＩＯＬの外側リムに沿っていてもよいし、特定のメリジアンに沿っていてもよい。好適な態様において、刺激は光である。もっと好適な態様において、光はレーザー源からである。

要するに、本発明は、（ｉ）第１のポリマーマトリックス、および（ｉｉ）そこに分散された、刺激誘起重合ができる屈折変調組成物、を含む新規な光学素子に関する。光学素子の少なくとも１部分が適切な刺激にさらされると、屈折変調組成物は第２のポリマーマトリックスを形成する。第２のポリマーマトリックスの量および位置は、その屈折率を変えることにより、および／またはその形状を変えることにより光学素子の屈折力のような性質を調節する。

実施例１
（ａ）末端をジアセトキシメチルシランでキャップしたポリジメチルシロキサン（「ＰＤＭＳ」）（３６０００ｇ／ｍｏｌ）、（ｂ）末端をビニルジメチルシランでキャップしたジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサン・コポリマー（「ＤＭＤＰＳ」）（１５，５００ｇ／ｍｏｌ）、および（ｃ）ＵＶ−光開始剤である２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン（「ＤＭＰＡ」）の、表１に示すような種々の量を含む物質が製造され、試験された。ＰＤＭＳは第１のポリマーマトリックスを形成するモノマーであり、そしてＤＭＤＰＳおよびＤＭＰＡは一緒に屈折変調組成物を構成する。

簡単には、ＰＭＤＳ（Ｇｅｌｅｓｔ ＤＭＳ−Ｄ３３；３６０００ｇ／ｍｏｌ）、ＤＭＤＰＳ（Ｇｅｌｅｓｔ ＰＤＶ−０３２５；３．０〜３．５ｍｏｌｅ％ジフェニル、１５，５００ｇ／ｍｏｌ）、およびＤＭＰＡ（Ａｃｒｏｓ；ＤＭＤＰＳに対して１．５ｗｔ％）の適切な量が一緒にアルミニウムパン内で測定され、ＤＭＰＡが溶解するまで、室温で手で混合され、気泡を除去するために２〜４分間５ｍｔｏｒｒの圧力で脱気された。感光性プリズムは、プリズムの形状に接着透明テープで一緒に保持され、一端をシリコーンコークでシールされた、３つのガラススライドからつくられている型に得られたシリコーン組成物を注入することにより製作された。そのプリズムは〜５ｃｍの長さであり、３つの辺の寸法はそれぞれ〜８ｍｍである。プリズム中のＰＤＭＳは湿分硬化され、７日間室温で暗所で貯蔵され、得られた第１のポリマーマトリックスが非粘着性で、澄んだ透明であることを確実にした。

光開始剤の量（１．５ｗｔ．％）は、光開始剤含量が変えられ、固定されたＲＭＣモノマー含量２５％であった従来の実験にもとづいた。最大の屈折率変調は、屈折率飽和が５ｗｔ．％で生じたのに、光開始剤１．５ｗｔ．％および２ｗｔ．％を含む組成物について観察された。

実施例２
ＲＭＣモノマー合成
図式１に示されるように、商業的に入手することができる環状ジメチルシロキサンテトラマー（「Ｄ_４」）、環状メチルフェニルシロキサントリマー（「Ｄ_３′」が種々の割合でトリフル酸により開環され、そしてビス−メタクリロキシルプロピルテトラメチルジシロキサン（「ＭＰＳ」）が１ポット合成で反応された。米国特許第４，２６０，７２５号明細書；Ｋｕｎｚｌｅｒ，Ｊ．Ｆ．のＴｒｅｎｄｓ ｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，４：５２〜５９（１９９６）；ＫｕｎｚｌｅｒらのＪ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙ．Ｓｃｉ．，５５：６１１〜６１９（１９９５）；およびＬａｉらのＪ．Ｐｏｌｙ．Ｓｃｉ．Ａ．Ｐｏｌｙ．Ｃｈｅｍ．，３３：１７７３〜１７８２（１９９５）。

簡単には、適切な量のＭＰＳ、Ｄ_４およびＤ_３′がガラスビン中で１．５〜２時間、撹拌された。適切量のトリフル酸が添加され、得られる混合物はもう２０時間、室温で撹拌された。反応混合物はヘキサンで希釈され、炭酸水素ナトリウムの添加により（酸）中和され、そして無水硫酸ナトリウムの添加により乾燥された。ろ過およびヘキサンのロト蒸留の後にＲＭＣモノマーは活性炭カラムによるさらなるろ過により精製された。ＲＭＣモノマーは５ｍｔｏｒｒの圧力で、７０〜８０℃で１２〜１８時間乾燥された。

