KR101489170B1 - 근시 진행의 예방을 위한 안과 렌즈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 근시 진행을 예방하는 데 유용한 안과 렌즈를 제공한다. 본 발명의 렌즈는 양의 종구면 수차를 제공하는 구역에 의해 둘러싸인 광학 구역의 중심에서 실질적으로 일정한 원거리 시력 굴절력 구역을 제공한다.

안과 렌즈, 콘택트 렌즈, 원거리 시력, 굴절력, 구면 수차

Description

근시 진행의 예방을 위한 안과 렌즈{OPHTHALMIC LENSES FOR PREVENTION OF MYOPIA PROGRESSION}

본 발명은 안과 렌즈에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 근시 진행의 예방 또는 지연에 유용한 안과 렌즈를 제공한다.

근시(myopia 또는 near-sightedness)는 미국 인구의 최대 25%에 영향을 미치며, 세계의 일부 지역에서는 인구의 최대 75%까지 영향을 미친다. 근시안에서, 안구의 형상이 길고, 눈으로 입사되는 광선은 망막의 전방에 초점이 맞춰진다. 근시에 대한 종래의 치료는 교정 렌즈를 처방하는 것이다. 그러나, 전형적인 교정 렌즈는 근시의 진행을 예방하지는 못한다.

특히 아동에게서 근시 진행을 지연하는 다수의 방법이 제안되어 왔다. 이들 방법은 다초점 렌즈의 사용, 수차(aberration)가 도입되거나 수차를 제어하는 렌즈의 사용, 비축 굴절력(off-axis power) 렌즈의 사용, 각막의 재형성(reshaping), 눈의 운동 및 약물 요법의 사용을 포함한다.

다초점 렌즈 및 수차를 갖는 렌즈의 사용은 렌즈가 렌즈 착용자의 원거리 시력을 저하시킨다는 점에서 불리한 것으로 판명되었다. 다른 방법들도 마찬가지로 각막 재형성에서와 같은 불쾌감 및 약물 요법에서와 같은 바람직하지 못한 부작용 을 포함하는 단점을 겪는다.

도 1은 본 발명의 렌즈의 전방 표면을 도시하는 도면.

도 2는 실시예의 렌즈들의 굴절력 프로파일을 도시하는 그래프.

본 발명은 근시 진행을 실질적으로 예방하는 안과 렌즈와, 그 설계 및 제조 방법을 제공한다. 본 발명이 발견한 것은 양의 종구면 수차(longitudinal spherical aberration)를 제공하는 적어도 하나의 영역에 의해 둘러싸인 광학 구역의 중심에서 원거리 시력 굴절력의 영역을 갖는 다초점 렌즈를 제공함으로써 근시 진행이 실질적으로 예방될 수 있다는 것이다.

"안과 렌즈"라는 것은 콘택트 렌즈(contact lens), 안구내 렌즈(intraocular lens), 온레이 렌즈(onlay lens) 등을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 렌즈는 콘택트 렌즈이다. "원거리 광학 굴절력"(distance optical power), "원거리 시력 굴절력"(distance vision power) 및 "원거리 굴절력"(distance power)이라는 것은 원하는 정도로 착용자의 원거리 시력을 교정하는 데 요구되는 굴절력의 크기를 의미한다. "종구면 수차"라는 것은 주변 광선의 초점의 디옵터 값에서 근축 광선의 초점의 디옵터 값을 제함으로써 계산되는 렌즈의 중심과 주변 사이의 초점의 디옵터 차이를 의미한다. "양의 종구면 수차"라는 것은 주변 광선과 근축 광선 사이의 디옵터 차이가 양의 값이라는 것을 의미한다.

