KR20150107844A

KR20150107844A - 바이오아날로직 안내 렌즈

Info

Publication number: KR20150107844A
Application number: KR1020157022096A
Authority: KR
Inventors: 블라디미르 스토이; 오이겐 히체빅
Original assignee: 메디? 압쌜믹 (씨와이) 리미티드
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2015-09-23
Also published as: PL2945569T3; EP2945569B1; MX2015009074A; CA2897892A1; MX364518B; US10667903B2; AU2013373704B2; JP2016508062A; JP6530319B2; EP2945569A1; TR201816078T4; HK1216985A1; CN105025843B; IL239867B; ES2693335T3; CN105025843A; BR112015016867A2; EA201591167A1; IL239867A0; US20150351901A1

Abstract

본 발명은 자연 수정체(NCL)를 제거하고 바이오아날로직 이식 가능한 안과용 렌즈("BIOL")를 후안방에 이식하여 NCL로부터 비어있는 낭 주머니에 배치한 후, NCL의 다양한 필수 기능에 있어서 NCL을 대신할 수 있는 BIOL에 관한 것이다. 적어도 렌즈의 후방 표면은 볼록 형상을 가지며, 투명한 가요성 하이드로겔 물질로부터 제조된다. 적어도 전방 및 후방 광학 표면은 주 광축을 따라 하나 이상의 원추형 구역의 회전에 의해 한정되고, 회전에 의해 한정된 표면은 축에 수직인 면 및 축에 의해 대칭인 원추면을 포함할 것이다.

Description

바이오아날로직 안내 렌즈 {BIOANALOGIC INTRAOCULAR LENS}

본 출원은 2013년 1월 15일자로 출원된 미국 가특허원 제61/752,685호의 이익을 청구하며, 이의 내용은 본원에 참고로 인용된다.

발명의 분야

본 발명은 자연 수정체(NCL: natural crystalline lens)를 제거하고 바이오아날로직 이식 가능한 안과용 렌즈("BIOL": bioanalogic implantable ophthalmic lens)를 후안방(posterior eye chamber)에 이식하여 NCL에 의해 비어있는 낭 주머니에 배치한 후, NCL의 다양한 필수 기능에 있어서 NCL을 대신할 수 있는 BIOL에 관한 것이다.

안내 렌즈(IOL)는 NCL의 광학 기능을 대신하거나 보충하는 수술 이식형 렌즈이다. 소위 "후방 안내 렌즈", 즉 PC IOL이 백내장의 경우에, 또는 보다 최근에는, 노안의 경우에 소위 "투명 수정체 교체", 즉 CLE에 의해 NCL을 대신한다. 다른 이식 가능한 렌즈가 눈의 전안방에(AC IOL), 각막에(각막 또는 기질내 이식물) 또는 NCL과 홍채 사이에(소위 "이식 가능한 콘택트 렌즈" 또는 ICL) 배치된다. 지금까지, 이러한 IOL의 대부분은 단지 NCL의 기본적인 광학 기능을 대신하거나 보충하도록 설계되었다. 도 1에 도시된 사람 눈의 NCL은 몇 가지 기능을 가진 복잡한 구조임을 인지해야 한다. 주요 눈 부분은 각막(101); 홍채(102); NCL(103); 후낭(104); 모양체근(105); 소대(106); 유리체(107); 및 망막(108)을 포함한다.

NCL(103)의 기본적인 광학 기능은 원거리 물체가 망막(108)에 투영될 수 있도록 각막(101)이 들어오는 빛에 초점을 맞추는 것을 돕는데 있다. 또 다른 중요한 광학 기능은 다양한 거리에 있는 물체들이 망막(108)에 투영될 수 있도록 하는 방식으로의 렌즈의 광학 도수(optical power)의 순응-조절이다. 순응 메카니즘을 설명하는 몇 가지 이론들이 있다[문헌 참조; 예를 들면, L. Werner et al, Physiology of Accommodation and Presbyopia, ARQ. BRAS. OFTALMOL. 63(6), DEZEMBRO/2000-503].

가장 확고히 확립된 이론은, 도 1을 참조하여, 이완된 모양체근(105)이 소대(106)에서, NCL(103)을 원거리 시력에 적합한 보다 낮은 굴절력(refractive power)을 제공하는 변형된(평탄화된) 형상으로 유지하도록 수정체(103) 주변을 바깥쪽으로 끌어당기는 장력을 야기한다고 설명하는 폰 헬름홀츠 이론(von Helmholtz theory)이다. 근거리 물체에 초점을 맞추는 것은, 소대(106)를 이완시키고 NCL(103)이 전방과 후방 표면 둘 다에 보다 작은 직경, 보다 큰 중심 두께 및 보다 작은 곡률 반경을 갖는 이의 "자연적인" 형태를 수득하도록 하는 모양체근(105)에서의 장력에 의해 야기된다. 이것은 NCL의 굴절력을 증가시키고, 망막(108)에 근거리 물체의 상이 투영되도록 한다.

통상의 안내 렌즈의 대부분은 상당히 쉽게 제조될 수 있는 구면을 갖는다. 오래전부터 NCL(103)은 본질적으로 구면인 것으로 추정되어 왔다. 그러나, 구면 렌즈는 정확히 단초점은 아니며, 대신 이것은 중심을 통해 들어오는 광선은 렌즈 주변을 통해 들어오는 광선보다 렌즈로부터 약간 더 멀리 있는 초점으로 굴곡되는 소위 "구면 수차"를 입증한다. 따라서, 구면 렌즈는 이의 중심에서보다는 이의 주변에서 다소 더 굴절성이다. 이러한 변화는 지속적이다: 이러한 렌즈는 단일 초점을 갖는 것이 아니라 최장 및 최단 초점 거리 사이에 짧은 거리 간격(초점 범위)으로 다수의 초점을 갖는다. 즉, 구면 렌즈는 음성 다초점이다(이의 초점 거리는 중심에서 주변으로 갈수록 감소한다). 구면이라기 보다는 타원 곡면을 가진 렌즈(예를 들면, 정적 액체 메니스커스의 고화에 의해 생긴 표면)는 훨씬 더 뚜렷한 구면 수차를 가지며, 따라서, 구면 렌즈보다 훨씬 더 음성 다초점이다.

몇몇 인공 안내 렌즈는 음성 다초점성 및 매우 반대되는 광학 효과를 갖는 구면 또는 심지어 타원 곡면과 같은 이차의 다른 표면들과 나란히 쌍곡선 표면을 포함한다. 보다 중요하게는, 선행 기술에서는 일반적으로 이차(또는 원추형 구역) 표면을, 불량하게 정의되고 단지 양성 구면 수차를 가진 이차 표면에 가까운 메니스커스 표면과 조합한다(쌍곡 수차를 가진 표면은 아니지만).

예를 들면, 비흐테를레(Wichterle)는 미국 특허 제4,971,732호에서 메니스커스 표면을 평평한 타원체에 가까운 것으로 청구하는 반면 스토이(Stoy)는 미국 특허 제5,674,283호에서 메니스커스 표면을 구면의 근사로 간주하며, 둘 다는 음성 다초점성을 갖는다. 양성 및 음성 다초점성을 갖는 표면의 조합은 이전의 잇점들을 약화시키거나 무효화한다.

더욱이, 비흐테를레의 '732는 단량체를 개방 금형에서 고화시키는 안내 렌즈의 제조방법을 기재하며, 여기서, 렌즈의 (후방) 한면은 금형 캐비티의 형상을 갖는 반면 전방면은 고화된 액체 메니스커스의 형상을 갖는다(아마도 음성 다초점성을 가진 평평한 타원체 형상에 근사하고, 완전 구면과 완전 타원체 표면 사이 어딘가에 있다). 금형 캐비티는 쌍곡선 표면을 포함할 수 있는 이차 표면의 형상을 갖는다. 각각의 광학 표면은 다르게 생성되며 - 하나는 고체 표면에 대한 중합체 전구체의 고화에 의해 생성되는 반면 다른 하나는 액체-기체 계면에서의 고화에 의해 생성됨을 주지할 수 있다. 이러한 상이한 상황하에서 형성된 두 개의 광학 표면의 표면 품질은 광학적 및 생물학적 측면 둘 다에서 몹시 상이할 수 있다는 것은 당업계의 숙련가들에게 공지되어 있다.

비흐테를레는 미국 특허 제4,846,832호에서 렌즈의 후방면은 고화된 액체 메니스커스(아마도 음성 다초점성을 갖는 평평한 타원체 형상에 근사함)의 형상을 갖는 반면 전방면은 전적으로 쌍곡선 표면을 또한 포함할 수 있는 이차 표면으로서 형상화된 고체 금형의 임프린트로서 형성되는 안내 렌즈의 또 다른 제조방법을 기재한다. 다시, 각각의 광학 표면은 다르게 생성되며 - 하나는 고체 표면에 대한 중합체 전구체의 고화에 의해 생성되는 반면 다른 하나는 액체-기체 계면에서의 고화에 의해 생성됨을 주지할 수 있다.

스토이의 '283은 두 개의 부분 금형(하나의 부분은 비흐테를레의 금형과 유사한 반면 다른 하나는 전방 렌즈 표면에 보다 작은 직경의 개질된 메니스커스를 형성하는데 사용된다)을 사용하여 비흐테를레 '732에 의해 기재된 방법을 개질시킨 것을 기재하고 있다. 메니스커스 광학 표면은 직경은 비록 더 작지만 비흐테를레 '732로부터 야기된 메니스커스와 동일한 특성을 가지며, 따라서, 아마도 타원 곡면보다는 구면에 가깝다. 어떠한 경우에도, 이러한 표면은 음성 다초점성을 갖는다. 후방면은 쌍곡선 표면을 포함할 수 있는 이차 표면으로서 형상화된 고체 금형의 임프린트로서 형성되는 반면 다른 광학 표면은 액체-기체 계면 상의 액체 중합체 전구체의 고화에 의해 형성된다.

미차렉 및 바식(Michalek and Vacik)은 제PCT/CZ2005/000093호에서 개방 금형에서 스핀-캐스팅법을 사용한 IOL 제조방법을 기재하고 있다. 단량체 혼합물로 충전된 금형을 중합을 진행하면서 이의 수직 축을 따라 회전시킨다. 광학 표면 중 하나는 고체 금형 표면의 임프린트로서 생성되는 반면 다른 하나는 금형 회전에 의해 형성된다. 임프린트된 표면은 수직 축을 따라 원추형 구역의 회전에 의해 형성된 형상을 갖는다(이것은 쌍곡면 형상(hyperboloid shape)을 포함할 수 있다). 또 다른 표면은 액체 전구체의 일부를 중심에서 주변으로 이동시키는 원심력에 의해 개질된 메니스커스로서 형상화된다. 볼록 메니스커스의 경우에, 원심력이 중심은 평탄화하고 주변에는 더 경사진 곡률을 생성할 것이며, 즉 표면의 구면 수차를 증가시킬 것이다. 볼록 메니스커스의 경우에, 원심력은 보다 작은 중심 반경을 갖는 메니스커스를 생성하고, 표면을 구체와 포물선 형상 사이의 어떤 것에 근사하게 개질시킬 것이다. 어떠한 경우에도, 쌍곡 수차는 볼록 또는 오목메니스커스 표면 어느 것에 대해서도 달성될 수 없다.