フェニル、メチルおよび末端基の導入量が、内部標準テトラメチルシラン（「ＴＭＳ」）なしで重水素化クロロホルム中で実施された^１Ｈ−ＮＭＲスペクトルから計算された。合成されたいくつかのＲＭＣモノマーの化学シフトの例は次のとおりである。５．５８ｍｏｌｅ％フェニルを含む１０００ｇ／ｍｏｌｅ ＲＭＣモノマー（ＭＰＳ ４．８５ｇ（１２．５ｍｍｏｌｅ）；Ｄ_３′１．６８ｇ（４．１ｍｍｏｌｅ）；Ｄ_４５．９８ｇ（２０．２ｍｍｏｌｅ）およびトリフル酸１０８μｌ（１．２１ｍｍｏｌｅ）を反応させることにより製造される）：δ＝７．５６〜７．５７ｐｐｍ（ｍ，２Ｈ）芳香族、δ＝７．３２〜７．３３ｐｐｍ（ｍ，３Ｈ）芳香族、δ＝６．０９ｐｐｍ（ｄ，２Ｈ）オレフィン、δ＝５．５３ｐｐｍ（ｄ，２Ｈ）オレフィン、δ＝４．０７〜４．１０ｐｐｍ（ｔ，４Ｈ）−Ｏ−ＣＨ _２ＣＨ_２ＣＨ_２−、δ＝１．９３ｐｐｍ（ｓ，６Ｈ）メタクリレートのメチル、δ＝１．６５〜１．７１ｐｐｍ（ｍ，４Ｈ）−Ｏ−ＣＨ_２ＣＨ _２ＣＨ_２−、δ＝０．５４〜０．５８ｐｐｍ（ｍ，４Ｈ）−Ｏ−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ _２−Ｓｉ、δ＝０．２９〜０．３０ｐｐｍ（ｄ，３Ｈ）ＣＨ _３−Ｓｉ−フェニル、δ＝０．０４〜０．０８ｐｐｍ（ｓ，５０Ｈ）主鎖の（ＣＨ _３）_２Ｓｉ。

５．２６ｍｏｌｅ％のフェニルを含む２０００ｇ／ｍｏｌｅ ＲＭＣモノマー（ＭＰＳ ２．３２ｇ（６．０ｍｍｏｌｅ）；Ｄ_３′１．９４ｇ（４．７ｍｍｏｌｅ）；Ｄ_４７．７４ｇ（２６．１ｍｍｏｌｅ）；およびトリフル酸１３６μｌ（１．５４ｍｍｏｌｅ）を反応させることにより製造される）：δ＝７．５４〜７．５８ｐｐｍ（ｍ，４Ｈ）芳香族、δ＝７．３２〜７．３４ｐｐｍ（ｍ，６Ｈ）芳香族、δ＝６．０９ｐｐｍ（ｄ，２Ｈ）オレフィン、δ＝５．５３ｐｐｍ（ｄ，２Ｈ）オレフィン、δ＝４．０８〜４．１１ｐｐｍ（ｔ，４Ｈ）−Ｏ−ＣＨ _２ＣＨ_２ＣＨ_２−、δ＝１．９４ｐｐｍ（ｓ，６Ｈ）メタクリレートのメチル、δ＝１．６７〜１．７１ｐｐｍ（ｍ，４Ｈ）−Ｏ−ＣＨ_２ＣＨ _２ＣＨ_２−、δ＝０．５４〜０．５９ｐｐｍ（ｍ，４Ｈ）−Ｏ−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ _２−Ｓｉ、δ＝０．２９〜０．３１ｐｐｍ（ｍ，６Ｈ）ＣＨ _３−Ｓｉ−フェニル、δ＝０．０４〜０．０９ｐｐｍ（ｓ，１１２Ｈ）主鎖の（ＣＨ _３）_２Ｓｉ。

４．１６ｍｏｌｅ％のフェニルを含む４０００ｇ／ｍｏｌｅ ＲＭＣモノマー（ＭＰＳ １．０６ｇ（２．７４ｍｍｏｌｅ）；Ｄ_３′１．６７ｇ（４．１ｍｍｏｌｅ）；Ｄ_４９．２８ｇ（３１．３ｍｍｏｌｅ）；およびトリフル酸１５７μｌ（１．７７ｍｍｏｌｅ）を反応させることにより製造される）：δ＝７．５７〜７．６０ｐｐｍ（ｍ，８Ｈ）芳香族、δ＝７．３２〜７．３４ｐｐｍ（ｍ，１２Ｈ）芳香族、δ＝６．１０ｐｐｍ（ｄ，２Ｈ）オレフィン、δ＝５．５４ｐｐｍ（ｄ，２Ｈ）オレフィン、δ＝４．０８〜４．１２ｐｐｍ（ｔ，４Ｈ）−Ｏ−ＣＨ _２ＣＨ_２ＣＨ_２−、δ＝１．９４ｐｐｍ（ｓ，６Ｈ）メタクリレートのメチル、δ＝１．６５〜１．７４ｐｐｍ（ｍ，４Ｈ）−Ｏ−ＣＨ_２ＣＨ _２ＣＨ_２−、δ＝０．５５〜０．５９ｐｐｍ（ｍ，４Ｈ）−Ｏ−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ _２−Ｓｉ、δ＝０．３１ｐｐｍ（ｍ，１１Ｈ）ＣＨ _３−Ｓｉ−フェニル、δ＝０．０７〜０．０９ｐｐｍ（ｓ，２７２Ｈ）主鎖の（ＣＨ _３）_２Ｓｉ。

