JP6067224B2 - 埋め込みデータプロセッサを備えた眼科用レンズを形成するための方法及び装置 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本発明は、Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの名称で２００８年１０月３１日に出願した米国仮出願第６１／１１０，２１３号、及びＰｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの名称で２００９年１０月１４日に出願した米国特許出願第１２／５７８，７２０号の優先権を主張するものである。これらの文献の内容は信頼するに足るものであって、本明細書に組み込まれる。

（発明の分野）
本発明は、データ処理装置を備える眼科用装置について、より具体的には、データプロセッサ及び１つ以上の構成要素を埋め込んだ媒体挿入物を備える眼科用レンズの製造方法について説明する。

従来、コンタクトレンズ又は眼内レンズのような眼科用レンズは、所定の光学品質を提供してきた。例えばコンタクトレンズなら、視力矯正機能性、美容強化、及び治療的効果の１つ以上を提供することが可能であるが、視力矯正機能については一つのセットしか提供することができなかった。それぞれの機能は、レンズの物理的特性によって提供される。基本的に、レンズに屈折性を組み込む設計によって視力矯正機能性が提供される。レンズに組み込まれる顔料は、美容強化を提供することができる。レンズに組み込まれる活性剤は、治療的機能性を提供することができる。

これまでのところ、眼科用レンズにおける光学品質はレンズの物理的特性によっていた。一般に、光学的設計が決定され、その後、例えば注型成形又は旋盤加工によってレンズを製造する際にレンズに与えられた。レンズがいったん形成されてしまえば、このようなレンズの光学品質は変化しない。しかしながら、時により、視力の調整を可能にするために、複数の焦能力を利用できることが装用者にとって有益と考えられることもある。眼鏡の装用者が眼鏡を替えることによって光学的補正を変更できるのと違って、コンタクトレンズの装用者又は眼内レンズを使用する者は、簡単に視力矯正の機能的特性を変化させることはできなかった。

したがって本発明は、眼科用レンズ内の１つ以上の構成要素の状態を変化させるように機能するデータプロセッサを備えた眼科用レンズを含む。構成要素の状態が変化することによって、眼科用レンズに更に機能性が付加され得る。加えて、データプロセッサを備える眼科用レンズを形成するための方法及び装置が提示される。実施形態によってはまた、データプロセッサを含む剛性又は整形可能な付勢された挿入物で、眼科用レンズ内に生体適合的に含まれる挿入物を備えた、注型成形シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズを、更に含むことができる。

一般に、プロセッサ及びエネルギー源は媒体挿入物の一部に取り付けるか、又は媒体挿入物の一部として作製することができ、この媒体挿入物を、第１の成形型部分及び第２の成形型部分の少なくとも１つに近接して配置する。第１の成形型部分と第２の成形型部分との間に反応性モノマー混合物を更に配置する。第１の成形型部分を第２の成形型部分に近接して位置づけることにより、付勢媒体挿入物及び反応性モノマー混合物の少なくともいくらかを内部に備えるレンズ用キャビティが形成され、反応性モノマー混合物を化学線に曝露することにより眼科用レンズが形成される。

レンズは、反応性モノマー混合物が曝露する化学線の制御を介して形成される。データプロセッサを備える媒体挿入物はレンズ内部に包まれる。

本発明のいくつかの実施形態による、鋳型組立品装置の図示。 データプロセッサを含む媒体挿入物を備える眼科用レンズの態様を示す図。 データプロセッサを含む媒体挿入物を眼科用レンズ成形型部分内に配置するための装置を示す図。 本発明のいくつかの実施形態による方法工程を図示する図。 本発明のいくつかの更なる態様による方法工程を図示する図。 本発明のいくつかの実施形態を実践するために使用され得るプロセッサを図示する図。 プロセッサ及び構成要素を含む眼科用レンズのいくつかの実施形態の斜視図。

本発明は、データプロセッサを備える眼科用レンズを製造するための方法及び装置を含む。加えて本発明は、内部に組み込んだデータプロセッサを備える眼科用レンズを含む。

以下の項において、本発明の実施形態がより詳細に説明される。好ましい実施形態及び代替的実施形態の両方の説明とも、代表的な実施形態に過ぎず、当業者にとっては変形、修正、及び改変が明白であり得ると理解される。したがって、上述した代表的な実施形態は、基礎となる発明の範囲を限定するものではないと理解されるべきである。