본 발명의 제1 실시 형태에서, 실질적으로 일정한 원거리 시력 굴절력을 갖는 중심 구역, 및 중심 구역과 동심이며 양의 종구면 수차를 갖는 적어도 제1 환형 구역을 포함하고, 본질적으로 이들로 구성되며, 이들로 구성되는 광학 구역을 갖는 안과 렌즈가 제공된다. 대안적인 실시 형태에서, 제1 환형 구역과 동심인 제2 환형 구역이 제공될 수 있는데, 이러한 제2 구역은 일정한 굴절력 또는 점진적으로(progressively) 감소하는 굴절력 중 하나를 제공할 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 광학 구역의 최중심 부분에서의 실질적으로 일정한 원거리 시력 굴절력, 및 원거리 시력 굴절력에 대한 주변의 적어도 하나의 영역 - 상기 영역은 양의 종구면 수차를 가짐 - 을 포함하고, 본질적으로 이들로 구성되며, 이들로 구성되는 광학 구역을 갖는 렌즈가 제공된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 렌즈(10)는 광학 구역(11) 및 비-광학 렌즈형 구역(14)을 갖는다. 광학 구역(11)은 중심 구역(12)과 주변 구역(13)으로 구성된다. 중심 구역(12)은 렌즈의 광학 축에 중심설정되며, 렌즈의 광학 중심으로부터 측정할 때 약 0.5 내지 2 ㎜, 바람직하게는 약 1 내지 1.5 ㎜의 반경을 갖는다. 중심 구역(12) 내의 굴절력은 실질적으로 일정한 원거리 시력 굴절력이고, 약 +12.00 디옵터 내지 약 -12.00 디옵터일 것이다. 주변 구역 내의 양의 굴절력의 추가로 인해, 중심 구역 내의 원거리 시력 굴절력에 과교정(overcorrection)을 제공하는 것이 바람직할 수 있는데, 이는 착용자의 원거리 시력을 교정하는 데 요구되는 것에 추가된 굴절력을 의미한다. 과교정의 양은 중심 구역(12)의 직경 및 제공된 양의 구면 수차의 크기에 좌우될 것이다. 그러나, 전형적으로, 과교정은 약 0.25 내지 약 1.00 디옵터일 것이다.

주변 구역(13)은 최내측 경계부(14) 또는 렌즈의 광학 중심에 가장 근접한 경계부로부터 주변 구역(13)의 최외측 경계부(15)로 이동함에 따라 연속적으로 그리고 점진적으로 증가하는 양의 종구면 수차를 제공한다. 주변 구역(13)에서의 종구면 수차의 증가는 렌즈의 광학 중심으로부터 약 2.5 ㎜의 반경에서 약 0.25 내지 약 2 디옵터일 수 있으며, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 1.50 디옵터이다. 주변 구역(13)은 약 0.5 내지 약 3.5 ㎜, 바람직하게는 약 1 내지 약 2 ㎜의 폭을 가질 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 중심 구역(12)과 주변 구역(13)은 그들 사이에 불연속적인 접합부를 갖는 구역들이다. 대안적인 실시 형태에서, 실질적으로 일정한 원거리 시력 굴절력과 양의 종구면 수차 사이에 불연속적인 접합부가 없으며, 실질적으로 일정한 원거리 시력 굴절력과 양의 종구면 수차 양자가 하나의 구역을 형성한다.

본 발명의 렌즈를 설계함에 있어서, 양의 종구면 수차는 착용자의 눈 수차의 순값(net)으로 제공된다. 따라서, 본 발명의 목적을 위해, 바람직하게는 렌즈 착용자의 구면 수차가 먼저 결정되고, 그 후 이러한 수차를 교정하는 데 필요한 구면 수차가 제공된다. 대안적으로, 0.1 D/㎟와 같은 집단 평균(population average)이 구면 수차로 사용될 수 있다. 구면 수차는 한정됨이 없이 구매가능한 수차분석기(aberrometer)의 사용에 의한 것을 포함하는 임의의 공지된 그리고 편리한 방법에 의해 측정될 수 있다.

구면, 비구면, 스플라인(spline), 원뿔 곡선(conic), 다항식 등을 한정됨이 없이 포함하는 다수의 수학 함수 중 임의의 것이 본 발명의 렌즈의 광학 구역을 설계하는 데 사용될 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, 중심 구역은 바람직하게는 구면이고, 중심 구역과 주변 구역 사이에 매끄러운 전이부가 존재한다. 이러한 매끄러운 전이부는 크기가 연속적인 수학 함수들과 1차 및 2차 도함수의 사용에 의해 확보될 수 있다.

