KR102252688B1 - 인공수정체 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

일측으로부터 원형상을 갖고, 철부(ridge) 와 요부(groove)를 포함하는 제1패턴을 포함하는 옵틱부; 및 옵틱부의 외주연부터 연장되고, 철부(ridge) 와 요부(groove)를 포함하는 제2패턴을 각각 포함하는 복수 개의 햅틱부;를 포함하고, 제1패턴과 상기 제2패턴에 포함된 상기 철부 및 제1패턴과 상기 제2패턴에 포함된 상기 요부 중 적어도 하나는 폭이 다르게 형성되는 구간을 포함하는, 인공수정체가 제공된다.

Description

인공수정체 및 이를 제조하는 방법{INTRAOCULAR LENS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 인공수정체 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 사람의 눈은 카메라의 구조 및 기능과 흡사하다. 눈동자의 후방에는 볼록렌즈 형상의 투명한 조직으로 이루어진 수정체가 있어 카메라렌즈의 기능을 하게 된다. 이러한 수정체가 외부로부터 손상을 입거나 불필요한 점안액의 남용, 방사능 조사, 각종 유해 전자파에의 노출 등의 요인으로 인해 뿌옇게 혼탁해지면 백내장이 유발되게 된다. 이러한 백내장 치료를 위한 수술방법 중 하나는 수정체의 기능을 대체해 줄 수 있는 인공수정체를 이식하는 방법이 있다. 이 경우 대부분 인공수정체가 안구 내에서 캡슐러백(CAPSULAR BAG)이라 불리어지는 부분의 내부나 또는 상기 캡슐러백과 홍체 사이에 끼워지도록 시술되고 있다. 그러나 시술 후에도 후발백내장을 유발하는 세포의 증식 및 인공수정체 측으로의 이동에 의해 혼탁물이 재발생할 가능성이 존재한다. 따라서 후발백내장을 유발하는 세포의 증식 및 이동 등을 지연 또는 억제할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제 2001-0018345 호 (2001. 03. 05)
본 발명의 일 실시예는 인공수정체 상에 형성된 패턴에 기 결정된 폭 등의 정보를 특정 범위내에서 형성하여, 패턴을 통과하는 세포의 속도 및 방향을 제어하여 후발백내장 등의 안질환의 재발을 방지하는 인공수정체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 인공수정체 상에 형성된 패턴의 기 결정된 폭 등의 정보를 마이크로 단위의 특정 범위 내에서 형성하되, 형성된 패턴 내에 나노 단위의 범위 내에서 형성되는 구조를 통해 표면거칠기를 증가시켜 세포의 이동성을 저해하는 인공수정체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 인공수정체 상에 형성된 패턴 내에 세포의 이동성을 저해하는 경계부를 형성하여 세포의 이동방향을 일방향으로 유도할 수 있는 인공수정체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일측으로부터 원형상을 갖고, 철부(ridge) 와 요부(groove)를 포함하는 제1패턴을 포함하는 옵틱부; 및 옵틱부의 외주연으로부터 연장되고, 철부(ridge) 와 요부(groove)를 포함하는 제2패턴을 각각 포함하는 복수 개의 햅틱부;를 포함하고, 제1패턴과 상기 제2패턴에 포함된 상기 철부 및 제1패턴과 상기 제2패턴에 포함된 상기 요부 중 적어도 하나는 폭이 다르게 형성되는 구간을 포함하는, 인공수정체가 제공된다.
그리고, 제1패턴 및 상기 제2패턴에 포함되는 상기 철부 및 상기 요부의 폭 비율은 1:2 내지 1:8의 범위 내에서 형성될 수 있다.
또한, 철부의 폭은 5 마이크로미터, 상기 요부의 폭은 30 마이크로미터인 패턴이 전체 패턴의 적어도 일부 구간에 포함될 수 있다.
또한, 패턴은 상기 햅틱부 및 상기 옵틱부에 걸쳐서 형성되고, 철부의 폭은 5 마이크로미터이고 상기 요부의 폭은 구간 별로 상이하게 형성되되, 햅틱부에 형성된 상기 요부의 폭이 상기 옵틱부에 형성된 요부의 폭보다 넓게 형성될 수 있다.
또한, 광이 상기 옵틱부를 통과하는 방향을 기준으로 전측에 위치되는 옵틱부의 전면부 및 후면부와 상기 햅틱부의 전면부 및 후면부에 걸쳐서 상기 패턴이 형성되고, 전면부 및 상기 후면부에 상기 패턴이 형성되되, 상기 패턴은 전면부 및 상기 후면부에 걸쳐서 측면부를 통해 연속적으로 이어지도록 형성될 수 있다.
또한, 요부는 표면에 나노미터 단위의 요철부를 포함할 수 있다.
또한, 요부는 세포의 이동을 지연 또는 차단하는 경계부를 포함할 수 있다.
또한, 경계부는 상기 요부의 폭 내에서 복수 개의 세포이동로를 형성하여 상기 세포의 이동속도에 변화를 가할 수 있다.
또한, 경계부는 상기 요부의 측벽으로부터 내측으로 사선방향 연장되어, 상기 세포가 이동하는 정방향으로는 상기 세포의 통과단면적을 좁히고 역방향으로는 상기 세포의 이동을 차단하여 상기 세포의 이동방향을 가이드할 수 있다.
또한, 경계부는 상기 요부의 저면으로부터 상방으로 돌출되도록 형성되되, 사선방향 연장되어 상기 세포가 이동하는 정방향으로는 상기 세포가 이동되는 것을 우회 및 차단시키고, 역방향으로는 통과 단면적이 증가되도록 마련될 수 있다.