用語解説
本発明を目的とする本説明及び特許請求の範囲において、以下の定義が適用される、様々な用語が使用され得る。

データプロセッサ：本明細書で使用する場合、ディジタルデータを受信し、受信データに基づいて演算を行うことができる回路又は一連の回路を指す。
付勢された：本明細書で使用する場合、電流を供給することができるか、又は内部に蓄積された電気的エネルギーを有することができる状態であることを指す。
エネルギー：本明細書で使用する場合、仕事をするための物理的システムのキャパシティを指す。本発明においては多くの場合、仕事をする際に電気的動作を遂行できるという、上述のキャパシティとの関連で使用され得る。
エネルギー源：本明細書で使用する場合、エネルギーを供給することができるか、又は生体医学的装置を付勢された状態に置くことができる装置を指す。
エネルギーハーベスタ：本明細書で使用する場合、環境からエネルギーを抽出することができ、抽出したエネルギーを電気的エネルギーに変換することができる装置を指す。
レンズ：眼の内部又は眼の上にある任意の眼科用装置を指す。これらの装置は光学補正をもたらすことができるか、又は美容用であっても良い。例えば、レンズという用語は、コンタクトレンズ、眼内レンズ、オーバーレイレンズ、眼用挿入物、光学挿入物、又は他の同様の、視力が補正若しくは変更される装置か、又は視力を妨げることなく目の生理機能が美容的に拡張される（例えば、虹彩色）装置を指す。実施形態によっては、本発明の好ましいレンズは、シリコーンヒドロゲルを含むがこれに限定されないシリコーンエラストマー又はヒドロゲル、及びフルオロヒドロゲルから作製される、ソフトコンタクトレンズである。
レンズ形成混合物、又は「反応性混合物」又は「ＲＭＭ」（反応性モノマー混合物）：本明細書で使用される場合、硬化及び架橋することができるか、又は架橋して眼科用レンズを形成することができる、モノマー又はプレポリマー材料を指す。様々な実施形態において、紫外線遮断剤、染料、光開始剤又は触媒、及びコンタクト若しくは眼内レンズ等の眼科用レンズに望み得るその他の添加剤のような、１つ以上の添加剤を有する、レンズ形成混合物を含むことができる。
レンズ形成表面：レンズの成形に用いられる表面を指す。いくつかの実施形態では、任意のこのような表面１０３〜１０４は、光学品質表面仕上げを有することができ、光学品質表面仕上げとは、表面が十分に滑らかで、成型表面に接触しているレンズ形成材料の重合によって作られるレンズ表面が光学的に許容可能であるように形成されていることを示す。更に、いくつかの実施形態では、レンズ形成表面１０３〜１０４は、レンズ表面に所望の光学特性を付与するのに必要な幾何学形状を有することができ、所望の光学特性としては、限定することなく、球面、非球面、及び円筒屈折力、波面収差補正、角膜トポグラフィ補正などに加えて、これらの任意の組み合わせが挙げられる。
リチウムイオン電池：リチウムイオンがセルを通して動くことによって電気的エネルギーを生成する電気化学セルを指す。典型的には電池とよばれるこの電気化学セルは、その通常の状態に再付勢又は再充電され得る。
媒体挿入物：本明細書で使用される場合、眼科用レンズ内にエネルギー源を支持することができる、整形可能な、又は剛性の基材を指す。実施形態によっては、媒体挿入物はまた、１つ以上の可変光学レンズを含む。
成形型：未硬化配合物からレンズを形成するために使用可能な、剛性又は半剛性の物体を指す。いくつかの好ましい成形型は、前側湾曲部成形型部分及び後側湾曲部成形型部分を形成する、２つの成形型部分を含む。
光学ゾーン：本明細書で使用する場合、眼科用レンズの装用者がそこを通して見ることになる、眼科用レンズの領域を指す。
電力：本明細書で使用する場合、単位時間当たりになされる仕事又は移動するエネルギーを指す。
再付勢可能又は再充電可能：本明細書で使用する場合、仕事をするためのより高いキャパシティの状態へと復元可能な能力を指す。本発明においては多くの場合、特定の率で、特定の再度回復された時間の間、電流を流す能力は復元可能な能力との関連で使用され得る。
再付勢又は再充電する：仕事をするためのキャパシティがより高い状態へと復元することを指す。本発明においては多くの場合、特定の率で、特定の再度回復された時間の間、電流を流すことができるように、装置を復元することに関連して使用され得る。
成形型から取り外された：レンズが成形型から完全に分離されたか、又は軽い振動によって取り外すか若しくは綿棒を用いて押し外すことができるようにほんの軽く付着しているだけのいずれかであることを意味する。

ここで図１を参照すると、埋め込みデータプロセッサ１１１を備えた眼科用レンズ１００はまた、エネルギーの蓄積手段としての電気化学セル又は電池などのエネルギー源１０９、並びに実施形態によっては、エネルギー源を構成する材料の、眼科用レンズが配置される環境からの封止及び分離を含み得る。エネルギー源１０９は、データプロセッサを起動する電力を提供することができる。

眼科用レンズのための代表的な組立成形型１００の図が、データプロセッサ１１１とともに示されている。成形型は、レンズ形成混合物の反応又は硬化に際して所望の形状の眼科用レンズが製造されるように、中にレンズ形成混合物１１０を分配することができるキャビティ１０５を有する組立成形型１００を含む。本発明の鋳型及び鋳型組立品１００は、複数の「鋳型部分」又は「鋳型片」１０１〜１０２から構成される。成形型部分１０１〜１０２を一緒に組み合わせて、空洞１０５を成形型部分１０１〜１０２間に形成し、その中にレンズを形成することができるようにすることができる。このような鋳型部分１０１〜１０２の組み合わせは、一時的であることが好ましい。レンズが形成されたら、レンズを取り出すために鋳型部分１０１〜１０２を再び分離することができる。

少なくとも１つの鋳型部分１０１〜１０２は、その表面１０３〜１０４の少なくとも一部がレンズ形成用混合物と接触していて、レンズ形成用混合物の反応又は硬化の際に、表面１０３〜１０４が所望の形状及び形態を表面が接触しているレンズ部分にもたらすようになっている。少なくとも１つの他の鋳型部分１０１〜１０２についても同じである。

こうして、例えば、好ましい実施形態では、鋳型組立品１００を、２つの部分１０１〜１０２、すなわち雌型の凹部片（前側片）１０２と雄型の凸部片（後側片）１０１（それらの間にキャビティが形成されている）から形成する。凹部表面１０４のレンズ形成混合物と接触する部分は、鋳型組立品１００内に作製すべき眼科用レンズの前側湾曲部の湾曲を有するとともに、十分に滑らかであり、凹部表面１０４と接触しているレンズ形成混合物の重合によって形成された眼科用レンズの表面が光学的に許容できるものとなるように形成されている。

レンズ形成表面は、光学品質表面仕上げとした表面１０３〜１０４を含むことができ、光学品質表面仕上げとは、表面が十分に滑らかで、成形型表面に接触しているレンズ形成材料の重合によって作られるレンズ表面が光学的に許容可能となるように形成されていることを示す。更に、実施形態によっては、レンズ形成表面１０３〜１０４は、レンズ表面に任意の所望の光学特性を付与するのに必要な幾何学形状を有することができる。このような形状としては、球面、非球面、及び円筒屈折力、波面収差補正、角膜トポグラフィ補正などに加えて、これらの任意の組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。本発明によれば、光学特性がデータプロセッサ１１１に呼応して働くことによって全体としての光学品質がもたらされ得る。