슐츠 등(Sulc et al.)은 미국 특허 제4,994,083호 및 제4,955,903호에서 렌즈의 중심에 있는 홍채와 영구적으로 접촉하도록 하기 위해 전방면이 앞으로 돌출되어 있는 안내 렌즈를 기재하고 있다. 후방 표면과 전방 표면 둘 다는 광축 주변의 원추형 구역의 회전에 의해 수득된 형상을 가질 수 있다(구형, 포물선, 쌍곡선(hyperbole), 타원). 렌즈의 홍채-접촉부는 본질적으로 연성이고 변형 가능한 매우 높은 수분 함량(적어도 70%, 유리하게는 90% 초과의 물)을 갖는 하이드로겔이다. 따라서, 홍채와의 접촉에 의해 변형된 광학 표면은 정확히 원추형 구역 표면이 아니라, 동공 직경에 따라 좌우되는 가변적인 형상, 아마도 다소 더 작은 중심 반경을 가진 구체에 가까운 형상을 갖는 표면일 수 있다. 즉, 이러한 상황은 홍채-유사 인공 부재에서 동공-유사 개구에 대해 변형 가능한 겔-충전 렌즈를 밀착함으로써 중심 직경의 감소를 달성하는 다른 참고문헌으로부터의 렌즈와 유사하다(넌(Nun)의 미국 특허 제7,220,279호). 넌(Nun)의 '279는 쌍곡면 광학 표면의 사용을 언급하거나 암시하지 않고 있다. 커밍스(Cummings)는 미국 특허 공보 제2007/0129800호 및 제2008/0269887호에서 모양체 기구의 작용에 의해 액체가 내부 IOL 방으로 밀려 들어가서 광학 표면의 변화 및 순응을 야기하는 유압 순응식 IOL(hydraulic accommodating IOL)를 기재하고 있다.

홍 등(Hong et al.)은 미국 특허 제7,350,916호 및 미국 특허 공보 제2006/0244904호에서 각막의 양의 구면 수차를 보상하기 위해 음의 구면 수차를 갖는 적어도 하나의 광학 표면을 갖는 비구면 안내 렌즈를 기재하고 있다. 음의 구면 수차는 광학 표면의 쌍곡선 형상에 의해 달성된다.

홍 등은 미국 특허 공보 제2006/0227286호에서 사람 눈을 위한 최적의 IOL 형상 계수를 기재하고 있으며, 최적의 렌즈를 -0.5 내지 +4의 특정 범위의 "형상 계수"에 의해 정의하고(형상 계수는 홍(Hong)에 의해 전방 및 후방 곡률의 차에 대한 합의 비로서 정의됨), 광학 표면 중 적어도 하나는 유리하게는 -76 내지 -27의 원추 상수(conic constant)를 갖는 비구면이다.

홍 등은 미국 특허 제7,350,916호에서 광학 표면 중 적어도 하나가 도수 범위를 가로질러 약 -0.202마이크론 내지 약 -0.190마이크론 범위의 음의 구면 수차를 갖는 IOL를 기재하고 있다.

적어도 하나의 국면에서, 본 발명은 자연 수정체를 대신하기 위해 사람 눈의 후안방에 이식 가능한 인공 렌즈를 제공하며, 당해 렌즈는 (도 3을 참조하여) 주 광축(1A); 중심 광학부(central optical part)(2) 및 주변 지지부(3)를 가지며; 이식물의 전체 형상은 이의 전방 표면(4), 후방 표면(5) 및 이식물의 전방 표면과 후방 표면의 상부 경계(7A 및 7B) 사이의 전이 표면(6)에 의해 한정되고; 경계(9A)와 전방 정점(10A)을 갖는 중심 전방 광학 표면(8A); 경계(9B)와 후방 정점(10B)을 갖는 중심 후방 광학 표면(8B); 및 전방 주변 지지 표면(11A) 및 후방 주변 지지 표면(11B)을 갖는다.

자연 수정체를 대신하기 위해 사람 눈의 후안방에 이식 가능한 인공 렌즈는 작은 절개를 통한 수술적 이식의 필요성을 고려하면서 NCL의 형상, 크기, 광학 성질 및 물성을 실행 가능한 것에 가깝게 모의한다.

본 발명의 적어도 하나의 양태에 따르는 인공 렌즈는 적어도, 눈의 후낭과 실질적으로 완전한 접촉을 달성하기 위해 자연 수정체의 후방 표면의 형상 및 크기에 근사하는 후방 표면을 갖는다. 후낭과 접촉하는 본 발명에 따르는 인공 렌즈의 적어도 일부는 자연 수정체를 형성하는 조직의 광학적, 친수성 및 전기화학 특성에 가까운 투명 가요성 하이드로겔 물질로부터 제조된다. 전방면은 홍채와의 영구 접촉을 피하도록 설계된다.

적어도 하나의 양태에서, 전방 표면은 홍채와의 영구 접촉을 피하도록 형상화되며, 이때 전방 주변 지지면(11A)은 오목하다.

적어도 하나의 양태에서, 본 발명에 따르는 인공 렌즈는 적어도, 광축을 따라 하나 이상의 원추형 구역의 회전에 의해 한정되고 금형, 바람직하게는 소수성 플라스틱 금형의 고체 벽과 접촉하는 액체 중합체 전구체의 고화에 의해 형성되는, 광학 표면 둘 다를 포함하는 전방 및 후방 표면의 대부분을 갖는다.

본원에 포함되어 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부된 도면들은 발명의 바람직한 양태를 예시하며, 상기 제공된 일반적인 설명 및 아래 제공된 상세한 설명과 함께, 본 발명의 특징들을 설명하는 역할을 한다. 도면에서:
도 1은 각막, 공막, 홍채, NCL, 유리체, 망막, 및 렌즈의 현수 기구(suspensory apparatus)(낭, 소대 및 모양체근)를 포함하는 주요 구조를 갖는 눈의 내부 정렬을 예시한다.
도 2는 하나의 쌍곡선 표면을 갖는 렌즈에서의 굴절력의 분포를 예시한다.
도 3a는 본 발명의 예시적인 양태에 따르는 바이오아날로직 안내 렌즈의 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 렌즈의 상부도이다.
도 4a는 원형 광학부 및 타원형 지지부를 갖는 렌즈의 또 다른 예시적인 양태의 상부도이다.
도 4b는 단일 직선형 컷에 의해 절두된(truncated) 원형 지지부를 갖는 렌즈의 또 다른 예시적인 양태의 상부도이다.
도 4c는 두 개의 대칭 초승달형 컷에 의해 절두된 원형 지지부를 갖는 렌즈의 또 다른 예시적인 양태의 상부도이다.
도 4d는 하나의 직선형 컷과 두 개의 초승달형 컷에 의해 절두된 원형 지지부를 갖는 렌즈의 또 다른 예시적인 양태의 상부도이다.
도 4e는 네 개의 대칭 초승달형 컷에 의해 절두된 원형 지지부를 갖는 렌즈의 또 다른 예시적인 양태의 상부도이다.
도 4f는 두 개의 직선 평행 컷에 의해 절두된 원형 지지부를 갖는 렌즈 및 컷 방향에 대해 α 각도로 원통 축(1B)을 갖는 원통형 렌즈의 또 다른 예시적인 양태의 상부도이다.
도 5a - 5c는 둘 이상의 광학 구역(optical zone)으로 나뉘어진 광학 표면을 갖는 예시적인 렌즈의 상부도를 예시한다.
도 6a 내지 6c는 둘 이상의 물질로 이루어진 본 발명에 따르는 또 다른 렌즈의 단면도이다.
도 7a 내지 7c는 예시적인 렌즈의 주변 지지부의 또 다른 프로파일을 예시하는 확대도이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 양태에 따르는 렌즈의 제조를 위한 금형의 개략적 정렬을 예시한다.

도면에서, 동일한 숫자는 전반에 걸쳐 동일한 요소를 나타낸다. 특정 전문 용어는 본원에서 단지 편의상 사용되며, 본 발명에 대한 제한으로서 간주되어서는 안된다. 하기에서는 본 발명의 바람직한 양태를 기술한다. 그러나, 이러한 기재내용을 기초로 하여, 본 발명은 본원에 기재된 바람직한 양태들로 제한되지 않음을 이해해야 한다.

NCL는 시간 경과에 따라 발달하는 매우 복잡한 구조를 갖는다. 구조적 특징 중의 하나는 NCL(103)의 후방 및 전방 표면의 비구면성이다. 최근에 문헌[참조; E.L.MARK WELL et al, MRI study of the change in crystalline lens shape with accommodation and aging in humans, Journal of Vision (20110 11(3);19, 1-16; M.Dubbelman et al, Change in shape of the aging human crystalline lens with accommodation, Vision Research 45 (2005), 117-132;F. Manns et al, Radius of curvature and asphericity of the anterior and posterior surface of human cadaver crystalline lens, Experimental Eye Research 78 (2004), 39-51;M. Dubbelman et al, The shape of the aging human lens: curvature, equivalent refractive index and the lens paradox, Vision Research 41 (2001) 1867-1877]에 확립된 바와 같이, 젊은 사람 수정체의 전방 및 후방 표면 둘 다는 쌍곡선이며, 하기 수학식 1을 특징으로 할 수 있다:

수학식 1

Y - Yo = X^2/{Ro*(1+1-h*(X/Ro)^2)^0.5}

위의 수학식 1에서,

Y는 주 광축(1A) 방향에서의 좌표이고, X는 주 광축(1A)으로부터의 거리이고, Yo는 주 광축(1A)에서의 정점 위치이고, Ro는 곡률의 중심 반경이고, h는 원추 상수(또는 형상 파라미터)이다. 수학식 1은 형상 파라미터 h 값에 따라 좌우되는 임의의 원추형 구역 커브를 설명한다: 이것은 h = 0인 경우 포물선이고, h = 1인 경우 원형이고, h < 0인 경우 쌍곡선이고, 0 < h < l인 경우 편장형 타원이고, h > 1인 경우 편평 타원이다.

전형적인 젊은 사람 NCL의 경우, 전방 표면이 후방 표면보다 더 쌍곡선이며, 쌍곡선성은 순응시 상당히 증가하고, 사람 수정체는 연령에 따라 성장하며, 이의 쌍곡선성은 감소하여 늙은 NCL은 상당히 구형으로 될 수 있는 것으로 밝혀졌다.