일측으로부터 원형상을 갖는 옵틱부 및 상기 옵틱부의 외주연으로부터 연장되는 하나 이상의 햅틱부를 포함하는 가공대상물을 안착시키고, 햅틱부 및 옵틱부에 마이크로 크기의 레이저 빔을 조사하여 세포가 가이드 될 수 있는 기 결정된 패턴을 가공하고, 마이크로 크기의 레이저 빔에 의해 형성된 기 결정된 패턴 내에, 나노 크기의 표면거칠기를 형성하는 구조가 형성되어 기 결정된 패턴에 포함되는 요부의 표면거칠기를 증가시키고, 기 결정된 패턴은 옵틱부에 형성되는 제1패턴의 요부의 폭이 햅틱부의 적어도 일부에 형성되는 제2패턴의 요부의 폭보다 좁게 형성되며, 기 결정된 패턴은 세포가 옵틱부의 중심으로부터 멀어지도록 햅틱부 또는 옵틱부의 외주연으로 가이드되도록 형성되는, 인공수정체의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예는 인공수정체 상에 형성된 패턴에 기 결정된 폭 등의 정보를 특정 범위내에서 형성하여, 패턴을 통과하는 세포의 속도 및 방향을 제어하여 후발백내장 등의 안질환의 재발을 방지하는 인공수정체를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 인공수정체 상에 형성된 패턴의 기 결정된 폭 등의 정보를 마이크로 단위의 특정 범위 내에서 형성하되, 형성된 패턴 내에 나노 단위의 범위 내에서 형성되는 구조를 통해 표면거칠기를 증가시켜 세포의 이동성을 저해하는 인공수정체를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 인공수정체 상에 형성된 패턴 내에 세포의 이동성을 저해하는 경계부를 형성하여 세포의 이동방향을 일방향으로 유도할 수 있는 인공수정체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공수정체를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인공수정체를 나타낸 도면
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴의 단면을 나타낸 도면
도 4은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 인공수정체에 형성된 패턴의 예를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 요부에 형성된 나노 단위의 구조를 나타낸 도면
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴의 단면을 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 실시예들의 패턴 크기에 따른 세포의 이동성을 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 경계부의 위치 및 형상이 각각 다르게 형성되는 것을 나타낸 도면.
도 9는 본 방명의 일 실시예에 따른 인공수정체를 제조하는 방법을 나타낸 순서도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
그리고 이하의 도 1 및 도 2에서의 인공수정체(100, 300)는 패턴(A, B)이 형성된 영역을 표시영역(E)을 통하여 표시하였으며, 이는 이하의 인공수정체(100, 200, 300, 400)의 대칭되는 각 영역에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명을 설명하기 위한 제1패턴(A)은 적어도 옵틱부(110, 210, 310, 410)에 형성될 수 있고, 햅틱부(120, 220, 320, 420)에 걸처서 형성될 수도 있다. 한편, 제2패턴(B)의 경우는 햅틱부(120, 220, 320, 420) 상에 형성될 수 있다. 제1패턴(A) 및 제2패턴(B)이 인공수정체(100, 200, 300, 400) 상에서 작용하는 기능과 각각의 차이에 대해서는 이하에서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공수정체(100)를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 인공수정체(100)는 옵틱부(110) 및 햅틱부(120)를 포함할 수 있다. 옵틱부(110) 및 햅틱부(120)에는 패턴(A, B)이 형성될 수 있다. 패턴(A, B)은 형성된 위치 또는 패턴의 크기(dimension) 정보에 따라, 제1패턴(A) 및 제2패턴(B) 등으로 구분될 수 있다. 여기서, 크기 정보는 패턴(A, B)에 포함된 철부(도 3의 11, 12) 및 요부(도 3의 21, 22)의 크기를 포함하는 정보가 될 수 있다.
구체적으로, 상기 크기 정보는 요부의 깊이(도 3의 D1, D2), 폭(도 3의 G1, G2) 및 철부의 높이(도 3의 D1, D2), 폭(도 3의 R1, R2) 등이 될 수 있다. 이러한 크기 정보에 대해서는 이하의 도 3를 참조로 설명할 수 있다.
한편, 광이 통과 가능하고 일측에서 원형상을 갖는 옵틱부(110)는 인체에 이식되는 경우에, 광이 옵틱부(110)를 통하여 입사되므로, 옵틱부(110)에 이물이 위치되지 않도록 마련될 수 있다. 여기서 이물이란 예를 들어 후발백내장 등의 안질환을 유발하는 상피 세포일 수 있다. 예를 들어 백내장 환자로부터 혼탁한 수정체를 제거하고 인공수정체(100)를 이식할 수 있다. 이식 후에 인체에 잔류하는 소량의 후발백내장을 유발하는 안구상피세포에 의해 다시 인공수정체가 혼탁해질 수 있는데, 이를 방지하기 위해 인공수정체(100)의 표면에 세포의 이동 또는 증식 등을 지연 또는 차단할 목적으로 패턴이 가공된 인공수정체(100)를 이식할 수 있다.