본 발명의 렌즈의 광학 구역을 설계하는 데 사용하기 적합한 하나의 수학식은 다음과 같다:

여기서, y는 렌즈의 중심으로부터의 거리이고;

x는 새그(sag) 값이며;

r은 곡률 반경이고;

k는 원뿔 상수로서, 구면의 경우 0이고, 타원의 경우 －1<k<0이며, 쌍곡선의 경우 k<－1임.

직경(d)의 중심 구면 구역을 갖는 직경(D)의 광학 구역에 대해, -d/2 < x< d/2인 경우 다음 수학식 유형의 원뿔 곡선이 사용될 수 있으며,

그리고, d/2 < x < D/2인 경우에는 다음과 같다.

임의의 지점에서의 새그 값은 반경으로 변환될 수 있으며, 그 지점에서의 렌즈의 굴절력은 다음의 수학식을 사용하여 계산될 수 있다:

여기서, P는 굴절력이고;

n은 렌즈 재료의 굴절률임.

원거리 굴절력 및 양의 종구면 수차는 둘 모두가 바람직하게는 렌즈의 전방 또는 후방 표면 중 어느 하나의 상에 있을 수 있으며, 또는 각각이 전방 또는 후방 렌즈 표면 중 하나의 상에 있을 수 있다. 렌즈의 하나의 표면은 원거리 굴절력 및 양의 종구면 수차를 제공할 수 있으며, 다른 하나의 표면은 구면, 비구면이거나 착용자의 난시를 교정하기 위해 원주 굴절력(cylinder power)을 포함할 수 있다. 당업자는, 원주 굴절력이 존재하는 콘택트 렌즈 실시 형태의 경우에 안정화 수단이 렌즈에 포함될 필요가 있다는 것을 인식할 것이다. 적합한 안정화 수단은 한정됨이 없이 프리즘 밸러스트(prism ballast), 얇은 구역과 두꺼운 구역, 보스(boss) 등 및 이들의 조합을 포함하는 당업계에 공지된 임의의 정적 및 동적 안정화 수단이다.

중심 구역 및 적어도 하나의 동심 구역을 갖는 실시 형태에서, 그러한 제1 구역과 동심인 제2 구역이 제공될 수 있다. 제2 구역은 실질적으로 일정한 굴절력, 또는 바람직하게는 구역의 주변으로 이동함에 따라 점진적으로 감소하는 굴절력을 제공할 수 있다. 제2 동심 구역은 낮은 조명 상태에서 활동하는 젊은이와 같이 동공이 큰 렌즈 착용자에게 유용할 수 있다. 제2 구역은 바람직하게는 약 3.5 ㎜의 반경에서 시작하여 약 4.5 ㎜의 반경까지 연장한다. 굴절력이 이 구역을 가로질러 점진적으로 감소하는 실시 형태에서, 바람직하게는 이러한 감소는 구역의 최내측 부분에서 확인되는 굴절력의 약 절반에 이른다. 예를 들어, 렌즈가 약 2.5 ㎜ 반경의 제1 동심 구역에서 1.0 디옵터의 양의 종구면 수차를 갖는 경우, 제2 구역의 최외측 부분에서의 굴절력은 약 0.5 디옵터까지 감소하게 될 것이다. 일정한 원거리 굴절력과 양의 종구면 수차 사이에 불연속적인 접합부가 없는 실시 형태에서, 이러한 일정한 굴절력 또는 점진적으로 감소하는 굴절력을 제공하는 제2 영역은 양의 종구면 수차 영역의 주변에 제공될 수 있다. 제2 주변 구역을 포함하는 것이 유리할 수 있는데, 그 이유는 이것이 사용되어 주변에서 양의 굴절력을 감소시키고 그럼으로써 낮은 휘도 조건 하에서의 양의 굴절력으로부터 기인하는 시력 저하를 감소시킬 수 있기 때문이다.