참조된 연구들에서는 선택된 개체군 샘플에 대한 전형적인 NCL의 치수를 맵핑하였다. 이러한 참고문헌에 따르면, 전형적인 사람 수정체 전방 중심 반경은 약 5 내지 13mm에 이르고, 평균 전방 원추 파라미터(conic parameter)는 약 -4(약 -22 내지 +6의 범위)이다. 후방 중심 반경은 약 4 내지 8mm에 이르고, 평균 후방 원추 파라미터는 약 -3(약 -14 내지 +3의 범위)이다.

어리고 이완된 NCL의 중심 두께는 전형적으로 약 3.2mm 내지 약 4.2mm에 이르며, 연령 및/또는 근거리-초점 조절에 따라 약 3.5mm 내지 약 5.4mm의 두께로 증가한다. NCL의 후방부 깊이는 전형적으로 전방부 깊이와 동일하거나 더 크다. 따라서, 후방 렌즈 표면의 시상 심도(sagittal depth)는 약 8.4mm 내지 약 10mm의 적도 직경에서 전형적으로 약 1.75mm 내지 약 2.75mm이다. 이것은 "자연" 상태에서의 후낭의 기본적인 치수를 정의한다.

상기 참고문헌이 NCL의 기하학 성질과 광학 성질 간의 특정한 관련성을 명시하고 있지는 않지만, 본 발명자는, 수학적 모델링에 의해, 쌍곡선 표면이 렌즈를 통합초점(polyfocal)으로 되게 하며, 이때 굴절력은 이의 중심에서 최대이다가 주변 쪽으로 갈수록 점차 감소한다는 것을 밝혀내었다. 본 발명자가 이러한 통합초점성(polyfocality)으로부터 기대하는 한 가지 직접적인 결과는 근거리 물체가 특정한 렌즈 형상 변화 없이도 망막에 투영될 수 있도록 하는 렌즈의 큰 초점 심도이다. 모델링의 또 다른 영향은 개구가 감소하면서 렌즈의 평균 굴절력이 증가한다는 것이다. 따라서, 본 발명자는 근거리 초점은 동공 수축에 의해 개선될 수 있는 것으로 결론지었다(이것은 근거리 초점에서 실제로 임상적으로 관찰될 수 있는 소위 "동공 반사" 또는 "근거리 축동"). 자연 수정체 쌍곡선성의 또 다른 결과는 사람(및 특히 젊은) 뇌가 쌍곡선 렌즈를 통한 망막으로의 투영에 의해 형성된 상에 자연스럽게 신경-조정되고 이를 정확하게 이해하는 능력이다.

특정 타입의 통합초점성을 사용하는 이러한 순응 메카니즘은 아마도 설명이 조금 더 필요하다:

적어도 하나의 쌍곡선 표면을 갖는 렌즈는 구면 수차의 반대인 "쌍곡 수차"를 입증한다: 중심을 통해 들어오는 광선이 렌즈에 가장 가까운 초점으로 굴곡되고, 초점은 렌즈 중심으로부터 렌즈 주변으로 거리가 증가할수록 들어오는 광선에 대해 렌즈로부터 점진적으로 더 멀어진다.

따라서, 쌍곡선 표면을 갖는 렌즈는 양성 통합초점성이다: 이것은 이의 중심에서 가장 짧은 초점 거리(즉, 가장 높은 굴절력)을 갖고, 중심에서 렌즈 주변으로 갈수록 초점 거리는 증가한다(즉, 굴절력은 감소한다). 쌍곡선 렌즈의 초점 범위는 다소 클 수 있으며, 쌍곡선 표면 형상을 한정하는 소위 원추 상수 또는 형상 파라미터에 의해 조절 가능하다.

쌍곡선 표면을 갖는 렌즈에서의 굴절력의 분포의 예가 도 2에 도시되어 있으며, 여기에는 국소 굴절력(Diopters m^-1)이 광축으로부터의 거리(mm)에 대해 플롯팅되어 있다.

본 발명자는, 본 발명자의 연구에 기초하여, 자연 수정체에서의 양의 통합초점성 및 이의 변화는 몇가지 방식으로 눈이 순응하는데 도움을 주는 것으로 추정한다:

이것은 렌즈의 초점 범위에 의해 커버되는 모든 거리에서의 시야에서 모든 물체의 상들을 동시에 망막에 투영한다. 모든 물체는 (우리의 뇌가 억제하라고 학습한 다수의 초점이 맞지 않는 상들에 의해 동반되는) 초점이 잘 맞는 상을 생성하기 때문에 이것은 눈의 초점 심도를 실질적으로 증가시킨다.

자연 수정체는 순응으로 인해 이의 쌍곡선성을 증가시키며, 이것이 렌즈의 초점 범위을 더욱 증가시키고, 이에 따라, 초점 심도를 여전히 더욱 증가시킨다.

눈은 동공을 좁힘으로써 근거리 물체에 초점을 맞추는 것을 돕는다. 이것은 소위 "동공 수축" 또는 "근거리 축동"은 두 가지 결과를 갖는다: 첫째, 이것은 개구를 감소시키고, 따라서, 광학 시스템으로서의 눈의 초점 심도를 증가시키고(개구를 좁히면 축으로부터 멀리 있고 축에 대해 첨예한(sharp) 각도로 들어오는 광선을 차단한다); 이것은 가장 높은 굴절력을 갖는 이의 중심부만을 사용함으로써 렌즈의 평균 굴절력을 증가시킨다.

근거리 축동이 쌍곡 수차를 갖는, 즉, 양의 통합초점성을 갖는 렌즈에 대해서만 근거리 초점을 보조할 수 있다는 것은 본 발명자의 연구로부터 자명하다. 이것은 단초점 포물선형 렌즈에서는 거의 효과가 없으며, 음의 통합초점성을 갖는 렌즈에서는 역효과를 낳는다: 구면 또는 타원형(예를 들면, 메니스커스) 렌즈는 근거리 초점을 위해 요구되는 보다 강한 렌즈라기 보다는 근거리 축동에 의해 보다 낮은 굴절력을 갖는 보다 약한 렌즈로 된다.

본 발명에 따르는 인공 렌즈는 자연 수정체를 대신하기 위해 사람 눈의 후안방으로 이식될 수 있는 하이드로겔 기구이다. 이것은 몇몇 상황에서 초기 시도들이 야기하였던 문제들을 발생하지 않으면서 자연 수정체의 필수적인 생리학 및 광학 기능을 모방하거나 모사하도록 설계된다. 이것은 개별적으로 또는 상이한 조합으로 이전에는 덜한 성공으로 적용되었던 특징들의 새로운 사려깊은 조합에 의해 달성된다는 것을 인지하는 것이 중요하다. 자연 수정체는 또한 단일 특징으로 인해서라기 보다는 특징들의 균형잡힌 조합으로 인해 이의 기능을 달성한다.

전반적인 기능에 기여하고 본 발명에 따라 조합되는 특징에는 이식물의 크기와 형상; 재료 성질; 표면 성질; 광학 성질; 이식방법; 및 제조방법이 포함된다. 본 발명자는 아래에서 다양한 특징들을 설명할 것이며, 유리한 효과를 제공하기 위해 개별 특징들이 어떻게 서로 상호작용하는지의 예시적인 구성을 제공할 것이다. 이식물은 목적하는 효과를 달성하기 위해 기재된 특징들 중의 몇가지를 구비할 수 있음을 인지하는 것이 중요하지만, 본 발명은 아래에 기재된 예시적인 구성들에 제한되지 않으며, 특징들의 다양한 조합을 포함한다.

도 3a 및 3b를 참조하면, 이식물은 주 광축(1A)과 중심 광학부(2) 및 주변 지지부(3)를 갖는다. 이식물의 전체 형상은 이의 전방 표면(4), 후방 표면(5) 및 전방면과 후방면의 상부 경계(각각 7A 및 7B) 사이의 전이 표면(6)에 의해 한정된다. 각각의 면은 둘 이상의 표면으로 이루어진다. 전방 중심 광학 표면(8A)은 경계(9A)를 갖고, 중심 후방 광학 표면(8B)은 경계(9B)를 갖는다. 각각의 표면은 둘 이상의 영역으로 나누어질 수 있으며, 이들 사이의 경계(도 5a 내지 5c에서 13a 및 13b로 표시됨)는 원형, 직선, 또는 달리 정의된 형상이다. 중심 전방 광학 표면(10A)과 중심 후방 광학 표면(10B)의 정점은 주 광축(1A)에 위치한다. 전방 주변 지지면은 11A이고, 후방 주변 지지면은 11B이다.

경계(7A 및 7B)는 각각 전방 및 후방 표면(4 및 5)의 상부의 불연속부로서 구별할 수 있다. 이러한 불연속부는 광축 방향으로 표면의 만곡점에 있거나, 광축 방향으로 표면의 이차 파생물의 불연속점에 있다. 경계는 둥글거나 연속적일 수 있지만, 유리하게는, 이것은 첨예한 테두리 또는 가장자리에 의해 형성된다. 첨예한 가장자리의 이점은 낭 표면을 따라 섬유아세포와 같은 세포의 이동(후낭 혼탁의 통상의 이유)에 대한 장애물을 형성하는데 있다.

전반적인 렌즈 직경은 경계(7A 및 7B)의 보다 큰 직경에 의해 정의된다. 렌즈 광학 구역 직경은 경계(9A 및 9B)의 가장 작은 직경으로서 정의된다. 후방 시상 심도는 후방 정점(10B) 및 후방 경계(7B)를 정의하는 면 간의 수직 거리이다. 중심 두께는 정점(10A 및 10B) 간의 거리이다. 전방 깊이는 전방 정점(10A) 및 전방 경계(7A)를 정의하는 면 간의 수직 거리이다.

주 광축(1A)은 경계(7A 및 7B) 및 경계(9A 및 9B)가 광축에 수직인 면에서 원형으로 정의되는 경우에, 중심 광학부(2)가 대칭이고, 예를 들면, 어떠한 원통체(cylindrical component)도 갖지 않는다면, 대칭의 축일 수 있다. 대칭 원형 풋프린트를 갖는 이러한 이식물이 도 3b에 도시되어 있다. 그러나, 테두리 및 경계는 원형 이외의 풋프린트, 예를 들면, 도 4a에 도시된 바와 같은 타원형을 가질 수 있거나, 단일, 이중, 삼중 또는 사중으로 절두된 컷(12A 내지 12D)을 갖는 도 4b 내지 4e에서 절두된 원형으로서 형상화된 풋프린트를 가질 수 있다. 이러한 절두된 풋프린트 형상은 몇 가지 목적을 제공한다:

이들은 이식 동안 렌즈 뒤의 공간으로의 접근을 보다 용이하게 한다. 수술 절개부가 봉합되기 전에 점탄성 중합체 또는 윤활제 또는 기타의 보조제를 제거하기 위해 이 공간을 잘 세정하는 것이 중요하다.