본 발명의 인공수정체(100)는 도 1에 도시한 바와 같이 옵틱부(110)의 가장자리 부근으로부터 햅틱부(120)에 이르기까지 패턴(A, B)이 형성될 수 있다. 상기 가장자리 부근이란, 옵틱부(110) 상에서 상기 옵틱부(110)의 외주연으로부터, 중심과 상기 세포가 멀어지도록 우회시키기 위해 연장되는 범위를 의미한다. 가장자리 측에서 앞서 설명한 바와 같이 상기 부근을 제외한 옵틱부(110)의 면적인 옵틱부(110)의 중심으로부터 반경방향으로 기 결정된 거리만큼은 패턴(A, B)이 형성되지 않을 수 있다. 패턴(A, B)은 잔류 세포가 광의 통과가 이루어지는 옵틱부(110)의 면적 상으로 이동되지 않도록 옵틱부(110)의 중심으로부터 이격되도록 안내하는 가이드를 하거나 이물(예를 들어, 상피 세포)의 증식을 억제하는 기능을 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인공수정체(300)를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하여 도 1의 예시와 차이점을 중심으로 설명하면, 제1패턴(A)은 요부의 폭(G1)이 제2패턴(B)의 요부의 폭(G2)보다 좁게 형성될 수 있다. 예를 들어, 철부의 폭(R1)이 5 마이크로미터이고, 요부의 폭(G1)은 10 내지 20 마이크로미터일 수 있다. 본 예시에서는 햅틱부(320)로부터 옵틱부(310) 측으로 이동한 세포를 다시 옵틱부(310)의 중앙으로부터 멀어지는 방향으로 가이드하도록 제1패턴(A)이 형성될 수 있다. 제2패턴(B)은 세포의 이동성을 저하시키도록 제1패턴(A)보다 요부의 폭(G2)을 넒게 형성시킬 수 있다. 예를 들어, 철부(12)의 폭은 5 마이크로미터가 될 수 있고, 요부의 폭(22)은 30 마이크로미터가 될 수 있다. 상기 멀어지는 방향은 햅틱부(320) 상에 위치하고 옵틱부(310)의 중심으로부터 멀어지는 방향이 될 수 있다.
여기서, 제2패턴(B)은 햅틱부(320)에 위치될 수 있다. 햅틱부(320)에서도 옵틱부(310)를 중심으로 호(弧) 형태로 형성된 부분에 형성될 수 있다. 예를 들면, 호의 전체부분이나 호를 원주방향으로 세 구간으로 구분했을 때 상기 세 구간 중 한 구간에 형성될 수 있다. 도 1 및 도 2의 예시는 제2패턴(B)이 상기 세 구간 중 가운데 구간에 형성된 경우를 나타내었고, 본 예시를 제외한 햅틱부(320) 상에도 형성될 수 있다.
즉, 세포가 옵틱부(310)의 중앙측으로 이동되는 속도는 지연시키고, 옵틱부(310)에 인접한 세포는 햅틱부(320) 또는 옵틱부(310)로부터 멀어져가는 방향으로 세포가 옵틱부(310)의 중앙측으로 이동되는 속도보다 빠르게 이동시킬 수 있다. 이러한 세포의 이동속도는 마이크로 단위로 형성된 패턴의 표면에, 나노 단위로 형성된 구조에 의해 이동속도가 저하될 수 있고, 세포가 패턴에 포함되는 철부에 접촉되면서 철부의 측벽을 타고 이동되는 여부에 따라 이동속도가 증감될 수 있으며, 세포생물학적인 요인에 의해 세포의 이동속도가 달리 결정될 수 있다.
여기서, 패턴의 표면에 형성된 나노 크기의 표면구조가 세포이동을 방해하여 세포의 이동속도를 제어할 수 있는 예를 이하에서 설명하도록 한다. 물론 이러한 나노 구조에 의해 세포가 철부의 측벽 방향으로 이동하기 어렵게 함으로써 상기 측벽에 의존하여 이동하는 것을 차단하는 효과까지 기대할 수 있다. 이러한 효과에 더하여, 요부의 폭(G2)을 보다 넓게 형성하여 보다 많은 세포가 저면을 통해 이동될 수 있도록 하여 저면에 형성된 나노 크기의 구조에 의해 이동이 방해되도록 옵틱부(310) 및 햅틱부(320) 중 하나 이상의 표면을 선택적으로 조성할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들의 패턴(A, B) 형성 위치는 다음과 같을 수 있다. 제2패턴(B)은 햅틱부(120, 320)의 일부, 예를 들어 옵틱부(110, 310)의 중심으로부터 가장 먼 지점으로부터 반경방향으로 햅틱부(120, 320)의 1/3 구간 내에 형성될 수 있다. 또는 햅틱부(120, 320)에서 옵틱부(110, 310)의 외주연과 평행한 방향으로 연장된 부분에 위치될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 도 2는
즉, 패턴(A. B)이 형성되는 연장방향은 세포의 이동 및 증식 방향이 결정되게 유도하도록 하는 세포의 진행 방향을 결정할 수 있고, 패턴(A, B)의 상기 크기 정보는 세포의 이동 속도를 포함한 세포의 이동성을 결정하는 가이드 역할을 할 수 있도록 하는 정보일 수 있다. 이러한 내용에 대하여 도 3 내지 도 8을 참조하여 구체적으로 후술하도록 한다.
도 3(a)는 본 실시예의 제1패턴(A)을, 도 3(b)는 본 실시예의 제2패턴(B)의 단면을 각각 나타낸 도면이다.
도 3를 참조하면, 제1패턴(A) 및 제2패턴(B)은 상술한 바와 같이 각각의 위치에 따라 구분될 수 있고, 상기 크기 정보에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 옵틱부(110) 측에 위치한 제1패턴(A)은 햅틱부(120) 측에 위치한 제2패턴(B)보다 크게 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1패턴(A)에 포함된 요부의 폭(G1)은 제2패턴(B)에 포함된 요부의 폭(G2)보다 좁게 형성될 수 있다.