同様に、メチルフェニルシロキサン単位および末端のメチルアクリロキシプロピルジメチルシランのキャップなしで、ジメチルシロキサンポリマーを合成するために、ＭＰＳに対するＤ_４の比はＤ_３′を導入することなく変動された。

分子量は、^１Ｈ−ＮＭＲおよびゲル浸透クロマトグラフィ（「ＧＰＣ」）により計算された。絶対的な分子量は、ポリスチレンおよびポリ（メチルメタクリレート）標準を用いて普遍的な検量法で得られた。表２はトリフル酸開環重合により合成された、他のＲＭＣモノマーの特徴を示す。

１０〜４０ｗｔ％で、３〜６．２ｍｏｌｅ％のフェニル含量を有する分子量１０００〜４０００ｇ／ｍｏｌのこれらのＲＭＣモノマーは、シリコーンマトリックス中に導入されたとき、十分に混和しやすく、生体適合性であり、そして光学的に透明なプリズムおよびレンズを形成する。高いフェニル含量（４〜６ｍｏｌｅ％）および低い分子量（１０００〜４０００ｇ／ｍｏｌ）を有するＲＭＣモノマーは、表１で用いられるＲＭＣモノマー（末端をビニルジメチルシランでキャップしたジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサン・コポリマー（「ＤＭＤＰＳ」）（３〜３．５ｍｏｌｅ％ジフェニル含量、１５５００ｇ／ｍｏｌ）と比較して、２．５倍の屈折率変化の増加、および３．５〜５．０倍の拡散速度の増加をもたらした。これらのＲＭＣモノマーは：（ａ）末端をジアセトキシメチルシランでキャップしたポリジメチルシロキサン（「ＰＤＭＳ」）（３６０００ｇ／ｍｏｌ）、（ｂ）末端をメタクリロキシルプロピルジメチルシラン基でキャップしたジメチルシロキサン−メチルフェニルシロキサン・コポリマー、および（ｃ）２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン（「ＤＭＰＡ」）、を含む光学素子を製造するのに用いられた。成分（ａ）は第１のポリマーマトリックスを形成するモノマーであり、そして成分（ｂ）および（ｃ）は屈折変調組成物を構成することを注目されたい。

実施例３
眼内レンズ（「ＩＯＬ」）の製作
眼内の型がよく承認された標準にしたがって設計された。たとえば米国特許第５，７６２，８３６；５，１４１，６７８；および５，２１３，８２５号明細書を参照されたい。簡単には、型は曲率半径−６．４６ｍｍおよび／または−１２．９２ｍｍをそれぞれ有する２つの平凹（ｐｌａｎｏ−ｃｏｎｃａｖｅ）表面を造られる。得られるレンズは径６．３５ｍｍであり、使用される凹レンズ表面の組み合わせに依存して０．６４ｍｍ、０．９８ｍｍもしくは１．３２ｍｍの範囲にわたる厚みを有する。３つの可能な組み合わせの２つの異なる曲率半径を用いて、そしてＩＯＬ組成物についての称呼屈折率１．４０４を推測して、１０．５１Ｄ（空気中で６２．０９Ｄ）、１５．７５Ｄ（空気中で９２．４４Ｄ）、および２０．９５Ｄ（空気中で１２１．４６Ｄ）の照射前（ｐｒｅ−ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ）屈折力を有するレンズが製作された。

実施例４
浸出（ｌｅａｃｈｉｎｇ）に対する組成物の安定性
３つのＩＯＬが、６０ｗｔ％のＰＤＭＳマトリックス中に配合された、３０および１０ｗｔ％のＲＭＣモノマーＢおよびＤで製作された。ＰＤＭＳを湿分硬化して第１のポリマーマトリックスを形成した後に、水性溶液中の遊離ＲＭＣモノマーの存在が次のように分析された。３つのレンズのうちの２つが３４０ｎｍの光を用いて２分間、３回照射されたが、３つ目のものは全く照射されなかった。ついで照射されたレンズの１つは全レンズマトリックスを照射することにより固定された。すべての３つのレンズは１．０ＭのＮａＣｌ溶液中で３日間、機械的に振って撹拌された。ついでＮａＣｌ溶液はヘキサンにより抽出され、^１Ｈ−ＮＭＲで分析された。ＲＭＣモノマーによるピークはＮＭＲスペクトルで何ら観察されなかった。これらの結果は、ＲＭＣモノマーが３つのすべての場合において水性相にマトリックスから浸出しなかったことを示す。末端をシリコーンＲＭＣモノマーでキャップしたビニルに関する以前の研究は、１年以上も１．０ＭのＮａＣｌ溶液中に貯蔵された後でさえ同様の結果を示した。

実施例５
ウサギの眼における毒物学的検討
本発明の消毒された、未照射および照射シリコーンＩＯＬ（実施例３で述べるように製作された）ならびに消毒された、商業的に利用することができるシリコーンＩＯＬが、白皮（ａｌｂｉｎｏ）イエウサギの眼に移植された。１週間その眼を臨床的に追跡した後に、ウサギは犠牲にされた。眼は摘出され、ホルマリン中に置かれ、組織病理学的に検討された。角膜の毒性、後眼域の炎症、もしくはレンズ毒性の他の兆候は何もみられない。