이들은 수정체낭(capsule)이 IOL 주위에서 줄어든 후 렌즈의 회전을 방지한다. 이것은 원환체(toric) 렌즈를 위해 특히 중요하다.

이들은 작은 절개를 통한 접힘 및 삽입을 촉진시킨다.

옵틱(optics)이 원통체를 갖는 경우에, 원통 축(1B)은 바깥쪽 테두리의 비대칭에 대해 한정된 방식으로, 예를 들면, 도 4f에 도시된 바와 같이 절두 컷(12A 및 12B)에 대해 α 각도로 위치될 것이다. 절두 컷(12A 내지 12D)이 반드시 직선형 컷일 수는 없다는 것은 말할 필요로 없지만, 적합하게는, 예를 들면, 초승달 형상으로 형성될 수 있으며, 이들의 갯수는 심지어 4개보다 더 클 수 있다. 또한, 절두 컷들은 동일한 길이가 아니거나 대칭으로 위치하지 않을 수 있다. 절두된 테두리를 갖는 풋프린트가 작은 수술 절개를 통한 이식물의 접힘 및 이의 삽입을 촉진시킬 것임을 인지할 수 있다. 또한, 비대칭 테두리 풋프린트는 일단 수정체낭이 이것 주위에 놓이면 이식물 회전을 방지할 것이다. 이것은 난시를 보정하도록 설계된 원통체를 갖는 원환체 렌즈에 특히 중요하다.

후방 표면(5)은 자연 수정체의 후방 표면의 형상과 크기에 근사하고 눈의 후낭의 적어도 주요 부분과의 접촉을 달성하도록 하는 형상 및 크기를 갖는다. 이것은 몇 가지 이유로 중요하다;

이식물은 최적의 광학 성능을 위해 후낭을 이의 자연 형상으로, 주름지지 않고 평활하게 유지시킬 것이다:

수정체낭과 이식물 간의 단단한 접촉은 후낭 혼탁을 야기할 수 있는 섬유아세포의 이동을 방지할 것이다; 이것은 후방 표면이 매우 수화되고 고정된 음전하를 갖는 경우에 특히 효과적이다.

이식물은 자연 수정체의 후방면에 의해 비어있는 공간을 차지하여, 유리체가 앞으로 전진하지 못하게 하고, 따라서, 망막에 대한 유리체의 압력의 감소(이것은 망막 박리 및/또는 낭포 황반 부종을 촉진시킬 수 있다)를 방지할 것이다.

이식물과 후낭 간의 긴밀한 접촉은, 이하에 기재되는 바와 같이 이식물 기능을 방해하는(또는 심지어 이를 혼란시킬 수 있는) 캡슐 섬유증 및 이의 결과로 일어나는 강직, 혼탁 및 수축을 방지하기 위해, 이식물의 접촉 표면이 친수성이고 고정된 음전하를 갖는 경우에 특히 유익하다는 것을 주지해야 한다.

본 발명의 바람직한 양태에서, 후방 표면(5)의 적어도 주요 부분은 광축 주위에서의 원추형 구역의 회전에 의해 형성된 일반적으로 평활한 볼록 표면, 또는 이러한 표면들의 조합에 의해 형성된다. 주변부는 바람직하게는 원추형 표면 또는 쌍곡면(hyperboloid surface)에 의해 형성되는 반면, 중심 광학 표면은 바람직하게는 쌍곡면, 포물면 또는 구면(또는 이의 조합)이다. 후방 표면의 시상 심도(즉, 주 광축(1A) 상에서 측정된, 후방 중심 광학 표면 정점(10B)과 후방 표면의 경계(7B) 사이의 수직 거리)는 렌즈가 이의 기능을 잘 수행하도록 하기 위해 1.1mm보다 커야 한다. 전체 굴절 범위에서 잘 기능하기 위해, 후방 시상 심도는 1.25mm보다 크고, 유리하게는 1.75mm보다 크고, 바람직하게는 2mm보다 크지만, 어떤 경우에든 약 2.75mm 미만이어야 한다.

이식물의 전체 외부 직경(LOD)은 이의 구심성, 위치 안정성 및 수정체낭-충전 능력을 위해 중요하다. 후방 표면(5)의 외부 직경, 즉, (주축(1A)에 수직인 면에서) 후방 외부 경계(7B)의 최대 치수는 8.4mm보다 크야 하고, 바람직하게는 적어도 8.9mm이어야 하고, 바람직하게는 적어도 9.2mm이어야 한다. 허용되는 최대 외부 직경은 약 11mm이지만, 바람직하게는 10.75mm보다 작아야 하고, 바람직하게는 10.5mm보다 작아야 한다. 외부 치수에 있어서의 상당한 유연성이 몇가지 인자들에 의해 허용된다 - 렌즈의 유연성, 특히 중심 광학부(2)를 변형시키지 않으면서 다양한 수정체낭 크기 및 수정체낭 수축에 순응할 수 있는 외부 주변 지지부(3)의 유연성.

중심 광학 표면은 상이한 기하학을 갖는 하나 이상의 구역으로 이루어질 수 있다. 구역은 동심원일 수 있으며, 이 경우 도 5a에서 이들 사이의 후방 경계(13B)는 원형일 것이다. 구역은 또한 직선 경계에 의해 나누어질 수 있으며, 이 경우 구역은 초승달형 또는 웨지 풋프린트를 가질 수 있다. 다양한 예가 도 5a 내지 5c에 도시되어 있다. 구역은 전방 또는 후방 광학 표면 상에 있을 수 있다. 도 5a는 후방 광학 표면이 경계(13B)에 의해 두 개의 동심원 광학 구역 - 중심 광학 구역(8B1) 및 외부 광학 구역(8B2)으로 나뉘어진다는 것을 보여준다. 예를 들면, 중심 광학 구역(8B1)의 후방 광학 표면은 첨예한 근거리 시력에 사용되는 구형 또는 포물선형 구역일 수 있는 반면, 쌍곡선 외부 구역은 중간거리 및 원거리 시력을 위해 역할을 한다. 또는, 이들 구역 둘 다는 상이한 중심 반경 Ro 및/또는 상이한 원추 상수를 갖는 쌍곡면을 가질 수 있다. 각각의 광학 표면은 또한 둘 이상의 구역으로 나뉠 수 있다. 도 5b의 예는, 전방 광학 표면(8A)이 직선 경계(13A)에 의해 동일한 면적의 두 개의 광학 구역(8A1 및 8A2)으로 나뉘어 있는 렌즈의 상부도를 보여준다. 이러한 구역 각각은 상이한 형상과 상이한 광학 파라미터를 갖는다. 도 5c의 예는 두 개의 직선 경계(13A 및 13B)에 의해 네 쌍의 광학 구역(8A1 및 8A2)(각각은 상이한 면적 및 상이한 광학 파라미터를 갖는다)으로 나뉘어진 전방 광학 표면(8A)을 갖는 렌즈의 상부도를 보여준다. 예를 들면, 8A1은 8A2보다 높은 굴절력을 가질 수 있고 근거리 초점을 위해 역할을 한다. 구역들 중의 하나는 원통체를 가질 수 있다.

광학 표면(또는 이들의 구역 또는 세그먼트) 둘 다는 광축을 따라 원추형 구역의 회전에 의해 또는 이의 조합에 의해 형성된 표면이다. 광학 표면 중 하나 또는 둘 다는 하나 이상의 구형 광학 구역을 함유할 수 있다. 유리하게는, 광학 표면 중 적어도 하나는 적어도 하나의 쌍곡선 표면을, 바람직하게는 외부 광학 구역에 포함한다. 바람직하게는, 광학 표면 둘 다는 각각 적어도 하나의 쌍곡선 구역을 포함한다. 이러한 쌍곡선 표면은 NCL의 표면과 닮아 있으며, 이의 유리한 광학 성질들 중의 일부를 모방한다. 보다 더 바람직하게는, 후방 및 전방 광학 표면 둘 다는 쌍곡선 표면이거나 둘 이상의 동심원 쌍곡선 구역의 조합이다. 적어도 하나의 쌍곡선 표면을 갖는 렌즈는 구형, 타원형 또는 메니스커스 표면을 갖는 렌즈의 구면 수차와는 정반대인 소위 쌍곡 수차를 갖는다. 쌍곡 수차를 갖는 렌즈는 중심에서 가장 높고 광축으로부터의 거리에 따라 점차 감소하는 굴절을 갖는다. (구면 수차를 갖는 렌즈에서, 굴절력은 광축으로부터의 거리에 따라 증가한다.) 쌍곡 수차는 눈이 상기한 몇가지 메카니즘을 통해 순응하는데 도움을 준다.

NCL의 광학 성질을 모방하기 위해, 전방 및 후방 광학 표면의 원추 상수는 중심 광학부(2)의 굴절력이 일반적으로 광축에서 최대값이다가 중심 광학부(2)의 주변에서 최저값으로 감소하도록 선택된다.

광축으로부터의 거리에 따른 굴절력 감소의 준도(steepness)는 쌍곡선 표면의 형상 파라미터(원추 상수)에 따라 좌우된다. 원추 파라미터는 굴절력의 평균 감소가 -0.25Dpt/mm 내지 -3Dpt/mm, 유리하게는 -0.5Dpt/mm 내지 -2.5Dpt/mm, 바람직하게는 약 -1Dpt/mm 내지 -2Dpt/mm이도록 선택되어야 한다.

곡률의 후방 중심 반경(광축이 후방 정점과 교차하는 지점에서)은 유리하게는 2.5 내지 8mm, 바람직하게는 약 3.0 내지 5mm이다. 후방 표면의 원추 상수는 유리하게는 NCL에 대해 보고된 약 +3 내지 약 -14, 바람직하게는 약 -1 내지 -8의 범위로부터 선택된다.

전방 광학 표면(8A)의 중심 반경 Ro은 약 +3mm보다 크거나 약 -3mm보다 작게, 바람직하게는 약 +5mm보다 크거나 약 -5mm보다 작도록 선택된다.

전방 광학 표면(8A)의 원추 상수는 사람 NCL로부터 보고된 +6 내지 -22, 바람직하게는 약 -1 내지 -8의 범위로부터 선택된다.

전방 광학 표면(8A)은 구면 또는 포물면에 의해 일부 또는 전부 형성될 수 있다. 이 경우 중심 후방 광학 표면(8B)은 바람직하게는 전체 렌즈가 쌍곡 수차를 갖도록 하는 범위로 선택된 원추 파라미터를 갖는 쌍곡선이어야 한다.