データプロセッサにより、眼科用レンズの範囲内からデータを操作することが可能となる。実施形態によっては、データ操作は、受信データに基づく、１つ以上の命令の生成を含み得る。実施形態によっては、受信データはレンズ付近の条件、例えば、レンズが曝露する水分量、レンズの表面温度、レンズ内に含まれる電気濡れ装置の状態、又はその他の条件を示すものであり得る。

付加的実施形態は、構成要素への電力供給のタイミングを計るのに用いられるカウンターの状況、又は構成要素によって受信される入力の状況など、レンズ内に含まれる構成要素の状態を含むことがある。受信入力としては、例えば、磁気パルス、光パターン、無線周波数信号、又はその他の形態の電気通信データを挙げることができる。

付加的実施形態によってはまた、眼科用レンズ内の液体メニスカスレンズ部分１０８の状態を変化させる命令を発するデータプロセッサを含むことができ、液体メニスカスレンズ部分の状態の変化によってレンズの光学品質が変化する。

生成される命令としては、眼科用レンズ内に含まれる構成要素を制御する命令、又は眼科用レンズからデータを送信する命令を挙げることができる。非限定的な例の方法として、眼科用レンズ内に含まれる構成要素を制御する命令として、眼科用レンズ内に包含される１つ以上の構成要素を活性化する外部信号を受信するための、所定のポーリングサイクルを挙げることができる。活性化スイッチとして機能する磁気検知スイッチ又は光受容体のような一定の構成要素の効率を向上させるために、このような構成要素を特定の間隔でスイッチが入るように、プロセッサをプログラムすることが可能である。このような方法により、例えば磁気検知スイッチは毎分わずか１０秒間（又はその他の間隔）しかエネルギーを消費しないようにすることができる。別の実施形態では、データプロセッサは、レンズの温度；レンズの表面張力；レンズ上の圧力；又は電子的に、電気機械的に、又はＭＥＭＳ装置によって測定可能なその他のパラメータを検知する構成要素からの入力を受信するようにすることもできる。

データプロセッサ１１１には、非限定的な例として、超低電力マイクロコントローラ１６ビット又は３２ビットＲＩＳＣ混合信号プロセッサを含むことができる。データプロセッサは、セラミック又はその他の不透過性の材料中に密封するなどして封止することが好ましい。電力消費は活性状態で２５０マイクロアンペア／ＭＩＰＳのように低いことが好ましい。一実施例には、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＭＳＰ ４３０マイクロプロセッサを含む。

付加的実施形態によっては、データプロセッサは可変焦点レンズを制御する命令を発することができる。この制御によって、２つの非混和性液体を包含する内部容積をほぼ平行に区切る、２つ以上の透明な境界間にわたって電流を印加することができる。２つの非混和性液体は異なる光学指数を有する。弾性要素を、液体の圧力変化に応じて変形するように位置づける。液体の圧力は、データプロセッサからの命令によって１つ以上の液体全体に位置する電荷に生じる変化に応じて、変化する。

実施形態によっては、データプロセッサ１１１によって制御される可変レンズは、２つ以上の液体の容積を保持するための液体包含セルを含む液体メニスカスレンズを含むことができる。非平面である下面は、円錐又は円筒形の凹部又はくぼみ（デルタ軸）を含み、ここに１滴の絶縁液体が包含される。セルの残部は、絶縁液体とは非親和性で異なる屈折率を有し、実施形態によっては絶縁液体と類似又は同一の密度を有する導電性液体を含む。くぼみに面して開いた環状電極が、下部プレートの後面上に位置づけられる。別の電極が導電性液体に接触して配置される。電極全体の電圧の印加を利用して、電気的な濡れを生じさせ、また２つの液体相互間のインターフェースの曲率を、電極間の印加電圧（Ｖ）に応じて変化させる。上部プレート及び下部プレートに垂直にセルを透過して液滴領域に入る光速は、電極に印加される電圧に応じて、より大きな、又は小さな程度に収束する。導電性液体は典型的には水性液体であり、絶縁液体は典型的には油性の液体である。

ユーザーによって制御される調整装置を用いることにより、データプロセッサとインターフェースをとり、またそれによってレンズの焦点を制御することが可能である。調整装置としては、非限定的な例として、磁気活性スイッチ、光学活性スイッチ、焦点を合わせるための眼内信号を検知する電気センサー、無線周波数送信装置、又はユーザーによって与えられる命令をプロセッサに提供する、その他の任意の電子装置若しくは受動装置を挙げることができる。

実施形態によっては、データプロセッサ１１１を備えるレンズは、剛性の中心部の軟性周縁部を有する設計の媒体上に配置されるが、このデータプロセッサ１１１を含む中心の剛性光学素子は、大気及び角膜表面とそれぞれ前面及び後面上で直接接触し、レンズ材料（典型的にはヒドロゲル材料）からなる軟性の周縁部が剛性の光学素子の周囲に付着され、剛性の光学素子はまた、媒体挿入物として機能し、得られる眼科用レンズにエネルギー及び機能性を提供する。

付加的実施形態によっては、ヒドロゲルマトリックス内に完全に封入された剛性又は整形可能なレンズ挿入物を含む媒体挿入物内に配置されたデータプロセッサ１１１を含むものもある。剛性又は整形可能なレンズ挿入物は、例えばマイクロ射出成形技術を用いることによって製造し得る。