일 예로써, 제1패턴(A)에 포함된 요부의 폭(G1)은 5 내지 30 마이크로미터의 범위 내에서 형성될 수 있다. 요부의 폭(G1)이 상기 범위 내에서 넓어질수록 세포의 이동성이 저하되고 좁아질수록 세포의 이동성이 증가될 수 있다. 다만, 세포의 크기를 고려하여 세포의 크기 이하의 폭으로 요부가 형성될 경우에는 이동성에 있어서 장애요인으로 작용될 수 있다. 보다 구체적인 예로는, 제1패턴(A)에 포함된 요부의 폭(G1)이 10 마이크로미터이고, 제2패턴(B)에 포함된 요부의 폭(G2)이 30 마이크로미터일 수 있다. 이러한 폭의 수치는 서로 다른 수치의 폭으로 형성된 복수 개의 패턴을 통해 동일한 조건에서 세포의 이동성을 실험한 결과에 의해 결정된 수치일 수 있다.
한편, 세포 이동 억제율을 실험한 내용을 나타낸 도 7을 참조하면, 도 7(a)는 좌측부터 P는 배양된 세포군이 평면 상으로 이동되도록 배치한 것이고, V1 내지 V4는 패턴(A, B)에 포함된 철부(11, 12) 및 요부(21, 22)를 가로지르는 방향으로 세포가 이동되도록 마련한 것을 나타내었다. 여기서 철부의 폭(R1, R2)은 5 마이크로미터로 동일하게 설정하고 요부의 폭(D1, D2)을 변화시킨 실험군을 서로 비교한다.
상기의 실험군을 일정 시간동은 유지하면 세포가 이동하는 정도를 확인할 수 있다. 예를 들어 도 7(b)의 경우, 5일 가량 세포를 상기 실험 상태에서 유지한 것으로, 세포의 이동을 시간이 지나기 전과 비교하여 세포의 이동 억제율을 확일 할 수 있다. 세포이동 억제율은 본 실험을 통해 확인해본 결과, 요부(21, 22)가 10 마이크로미터인 경우에 가장 억제율이 높았다. 일 실험예를 들자면, 평면상으로 이동한 세포의 억제율은 0%이고 이동거리는 800마이크로미터이고, 요부(21, 22)가 5마이크로미터인 경우는 억제율이 87.5%이고 이동거리는 100마이크로미터이며, 요부(21, 22)가 10마이크로미터인 경우는 억제율이 98.75%%이고 이동거리는 10마이크로미터이며, 요부(21, 22)가 20마이크로미터인 경우는 억제율이 97.5%이고 이동거리는 20마이크로미터이며, 요부(21, 22)가 30마이크로미터인 경우는 억제율이 96.25%이고 이동거리는 30마이크로미터이다. 상기 실험의 철부(11, 12)의 폭을 5마이크로미터로 동일하게 준비하고 5일간 동일한 조건에 세포를 방치했을 때 얻어진 실험결과이다.
한편, 상기 실험결과와는 별개로 요부를 따라 이동하는 세포의 움직임은 요부의 폭(G1, G2)이 20 마이크로미터일 때가 가장 이동성이 크며 활발하게 움직이고, V4의 경우인 요부의 폭(G1, G2)이 30 마이크로미터일 때가 가장 이동성이 저하되었다. 물론 기본적으로 세포를 의도한 방향으로 가이드할 수 있는 전제하에서의 결과이므로 이동성이 더 낮은 P의 경우나 세포가 철부(11, 12)를 넘나드는 경우는 제외될 수 있다.
상기의 실험결과를 바탕으로 세포가 이동되는 환경을 조성할 수 있다. 세포의 이동 및 증식을 기본적으로는 옵틱부(110)에 진행되는 것을 지연 또는 차단하는 것을 포함하지만, 나아가 햅틱부(120)로부터 옵틱부(110) 측으로 이동된 세포에 대해서는 신속하게 햅틱부(120) 또는 옵틱부(110)의 외주연 측으로 재이동시키기 위해 세포의 진행을 촉진시키는 점을 더 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 세포의 이동을 제어할 수 있도록 세포의 차등적인 속도가 나타나는 패턴(A, B)의 구조를 세포가 위치한 구간에 따라 선택적으로 채용될 수 있다.
이러한 각각의 패턴(A, B)이 도 1의 실시예에서는 제1패턴(A)의 위치인 옵틱부(110)의 외주연을 포함하는 옵틱부(110)에 인접한 위치(옵틱부(110)의 중앙지점과는 이격된 가장자리 부근의 위치) 및 제2패턴(B)의 위치인 햅틱부(120) 즉, 옵틱부(110)와 이격된 위치에 마련된다.
이와 같이 패턴(A, B)은 상기의 목적을 수행하기 위해 다른 형태로 마련될 수 있다. 이러한 실시예들을 이하의 도 4을 통해 설명하도록 한다.
도 4은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 인공수정체(100)에 형성된 패턴(A, B)의 예를 나타낸 도면이다.