바람직하기는 하지만, 전방 광학 표면(8A)의 적어도 주요 부분은 쌍곡면, 특히 외부 광학 구역이다. 약 1.5 내지 4mm, 유리하게는 약 2 내지 3.5mm의 직경을 갖는 전방 광학 표면의 중심 광학 구역은, 근거리 초점 해상도를 더욱 개선시키기 위해, 포물선 또는 구면으로 형성될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따르는 렌즈의 바람직한 광학 프로파일의 일례를 개략적으로 도시한다. 상이한 눈은 이식된 렌즈의 상이한 굴절력을 필요로 함을 인지해야 한다.

현재 IOL의 대부분은, 이들이 단지 NCL의 기본적인 광학 기능을 모의하도록, 즉 망막에 원거리 물체의 초점을 맞추는데 필요한 기본적인 굴절력을 제공하도록 설계되기 때문에, 바이오아날로직이 아니다. 특정 눈에 따라, 기본적인 굴절력은 통상적으로 15 내지 30Dpt이며, 양측에 약간의 편차를 갖는다. 이러한 요건은 NCL의 주 면(principal plane) 근처 어딘가에 위치한 실질적으로 단초점(통상적으로 구면)인 강성 렌즈에 의해 충족될 수 있다. 대부분의 상세 상(detailed image)은 광축에 위치한 망막의 비교적 작은 부분(황반)에 투영되기 때문에 그리고 우리의 활동의 대부분은 작은 눈 개구(수축된 동공)에서 수행되기 때문에, 대부분의 IOL은 NCL보다 상당히 더 작다(NCL의 경우 9.5 내지 10.5mm인 것과 대조적으로 대부분의 IOL의 경우 4.5 내지 6mm). 작은 절개를 통한 이식을 위한 이러한 IOL의 순응을 용이하게 하기 위해 일부 IOL 제조업자들은 작은 크기의 옵틱을 선호한다. 동일한 이유로, 대부분의 IOL은 변형된(접힌, 롤링된 등) 형상으로 작은 절개를 통한 이식을 가능케 하는 연질의 탄성 물질로부터 제조된다. 그러나, 이러한 변형성은 광학 기능과는 관련이 없다.

그러나, 작은 크기의 옵틱은 단점을 갖는다. IOL 가장자리는 큰 동공 개방시(예를 들면, 야간 운전 동안) 빛을 반사하여 눈부심, 헤일로(halo) 및 기타의 불리한 효과를 야기할 수 있다. 게다가, 작은 옵틱은 특히 큰 동공 개방시 NCL이 투영하는 모든 주변 및 탈축 광선을 투영할 수 없다. 마지막으로, 작은 크기의 옵틱은 때때로 진단 및 치료를 위해 요구되는 망막 주변의 맑은 시정(clear visibility)을 방해한다. 이러한 이유로, NCL와 크기가 유사한 대형 옵틱이 최신 IOL의 대부분에서 사용되는 보다 작은 옵틱을 능가하여 바람직할 수 있다. 중요하게는, 전체 큰 광학 구역은 광학적으로 유용할 수 있도록 잘 정의된 기하학적 형상을 가져야 한다. 메니스커스 광학 표면을 갖는 렌즈는 특히 주변 영역에서 불량하게 정의된 형상을 갖는다. 이것은 예기치 않은 충격적인 광학 현상을 야기할 수 있다.

몇몇 현대의 IOL은 NCL의 순응 또는 위순응(pseudoaccomodation)을 어느 정도까지 모의하도록(즉, 눈이 원거리 및 근거리 물체 둘 다에 초점을 맞출 수 있도록) 설계된다. 다양한 IOL이 이러한 목표를 달성하기 위해 상이한 수단들을 사용하거나(일부는 이초점, 다초점 또는 통합초점 옵틱을 사용하고 있고; 다른 것은 눈에 대해 IOL 옵틱의 전방-후방 이동을 가능케 하는 설계를 사용하고 있다); 두 개의 렌즈 사이의 상호 위치를 변화시킴으로써 광학 도수의 변화를 가능케 한다. 일부 렌즈조차도 모양체근 및/또는 유리체의 압력, 머리 위치의 변화 또는 소형 펌프(miniature pump)에 의해 작동되는 렌즈내의 액체 전이로 인해 굴절력을 변화시킨다.

이러한 설계는 때때로 NCL과는 크기, 형상 및 재료 성질에 있어서 매우 상이한 다소 복잡한 기구이다. 이것은 이들을 수정체낭의 섬유증 또는 세포 내증식 또는 이들의 기능을 방해하는 이들 표면에의 단백질 침착과 같은 다양한 문제들에 민감하게 만든다. 또한, 이들의 증가된 벌크 및 복잡한 설계는 모든 현대의 IOL이 작은 절개를 통해 이식 가능해야 하는 필요성을 방해한다. 이것은 소-직경 옵틱을 갖는 설계 및 NCL보다 더 반사성이어서 눈부심 및 헤일로 문제를 증가시키는 높은 굴절률을 갖는 재료의 사용을 필요로 한다.

대부분의 경우에, 이러한 렌즈는 광로의 중심에 옵틱을 위치시키는 가느다란 가요성 "햅틱(haptics)"을 갖는 작은 직경, 전형적으로 4.5 내지 6mm의 옵틱을 사용하고 있다. 또한, 변형 가능한 재료가 작은 절개를 통한 이식을 위해 접히거나 롤링될 수 있도록 하는데 사용된다. 이러한 IOL의 표면 성질은 보다 양호한 생체적합성을 달성하기 위해 때때로 개질된다(예를 들면, A. M Domschke의 미국 특허 공보 제2012/0147323호, J. Salamone 등의 미국 특허 공보 제2008/0003259호).

이러한 보통의 설계는 비교적 작은 절개(통상적으로 2 내지 3mm)를 통한 이식을 위해 IOL를 접힐 수 있게 한다. 그러나, 작은 IOL 크기는 자체 단점을 갖는다:

6mm 이하의 직경을 갖는 작은 옵틱은 열악한 광 조건으로 인해 눈 개구가 큰 경우(야간 눈부심, 헤일로, 제한된 주변 시력 등을 야기함) 또는 IOL이 탈중심화되는 경우("선셋 증후군(sunset syndrome)" 또는 기타의 문제들을 야기함)에 직경 9 내지 10.5mm의 수정체를 완전히 대신할 수 없다;

작은 옵틱은 NCL이 투영하는 모든 주변 및 탈축 광선을 투영할 수는 없어서, 특히 (예를 들면, 야간 주변 시력을 위해 필요한) 큰 동공 개방시 결상 성능을 감소시킬 수 있다;

작은 옵틱은 (특히 당뇨병의 경우에 중요할 수 있는) 망막 시험 및 치료를 복잡하게 만들거나 심지어 막을 수 있다.

또한, 작은 IOL 크기는 훨씬 큰 NCL가 원래 차지했던 공간을 필수적으로 비어있도록 한다. 그 결과, 유리체가 전진할 수 있고, 망막에 대한 이의 압력이 부분적으로 완화된다. 이것은 문헌[참조: J.A. Rowe, J.C. Erie, K.H. Baratz et al. (1999). "Retinal detachment in Olmsted County, Minnesota, 1976 through 1995". Ophthalmology 106 (1): 154-159]에 의해 보고된 바와 같이 백내장 수술 후 망막 박리의 확률을 증가시킬 수 있다. 동일한 효과는 또한 낭포 황반 부종(CME)을 야기하거나 촉진할 수 있다[문헌 참조: Steven R. Virata, The Retina Center, Lafayette, Indiana: Cystoid Macular Edema, WEB page].

작은 옵틱 및 햅틱을 갖는 통상의 IOL 설계에는 또 다른 결점이 있다: 비교적 취약한 햅틱에 의해 상대적으로 비어있는 공간에 매달려 있는 옵틱을 갖는 IOL은 돌발적인 충격(미끄러운 표면으로 떨어짐, 자동차 충돌, 펀치 등)의 경우에 손상 및/또는 탈구에 민감할 수 있다.

IOL의 작은 벌크 및 소-직경 옵틱으로부터 유도되는 몇가지 문제들은 NCL에 의해 비어있는 공간을 충전하는 IOL 설계에 의해 보다 작거나 큰 정도로 해결된다. 이에 대한 몇 가지 접근법이 있으며, 각각은 자체의 이점 및 단점을 갖는다:

실리콘 고무와 같은 투명한 가요성 고체로 고화될 수 있는 액체에 의한 수정체낭-충전. 충전재가 NCL과 유사한 변형성을 갖는 한, 이러한 접근법이 자연 수정체 순응을 회복시킬 것으로 예상되었다(예를 들면, Gasser 등의 미국 특허 제5,224,957호). 그러나, 지금까지 사용된 재료들은 종종 섬유증 및 수정체낭 혼탁을 초래한다. 게다가, 제 위치에서 형성된 IOL의 형상 및 광학 파라미터를 조절하는 것은 어렵다.

상당히 작은 절개를 통해 이식할 수 있고 수정체낭을 실질적으로 충전하는 매우 변형된 형상으로의 크고 벌크한 IOL의 이식. 이러한 접근법은 이식을 위해 매우 변형된 형상으로 "동결(frozen)"될 수 있고 체온으로 되도록 가열시 원래의 기능적 형상으로 되돌아 올 수 있는 소수성 기억 중합체로 시도되었다(Gupta의 미국 특허 제4,834,750호 및 미국 특허 제RE 36,150호). 그러나, 소수성 기억 중합체는 매우 이물질이며, 수정체낭을 채우는데 사용되는 물질과 유사한 문제를 야기한다.

유사한 접근법이 또한 하이드로겔로 시도되었다. 자연 수정체의 크기와 형상을 상당히 모방한 매우 큰 IOL을 비어있는 수정체낭에 이식하였다(예를 들면, 비흐테를레의 '732 및 스토이의 '283). 이러한 특정 IOL의 문제점은 이들의 독특한 옵틱이었다. 이러한 렌즈는 NCL의 기하학으로부터 매우 벗어나는 메니스커스 전방 광학 표면을 가졌다. 메니스커스 형상은 단량체 혼합물의 자유 표면의 고화에 의해 형성되었으며, 이러한 IOL의 광학 성질의 조절에 문제가 있었다. 또한, 이러한 렌즈는 종종 작은 절개를 통해 이식하기에는 너무 벌크하였다. 게다가, 이러한 렌즈에 사용된 하이드로겔의 일부에는 고정된 음전하가 부족하였으며, 이러한 하이드로겔은 가끔 이식 후 석회화되는 경향이 있다. 몇몇 다른 수정체낭-충전 렌즈(슐츠 등의 '083 및 '903)는 홍채와 접촉하여 렌즈를 대략적으로 중심 위치에 안정화시키지만 액체 유동의 폐색, 렌즈 옵틱의 변형 및 홍채 미란(iris erosion)과 같은 다양한 문제들을 야기하는 전방 돌출부를 갖는다.

또 다른 접근법은 제 위치에서 고화하는 액체에 의해 이식 후 충전되는 중공 렌즈(또는 렌즈 쉘)의 이식이었다(예를 들면, Nakada 등의 미국 특허 제5,091,121호 및 제5,035,710호).