マイクロ射出成形による実施形態は、例えば、直径が約６ｍｍ〜１０ｍｍ、前面半径が約６ｍｍ〜１０ｍｍ、後面半径が約６ｍｍ〜１０ｍｍ、中心厚さが約０．０５０ｍｍ〜０．５ｍｍのポリ（４−メチルペンテン−１）コポリマー樹脂（poly(4-methylpent-1-ene copolymer resin）を含み得る。代表的な実施形態は、直径が約８．９ｍｍ、前面半径が約７．９ｍｍ、後面半径が約７．８ｍｍ、中心厚さが約０．１００ｍｍ、端部断面の半径が約０．０５０ｍｍの挿入物を含む。マイクロ成形マシンの一代表例としては、Ｂａｔｔｅｎｆｉｅｌｄ Ｉｎｃ．によって提供されるＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ ５０ ４．５４Ｍｇ（５トン）システムを挙げることができる。

媒体挿入物上又はその内部に配置されたデータプロセッサ１１１を、眼科用レンズの形成に用いられる成形型部分１０１〜１０２内に配置することができる。成形型部分１０１〜１０２の材料には、例えばポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、及び変性ポリオレフィンのうちの、１つ以上のポリオレフィンを挙げることができる。その他の成形型には、セラミック又は金属材料を含むことも可能である。

好ましい脂環式コポリマーは、２種の異なる脂環式ポリマーを含み、Ｚｅｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｌ．Ｐ．によってＺＥＯＮＯＲの商品名で販売されている。ＺＥＯＮＯＲには、複数の異なる等級がある。種々の等級には、１０５℃〜１６０℃の範囲のガラス転移温度があっても良い。特に好ましい材料は、ＺＥＯＮＯＲ １０６０Ｒである。

１つ以上の添加剤と組み合わせて、眼科用レンズの成形型を形成し得る他の成形型材料には、例えば、Ｚｉｅｇｌａｒ−Ｎａｔｔａポリプロピレン樹脂（しばしばｚｎＰＰと称される）が含まれる。代表的なジーグラナッタポリプロピレン樹脂は、ＰＰ ９５４４ ＭＥＤという名で入手可能である。ＰＰ ９５４４ ＭＥＤは、ＦＤＡ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ２１ ＣＦＲ（ｃ）３．２により清浄成形のための透明化ランダムコポリマーであり、ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙにより入手可能である。ＰＰ ９５４４ ＭＥＤは、エチレン基を有するランダムコポリマー（ｚｎＰＰ）である（以下、９５４４ ＭＥＤ）。他の代表的なＺｉｅｇｌａｒ−Ｎａｔｔａポリプロピレン樹脂としては、Ａｔｏｆｉｎａポリプロピレン３７６１及びＡｔｏｆｉｎａポリプロピレン３６２０ＷＺが挙げられる。

更にまた、いくつかの実施形態では、本発明の鋳型には、ポリマー、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、主鎖に脂環式部分を含む変性ポリオレフィン、及び環状ポリオレフィンが含まれる場合もある。このブレンドを、成形型半片の一方又は両方の上で用いることができ、このブレンドを後側湾曲部上で用いて前側湾曲部は脂環式コポリマーからなることが好ましい。

本発明により鋳型１００を作るいくつかの好ましい方法では、既知の技術に従って射出成型を用いるが、実施形態には、他の技術によって作られる鋳型を含むこともでき、他の技術としては、例えば旋盤法、ダイヤモンド切削、又はレーザー切断が挙げられる。

通常、レンズを、両方の鋳型部分１０１〜１０２の少なくとも１つの表面上に形成する。しかしながら、いくつかの実施形態では、レンズの片方の表面は、鋳型部分１０１〜１０２から形成され得、レンズの他方の表面は、旋盤法、又は他の方法を用いて形成することができる。

レンズ
ここで図２を参照すると、データプロセッサ２０４を含む媒体挿入物２０１を備えた、活性化された眼科用レンズ２００の素子が示されている。図示のように、媒体挿入物２０１は、ヒドロゲルレンズ材料２０７中に埋め込まれている。活性化因子２０５を用いることにより、データプロセッサ２０４内の記憶装置内に含まれる１つ以上の実行可能なプログラムを実行することができる。実施形態によっては、プロセッサ２０４を介して実行されるプログラムが、構成要素２０３内の状態の変化をもたらす場合もある。記憶装置には、ランダムアクセスメモリ半導体；読み出し専用メモリ半導体；スタティックメモリ；消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ；又はディジタルデータを格納し命令に応じて提供することができるその他の構成要素を含み得る。

リチウム系電池又はキャパシタなどのエネルギー源２０８を充電するために、光受容体２０２のようなエネルギーハーベスタを備えてもよい。データプロセッサ２０４を用いて再付勢プロセスを管理することができる。例えば、プロセッサはエネルギー源２０８内の電荷量を示すデータを受信し、回路を開いて、エネルギーハーベスタ２０２からの電流がエネルギー源２０８へと流れるようにすることができる。別の態様では、プロセッサはまた、エネルギーハーベスタ２０２がエネルギー源２０８を充電するのに十分な電流を提供できる時を監視し、そのような充電に適した回路を介する電気的経路を与えるようにプログラムされることもできる。充電のための電気回路には、例えば、スイッチとして機能するトランジスタ及び電流の適切な流れを確保するためのダイオードを含み得る。

ここで図７を参照すると、本発明のある種の実施形態の斜視図が示されている。この図は、エネルギーハーベスタ７０１及びエネルギー源７０２の実施形態を示すが、両者はそれぞれ導電回線経路７０６を介してデータプロセッサ７０４と電気的導通状態にある。その他の構成要素７０７は、媒体挿入物内に含まれる回路内で一定の役割を果たす、様々な半導体、固体、能動的又は受動的な装置であり得る。実施形態によっては、回線経路７０６、構成要素７０７、エネルギーハーベスタ７０１、エネルギー源７０２及びデータプロセッサ７０４、センサー及びその他の装置を、可撓性基材７０５上に搭載してもよい。