도 4(a)를 참조하면, 제1패턴(A)은 요부의 폭(G1)이 제2패턴(B)의 요부의 폭(G2)보다 좁게 형성될 수 있다. 예를 들어, 철부의 폭(R1)이 5 마이크로미터이고, 요부의 폭(G1)은 10 내지 20 마이크로미터일 수 있다. 본 예시에서는 제1패턴(A)이 형성된 부분에서 햅틱부(220)로부터 옵틱부(210) 측으로 이동된 세포를 다시 옵틱부(210)로부터 멀어지는 방향으로 가이드하도록 제1패턴(A)이 형성될 수 있다. 제2패턴(B)은 세포의 이동성을 저하시키도록 제1패턴(A)보다 요부의 폭(G2)을 넒게 형성시킬 수 있다. 예를 들어 철부(12)의 폭은 5 마이크로미터가 될 수 있고, 요부의 폭(22)은 30 마이크로미터가 될 수 있다.
또한, 햅틱부(220)에 형성된 패턴(A, B)은 동일선 상에서 연장되어 옵틱부(210)까지 연장될 수도 있지만, 옵틱부(210)에 형성된 패턴(A)이 햅틱부(220)와 연결되지 않고 독립적으로 폐곡선형으로 형성될 수도 있다. 상기 폐곡선형은 옵틱부(210)에 광이 통과되는 방향을 기준으로 전면으로부터 측면을 경유하여 후면까지 연결되며 형성될 수 있다.
즉, 상기 패턴(A, B)의 구조는 세포가 옵틱부(210)의 중앙측으로 이동되는 속도는 지연시키고, 옵틱부(210)에 이미 인접한 세포는 햅틱부(220) 또는 옵틱부(210)로부터 멀어져가는 방향으로 세포가 옵틱부(210)의 중앙측으로 이동되는 속도보다 빠르게 이동시킬 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 제1패턴(A)은 요부의 폭(G1)이 제2패턴(B)의 요부의 폭(G2)보다 좁게 형성될 수 있다. 예를 들어, 철부의 폭(R1)이 5 마이크로미터이고, 요부의 폭(G1)은 10 내지 20 마이크로미터일 수 있다. 본 예시에서는 제1패턴(A)이 형성된 부분에서 햅틱부(420)로부터 옵틱부(410) 측으로 이동되는 세포를 다시 옵틱부(410)로부터 멀어지는 방향으로 가이드하도록 제1패턴(A)이 형성될 수 있다. 제2패턴(B)은 세포의 이동성을 저하시키도록 제1패턴(A)보다 요부의 폭(G2)을 넒게 형성시킬 수 있다. 예를 들어, 철부(12)의 폭은 5 마이크로미터가 될 수 있고, 요부의 폭(22)은 30 마이크로미터가 될 수 있다.
나아가, 햅틱부(420)에 형성된 패턴(A, B)은 동일선 상에서 연장되어 옵틱부(410)까지 연장될 수도 있지만, 옵틱부(410)에 형성된 패턴(A)은 햅틱부(420)와 연결되지 않고 독립적으로 폐곡선형으로 형성될 수 있다. 상기 폐곡선은 옵틱부(410)에 광이 통과되는 방향을 기준으로 전면으로부터 측면을 경유하여 후면까지 연결되며 형성될 수 있다.
즉, 세포가 옵틱부(410)의 중앙측으로 이동되는 속도는 지연시키고, 옵틱부(410)에 이미 인접한 세포는 햅틱부(420) 또는 옵틱부(410)로부터 멀어져가는 방향으로, 세포가 옵틱부(410)의 중앙측으로 이동되는 속도보다 빠르게 이동시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 요부(21, 22)에 형성된 나노 단위의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 요부(21, 22)의 표면에 나노단위의 구조가 형성된 것을 나타낸 것으로, 가공돌기(510, 520)가 마련된 상태일 수 있다. 상기 가공돌기(510, 520)는 나노 단위로 형성될 수 있고, 세포의 이동을 지연 또는 억제시키기 위한 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어 나노 단위의 가공돌기(510, 520)는 요부(21, 22)의 표면으로부터 사선방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
특히, 측부 가공돌기(520)는 레이저로 인공수정체(100)를 가공하는 동안 부분적으로 용해된 액상 상태가 될 수 있으므로, 경화되기까지의 기 결정된 시간동안 자중방향으로 자중 또는 점성의 영향에 의해 하방으로 일부가 쳐짐이 형성될 수 있다. 즉, 상기 쳐짐은 용해시 액상 상태에서의 점성 및 자중에 의해 하방(자중방향)으로 변형되는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 가공돌기(510, 520)는 용해상태가 유지되는 시간동안 일정 각도가 하방으로 기울어질 수 있다. 여기서 하방은 일 예이고 레이저 가공시에 하방을 설정함에 따라 달라질 수 있으며, 이후에 세포의 진행방향과 마주하는 방향이 상기 하방이 될 수 있다.
따라서, 세포의 이동방향에 대하여 마주하는 방향으로 경화되면 세포의 이동성을 저해하는 요소로 구성되어 세포의 이동성을 억제할 수 있다. 이는 측부 가공돌기(520) 뿐만 아니라 저면에 형성된 가공돌기(510)에도 적용됨은 물론이다.
그리고, 돌기간격(rw)은 0.1㎛ 내지 10㎛ 사이 범위로 형성될 수 있다. 돌기간격(rw)이 0.1㎛ 미만으로 형성되는 경우, 가공돌기(510, 520)의 거칠기가 감소하여 세포의 이동성에 대한 억제력이 감소하고, 돌기간격(rw)이 10㎛ 를 초과하는 경우에는 가공돌기(120)의 수가 감소하여 세포의 이동성에 대한 억제력이 감소할 수 있다. 따라서, 돌기간격(rw)은 0.1㎛ 내지 10㎛ 사이 범위로 형성될 수 있다.