또 다른 접근법은 두 개의 렌즈(하나는 전방낭과 접촉하고 다른 하나는 후낭과 접촉하며, 렌즈 둘 다는 가요성 부재 또는 커넥터에 의해 떨어져 있다)를 갖는 이중-옵틱 IOL의 이식이었다(미국 특허 제4,946,469호; 미국 특허 제4,963,148호; 미국 특허 제5,275,623호; 미국 특허 제6,423,094호; 미국 특허 제6,488,708호; 미국 특허 제6,761,737호; 미국 특허 제6,764,511호; 미국 특허 제6,767,363호; 미국 특허 제6,786,934호; 미국 특허 제6,818,158호; 미국 특허 제6,846,326호; 미국 특허 제6,858,040호; 미국 특허 제6,884,261호).

원래의 수정체의 전체 수정체낭을 필수적으로 충전하는 이러한 이식물 또한 몇가지 문제점을 갖는다:

NCL와 유사한 수화 및 음전화를 갖는 대단히 생체적합성인 재료로부터 제조되지 않는다면, IOL의 전방면은 홍채와 접촉하여 이의 미란, 탈색소화, 출혈 또는 감염을 야기할 수 있다.

몇몇 재료들은 높은 평형 수분 함량을 가짐으로써 보다 생체적합성으로 된다. 그러나, 이것은 이들의 굴절률을 최적값(젊은 NCL에 대한 값) 훨씬 아래로 감소시킨다.

IOL에 대해서는 형상 및 옵틱 타입 뿐만 아니라 이의 재료도 중요하다. NCL은 물, 염, 및 콜라겐성 단백질, 다당류 및 프로테오글리칸을 함유한 중합체 성분을 포함한 복잡한 천연 하이드로겔 구조로 이루어진다. 중요하게도, 중합체 성분은 상당한 농도의 산성 이온성 그룹, 예를 들면, 카복실레이트 또는 설페이트를 함유한다. 이들 그룹은 고정된 음전하를 갖는 렌즈 재료를 제공한다. 수화 및 음전하는 안내 유체에서 NCL과 단백질 간의 상호작용에 영향을 미친다. 더욱이, 이의 표면 성질은 렌즈와 세포 간의 상호작용에 영향을 준다. 고정된 음전하를 갖는 합성 하이드로겔 함유 표면은 단백질과 세포를 끌어당기지 못하여 하이드로겔이 석회화에 보다 내성이도록 만들며(문헌 참조: Karel Smetana Jr. et al, "Intraocular biocompatibility of Hydroxyethylmethacrylate and Methacrylic Acid Copolymer/ Partially Hydrolyzed Poly(2-Hydroxyethyl Methacrylate)," Journal of Biomedical Materials Research (1987) vol. 21 pp.1247-1253), 면역계에 의해 이물질로 인식되지 않는다(문헌 참조: Karel Smetana Jr. et al, "The Influence of Hydrogel Functional Groups on Cell Behavior", Journal of Biomedical Materials Research (1990) vol. 24 pp. 463-470)는 것은 공지되어 있다. 다수의 IOL 제조업자는 카복실레이트가 칼슘 이온을 끌어당겨 석회화를 야기한다는 추정에 기초하여 카복실레이트 그룹을 갖는 재료를 기피하지만, 카복실레이트 그룹을 함유하는 하이드로겔 IOL에 대한 몇 가지 참고문헌들이 있다(비흐테를레의 '732, 슐츠 등의 '083 및 '903, 스토이의 미국 특허 제5,939,208호, Michalek 및 Vacik의 '093).

카복실레이트 그룹은 하이드로겔에 균일하게 분산되거나, 예를 들면, 스토이의 '208 및 슐츠 등의 미국 특허 제5,158,832호에 기재된 바와 같이, 주로 표면에 집중되어 팽윤 및 전하 밀도의 구배를 형성할 수 있다. 전형적으로, NCL 재료는, 평균, 약 66중량%의 물을 함유한다. 그러나, NCL은 보다 조밀한 코어와 보다 수화된 재킷으로 구조화되며, NCL 수화는 연령에 따라 개인마다 변한다. 따라서, 평균 이외에 NCL에 단일 수분 함량 값을 할당할 수 없다.

유사하게, NCL의 다양한 층들은 상이한 굴절률을 갖는다. 렌즈의 굴절률은 중심 층에서 대략 1.406에서 렌즈의 덜 조밀한 층에서 1.386 아래로 변한다[문헌 참조; 예를 들면, Hecht, Eugene. Optics, 2nd ed. (1 87), Addison Wesley, ISBN 0-201-11609-X. p. 178]. 따라서, 광학적으로 의미있는 등가 굴절률(equivalent refractive index), 즉 ERI이 NCL의 특징으로서 제공된다. 굴절률과 수분 함량 둘 다는 수정체 나이에 따라 변한다. 평균 ERI = 1.441 -3.9xlO^-4xAGE이며, 출생시 약 1.441에서 70세에는 약 1.414로 감소한다[문헌 참조; M. Dubbelman et al. "The Shape Of The Aging Human Lens: Curvature, Equivalent Refractive Index And The Lens Paradox", Vision Research 41 (2001) 1867-1877, 도 9].

또한, ERI는 순응으로 Diopter당 약 0.0013 - 0,0015까지 증가한다[문헌 참조; M.Dubbelman et al, "Change In Shape Of The Aging Human Crystalline Lens With Accommodation", Vision Research 45 (2005), 117-132Ref pp. 127-128]. 이러한 굴절률의 변화는 순응 동안 렌즈 변형으로 인한 수분 함량의 변화(감소)와 관련되는 것으로 추측할 수 있다. 이러한 복잡성에 상관없이, 본 발명자는 달리 명시하지 않는 한 평균 ERI = 1.42를 사용할 것이다.

NCL 재료와 동일한 수분 함량을 갖고 - 동시에 - 굴절률을 갖는 합성 하이드로겔을 찾아내는 것은 매우 어렵지만 불가능한 것은 아님을 알아보는 것도 흥미롭다. 구체적으로, 66wt%의 물을 함유하는 합성 하이드로겔은 50%에 가까운 물을 함유하는 하이드로겔에서 예상되는 1.42보다는 전형적으로 약 1.395의 굴절률을 갖는다.

ERI=1.441(매우 젊은 평균 NCL)에 대한 평균 액체 함량은 40%의 물인 반면 ERI = 1.414(오래된 평균 NCL)의 경우 약 55중량%의 수분 함량을 갖는 하이드로겔을 필요로 한다. 본 발명자는 바이오아날로직 IOL 재료의 경우에는 NCL의 수분 함량보다는 굴절률을 모의하는 것이 더욱 중요하다고 믿기 때문에, 본 발명의 예시적인 양태에 따르는 IOL의 목적하는 평균 수분 함량이 40% 내지 55중량%이도록 선택하였다. 물론, 이것은 - NCL과 유사하게 - 평균 수분 함량이며, 렌즈는 상이한 수분 함량을 갖는 다양한 층, 예를 들면, 보다 높은 굴절률을 갖는 내부 부분 및 보다 낮은 굴절률을 갖는 외부 층을 가질 수 있다.

다수의 선행 기술의 참고문헌들이 높은 수분 함량을 갖는 하이드로겔로부터의 IOL을 언급하지만, 이들은 수분 함량과 굴절률 값 간의 관계를 인지하지 못하고 있다. 예를 들면, 비흐테를레의 '732는 약 1.4의 목적하는 굴절률 값을 명시하고 있다(대략적으로 1.37 내지 1.45, 이것은 명시된 수분 함량을 갖는 공지된 합성 하이드로겔의 경우 분명히 불가능하다: 적어도 60%, 바람직하게는 65 내지 70%가 1.39 내지 1.405 범위의 굴절률로 전환된다). 실시예는 낮은 함량의 카복실레이트 그룹을 갖는 제형을 보여준다.

슐츠 등의 '083 및 '903은 표면에 또는 이의 일부에서 적어도 70%, 유리하게는 적어도 90% 수분 함량을 기재하고 있으며, 선행 기술 IOL에서 55-70% 수분 함량을 언급하고 있다. 보다 높은 굴절률을 갖는 코어와 보다 낮은 굴절률을 갖는 케이싱(casing)이 언급되어 있으며, 코어는 프레넬 렌즈(Fresnel lens)의 형태를 가질 수 있다. 수화와 굴절률 둘 다의 구배는 하이드로겔 공유 망상구조의 재조직화를 달성하는 NaOH 처리에 의해 임의로 수득된다. 상기 참고문헌의 실시예 1은 88.5% 수분 함량을 갖는 IOL을 보여주고, 실시예 2는 81% 수분 함량을 갖는 IOL을 보여주며, 실시예 4는 91% 수분 함량을 갖는 IOL을 보여준다. 실시예 3에 대해서는 수분 함량이 제공되어 있지 않다.

미국 특허 공보 제2009/0023835호에서 찰스 프리먼(Charles Freeman)은 55%보다 낮은 수분 함량과 1.41보다 높은 굴절률 및 약 16 내지 약 20 micro.eq-mm/hr/㎠ 범위의 나트륨 이온 플럭스를 갖고 패킥 후방 IOL에 특히 유용한 하이드로겔 물질을 기재하고 있다. 카복실 또는 산성 그룹이 언급되지는 않았지만, 이들의 존재는 하이드로겔을 통한 이온 확산 플럭스를 증가시키는 것으로 공지되어 있다.

NCL 재료의 하이드로겔 특성은 몇가지 가능하면서 덜 분명하지만 잠재적으로는 중요한 결과를 갖는다: 이의 수분 함량은 렌즈에 대한 압력에 따라 좌우된다. 그 결과, 원거리로 조절된 NCL은 근거리 물체로 조절된 이완된 렌즈와는 상이한 수분 함량 및 이에 따라 상이한 굴절률을 가질 수 있다. 원거리를 위해 조절된 NCL에서 응력은 균일하게 분포되지 않기 때문에, 팽윤의 구배와 굴절률의 구배가 야기될 수 있다. 이것은 NCL 표면의 통합초점성 이외에 광학 성질에 있어서도 미묘한 변화를 초래할 것이다. 이러한 미묘한 변화는 우리의 시력을 위해 중요할 수 있으며, NCL과 유사한 물리-화학적 성질 및 광학 성질 뿐만 아니라 이와 유사한 기하학의 하이드로겔을 사용하는 것 이외에는 달리 이들을 모사하기가 어려울 것이다. 특히, NCL 대용의 하이드로겔은 NCL에 작용할 것으로 상당히 예상될 수 있는 외부 응력에 의해 수분 함량을 변화시키는 능력 및 유사한 굴절률을 가져야 한다. 따라서, 바이오아날로직 IOL에서 사용되는 하이드로겔은 물에 대해 유압식 유동력(hydraulic flow capability)을 가져야 한다.