図７には、媒体挿入物７０３上の視覚ゾーン内に位置する液体メニスカスレンズ部分が、更に示されている。

実施形態によっては、好ましいレンズ材料としてシリコーン含有成分が挙げられる。「シリコーン含有成分」は、モノマー、マクロマー又はプレポリマー中に少なくとも１個の［−Ｓｉ−Ｏ−］単位を含有する成分である。好ましくは、総Ｓｉ及び結合Ｏは、シリコーン含有成分中に、そのシリコーン含有成分の総分子量の約２０重量％より大きい、更に好ましくは３０重量％より大きい量で存在する。有用なシリコーン含有成分は、好ましくは、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、ビニル、Ｎ−ビニルラクタム、Ｎ−ビニルアミド及びスチリル官能基等の重合性官能基を含む。

好適なシリコーン含有成分は、式Ｉの化合物を含み：

式中、
Ｒ^１は、独立して、一価の反応基、一価アルキル基、又は一価アリール基から選択され、前述のいずれかは、ヒドロキシ、アミノ、オキサ、カルボキシ、アルキルカルボキシ、アルコキシ、アミド、カルバメート、カーボネート、ハロゲン、又はこれらの組み合わせから選択される官能性を更に含んでよく、１〜１００のＳｉ−Ｏの反復単位を含む一価シロキサン鎖は、アルキル、ヒドロキシ、アミノ、オキサ、カルボキシ、アルキルカルボキシ、アルコキシ、アミド、カルバメート、ハロゲン又はこれらの組み合わせから選択される官能性を更に含んでよく、
式中、ｂ＝０〜５００であり、ｂが０以外のときに、ｂは、表示値と同等のモードを有する分布であると理解され、
ここで、少なくとも１個のＲ^１が一価の反応基を含み、幾つかの実施形態では、１〜３個のＲ^１が一価の反応基を含む。

本明細書に使用されるとき、「一価反応基」は、フリーラジカル及び／又はカチオン重合を受けることができる基である。フリーラジカル反応性基の非限定的な例としては、（メタ）アクリレート、スチリル、ビニル、ビニルエーテル、Ｃ_１〜６アルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、Ｃ_１〜６アルキル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルラクタム、Ｎ−ビニルアミド、Ｃ_２〜１２アルケニル、Ｃ_２〜１２アルケニルフェニル、Ｃ_２〜１２アルケニルナフチル、Ｃ_２〜６アルケニルフェニル、Ｃ_１〜６アルキル、Ｏ−ビニルカルバメート及びＯ−ビニルカーボネートが挙げられる。カチオン反応性基の非限定的な例としては、ビニルエーテル又はエポキシド基及びこれらの混合物が挙げられる。一実施形態では、フリーラジカル反応基には、（メタ）アクリレート、アクリルオキシ、（メタ）アクリルアミド、及びこれらの混合物が含まれる。

好適な一価のアルキル基及びアリール基には、置換及び非置換のメチル、エチル、プロピル、ブチル、２−ヒドロキシプロピル、プロポキシプロピル、ポリエチレンオキシプロピル、これらの組み合わせなどの、非置換の一価のＣ_１〜Ｃ_１６アルキル基、Ｃ_６〜Ｃ_１４アリール基が挙げられる。

１つの実施形態ではｂは零であり、１つのＲ^１は一価の反応基であり、少なくとも３個のＲ^１が１〜１６個の炭素原子を有する一価のアルキル基から選択され、別の実施形態では１〜６個の炭素原子を有する一価のアルキル基から選択される。本発明のシリコーン構成成分の非制限的な例には、２−メチル−、２−ヒドロキシ−３−［３−［１，３，３，３−テトラメチル−１−［（トリメチルシリル）オキシ］ジシロキザニル］プロポキシ］プロピルエステル（「ＳｉＧＭＡ」）、
２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプロピルオキシプロピル−トリ（トリメチルシロキシ）シラン、
３−メタクリルオキシプロピルトリス（トリメチルシロキシ）シラン（「ＴＲＩＳ」）、
３−メタクリルオキシプロピルビス（トリメチルシロキシ）メチルシラン、及び
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が挙げられる。

別の実施形態では、ｂは、２〜２０、３〜１５、又は幾つかの実施形態では、３〜１０であり、少なくとも１つの末端Ｒ^１は、一価の反応基を含み、残りのＲ^１は、１〜１６個の炭素原子を有する一価アルキル基から選択され、別の実施形態では、１〜６個の炭素原子を有する一価アルキル基から選択される。更に、別の実施形態では、ｂは、３〜１５であり、１つの末端Ｒ^１は、一価の反応基を含み、他方の末端Ｒ^１は、１〜６個の炭素原子を有する一価アルキル基を含み、残りのＲ^１は、１〜３個の炭素原子を有する一価アルキル基を含む。本実施形態のシリコーン成分の制限されない例には、（モノ−（２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプロピル）−プロピルエーテル末端のポリジメチルシロキサン（４００〜１０００ＭＷ））（「ＯＨ−ｍＰＤＭＳ」）、モノメタクリルオキシプロピル末端のモノ−ｎ−ブチル末端のポリジメチルシロキサン（８００〜１０００ＭＷ）、（「ｍＰＤＭＳ」）が含まれる。

別の実施形態では、ｂは５〜４００又は１０〜３００であり、両方の末端Ｒ^１は一価反応基を含み、残りのＲ^１は炭素原子間のエーテル結合を有することもあり、ハロゲンを更に含むこともある、１〜１８個の炭素原子を有する一価アルキル基から独立して選択される。

シリコーンヒドロゲルレンズが望ましい一実施形態では、本発明のレンズは、ポリマーを作製する反応性モノマー成分の総重量に対して、少なくとも約２０重量％、好ましくは約２０重量％〜７０重量％のシリコーン含有成分を含む、反応性混合物から作製される。