또한, 이웃한 가공돌기(510, 520) 간의 폭(w)은 0.1㎛ 내지 10㎛ 사이 범위로 형성될 수 있다. 돌기 폭(w)이 0.1㎛ 미만으로 형성되는 경우에는 요부(21, 22)의 표면으로부터 연장될 수 있는 길이가 짧아져 세포의 이동을 억제하는 기능을 수행하기 어려워지고, 돌기 폭(w)이 10㎛ 를 초과하는 경우에는 가공홈(101) 내에서 마련될 수 있는 가공돌기(520)의 수가 감소하게 되어 결합력을 확보하는데 어려울 수 있다. 따라서, 돌기 폭(w)은 0.1㎛ 내지 10㎛ 사이 범위로 형성될 수 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴의 단면을 나타낸 도면이다,
도 6를 참조하면, 레이저 조사방향(L)으로 레이저가 조사되고, 인공수정체(100)에는 가공홈(101)이 형성될 수 있다. 상기 요부(21, 22)가 형성되면서 양측에 철부(11, 12)가 형성될 수 있다. 즉, 이웃한 철부(11, 12) 사이에 개구되어 형성된 요부(21, 22)가 소정의 깊이(D1, D2)로 형성될 수 있다. 요부(21, 221)에는 보다 미세하게 가공돌기(510, 520) 및 요부(21, 22)가 형성될 수 있는데 이는 이하의 도면에서 보다 직관적으로 드러나도록 도시한 도면을 통해 후술하도록 한다.
한편, 상기 레이저 조사방향(L)으로 레이저가 조사됨으로써, 인공수정체(100)에 요부(21, 22)가 형성될 수 있다. 그러므로, 상기 요부(21, 22)는 기 결정된 깊이만큼 음각모양으로 형성될 수 있는데 이는 홈, 비관통 홀 및 드레인 등의 형상으로 형성될 수 있다. 여기서 상기 기 결정된 깊이는 레이저 조사 조건 및 인공수정체(100)의 소재에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 레이저 조사 조건은 레이저의 출력, 레이저의 주파수 및 레이저의 조사 시간 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 기 결정된 깊이만큼 요부(21, 22)를 형성하고자 레이저를 인공수정체(100)에 조사할 경우, 1회의 조사에 의해 목적으로 한 깊이만큼의 가공홈(101)이 형성되지 않을 수 있다. 즉, 레이저의 출력이 높을수록 상기 소정의 깊이는 보다 단시간 내에 형성할 수 있다. 물론, 높은 출력의 레이저로 적은 회수의 조사를 통해 가공할 경우에는 인공수정체(100)의 소재에 따라 열변형이 일어날 수 있고, 레이저에 의해 인공수정체(100)가 파손될 수 있는 가능성이 증가할 수 있다. 물론, 높은 출력의 레이저에 의해 가공된 요부(21, 22)의 표면은, 낮은 출력의 레이저에 의해 다수회 가공된 요부(21, 22)의 표면보다 거칠기가 더 크게 형성될 수 있다.
여기서, 2회 이상의 레이저 조사에 의한 가공은 레이저1회 조사로 형성될 수 있는 깊이보다 더 깊은 것을 의미하며, 이를 위하여 레이저가 제1대상체(100)에 조사되는 면적이 중첩될 수 있다. 제1대상체(100)에 레이저가 중첩되도록 하여 조사하는 방법으로는 2개 이상의 레이저 광을 시간 간격을 두고 제1대상체(100)의 부분에 조사하는 방법일 수 있다. 한편, 레이저가 중첩되는 비율은 중첩률로 지칭할 수 있다.
조사되는 레이저의 스폿(spot)크기, 주파수, 스캔간격 및 스캔속도는 레이저의 중첩률을 결정하는 인자가 될 수 있으며, 상기 중첩률에 의해 상기 기 결정된 깊이가 결정될 수도 있다. 예를 들어, 주파수의 주기가 길고, 조사시간이 짧을수록 중첩률은 낮아질 수 있다. 반대로 주파수의 주기가 짧고, 조사시간이 길수록 중첩률은 증가될 수 있다. 여기서 중첩률이 높다는 것은 레이저로부터 방출되는 에너지의 양이 단위면적 당 가해지는 비중이 증가되므로, 선택적으로 레이저 주파수 및 조사 시간을 결정하여 상기 소정의 깊이에 도달할 수 있다.
따라서, 레이저 조사에 의해 형성되는 상기 요부(21, 22)의 깊이는, 인공수정체(100)의 소재, 레이저의 주파수, 레이저의 스캔속도 및 레이저의 출력 등의 조건을 고려하여 선택적으로 결정될 수 있는 요인이며, 이는 본 발명에서 설명한 요부(21, 22) 및 가공돌기(520)에도 상술한 조건에 따라 결정될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 경계부(G)의 위치 및 형상이 각각 다르게 형성되는 것을 나타낸 도면이다.
도 8(a)를 참조하면, 세포의 이동방향(M1)을 기준으로 전측에서 후측으로 갈수록 좁아지는 구성이 형성될 수 있다. 구체적으로, 전체 폭에서, 세포가 이동되는 통과단면적이 1/2 또는 1/3 등으로 감소된 세포이동로가 형성되며 세포의 이동속도를 증가시킬 수 있다. 이러한 구조는 앞서 상술한 제1패턴(A) 및 제2패턴(B)이 연속적으로 형성되는 구간에 포함될 수도 있다. 여기서, 세포의 통과단면적이 좁은 부분이 제1패턴(A)에 해당하고 통과단면적이 넓은 부분이 제2패턴(B)에 해당할 수 있다. 상술한 바와 달리 반대의 이동방향(M2)일 수도 있다.