본 발명의 렌즈는 바람직하게는 소프트 콘택트 렌즈를 제조하기에 적합한 임의의 재료로 제조된 그러한 소프트 콘택트 렌즈이다. 소프트 콘택트 렌즈를 형성하기 위한 예시적인 재료는 한정됨이 없이 실리콘 탄성중합체, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제5,371,147호, 제5,314,960호 및 제5,057,578호에 개시된 것들을 한정됨이 없이 포함하는 실리콘 함유 거대단량체, 하이드로젤, 실리콘 함유 하이드로젤 등 및 이들의 조합을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 표면은 실록산이거나, 한정됨이 없이 폴리다이메틸실록산 거대단량체, 메타크릴옥시프로필 폴리알킬 실록산 및 이들의 혼합물을 포함하는 실록산 작용체, 실리콘 하이드로젤 또는 에타필콘(etafilcon) A와 같은 하이드로젤을 함유한다.

바람직한 렌즈 형성 재료는 폴리 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 중합체이며, 이는 약 25,000 내지 약 80,000의 피크(peak) 분자량 및 각각 약 1.5 미만에서 약 3.5 미만의 다분산도(polydispersity)를 가지며 적어도 하나의 가교결합성 작용기가 그 상에 공유 결합된 것을 의미한다. 이러한 재료는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제6,846,892호에 설명되어 있다. 안구내 렌즈를 형성하기에 적합한 재료는 한정됨이 없이 폴리메틸 메타크릴레이트, 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 불활성 투명 플라스틱(inert clear plastics), 실리콘계 중합체 등 및 이들의 조합을 포함한다.

렌즈 형성 재료의 경화는 한정됨이 없이 열적, 조사(irradiation), 화학적, 전자기적 방사 경화 등 및 이들의 조합을 포함하는 임의의 수단에 의해 수행될 수 있다. 바람직하게는, 렌즈는 자외선광을 사용하거나 가시광의 전체 스펙트럼을 사 용하여 수행되어 성형된다. 더욱 상세하게는, 렌즈 재료를 경화시키기에 적합한 정확한 조건은 선택된 재료 및 형성되는 렌즈에 좌우될 것이다. 콘택트 렌즈를 한정됨이 없이 포함하는 안과 렌즈를 위한 중합 공정은 주지되어 있다. 적합한 공정은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제5,540,410호에 설명되어 있다.

본 발명의 콘택트 렌즈는 임의의 종래의 방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 광학 구역은 다이아몬드 선삭(diamond-turning)에 의해 생성되거나 본 발명의 렌즈를 형성하는 데 사용되는 주형에 다이아몬드 선삭될 수 있다. 후속하여, 적합한 액체 수지가 주형들 사이에 배치되고 이어서 수지가 압축 및 경화되어 본 발명의 렌즈가 형성된다. 대안적으로, 구역은 렌즈 버튼(lens button)으로 다이아몬드 선삭될 수 있다.

본 발명은 다음의 실시예를 고려함으로써 더욱 명확해질 수 있다.

실시예 1

본 발명의 렌즈에는 곡률 반경이 8.8 ㎜인 후방 표면과 수학식 2에 따라 계산된 전방 표면이 제공되는데, 여기서, k + 10 ⁵, r = 1.1 및 d = 0.75 ㎜이다. 중심 구역 굴절력은 -3.00 디옵터이고, 5㎜에서 +1 디옵터의 양의 종구면 수차가 제공된다. 렌즈는 단일점(single point) 다이아몬드 선삭을 사용하여 황동 인서트(brass insert)를 제조하고 이어서 인서트로부터 렌즈 주형을 사출 성형하여 종 래의 렌즈 제조 공정에 따라 에타필콘 A를 사용하여 렌즈를 주조함으로써 제조된다. 도 2의 그래프의 실선은 렌즈의 광학 구역에 대한 굴절력 프로파일을 도시한다.