別の実施形態では、１〜４のＲ^１はビニルカーボネート又は以下の式のカルバメートを含む。

式中、ＹはＯ−、Ｓ−又はＮＨ−を意味し、
Ｒは、水素又はメチルを意味し、ｄは１、２、３又は４、そしてｑは０又は１である。

シリコーン含有ビニルカーボネート又はビニルカルバメートモノマーとしては、具体的には、１，３−ビス［４−（ビニルオキシカルボニルオキシ）ブト−１−イル］テトラメチル−ジシロキサン、３−（ビニルオキシカルボニルチオ）プロピル−［トリス（トリメチルシロキシ）シラン］、３−［トリス（トリメチルシロキシ）シリル］プロピルアリルカルバメート、３−［トリス（トリメチルシロキシ）シリル］プロピルビニルカルバメート、トリメチルシリルエチルビニルカーボネート、トリメチルシリルメチルビニルカーボネートが挙げられ、

約２００以下の弾性率を有する生物医学的デバイスが所望される場合、１個のＲ^１のみが一価の反応性基を含むものとし、残りのＲ^１基のうちの２個以下は、一価シロキサン基を含む。

別の種類のシリコーン含有成分は、次式のポリウレタンマクロマーを含む。
式ＩＶ〜ＶＩ
（^＊Ｄ^＊Ａ^＊Ｄ^＊Ｇ）_ａ ^＊Ｄ^＊Ｄ^＊Ｅ^１；
Ｅ（^＊Ｄ^＊Ｇ^＊Ｄ^＊Ａ）_ａ ^＊Ｄ^＊Ｇ^＊Ｄ^＊Ｅ^１又は
Ｅ（^＊Ｄ^＊Ａ^＊Ｄ^＊Ｇ）_ａ ^＊Ｄ^＊Ａ^＊Ｄ^＊Ｅ^１
式中、
Ｄは炭素原子６〜３０個を有するアルキルジラジカル、アルキルシクロアルキルジラジカル、シクロアルキルジラジカル、アリールジラジカル又はアルキルアリールジラジカルを示し、
Ｇは炭素原子１〜４０個を有するアルキルジラジカル、シクロアルキルジラジカル、アルキルシクロアルキルジラジカル、アリールジラジカル又はアルキルアリールジラジカルを示し、これらは主鎖中にエーテル、チオ又はアミン結合を含有できる。
^＊はウレタン又はウレイド結合を意味する。
_ａは、少なくとも１である。
Ａは次の式の２価のポリマーラジカルを意味する。

Ｒ^１１は独立してアルキル又は１〜１０個の炭素原子を有するフルオロ置換アルキル基を意味し、これは炭素原子間にエーテル結合を含んでよく、ｙは少なくとも１であり、ｐは４００〜１０，０００の部分重量を与え、Ｅ及びＥ^１はそれぞれ独立して次式に示される重合性不飽和有機ラジカルを意味する。

式中、Ｒ^１２は水素又はメチルであり、Ｒ^１３は水素、１〜６個の炭素原子を有するアルキルラジカル又は−ＣＯ−Ｙ−Ｒ^１５ラジカルで、Ｙは−Ｏ−、Ｙ−Ｓ−又は−ＮＨ−であり、Ｒ^１４は１〜１２個の炭素原子を有する二価ラジカルであり、Ｘは−ＣＯ−又は−ＯＣＯ−を意味し、Ｚは−Ｏ−又は−ＮＨ−を意味し、Ａｒは６〜３０個の炭素原子を有する芳香族ラジカルを意味し、ｗは０〜６であり、ｘは０又は１であり、ｙは０又は１であり、ｚは０又は１である。

方法
以下の方法の工程は、本発明のいくつかの態様により実施してもよいプロセスの例として与えられる。本方法の工程が示される順番は限定を意図するものではなく、他の順番を使用して本発明を実施し得ることを理解されるべきである。加えて、本発明を実施するためにすべての工程を必要とするわけではなく、また本発明の種々の実施形態には付加的な工程を含んでもよい。

ここで図４を参照すると、フローチャートによって、本発明を実施するために用い得る代表的なステップを示している。４０１で、データプロセッサを成形型部分内に配置する。実施形態によっては、データプロセッサが媒体挿入物とともに含まれる場合もある。媒体挿入物は剛性又は可撓性であってよい。媒体挿入物は、１つ以上の構成要素を包含することもあればしないこともある。

４０２では、反応性モノマー混合物を成形型部分内に堆積させることができる。

４０３で、データプロセッサ１１１を成形型部分内に配置する。好ましい実施形態によっては、データプロセッサ１１１は、機械的配置を介して成形型部分内に配置される。機械的配置には、例えば、表面実装構成要素を配置するのに業界で知られているもののような、ロボット又はその他の自動操作部が含まれ得る。データプロセッサの人的な配置もまた、本発明の範囲内である。したがって、成形型部分に包含される反応性混合物の重合化によって、得られる眼科用レンズ内に可変視覚素子が含まれるように、データプロセッサをエネルギー源とともに注型成形型部分内に配置するのに有効な任意の機械的配置。

実施形態によっては、プロセッサ装置、ＭＥＭＳ、ＮＥＭＳ又はその他の構成要素をもまた、データプロセッサ内に、エネルギー源と電気的に接続して配置することもある。

４０４では、レンズを形成するために第１の成形型部分を第２の成形型部分に近接させて配置し、反応性モノマー混合物の少なくともいくらか及びエネルギー源を内部に備える、キャビティを形成することができる。４０５では、キャビティ内の反応性モノマー混合物を重合化させることができる。重合化は、例えば、化学線及び熱のいずれか一方又は両方に曝露させることによって達成することができる。４０６では、レンズが鋳型部分から取り外される。