상기 반대의 이동방향의 경우에는 이동속도를 저하시키기 위한 구간에 적용될 수 있으며, 이는 옵틱부(110, 210, 310, 410)로부터 햅틱부(120, 220, 320, 420)이동되는 경계 또는 햅틱부(120, 220, 320, 420) 상의 임의의 지점에 형성될 수 있다. 상기 임의의 지점은 제2패턴(B)이 형성되는 지점일 수 있다.
도 8(b)를 참조하면, 세포의 통과단면적을 감소시킴과 동시에 경계부(G)가 형성될 수 있다. 구체적으로 경계부(G)는 세포를 일방향(M1)으로는 이동을 차단시키고 반대방향인 타방향(M2)으로는 우회시킬 수 있는 구조가 될 수 있다. 본 실시예도 통과단면적이 세포의 진행방향 기준으로 후측이 좁아지고 전측이 넓은 경우에 해당한다. 물론 좁은 부분이 제1패턴(A) 부분이고 넓은 부분이 제2패턴(B) 부분이 될 수 있다. 또한 이러한 경계부(G)의 구조는 세포가 이동방향(M1)을 따라 이동할 때 이동을 억제하는 구조로 기능할 수 있다.
이와 유사한 구조로써, 도 8(c)를 참조하면, 통과단면적이 세포의 이동방향(M1)을 기준으로 후측에는 예를 들면, 1/3로 감소할 수 있다. 세포의 통과단면적이 감소하는 지점의 시작점에는 세포의 이동방향(M1)을 기준으로 사선방향으로 형성된 경계부(G)가 위치될 수 있다. 경게부(G)는 요부(21, 22)의 측부로부터 상기 이동방향의 전측을 향해 사선으로 연장될 수 있고, 이러한 구조로 인해 세포가 이동 중에 경계부(G)에 의해 억제되거나 지연될 수 있다. 앞서 설명한 경우와 달리 반대의 이동방향(M2)인 경우에 경계부(G)는 세포가 역방향으로 이동하는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 반대의 이동방향(M2)의 경우에는 이동속도를 저하시키기 위한 구간에 적용될 수 있으며, 이는 옵틱부(110, 210, 310, 410)로부터 햅틱부(120, 220, 320, 420)이동되는 경계 또는 햅틱부(120, 220, 320, 420) 상의 임의의 지점에 형성될 수 있다. 상기 임의의 지점은 제2패턴(B)이 형성되는 지점일 수 있다.
한편, 앞서 설명한 인공수정체(100, 200, 300, 400)는 가공대상물의 안착(S1) 및 마이크로 레이저빔 조사(S2) 가 순차적으로 행해짐에 따라 인공수정체(100, 200, 300, 400)에 나노표면거칠기가 형성될 수 있다. 가공대상물은 기 결정된 패턴이 가공되기 전 상태의 인공수정체(100, 200, 300, 400, 500)가 될 수 있다. 가공대상물은 일측으로부터 원형상을 갖는 햅틱부(110, 210, 310, 410) 및 상기 햅틱부(120, 220, 320, 420)의 외주연으로부터 연장되는 하나 이상의 옵틱부(110, 210, 310, 410)를 포함할 수 있다. 가공대상물은 안착부(미도시)에 안착되고, 햅틱부(120, 220, 320, 420) 및 상기 옵틱부(110, 210, 310, 410)에 마이크로 크기의 레이저 빔이 조사될 수 있다. 상기 마이크로 크기의 레이저 빔에 의해 형성된 패턴의 요부는 세포가 세포가 가이드 될 수 있는 기능을 할 수 있다. 상기 가이드란, 방향 및 속도 등을 제어하는 것을 의미한다.
상기 마이크로 크기의 레이저 빔에 의해 형성된 기 결정된 패턴 내에, 나노단위의 표면거칠기 구조가 형성되어 상기 기 결정된 패턴에 포함되는 요부의 표면거칠기를 증가시킬 수 있다. 증가된 요부의 표면거칠기는, 요부가 형성됨에 따라 구성되는 요부의 저면 및 측면의 표면에 나노 크기의 비정형 표면구조가 형성됨으로써 마이크로 크기의 레이저 빔이 가공된 후의 요부표면보다 더욱 거칠게 형성된 표면의 거칠기를 의미하며, 이러한 표면거칠기는 세포의 이동을 지연시키거나 억제할 수 있다. 따라서, 세포의 이동속도를 제어할 때 상대적으로 낮은 속도로 세포를 이동시킬 구간에 한해 선택적으로 마련할 수 있고, 전체적으로 패턴에 마련되되, 보다 높은 거칠기로 제2패턴(B)의 영역에 형성될 수도 있다.