実施例６
シリコーンプリズムの照射
プリズムの屈折率変化（ｎ）および％正味屈折率変化（％ｎ）の測定が容易なために、本発明配合物は照射および特徴づけのためにプリズムに成型された。プリズムは、（ａ）高ＭｎのＰＤＭＳ ９０〜６０ｗｔ％、（ｂ）表２のＲＭＣモノマー１０〜４０ｗｔ％、および光開始剤ＤＭＰＡ ０．７５ｗｔ％（ＲＭＣモノマーに対して）を混合し、長さ５ｃｍおよび各辺が８．０ｍｍのプリズムの形状のガラス型に注入することにより製作された。プリズムにおけるシリコーン組成物は湿分硬化され、７日間、室温で暗所に貯蔵され、最終的なマトリックスが非粘着性で、澄んだ透明であることを確実にされた。

各プリズムの長い辺の２つが黒い背景でおおわれたが、３つ目は四角形の窓（２．５ｍｍ×１０ｍｍ）を有するアルミニウム板でつくられたフォトマスクでおおわれた。各プリズムは１０００Ｗキセノン−水銀アーク灯からの１．２ｍＷ／ｃｍ^２の平行３４０ｎｍ光線（光開始剤の最大吸収）に、種々の時間でさらされた。ＡＮＳＩガイドラインは、３４０ｎｍ光線を用いて１０〜３００００秒間、網膜をさらす最大許容露光（「ＭＰＥ」）（ｍａｘｉｍｕｍ ｐｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅ ｅｘｐｏｓｕｒｅ）は１０００ｍＪ／ｃｍ^２であることを示す。眼と皮膚の露光基準。Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｚ１３６．１：３１〜４２（１９９３）。１．２ｍＷ／ｃｍ^２の３４０ｎｍ光線を２分間の単一照射する強度は１４４ｍＪ／ｃｍ^２に相当し、十分にＡＮＳＩガイドラインの範囲内である。実際、３回の照射（４３２ｍＪ／ｃｍ^２）に対する全強度さえも十分にＡＮＳＩガイドラインの範囲内である。図２はプリズム照射手順を例示する。

プリズムは（ｉ）連続的な照射−既知の時間、１度の露光、ならびに（ｉｉ）「断音的」（“ｓｔａｃｃａｔｏ”）照射−３回の短い露光で、その間に長い間隔をあける、の両方に供された。連続的照射の間に、屈折率の対照は架橋密度およびフェニル基ｍｏｌｅ％に依存するが、中断された照射においては、ＲＭＣモノマー拡散およびさらなる架橋も重要な役割を演じる。断音的照射の間、ＲＭＣモノマー重合は、各露光の間の伝播速度、ならびに露光と露光の間のＲＭＣモノマーのない相互拡散の程度に依存する。シリコーンマトリックスにおけるオリゴマー（本発明の実施に用いられる１０００ｇ／ｍｏｌｅ ＲＭＣモノマーに類似する）の拡散係数の典型的な値は１０^−６〜１０^−７ｃｍ^２／ｓのオーダーである。すなわち、本発明のＲＭＣモノマーは１ｍｍ（照射バンドのおおよそ半値幅）拡散するのに大体２．８〜２８時間を要する。ＩＯＬにおける典型的な光学ゾーンの距離は約４〜約５ｍｍにわたる。しかし、光学ゾーンの距離もこの範囲外でありうる。適切な露光後にプリズムは中圧水銀アーク炉を用いて６分間フォトマスクなしに（したがって全マトリックスを露光する）射照された。これは残りのシリコーンＲＭＣモノマーを重合させ、したがってプリズムの屈折率をその場で「固定した」。特に、偏在した露光と「固定する」露光の組合された全露光は、なおＡＮＳＩガイドラインの範囲内にある。

実施例７
プリズム照射応答曲線
表２に示されるＲＭＣモノマーから製作された本発明プリズムはマスクされ、１０００Ｗキセノン−水銀アーク炉からの１．２ｍＷ／ｃｍ^２の３４０ｎｍ光線を用いて０．５，１，２，５および１０分間、最初に露光された。プリズムの露光領域は印をつけられ、マスクが取りはずされ、そして屈折率変化が測定された。プリズムの屈折率変調はプリズムを通過するレーザー光の広がりの偏向（ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）を観察することにより測定された。露光および非露光領域を通過する光線の偏向の差異が、屈折率変化（ｎ）および屈折率の％変化（％ｎ）を定量するために使用された。

３時間後に、プリズムは以前に露光された領域と重複する窓で再びマスクされ、０．５，１，２および５分間、２回目照射をされた（したがって合計時間はそれぞれ１，２，４および１０分間になる）。マスクが取りはずされ、屈折率変化が測定された。もう３時間後に、プリズムは０．５，１および２分間、３回目の露光をされ（したがって、合計時間１．５，３および６分間になる）、そして屈折率変化が測定された。予測されるように、％ｎは各露光後に各プリズムに対する露光時間とともに増加し、原形の照射量応答曲線が得られた。これらの結果にもとづいて、適切なＲＭＣモノマー拡散は１０００ｇ／ｍｏｌｅ ＲＭＣモノマーについて約３時間で生じるようにみえる。

