JP6385987B2 - 埋め込みマイクロコントローラを備えた眼科用レンズを形成するための方法 - Google Patents
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Description
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、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、及びOphthalmic Device With Embedded Microcontrollerの名称で2009年10月16日に一部継続出願として出願した米国特許出願12/580,331号の優先権を主張するものであり、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。
本発明は、眼科用レンズ内に埋め込んだマイクロコントローラ装置を備える眼科用レンズについて、より具体的には、マイクロコントローラ及び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。
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。
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、それ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以下のものを指すことができる。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。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。
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。
ここで図2を参照すると、マイクロコントローラ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、マイクロコントローラ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、マイクロコントローラ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。
R1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R1が一価の反応基を含み、幾つかの実施形態では、1〜3個のR1が一価の反応基を含む。
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。
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。
式IV〜VI
(*D*A*D*G)a *D*D*E1;
E(*D*G*D*A)a *D*G*D*E1又は
E(*D*A*D*G)a *D*A*D*E1
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。
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内に配置する。実施形態は、マイクロコントローラ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。
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、マイクロコントローラを備えた眼科用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、並びに内部にマイクロコントローラを備えて形成される眼科用レンズを、提供する。
(1) 眼科用レンズを形成する方法であって、前記方法が、
マイクロコントローラ及びエネルギー源を含む媒体挿入物を第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、
マイクロコントローラ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) 前記マイクロコントローラがデータ格納部分を含む、実施態様1に記載の方法。
(3) 前記マイクロコントローラが、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) 前記マイクロコントローラが、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) 前記マイクロコントローラが、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) 前記マイクロコントローラ及び前記媒体のいずれか一方又は両方をコンフォーマルコーティングするステップを更に含む、実施態様2に記載の方法。
(7) 前記マイクロコントローラ及び前記媒体のいずれか一方又は両方を封入コーティングするステップを更に含む、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。
(12) 前記マイクロコントローラが、アナログディジタル変換器を更に含む、実施態様2に記載の方法。
(13) 前記マイクロコントローラが、タイマを更に含む、実施態様12に記載の方法。
(14) 前記マイクロコントローラが、タイマを更に含む、実施態様12に記載の方法。
(15) 前記プロセッサによって実行可能で、前記眼科用レンズを構成する構成要素の状態を変化させる、実行可能なコードを、前記メモリ内に格納するステップを更に含む、実施態様14に記載の方法。
(16) 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、マイクロコントローラ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。
(17) 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16に記載の眼科用レンズを製造するための装置。
(18) 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17に記載の眼科用レンズを製造するための装置。
(19) 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、
マイクロコントローラ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16に記載の眼科用レンズを製造するための装置。
Claims (15)
- コンタクトレンズを形成する方法であって、前記方法が、
可撓性基材に、マイクロコントローラ、電気化学セル、及び液体メニスカス可変視覚素子を搭載して媒体挿入物を形成する工程と、
前記媒体挿入物をシリコーンのコンフォーマルコーティングでコーティングして封止する工程と、
前記コーティングされた媒体挿入物を第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、
前記マイクロコントローラおよび前記電気化学セルを含む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少なくともいくらかの反応性モノマー混合物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。 - 前記マイクロコントローラがデータ格納部分を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記マイクロコントローラが、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。
- 前記マイクロコントローラが、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。
- 前記マイクロコントローラが、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。
- 前記電気化学セルがリチウムイオン電池を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記電気化学セルが再充電可能な材料を含む、請求項1に記載の方法。
- 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1に記載の方法。
- 前記媒体挿入物がポリアミド可撓性回路を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記マイクロコントローラが、アナログディジタル変換器を更に含む、請求項2に記載の方法。
- 前記マイクロコントローラが、1つ以上のタイマを更に含む、請求項10に記載の方法。
- 前記マイクロコントローラによって実行可能で、前記コンタクトレンズを構成する構成要素の状態を変化させる、実行可能なコードを、前記データ格納部分内に格納するステップを更に含む、請求項11に記載の方法。
- コンタクトレンズを製造するための装置であって、
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、マイクロコントローラ、電気化学セル、液体メニスカス可変視覚素子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、
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。 - 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13に記載のコンタクトレンズを製造するための装置。 - 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、
前記マイクロコントローラ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13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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