따라서, 후낭과 접촉하는 이식물의 적어도 일부는 자연 수정체를 형성하는 조직의 광학 성질, 친수성 및 전기화학적 특성에 가까운 투명 가요성 하이드로겔 물질로부터 제조된다.

IOL의 전방부는 유리액의 유동을 방해하거나 심지어 차단하여, IOP의 증가 및 결국 녹내장을 야기할 수 있다. 이러한 설계는 종종 선제 홍채 절제술(preemptive iridectomy)을 필요로 한다.

NCL과 유사한 수화 및 음전하를 갖는 매우 생체적합성인 물질로부터 제조되지 않는다면, 수정체낭과 현재의 IOL에 사용되는 인공 물질 간의 광범위한 접촉이 때때로 수정체낭 혼탁, 섬유증 등을 야기한다. 이러한 문제들은 본원에서 본 발명에 따르는 바이오아날로직 안내 렌즈에 의해 해결된다.

중심 광학부(2)는 약 35 내지 65%, 유리하게는 약 38% 내지 55%, 바람직하게는 약 40% 내지 50%의 평형 수분 함량을 갖는 하이드로겔과 같은 변형 가능한 탄성 물질로 만들어진다(달리 명시하지 않는 한, 모든 %는 중량 퍼센트이며, 평형 수분 함량은 안내 유체와 평형 상태에 있는 수분 함량이다).

광학부의 변형성은 작은 절개를 통한 이식 및 이의 순응 기능 둘 다를 위해 중요하다. 광학부는 도 6a에 도시된 바와 같이 액체 또는 연질 겔로 이루어진 코어를 갖는 하이드로겔 쉘로서 구성될 수 있다. 도 6a는 후방 하이드로겔 재킷(14), 보다 연질인 코어(15) 및 전방 쉘(16)을 갖는 렌즈의 단면도를 보여준다. 후방 하이드로겔 재킷(14)은 유리하게는 렌즈의 주변 지지부(3)와 통합되고, 적어도 이의 후방 표면에 고정된 음전하를 함유한다. 코어(15)는 유리하게는 광유 또는 실리콘유와 같은 소수성 액체로부터 또는 당업계의 숙련가들에 의해 쉽게 설계되고 제조될 수 있는 연질 실리콘 또는 아크릴성 약간 가교결합된 겔로부터 만들어질 수 있다. 또는, 코어는 친수성 유체 또는 연질 하이드로겔로 만들어질 수 있다. 전방 쉘(16)은 후방 하이드로겔 재킷(14)과 동일하거나 상이한 물질로부터 만들어질 수 있다.

하나의 양태에서, 하이드로겔 재킷 및 연질 코어(15)는 굴절의 대부분이 렌즈의 내부 계면에서라기 보다는 렌즈의 외부 광학 표면에서 일어나도록 필수적으로 동일한 굴절률을 가져야 한다. 이것은, 예를 들면, 코어는 대략 1.42의 굴절률을 갖는 실리콘 액체 또는 실리콘 겔로부터 만들고 재킷은 물 약 41 내지 45%의 수분 함량을 갖는 하이드로겔로부터 만듦으로써 달성될 수 있다. 하이드로겔을 정확하게 제형화함으로써, 당업계의 숙련가는 굴절률의 상당한 매치를 달성하도록 하이드로겔에서의 수분 함량을 조절할 수 있다. 또는, 코어와 재킷은 굴절의 일부가 물질들 간의 내부 계면에서 일어나도록 상이한 굴절률을 가질 수 있다.

도 6b는 복합 렌즈, 예를 들면, 프레넬 렌즈를 형성하도록 형상화된, 코어(15)와 인접 광학 매체(16) 간에 내부 계면을 갖는 렌즈의 단면도이다. 코어(15) 및 광학 매체(16)의 재료는 상이한 굴절률을 가지며, 이들 중 하나는 유리하게는 변형성과 굴절 둘 다를 개선시킬 수 있는 유체이다. 이러한 정렬의 이점은 높은 수분 함량과 낮은 굴절률을 갖는 하이드로겔을 기본 구성 물질로서 사용할 수 있고 작은 절개를 통해 이식할 수 있는 비교적 작은 중심 두께의 렌즈를 달성할 수 있는 가능성이다.

도 6c는 두 개의 상이한 물질을 포함하는 렌즈의 또 다른 설계를 보여준다. 후방면(14)에서의 물질은 높은 수화율을 갖고 음으로 하전된 그룹을 함유하는 하이드로겔이다. 이것은 광학부와 지지부에 대해서도 동일하다. 코어(15)의 전방면 물질은 보다 낮은 수분 함량과 보다 높은 굴절률을 갖는 물질이다. 두 개의 물질 사이의 계면은 굴절성이다.

중심 광학 전방 표면(8A)과 중심 후방 광학 표면(8B) 둘 다는 약 5.6mm보다 크고, 유리하게는 약 6.5mm보다 크고, 바람직하게는 약 7.2mm보다 큰 직경을 갖는다. 두 개의 광학 표면 중의 보다 큰 것의 최적 직경은 약 7.5mm보다 크고, 유리하게는 약 8mm 내지 NCL 옵틱의 크기에 근사한다. 이러한 큰 옵틱은 통상적으로 볼록-오목 또는 면-볼록 중심 광학부(2)에 적합하다. 양볼록 광학부의 경우, 전방 광학 직경은 광학부의 중심 두께를 최소화하기 위해 통상적으로 보다 작게 선택된다. 어떤 경우에든, 전방 광학 표면(8A)의 직경은 중심 후방 광학 표면(8B)의 직경보다 크지 않은 것이 유리하다.

중심 광학 표면(8A 및 8B)은 필수적으로 원형은 아닌 경계(9A 및 9B)에 의해 둘러싸여 있다. 경계(9A 및/또는 9B)는 또한 작은 절개를 통한 렌즈 접힘 및 이식을 촉진하기 위해 타원형이거나 절두된 원형의 형상을 가질 수 있다. 비-원형 광학 표면은 원통체를 갖는 렌즈에 특히 적합하다.

후방 주변 지지 표면(11B)은 볼록 표면, 유리하게는 주 광축(1A)과 동일한 축을 갖는 원추 표면 또는 쌍곡선에 의해 형성된다. 이러한 표면은 매우 친수성이며, 카복실레이트, 설포, 설페이트 또는 포스페이트 그룹과 같은 산성 그룹의 함량으로 인해 고정된 음전하를 지닌다. 수화와 음전하의 이러한 조합은 수정체낭으로의 영구 부착을 방지하고, 렌즈와 수정체낭 간의 계면을 따라 세포, 특히 섬유아세포의 이동을 방지하며, 비가역적 단백질 흡착을 감소시키고, 캡슐 섬유증 및 혼탁을 막는다. 후방 주변 표면은 유리하게는 광학 구역 쪽으로의 세포 이동을 더욱 막는 첨예한 가장자리(7B)에 의해 제한된다.

전방 주변 지지 표면(11A)은 광축에 위치한 정점을 갖는 오목면이며, 이것은 바람직하게는 축(1A)을 따라 대칭이다. 유리하게는 이것은 주 광축(1A)과 일치하는 축을 갖는 원추 또는 쌍곡선 표면이다. 표면은 세포 부착 및 이동과 전방 캡슐 섬유증을 막기 위해 유리하게는 매우 친수성이고 고정된 음전하를 지닌다. 전방 주변 표면은 유리하게는 세포 이동을 더욱 막는 첨예한 가장자리(7A)에 의해 제한된다.

전방 및 후방 주변 지지 표면(11A 및 11B)은 연결 표면(6)과 함께 주변 지지부(3)의 형상을 정의한다. 주변 지지부는 후방면에서 볼록하고, 전방면에서 오목하며, 두 표면 간의 평균 거리는 약 0.05 내지 1mm, 유리하게는 약 0.1 내지 0.6mm, 바람직하게는 약 0.15 내지 0.35mm에 이른다. 최적 거리는 수분 함량, 음전하 밀도, 가교결합 밀도 및 기타의 파라미터에 따라 좌우되는 물질의 강성에 의존한다.

후방 및 전방 표면이 쌍곡선 표면과 같은 유사한 기하학의 표면에 의해 형성된다면, 주변 지지부(3)는 균일한 두께를 가질 것이다. 도 7a에 도시된 정렬은 쉽게 변형 가능하고 수정체낭의 다양한 크기로 조절 가능하며, 두 개의 첨예한 가장자리(7A 및 7B)가 광학 구역 쪽으로의 섬유아세포의 이동을 방지한다는 이점을 갖는다.

주변 지지부(3)는 또한 각각 도 7b 및 7c에 도시된 바와 같이 두께를 테두리에서 중심 쪽으로 증가시키거나 감소시킴으로써 다소 변형 가능하게 만들 수 있다. 이러한 도면들은 또한 가장자리(7A 및 7B)의 또 다른 다양한 정렬을 보여준다.

이식물의 전방 표면(4)은 홍채 미란, 동공 차단, 이식물로의 홍채 색소 이동 및 기타의 문제들을 야기할 수 있는 홍채와의 영구 접촉을 피하도록 형상화된다. 이러한 접촉은 또한 안내 유체의 유동을 방해하여 안내압의 불리한 변화를 초래할 수 있다. 이것은 또한 자연 수정체 및 본 발명에 따르는 이식물 둘 다에 의해 근거리 초점을 돕는 소위 근거리 축동을 방지하도록 동공의 수축을 방해할 수 있다. 따라서, 전방 중심 광학 표면부(8A)는 전방 주변 지지 표면(11A) 오목성으로 인해 및 전방 경계(7A)에 의해 정해진 면하에 경계(9A)를 위치시킴으로 인해 부분적으로 가라앉는다. 중심 전방 표면(8A)은 면, 볼록면 또는 오목면이고, 이의 전방 정점(10A)은 렌즈의 최상위점(7A 및 7B보다 높음)을 약 0.25mm 이상까지 초과하지 않고, 유리하게는 상부 테두리를 전혀 초과하지 않으며, 바람직하게는 전방 정점(10A)은 적어도 0.1mm까지 최상부점(7A) 아래에 있다.

전방 및 후방 표면 둘 다(4 및 5)의 (중심 광학 표면(8A 및 8B)을 포함한) 적어도 주요 부분은 주 광축(1A) 주위의 하나 이상의 원추형 구역의 회전에 의해 한정되며, 여기서, 용어 "원추형 구역"은 본 출원의 목적을 위해 선의 세그먼트를 포함한다. 회전에 의해 정해진 표면은 축에 수직인 면 및 주 광축(1A)에 의해 대칭인 원추면을 포함할 것이다. 주변 지지부는 후방면은 볼록하고, 전방면은 오목하며, 두 표면 간의 평균 거리는 약 0.05 내지 1mm, 유리하게는 약 0.1 내지 0.6mm, 바람직하게는 약 0.15 내지 0.35mm에 이른다.