비교예 1

미국 특허 제6,045,578호의 개시에 따라 설계된 종래 기술의 렌즈에는 곡률 반경이 8.8 ㎜인 후방 표면과 k + 3.5일 때 수학식 1을 사용하여 계산된 전방 표면이 제공된다. 광학 구역의 중심 구역은 3.00 디옵터의 굴절력을 가지며 5㎜에서 +1 디옵터의 양의 종구면 수차가 제공된다. 렌즈는 단일점 다이아몬드 선삭을 사용하여 황동 인서트를 제조하고 이어서 인서트로부터 렌즈 주형을 사출 성형하여 종래의 렌즈 제조 공정에 따라 에타필콘 A를 사용하여 렌즈를 주조함으로써 제조된다. 도 2의 그래프의 점선은 렌즈의 광학 구역에 대한 굴절력 프로파일을 도시한다.

Claims (18)

1. 안과 렌즈로서,

   일정한 원거리 시력 굴절력(distance vision power)을 갖는 중심 구역, 상기 중심 구역과 동심이며 근시 진행의 예방 또는 지연을 위한 충분한 양으로 양의 종구면 수차(positive longitudinal spherical aberration)를 갖는 적어도 제1 환형 구역, 및 상기 제1 환형 구역과 동심인 제2 환형 구역을 포함하는 광학 구역을 포함하며, 상기 제2 환형 구역은 상기 렌즈의 주변을 향하는 방향으로 점진적으로(progressively) 감소하는 굴절력을 포함하고,

   상기 제2 환형 구역은 상기 제1 환형 구역의 외주변에 제공되며, 상기 제2 환형 구역의 최외측 부분에서의 굴절력은 상기 제2 환형 구역의 최내측 부분에서의 굴절력의 절반이고,

   상기 중심 구역 내의 상기 원거리 시력 굴절력은 착용자의 원거리 시력을 교정하는 데 요구되는 굴절력에 대해 0.25 내지 1.00 디옵터만큼 과교정되는 안과 렌즈.
2. 제1항에 있어서, 상기 렌즈는 콘택트 렌즈인 안과 렌즈.
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7. 콘택트 렌즈로서,

   일정한 원거리 시력 굴절력을 갖는 중심 구역, 상기 중심 구역과 동심이며 근시 진행의 예방 또는 지연을 위한 충분한 양으로 양의 종구면 수차를 갖는 적어도 제1 환형 구역, 및 상기 제1 환형 구역과 동심인 제2 환형 구역을 포함하는 광학 구역을 포함하며, 상기 원거리 시력 굴절력은 착용자의 원거리 시력을 교정하는 데 요구되는 굴절력에 대해 0.25 내지 1.00 디옵터만큼 과교정되며, 상기 제2 환형 구역은 상기 렌즈의 주변을 향하는 방향으로 점진적으로(progressively) 감소하는 굴절력을 포함하고,

   상기 제2 환형 구역은 상기 제1 환형 구역의 외주변에 제공되며, 상기 제2 환형 구역의 최외측 부분에서의 굴절력은 상기 제2 환형 구역의 최내측 부분에서의 굴절력의 절반인 콘택트 렌즈.
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11. 안과 렌즈로서,

    광학 구역의 그 최중심 부분에서의 일정한 원거리 시력 굴절력을 갖는 영역, 상기 원거리 시력 굴절력을 갖는 영역에 대한 적어도 제1 주변 영역 - 상기 제1 주변 영역은 근시 진행의 예방 또는 지연을 위한 충분한 양으로 양의 종구면 수차를 가짐 - , 및 상기 제1 주변 영역에 대한 제2 주변 영역을 갖는 광학 구역을 포함하며, 상기 제2 주변 영역은 상기 렌즈의 주변을 향하는 방향으로 점진적으로(progressively) 감소하는 굴절력을 포함하고,

    상기 제2 주변 영역은 상기 제1 주변 영역의 외주변에 제공되며, 상기 제2 주변 영역의 최외측 부분에서의 굴절력은 상기 제2 주변 영역의 최내측 부분에서의 굴절력의 절반이고,

    상기 원거리 시력 굴절력을 갖는 영역 내의 상기 원거리 시력 굴절력은 착용자의 원거리 시력을 교정하는 데 요구되는 굴절력에 대해 0.25 내지 1.00 디옵터만큼 과교정되는 안과 렌즈.
12. 제11항에 있어서, 상기 렌즈는 콘택트 렌즈인 안과 렌즈.
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