ＲＭＣモノマーＡを除くすべてのＲＭＣモノマー（Ｂ〜Ｆ）は、それぞれの露光の前後に光学的に澄んだ、透明プリズムを生じさせた。たとえば、６０ｗｔ％ ＦＰＭＣへの４０ｗｔ％配合でＲＭＣモノマーＢ，ＣおよびＤについての最大％ｎはそれぞれ０．５２％、０．６３％および０．３０％であり、それらは合計露光６分間に相当した（２分間の３回露光。ＲＭＣモノマーＢについては３時間の間隔で、ＲＭＣモノマーＣおよびＤについては３日間の間隔にそれぞれ分離された。）。しかし、屈折率の最大変化（０．９５％）を生じるけれども、ＲＭＣモノマーＡから製作されたプリズム（６０ｗｔ％ ＦＰＭＣに４０ｗｔ％配合、そして合計露光６分間−２分間を、３時間の間隔で３回露光）は多少くもりを呈した。したがって、もしＲＭＣモノマーＡがＩＯＬを製作するのに用いられると、ＲＭＣは４０％より少ないＲＭＣモノマーＡを含有しなければならず、または％ｎは材料の光学的透明さが傷つけられる点より低くなるにちがいない。

プリズムにおいて、ＲＭＣのＡとＣについて連続および断音的照射の間で比較することは、比較的低い％ｎ値は、断音的照射を用いて観察されるのと比較して、連続照射に露光されたプリズムで生じることを示す。これらの結果に示されるように、露光間の間隔は（未露光から露光領域へのＲＭＣ拡散量に関連する）、本発明のポリマー組成物から得られる材料の屈折率を正確に変調するのに活用されうる。先に照射されたプリズム全体を中圧水銀灯に露光させることは、残りの自由なＲＭＣを重合させ、屈折率対照を有効に固定した。光固定の前後の屈折率変化の測定は屈折率における、さらなる変調を示さなかった。

実施例８
ＩＯＬの光学的特徴づけ
Ｔａｌｂｏｔの干渉法（ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ）およびＲｏｎｃｈｉテストが、照射前後のレンズに存在する一次光学収差（一次球面、コマ、乱視、視野曲率（ｆｉｅｌｄ ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）およびゆがみ）を、定性的および定量的に測定するため、ならびに光重合の際の屈折力変化を定量化するために使用された。
Ｔａｂｌｏｔの干渉法において、試験用ＩＯＬは、ＩＯＬの焦点の外側に置かれ、第１の格子（ｇｒａｔｉｎｇ）に関して既知の角度で回転される第２の格子を有する、２つのＲｏｎｃｈｉルーリング（ｒｕｌｉｎｇ）の間に置かれる。第１のＲｏｎｃｈｉルーリング（Ｐ_１＝３００線／インチ）のオートイメージ（ａｕｔｏｉｍａｇｅ）を第２格子（Ｐ_２＝１５０線／インチ）に重ねると、ある角度で傾斜した波紋のある縞（ｆｒｉｎｇｅ）を生じる。１．第２の波紋のある縞パターンは試験用レンズから既知の距離をおいて光軸に沿って第２のＲｏｎｃｈｉルーリングの軸方向置換により構成される。第２の格子の置換は第１のＲｏｎｃｈｉルーリングのオートイメージの拡大を増大させ、観察された波紋のある縞パターンを新しい角度に回転させる。２．波紋のあるピッチ角度の知識はレンズの焦点長さの測定を式：

により可能にする。

この仕事へのＴａｌｂｏｔの干渉法の適用法を示すために、空気中で測定された本発明の照射前のＩＯＬ（ＰＤＭＳ ６０ｗｔ％、ＲＭＣモノマーＢ ３０ｗｔ％、ＲＭＣモノマーＤ １０ｗｔ％、および２つのＲＭＣモノマーに対してＤＭＰＡ ０．７５％）の１つの波紋のある縞パターンが図３に示される。各々の波紋のある縞は波紋のあるパターンの処理のために特に設計された最小の正方形と合ったアルゴリズムと適合した。２つのＲｏｎｃｈｉルーリングの間の角度は１２°に設定され、第２のＲｏｎｃｈｉルーリング間の、第１および第２の波紋のある縞パターン間の置換は４．９２ｍｍであり、器具の光軸および９０°での２つのＲｏｎｃｈｉルーリングとの交差で規定される直交配位に関して測定された、波紋のある縞のピッチ角度は、α_１＝−３３．２±０．３０およびα_２＝−５２．７±０．４０であった。これらの値を上記式に代入すると、焦点距離１０．７１±０．５０ｍｍ（屈折力＝９３．７７±４．６Ｄ）が得られる。