상기 기 결정된 패턴은 상기 옵틱부(110, 210, 310, 410)에 형성되는 제1패턴(A)의 요부의 폭이 상기 햅틱부(120, 220, 320, 420)의 적어도 일부에 형성되는 제2패턴(B)의 요부의 폭보다 좁게 형성되며, 상기 기 결정된 패턴은 상기 세포가 상기 옵틱부(110, 210, 310, 410)의 중심으로부터 멀어지도록 상기 햅틱부(120, 220, 320, 420) 또는 상기 옵틱부(110, 210, 310, 410)의 외주연으로 가이드되도록 형성시킬 수 있다. 앞서 설명한 경계부(G)도 레이저 빔의 조사를 통해 마이크로 크기로 형성될 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
11, 12 : 철부
21, 22 : 요부
100, 200, 300, 400 : 인공수정체
101 : 가공홈
110, 210, 310, 410 : 옵틱부
120, 220, 320, 420 : 햅틱부
510, 520 : 가공돌기
A : 제1패턴
B : 제2패턴
D1, D2 : 깊이
G1, G2 : 요부의 폭
R1, R2 : 철부의 폭
rw : 돌기간격
r : 돌기 폭
L : 레이저 조사방향
M1, M2 : 이동방향
G : 경계부

Claims (11)

  1. 일측으로부터 원형상을 갖고, 철부(ridge) 와 세포의 이동을 지연 또는 차단하는 경계부를 포함하는 요부(groove)를 포함하는 제1패턴을 포함하는 옵틱부; 및
    상기 옵틱부의 외주연으로부터 연장되고, 철부(ridge)와 세포의 이동을 지연 또는 차단하는 경계부를 포함하는 요부(groove)를 포함하는 제2패턴을 각각 포함하는 복수 개의 햅틱부;를 포함하고,
    상기 경계부는 상기 제1패턴과 제2패턴이 연속적으로 형성되는 구간에 포함되되,
    상기 제1패턴과 상기 제2패턴에 포함된 상기 철부 및 제1패턴과 상기 제2패턴에 포함된 상기 요부 중 적어도 하나는 폭이 다르게 형성되는 구간을 포함하고,
    상기 철부 및 상기 요부의 폭 비율은 1:2 내지 1:8의 범위를 포함하는, 인공수정체.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 철부의 폭은 5 마이크로미터, 상기 요부의 폭은 30 마이크로미터인 패턴이 전체 패턴의 적어도 일부 구간에 포함되는, 인공수정체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1패턴 또는 제1패턴 및 상기 제2패턴은 상기 햅틱부 및 상기 옵틱부에 걸쳐서 형성되고,
    상기 철부의 폭은 5 마이크로미터이고 상기 요부의 폭은 구간 별로 상이하게 형성되되,
    상기 햅틱부에 형성된 상기 요부의 폭이 상기 옵틱부에 형성된 요부의 폭보다 넓게 형성되는, 인공수정체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    광이 상기 옵틱부를 통과하는 방향을 기준으로 전측에 위치되는 옵틱부의 전면부 및 후면부와 상기 햅틱부의 전면부 및 후면부에 걸쳐서 상기 제1 패턴 또는 제1패턴 및 상기 제2패턴이 형성되고,
    상기 옵틱부와 햅틱부 각각의 전면부 및 상기 후면부에 상기 제1패턴 또는 제1패턴 및 상기 제2패턴이 형성되되, 상기 제1 패턴 또는 제1패턴 및 상기 제2패턴은 상기 옵틱부와 햅틱부 각각의 전면부 및 상기 후면부에 걸쳐서 측면부를 통해 연속적으로 이어지도록 형성되는, 인공수정체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 요부는 표면에 나노미터 단위의 요철부를 포함하는, 인공수정체.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 경계부는 상기 요부의 폭 내에서 복수 개의 세포이동로를 형성하여 상기 세포의 이동속도에 변화를 가하는, 인공수정체.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 경계부는 상기 요부의 측벽으로부터 내측으로 사선방향 연장되어, 상기 세포가 이동하는 정방향으로는 상기 세포의 통과단면적을 좁히고 역방향으로는 상기 세포의 이동을 차단하여 상기 세포의 이동방향을 가이드하는, 인공수정체.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 경계부는 상기 요부의 저면으로부터 상방으로 돌출되도록 형성되되, 사선방향 연장되어 상기 세포가 이동하는 정방향으로는 상기 세포가 이동되는 것을 우회 및 차단시키고, 역방향으로는 통과 단면적이 증가되도록 마련되는, 인공수정체.
  11. 일측으로부터 원형상을 갖는 옵틱부 및 상기 옵틱부의 외주연으로부터 연장되는 하나 이상의 햅틱부를 포함하는 가공대상물을 안착시키고,
    상기 햅틱부 및 상기 옵틱부에 마이크로 크기의 레이저 빔을 조사하여 세포가 가이드 될 수 있는 기 결정된 패턴을 가공하고,
    상기 마이크로 크기의 레이저 빔에 의해 형성된 상기 기 결정된 패턴 내에, 나노 크기의 표면거칠기가 형성되는 구조가 형성되어 상기 기 결정된 패턴에 포함되는 요부의 표면거칠기를 증가시키고, 상기 요부는 세포의 이동을 지연 또는 차단하고 제1패턴과 제2패턴이 연속적으로 형성되는 구간에 포함되는 경계부를 포함하는 요부의 표면거칠기를 증가시키고,
    상기 기 결정된 패턴은 상기 옵틱부에 형성되는 제1패턴의 요부의 폭이 상기 햅틱부의 적어도 일부에 형성되는 제2패턴의 요부의 폭보다 좁게 형성되며, 상기 기 결정된 패턴은 상기 세포가 상기 옵틱부의 중심으로부터 멀어지도록 상기 햅틱부 또는 상기 옵틱부의 외주연으로 가이드되도록 형성되되,
    철부 및 상기 요부의 폭 비율은 1:2 내지 1:8의 범위를 포함하는, 인공수정체의 제조방법.

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