本発明を使用して、任意の既知のレンズ材料、又はそのようなレンズの製造に好適な材料から製造されるハード又はソフトコンタクトレンズを提供し得るが、好ましくは、本発明のレンズは、約０〜約９０パーセントの含水量を有する、ソフトコンタクトレンズである。更に好ましくは、レンズは、モノマー含有ヒドロキシ基、カルボキシル基、又はこれらの両方から製造される、若しくは、シロキサン、ヒドロゲル、シリコーンヒドロゲル、及びこれらの組み合わせ等のシリコーン含有ポリマーから製造される。本発明のレンズを形成するのに有用な材料は、重合開始剤等の添加剤に加えて、マクロマー、モノマー、及びこれらの組み合わせの混合物を反応させることによって、製造し得る。好適な材料は、シリコーンマクロマー及び親水性モノマーから製造されるシリコーンヒドロゲルを含むが、これらに限定されない。

ここで再度、図４を参照すると、４０３で、反応性混合物が第１の成形型部分と第２の成形型部分との間に、データプロセッサと接触して配置される。４０４において、第１の成形型部分を第２の成形型部分に近接させて位置づけることにより、内部に反応性モノマー混合物及び可変レンズを備えたレンズキャビティを形成する。

４０５では、反応混合物は、例えば、化学線及び熱のうちの片方又は両方への曝露等を介して、重合化される。４０６で、データプロセッサを組み込んだ眼科用装置を、成形型部分から取り外す。

ここで図５を参照すると、５０１で、上述したようにデータプロセッサを眼科用レンズ内に配置する。５０２で、データプロセッサをエネルギー源と電気的導通状態に置く。電気的導通は、例えばデータプロセッサに組み込まれた回路を介して、又はインクジェット若しくはその他の方法でレンズ材料上に直接形成された経路を介して、得ることができる。

５０３で、眼科用レンズ内に組み込まれたデータプロセッサに電気的エネルギーが送られる。エネルギーは、例えば、電荷を導電することが可能な電気回路を介して、送ることができる。５０４で、可変視覚素子がレンズの少なくとも１つの光学品質を変化させる。

装置
ここで図３を参照すると、１つ以上の移送インターフェース３１１を備えた自動装置３１０が示されている。図示のように、複数の成形型部分のそれぞれは、パレット３１３内に包含される成形型部分レセプタクル３１４に対応しており、移送インターフェース３１１へと伝えられる。移送インターフェース３１１は、プロセッサ、又はプロセッサを包含する挿入物を、眼科用レンズの形成に使用される成形型部分３１４内に配置する。実施形態は、データプロセッサを個別に配置する単一インターフェース、又は、プロセッサを複数の成形型部分内に、また実施形態によっては各成形型部分に、同時に配置する多重インターフェース（図示せず）を含むことができる。

ある種の実施形態の別の態様は、データプロセッサを含む媒体挿入物を、これらの構成要素の周囲に眼科用レンズの本体が成形される間、支持する装置を含む。実施形態によっては、エネルギー源をレンズ成形型内の保持点（図示せず）に固定することもある。保持点は、レンズ本体を形成するものと同種の重合材料によって固定してよい。

図６を参照すると、本発明のいくつかの実施形態で使用し得るコントローラ６００を図示する。コントローラ６００はプロセッサ６１０を含むが、このプロセッサは、通信装置６２０に結合した１つ以上のプロセッサ構成要素を含み得る。実施形態によっては、コントローラ６００を用いて、眼科用レンズ内に配置されたエネルギー源にエネルギーを伝送することができる。

コントローラは、通信チャネルを介してエネルギーを通信するように構成された通信装置に結合した、１つ以上のプロセッサを含むことができる。この通信装置を用いて、可変視覚挿入物の眼科用レンズ内への配置、及び可変視覚装置を操作する命令の送信のうちの、１つ以上を、電気的に制御し得る。

通信装置６２０を使用することによってまた、例えば、１つ以上のコントローラ装置又は製造機器構成要素と通信してもよい。

プロセッサ６１０は、記憶装置６３０とも通信する。記憶装置６３０は、磁気記憶装置（例えば、磁気テープ及びハードディスクドライブ）、光学式記憶装置、及び／又はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）装置及びリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）装置等の半導体記憶装置を含む、任意の適切な情報記憶装置を備えてもよい。

記憶装置６３０は、プロセッサ６１０を制御するためのプログラム６４０を格納することができる。プロセッサ６１０は、プログラム６４０の命令を遂行し、それによって、本発明に従って動作を行う。例えば、プロセッサ６１０は、可変視覚挿入物の配置、処理装置の配置などのようなものを記述する情報を受信し得る。記憶装置６３０は、１つ以上のデータベース内の眼科関連データを記憶することもできる。データベースは、カスタマイズされた媒体挿入物の設計、計測学上のデータ、及び媒体挿入物に出入りするエネルギーを制御するための具体的な制御シーケンスを含み得る。

結論
本発明は、上述したように、また以下の特許請求の範囲によって更に定義されるように、データプロセッサを備えた付勢レンズを提供する方法及びそのような方法を実施するための装置、並びに内部にデータプロセッサを備えて形成される眼科用レンズ、を提供する。