本発明のＩＯＬ（製作から、もしくはＲＭＣ成分の刺激誘起重合から）の光学収差は「Ｒｏｎｃｈｉテスト」を用いてモニターされ、それはＴａｌｂｏｔの干渉計から第２のＲｏｎｃｈｉルーリングを除去すること、ならびに試験用ＩＯＬの通過後に第１のＲｏｎｃｈｉルーリングの拡大オートイメージを観察することを含む。試験用レンズの収差は、画像面でみられるときに、縞系の形状ひずみ（Ｒｏｎｃｈｉルーリングで生じる）により明らかになる。ひずんだイメージの知識はレンズの収差を明らかにする。一般に、本発明の製作レンズは（照射処理の前後とも）、干渉縞の明確な、平行で、周期的間隔を示し、これは大部分の一次光学収差の不存在、高い光学的表面品質、バルクにおけるｎの均一性、ならびに一定したレンズ屈折力を示す。図４はＰＤＭＳ ６０ｗｔ％、ＲＭＣモノマーＢ ３０ｗｔ％、ＲＭＣモノマーＤ １０ｗｔ％、および２つのＲＭＣモノマーに対して０．７５％のＤＭＰＡ、から製作された本発明の照射前ＩＯＬのロンキーグラム（Ｒｏｎｃｈｉｇｒａｍ）の例である。

さらに単一のＲｏｎｃｈｉルーリングの使用も屈折された波面の収斂（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ）の程度（すなわち屈折力）を測定するのに使用されうる。この測定において、試験用ＩＯＬは第１のＲｏｎｃｈｉルーリングに接触して置かれ、平行光線がＲｏｎｃｈｉルーリングおよびレンズに入射され、そして拡大されたオートイメージが観察スクリーン上に投影される。オートイメージの拡大は、投影された縞パターンの空間頻度を測定することにより、屈折波面の曲率を測定することを可能にする。これらの説明は次式：

により定量化される。

ここでＰ_ｖはジオプトリ（ｄｉｏｐｔｅｒ）で表わされるレンズの屈折力であり、Ｌはレンズから観察面までの距離、ｄ_ｓは第１のＲｏｎｃｈｉルーリングの拡大された縞の間隔（ｆｒｉｎｇｅ ｓｐａｃｉｎｇ）であり、そしてｄはもとの格子間隔である。

実施例９
本発明ＩＯＬの光重合からの屈折力変化
本発明のＩＯＬは、実施例３に記載されるように製作され、ＰＤＭＳ ６０ｗｔ％（ｎ_Ｄ＝１．４０４）、ＲＭＣモノマーＢ（ｎ_Ｄ＝１．４３１９）、３０ｗｔ％、ＲＭＣモノマーＤ（ｎ_Ｄ＝１．４２４３）、ならびに２つのＲＭＣモノマーの合計ｗｔ％に対して光開始剤ＤＭＰＡ ０．７５ｗｔ％を含む。ＩＯＬは径１ｍｍのフォトマスクを取付けられ、１０００Ｗキセノン−水銀アーク灯からの３４０ｎｍ平行光線に、１．２ｍＷ／ｃｍ^２で２分間、露光された。ついで照射されたレンズは暗所に３時間置かれ、重合およびＲＭＣモノマー拡散がなされた。ＩＯＬは前述の光線条件を用いて６分間、全体を連続的に露光することにより光で固定された。波紋のあるピッチ角度の測定につづいて、式１への代入は、未照射および照射ゾーンについて、それぞれ９５．１±２．９Ｄ（ｆ＝１０．５２±０．３２ｍｍ）および１０４．１±３．６Ｄ（ｆ＝９．６１ｍｍ±０．３２ｍｍ）の屈折力に帰した。

屈折力増加の倍率は、０．６％の屈折率増加が日常的に得られたプリズム実験から予測されたよりも大きかった。もし屈折率の同様の増加がＩＯＬで達成されると、屈折率の予測される変化は、１．４１４４〜１．４２２９である。レンズ屈折力（空気中）の計算における新たな屈折率（１．４２２９）を用い、そしてレンズの寸法は光重合の際に変化しないと仮定すると、レンズ屈折力９６．７１Ｄ（ｆ＝１０．３４ｍｍ）が計算された。この値は観察された屈折力１０４．１±３．６Ｄよりも小さいので、屈折力の追加された増加はもう１つのメカニズムからであるにちがいない。

光重合されたＩＯＬのさらなる検討は、最初の照射露光の後につづくＲＭＣモノマー拡散はレンズの曲率半径の増加を導くことを示した。たとえば図５を参照されたい。未照射ゾーンから照射ゾーンへのＲＭＣモノマーの移行はレンズの前および後表面の一方もしくは両方を膨潤させ、レンズの曲率半径を変化させる。両表面の曲率半径の７％減少が、レンズ屈折力の観察された増加を説明するのに十分であることが決定された。

曲率半径の付随する変化がさらに検討された。上述と同一のＩＯＬが製作された。ＩＯＬのＲｏｎｃｈｉインターフェログラムが図６ａ（左のインターフェログラム）に示される。Ｔａｌｂｏｔの干渉計を用いて、レンズの焦点距離が、１０．５２±０．３０ｍｍ（９５．１Ｄ±２．８Ｄ）と実験的に測定された。ついでＩＯＬは１ｍｍのフォトマスクを取付けられ、１０００Ｗキセノン−水銀アーク灯からの３４０ｎｍ平行光線に１．２ｍＷ／ｃｍ^２で２．５分間連続して照射された。前述のＩＯＬと異なり、このレンズは照射後に３時間、固定されなかった。図６Ｂ（右のインターフェログラム）は照射後６日でとられたレンズのＲｏｎｃｈｉインターフェログラムである。２つの干渉パターンの間の最も明らかな特徴は、縞間隔の劇的な増大であり、これはレンズの屈折力の増加を示す。

縞間隔の測定は、空気中で約＋３８ジオプトリの増加を示す（ｆ≒７．５ｍｍ）。これは眼における約＋８．６ジオプトリのオーダーの変化に相当する。白内障外科手術からの大部分の手術後の矯正は２ジオプトリ以内であるので、この実験は本発明のＩＯＬの使用はかなり大きい治療の窓を可能にすることを示す。

実施例１０
フェニルを含有しないＩＯＬの光重合検討
フェニルを含有しないＲＭＣモノマーを含む本発明ＩＯＬが第２のポリマーマトリックスの形成からの膨潤をさらに検討するために製作された。このようなＩＯＬの例は、ＰＤＭＳ ６０ｗｔ％、ＲＭＣモノマーＥ ３０ｗｔ％、ＲＭＣモノマーＦ １０ｗｔ％、および２つのＲＭＣモノマーに対して０．７５ｗｔ％のＤＭＰＡから製作された。得られるＩＯＬの照射前の焦点距離は１０．７６ｍｍ（９２．９４±２．２１Ｄ）であった。この実験において、光源はＨｅ：Ｃｄレーザーからの３２５ｎｍレーザー線であった。径１ｍｍのフォトマスクがレンズをおおって置かれ、３２５ｎｍの０．７５ｍＷ／ｃｍ^２の平行光線に２分間さらされた。ついでレンズは３時間、暗所に置かれた。実験的測定は、ＩＯＬの焦点距離が１０．７６ｍｍ±０．２５ｍｍ（９２．９４Ｄ±２．２１Ｄ）から８．０７ｍｍ±０．７４ｍｍ（１２３．９２Ｄ±１０．５９Ｄ）に変化したこと、または空気中で＋３０．９８Ｄ±１０．８２Ｄのジオプトリ変化、を示した。これらの変化を誘起させるのに必要な照射量はわずか０．０９Ｊ／ｃｍ^２であり、ＡＮＳＩの最大許容露光（「ＭＰＥ」）水準１．０Ｊ／ｃｍ^２よりも十分に低い値である。

実施例１１
大気光線から可能なＩＯＬ変化のモニタリング
本発明ＩＯＬの光学的屈折力および品質が、取扱いおよび大気光条件はレンズの屈折力の望ましくない変化を生じないことを示すためにモニターされた。開放径１ｍｍのフォトマスクが本発明のＩＯＬ（ＰＤＭＳ ６０ｗｔ％、ＲＭＣモノマーＥ ３０ｗｔ％、ＲＭＣモノマーＦ １０ｗｔ％、および２つのＲＭＣモノマーに対して０．７５ｗｔ％のＤＭＰＡを含む）の中央領域にわたって置かれ、９６時間、連続した室内光にさらされ、そしてＲｏｎｃｈｉパターンの空間頻度ならびに波紋のある縞角度が２４時間毎にモニターされた。波紋のある縞の方法を用いて、レンズ型から除去された直後に空気中で測定された、レンズの焦点距離は１０．８７±０．２３ｍｍ（９２．００Ｄ±１．９８Ｄ）であり、大気室内光にさらされた９６時間後には１０．７４ｍｍ±０．２５ｍｍ（９３．１１Ｄ±２．２２Ｄ）である。このように、測定の実験的不確実性内で、大気光線は屈折力の望ましくない変化を誘起しないことが示される。得られるＲｏｎｃｈｉパターンの比較は、空間的頻度もしくは干渉パターンの性質は何ら変化を示さず、室内光にさらすことは本発明ＩＯＬの屈折力もしくは品質に影響しないことを確認した。

実施例１２
照射されたＩＯＬの処理における固定の効果
屈折力が照射により変調された本発明ＩＯＬが、固定処理がレンズ屈折力のさらなる変調を生じるかどうかをみるために試験された。ＰＤＭＳ ６０ｗｔ％、ＲＭＣモノマーＥ ３０ｗｔ％、ＲＭＣモノマーＦ １０ｗｔ％、および２つのＲＭＣモノマーに対して０．７５％のＤＭＰＡから製作されたＩＯＬがＨｅ：Ｃｄレーザーからの３２５ｎｍレーザー光線０．７５ｍＷ／ｃｍ^２で２時間照射され、そして中圧水銀アーク灯に８分間さらされた。処理において、固定の前後のＴａｌｂｏｔイメージの比較は、レンズ屈折力は変化しないままであることを示した。干渉縞の明確なコントラストは、本発明のレンズの光学的性質も影響されないままであることを示した。