〔実施の態様〕
（１） 眼科用レンズを形成する方法であって、前記方法が、
データプロセッサ及びエネルギー源を含む挿入物を第１の成形型部分に近接して配置する工程と、
前記第１の成形型部分内に反応性モノマー混合物を堆積させる工程と、
データプロセッサ及びエネルギー源を含む前記挿入物を前記反応性モノマー混合物に接触させて位置づける工程と、
前記第１の成形型部分を第２の成形型部分に近接させて位置づけることにより、前記可変視覚挿入物及び反応性モノマー混合物の少なくともいくらかを内部に備えるレンズキャビティを形成する工程と、
前記反応性モノマー混合物を化学線に曝露させる工程と、を含む、方法。
（２） 前記データプロセッサがデータ格納部分を含む、実施態様１に記載の方法。
（３） 前記データプロセッサが、ランダムアクセスメモリの保持に約０．１マイクロアンペア以下の電気的エネルギーを必要とするマイクロコントローラを含む、実施態様２に記載の方法。
（４） 前記データプロセッサが、リアルタイムクロックモード動作に約０．８マイクロアンペア以下の電気的エネルギーを必要とするマイクロコントローラを含む、実施態様２に記載の方法。
（５） 前記データプロセッサが、活性動作１００万命令／秒当たり約２５０マイクロアンペア以下の電気的エネルギーを必要とするマイクロコントローラを含む、実施態様１に記載の方法。
（６） 前記データプロセッサが媒体挿入物上に取り付けられ、前記媒体挿入物にエネルギー源を固定するステップを更に含む、実施態様２に記載の方法。
（７） 前記挿入物が、前記可変視覚挿入物の光学特性を変化させるのに十分な電力を供給する能力を備えた薄膜電気化学セルを含む、実施態様６に記載の方法。
（８） 前記電気化学セルがリチウムイオン電池を含む、実施態様７に記載の方法。
（９） 前記電気化学セルが再充電可能な材料を含む、実施態様７に記載の方法。
（１０） 前記電気化学セルがナノスケール結晶を含むカソードを含む、実施態様７に記載の方法。

（１１） 前記媒体挿入物が整形可能な基材を含む、実施態様１に記載の方法。
（１２） 眼科用レンズを製造するための装置であって、前記装置が、
第１の成形型部分に近接させた状態、又はこれに接触させた状態のいずれか一方又は両方で、データプロセッサを含む媒体挿入物を配置するための自動装置と、
反応性モノマー混合物を前記第１の成形型部分内に堆積させるための分配器と、
前記反応性モノマー混合物のための化学線源と、を含む、装置。
（１３） 第２の成形型部分を前記第１の成形型部分に近接して配置することにより、前記可変視覚挿入物及び前記反応性モノマー混合物の少なくともいくらかを内部に備えるレンズ形成キャビティを生成するように機能する自動装置を、更に含む、実施態様１２に記載の眼科用レンズを製造するための装置。
（１４） 複数の第１の成形型部分を保持するパレットと、
前記パレットを動かして前記化学線源に近接させる自動装置と、を更に含む、実施態様１３に記載の眼科用レンズを製造するための装置。
（１５） 前記自動装置を制御するためのプロセッサと、
要求に応じて実行可能なソフトウェアを含むディジタル記憶装置と、を更に含み、前記ソフトウェアが、前記プロセッサとともに機能して前記装置が、
データプロセッサを含む前記媒体挿入物を前記第１の成形型部分に近接させ、又は接触させて配置するようにする、実施態様１２に記載の眼科用レンズを製造するための装置。

Claims (14)

1. コンタクトレンズを形成する方法であって、前記方法が、
   基材に搭載されたデータプロセッサ、液体メニスカス可変レンズ及び電気化学セルを含む媒体挿入物を、該媒体挿入物を支持する第１の成形型部分の保持点に配置する工程と、
   前記第１の成形型部分内に反応性モノマー混合物を堆積させる工程と、
   前記媒体挿入物を前記反応性モノマー混合物に接触させて位置づける工程と、
   前記第１の成形型部分を第２の成形型部分に近接させて位置づけることにより、前記媒体挿入物及び反応性モノマー混合物の少なくともいくらかを内部に備えるレンズキャビティを形成する工程と、
   前記反応性モノマー混合物を化学線に曝露させる工程と、を含み、
   前記保持点は、前記反応性モノマー混合物の重合生成物と同種の重合材料によって形成されている、方法。
2. 前記データプロセッサがデータ格納部分を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記データプロセッサが、ランダムアクセスメモリの保持に０．１マイクロアンペア以下の電気的エネルギーを必要とするマイクロコントローラを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記データプロセッサが、リアルタイムクロックモード動作に０．８マイクロアンペア以下の電気的エネルギーを必要とするマイクロコントローラを含む、請求項２に記載の方法。
5. 前記データプロセッサが、活性動作１００万命令／秒当たり２５０マイクロアンペア以下の電気的エネルギーを必要とするマイクロコントローラを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記媒体挿入物が、前記媒体挿入物の光学特性を変化させるのに十分なエネルギーを供給する能力を備えた薄膜電気化学セルを含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記電気化学セルがリチウムイオン電池を含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記電気化学セルが再充電可能な材料を含む、請求項６に記載の方法。
9. 前記電気化学セルがナノスケール結晶を含むカソードを含む、請求項６に記載の方法。
10. 前記媒体挿入物が整形可能な基材を含む、請求項１に記載の方法。
11. コンタクトレンズを製造するための装置であって、前記装置が、
    データプロセッサ、液体メニスカス可変レンズ及び電気化学セルを含む媒体挿入物を、該媒体挿入物を支持する第１の成形型部分の保持点に配置するための自動装置と、
    反応性モノマー混合物を前記第１の成形型部分内に堆積させるための分配器と、
    前記反応性モノマー混合物のための化学線源と、を含み、
    前記保持点は、前記反応性モノマー混合物の重合生成物と同種の重合材料によって形成されている、装置。
12. 第２の成形型部分を前記第１の成形型部分に近接して配置することにより、前記媒体挿入物及び前記反応性モノマー混合物の少なくともいくらかを内部に備えるレンズ形成キャビティを生成するように機能する自動装置を、更に含む、請求項１１に記載のコンタクトレンズを製造するための装置。
13. 複数の第１の成形型部分を保持するパレットと、
    前記パレットを動かして前記化学線源に近接させる自動装置と、を更に含む、請求項１２に記載のコンタクトレンズを製造するための装置。
14. 前記自動装置を制御するためのプロセッサと、
    要求に応じて実行可能なソフトウェアを含むディジタル記憶装置と、を更に含み、前記ソフトウェアが、前記プロセッサとともに機能して前記装置が、
    データプロセッサを含む前記媒体挿入物を前記第１の成形型部分に近接させ、又は接触させて配置するようにする、請求項１１に記載のコンタクトレンズを製造するための装置。

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