固定処理が十分であったか否かを測定するために、ＩＯＬは径１ｍｍのフォトマスクを取付けられ、３２５レーザー線０．７５ｍＷ／ｃｍ^２に２分間、２回目の露光をされた。前述と同様に、縞空間もしくはレンズの光学的性質における観察されうる変化は何らみられなかった。

実施例１３
固定から可能なＩＯＬ変化のモニタリング
移植されたＩＯＬは手術後の屈折力調節を必要としないという状況が生じうる。このような場合に、ＩＯＬは、その特性が変化されないように固定されなければならない。固定処理が以前に未照射のＩＯＬの屈折力の望ましくない変化を誘起するか否かを測定するために、本発明のＩＯＬ（ＰＤＭＳ ６０ｗｔ％、ＲＭＣモノマーＥ ３０ｗｔ％、ＲＭＣモノマーＦ １０ｗｔ％、および２つのＲＭＣモノマーに対して０．７５ｗｔ％のＤＭＰＡを含む）が全領域にわたって３回の２分間照射に供され、Ｈｅ：Ｃｄレーザーからの３２５レーザー線０．７５ｍＷ／ｃｍ^２を用いて３時間の間隔に分けて行なわれた。ロンキーグラムおよび波紋のある縞パターンが各々のつづきの照射の前後にとられた。レンズ型から除去した直後および３回目の２分間照射の後に空気中でとられた、本発明ＩＯＬの波紋のある縞パターンは、焦点距離がそれぞれ１０．５０ｍｍ±０．３９ｍｍ（９５．２４Ｄ±３．６９Ｄ）および１０．１２ｍｍ±０．３９ｍｍ（９３．２８Ｄ±３．５３Ｄ）であることを示す。これらの測定は、以前に未照射であるレンズを光固定することは屈折力の望ましくない変化を誘起しないことを示す。加えて、縞間隔もしくはＲｏｎｃｈｉ縞の性質の識別することができる変化は何ら検出されず、屈折力は固定により変化しなかったことを示した。

Claims (13)

1. 第１のポリマーマトリックス、およびそこに分散された屈折変調組成物を含み、該屈折変調組成物は光誘起重合ができる、光学素子であって、
   該屈折変調組成物が、モノマーおよび光開始剤を含み、
   該モノマーが（ｉ）末端をビニルジメチルシラン基でキャップしたジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサン・コポリマー、（ｉｉ）末端をメタクリロキシプロピルジメチルシラン基でキャップしたジメチルシロキサン−メチルフェニルシロキサン・コポリマー、または（ｉｉｉ）末端をメタクリロキシプロピルジメチルシラン基でキャップしたジメチルシロキサンであり、そして該光開始剤が２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンである、光学素子。
2. 該光学素子がプリズムである、請求項１に記載の光学素子。
3. 該光学素子がレンズである、請求項１に記載の光学素子。
4. 該第１のポリマーマトリックスが、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリビニル、ポリシロキサン、およびポリホスファゼンからなる群から選ばれる、請求項１に記載の光学素子。
5. ポリシロキサンマトリックスおよびそこに分散された屈折変調組成物を含み、該屈折変調組成物が光誘起重合できる、眼内レンズ。
6. 該ポリシロキサンマトリックスが、末端をジアセトキシメチルシランでキャップしたポリジメチルシロキサンである、請求項５に記載の眼内レンズ。
7. 該屈折変調組成物が、末端をビニルジメチルシラン基でキャップしたジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサン・コポリマー；末端をメタクリロキシプロピルジメチルシラン基でキャップしたジメチルシロキサン−メチルフェニルシロキサン・コポリマー；または末端をメタクリロキシプロピルジメチルシラン基でキャップしたジメチルシロキサン；および２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンを含む、請求項５に記載の眼内レンズ。
8. 屈折変調組成物が分散されている光学素子を供給する方法であって、
   該屈折変調組成物は、光誘起重合でき、
   （ａ）光学素子の少なくとも１部を光源にさらし、それにより該光源が該屈折変調組成物の重合を誘起することを含み、
   ここで該屈折変調組成物は、モノマーおよび光開始剤を含み、
   該モノマーは（ｉ）末端をビニルジメチルシラン基でキャップしたジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサン・コポリマー、（ｉｉ）末端をメタクリロキシプロピルジメチルシラン基でキャップしたジメチルシロキサン−メチルフェニルシロキサン・コポリマー、または（ｉｉｉ）末端をメタクリロキシプロピルジメチルシラン基でキャップしたジメチルシロキサンであり、そして該光開始剤は２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンである、方法。
9. 該光学素子がプリズムまたはレンズである、請求項８に記載の方法。
10. 該さらされた部分が該全光学素子に相当する、請求項８に記載の方法。
11. （ｂ）時間をおいて待つこと；および
    （ｃ）該光学素子の１部分を光源に再びさらして、該部分内で該屈折変調組成物のさらなる重合を誘起することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
12. 段階（ｂ）および（ｃ）を繰り返すことをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 該全光学素子を該光源にさらすことをさらに含む、請求項１１に記載の方法。

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