적어도 하나의 양태에서, 본 발명에 따르는 렌즈는 액체 중합체 전구체의 고화에 의해 제조된다. 바람직한 양태에서, 고화는 고체 금형, 특히 소수성 플라스틱으로 만들어진 금형과 접촉하여 일어난다. 중합체의 표면 미세구조는 이의 고화가 일어나는 환경에 따라 좌우됨을 인지할 수 있다. 고화가 고체 액체 계면에서 일어나는 경우와 이것이 액체-액체 또는 액체-기체 계면에서 일어나는 경우 표면 미세구조는 다를 것이다. 바람직하게는, 적어도 모든 광학 표면은 고체 계면에서의 전구체의 고화에 의해 생긴다. 보다 더 바람직하게는, 이식물의 전체 표면은 고체 표면, 특히 소수성 플라스틱 표면에 대한 액체 전구체의 고화에 의해 형성된다. 금형에 바람직한 플라스틱은 폴리올레핀이고, 특히 바람직한 플라스틱은 폴리프로필렌이다. 폴리올레핀은 낮은 극성 및 하이드로겔 전구체로서 사용되는 매우 극성인 단량체와 낮은 상호작용을 갖는다. 또한, 액체 전구체 고화에 의해 형성된 하이드로겔은 금형 표면에 대한 매우 낮은 부착성을 갖고, 심지어 미시적인 표면 손상 없이 깨끗하게 떼어낼 수 있다. 이것은 이식물의 광학 성질과 장기 생체적합성 둘 다를 위해 중요하다.

성형에 의해 정확한 형상의 비교적 큰 렌즈를 제조하기란 어렵다. 당업계의 숙련가들은 액체 전구체의 임의의 고화가 심지어 20%를 초과할 수 있는 용적 수축률을 동반한다는 것을 인지하고 있다. 일정한 용적의 밀폐 금형에서, 이러한 수축률은 내부 금형 표면의 모방(copying)을 막고, 액포, 거품, 표면 기형 및 기타의 결함의 형성을 야기할 것이다. 이것이 상기한 메니스커스 캐스팅법이 IOL 성형에 사용되는 주된 이유이다. 다른 발명자들은 과량의 단량체가 용적 수축에 의해 생긴 흡입에 의해 인접 공간으로부터 운반되도록 하는 방법 및 금형 설계를 기술하였다(Shepherd T., 미국 특허 제4,815,690호). 그러나, 이 방법은 가교결합 중합으로 인해 액체 전구체가 낮은 전환도(예를 들면, 5 내지 10%)로 겔화되는 경우에는 사용될 수 없다.

본 발명자는 용적 수축률 보상, 즉, 특정 금형 부분의 변형으로 인한 내부 금형 캐비티 용적의 감소를 위한 다른 방법을 발견하였다. 도 8에 도시된 금형은 두 개의 부분(18A 및 18B)으로부터 구성되며, 부분(18A)는 전방 표면(4)을 성형하는데 사용되고, 부분(18B)는 후방 표면(5)을 성형하는데 사용된다.

부분(18B)의 성형면(19B)은 렌즈의 후방 광학 표면(8B)을 형성하는데 필요한 형상을 갖는다. 성형면의 주변부(22B)는 렌즈의 직경보다 큰 직경을 갖고, 유리하게는 쌍곡면 또는 원추 형상을 갖는다.

부분(18A)는 렌즈의 전방 광학 표면(8A)을 성형하는 중심부(21A) 및 렌즈의 직경보다 큰 직경의 주변부(22A)로 나누어지는 성형면(19A)을 갖는다. 주변부(22A)는 유리하게는 쌍곡면 또는 원추 형상을 갖는다. 주변 표면(22A)은 부분(18B)의 대응면(22B)에 실질적으로 평행하다.

성형 금형 부분(18A 및 18B)의 직경은 렌즈의 직경보다 실질적으로 크며, 유리하게는 이들은 동일하다. 22A 또는 22B에 대한 표면 중 하나는 렌즈의 표면(6)의 기하학에 상응하는 내부 표면을 갖는 비교적 얇고 변형 가능한 차단막(barrier)(20)을 갖추고 있다. 부분(20)의 높이는 전형적으로 약 0.05mm 내지 1.3mm이고, 이의 두께는 높이보다 작다. 부분(20)의 프로파일은 유리하게는 웨지형(wedge-like) 또는 삼각형이다. 이의 표면 중 적어도 하나는 유리하게는 광축(1A)에 평행하다. 차단막(20)은 부분(18A 및 18B)로부터 분리될 수 있지만, 유리하게는 이것은 이들 중의 하나의 일체형 부분(integral part)이다. 유리하게는, 이 부분(20)은 오목면(22B)에 위치한다. 바람직한 작동 모드에서, 액체 전구체를 약간 과량으로 오목 금형 부분(18B)에 채워 차단막(20) 위로 도달하게 한 다음 이를 부분(18A)로 덮는다. 금형은 부분(18A 및 18B) 간의 유일한 접촉이 부분(20)을 통해서만 이루어지도록 하는 방식으로 제작된다. 전구체의 고화는 이의 수축 및 이에 따른 금형 캐비티에서의 압력의 감소를 발생한다. 낮은 전환도에서, 추가의 액체 전구체가 금형 캐비티로 끌여 들어온다. 일단 가교결합으로 인해 겔화점에 도달하면, 전구체는 더 이상 유동할 수 없다. 감소된 압력은 부분(20)의 변형 및 부분(18A 및 18B) 간의 거리 감소 및 이에 따른 성형 캐비티 용적의 감소를 야기할 것이다. 본 발명에 따르는 IOL을 위한 2-부분 금형은 바람직하게는 폴리올레핀, 유리하게는 폴리프로필렌으로부터의 사출 성형에 의해 제조된다.

본 발명에 바람직한 액체 전구체는 아크릴성 및/또는 메타크릴성 단량체와 가교결합제, 개시제 및 당업계의 숙련가들에게 널리 공지된 기타의 성분들의 혼합물이다. 바람직한 전구체 조성물은 아크릴성 및/또는 메타크릴성 모노에스테르와 글리콜의 디에스테르의 혼합물을 포함하며, 여기서, 모노에스테르는 친수성 성분이고, 디에스테르는 가교결합제이다. 바람직한 전구체는 또한 아크릴산 및/또는 메타크릴산 또는 이의 염을 포함한다. 이것은 유리하게는 또한 중합 가능한 이중 결합을 갖는 UV 흡수 분자, 예를 들면, 메타크릴로일옥시벤조페논(MOBP)을 포함한다. 아크릴산 또는 메타크릴산의 또 다른 가능한 유도체는 이들의 에스테르, 아미드, 아미딘 및 염이다.

또한 하이드로겔 구조의 일부는 음전하를 지닌 이온화 가능한 그룹, 예를 들면, 카복실레이트, 설페이트, 포스페이트 또는 설폰산 펜던트 그룹이다. 이들은 메타크릴산 또는 아크릴산과 같은 이러한 그룹을 갖는 적합한 단량체와의 공중합에 의해 유도될 수 있다. 이 경우, 이온생성(ionogenic) 관능 그룹은 하이드로겔에 균일하게 분산될 것이다. 특히 이온생성 그룹이 주로 표면에 집중되어 팽윤과 전하 밀도의 구배를 갖는 하이드로겔이 유리하다. 이러한 구배는 성형된 렌즈의 후처리에 의해, 예를 들면, 스토이의 '208 및 슐츠 등의 미국 특허 제5,080,683호 및 제5,158,832호에 기재된 방법으로 생성될 수 있다.

또 다른 방법은, 예를 들면, 렌즈 표면 상에 이온생성 그룹을 포함하는 단량체를 그래프팅함을 포함한다. 렌즈 표면의 일부만이 고농도의 이온생성 그룹을 함유하도록 처리될 수 있거나, 표면의 다른 부분은 다른 방법으로 처리될 수 있는 것으로 이해된다.

본 발명에 따르는 렌즈는 변형되고 부분적으로 탈수된 상태로 이식될 수 있다. 조절된 부분 탈수는 렌즈를 클로라이드, 설페이트 또는 포스페이트 마그네슘과 같은 생리학적으로 허용되는 염 또는 나트륨 또는 칼륨과 같은 1가 이온의 적절하게 고장성인 수용액과 접촉시킴으로써 달성될 수 있다. 염 농도는 액체의 약 15% 내지 25중량% 사이로 수화를 달성하도록 조절될 수 있다. 고장성 용액 중의 렌즈는 유리하게는 오토클레이빙에 의해 멸균될 수 있다.

작아진 크기로 절개를 통해 이식하기 위한 하이드로겔 렌즈의 또 다른 제조방법은 가소화된 하이드로겔이 주위 온도보다 높지만 눈 온도보다는 낮은 연화 온도를 갖도록 하는 방식으로 비독성 유기 수혼화성 용매, 예를 들면, 글리세롤 또는 디메틸설폭사이드에 의해 하이드로겔을 가소화시키는 것이다. 이러한 조성물 및 방법은, 예를 들면, 슐츠 등의 미국 특허 제4,834,753호에 기재되어 있으며, 이는 본원에 참고로 포함된다.

본 발명의 적어도 하나의 양태에 따르는 렌즈는 유리하게는 조직에 일시적으로 부착하는 삼투성 비-평형 상태로 이식된다. 삼투성 비-평형은 렌즈를 후낭에 반하여 부착시킴으로써 이를 중심에 오게 하는 반면 수정체낭은 이 주위에서 수축하도록 한다. 일단 렌즈가 수정체낭에 의해 감싸여지면, 이의 위치는 안정화된다. 삼투성 비-평형은 다양한 방식으로 달성될 수 있다: 이식 전에 렌즈를 고장성 염 용액에서, 예를 들면, 10 내지 22wt% NaCl, 유리하게는 15 내지 19wt% NaCl의 용액에서 침지시키거나; 이식 전에 물을 보다 작은 농도의 수혼화성 용매, 예를 들면, 글리세롤 또는 디메틸설폭사이드로 대신하거나; 렌즈를 이온생성 그룹이 완전히 이온화되지 않은 상태로, 즉 중화 전 산성 상태로 이식하고, 중화가 체액으로부터 양이온에 의해 제자리에서 자발적으로 진행되도록 한다. 렌즈는 이식 후 수 시간 내지 수 일내에 자발적으로 삼투 평형에 도달한다.

렌즈 형상은 바람직하게는 밀폐된 2-부분 금형에서 메타크릴산 및/또는 아크릴산 에스테르 및 염을 가교결합 중합시킴으로써 형성된다.

렌즈의 형상은 렌즈의 일부분을 제거함으로써, 예를 들면, 지지부의 일부를 절단함으로써, 광학 구역 바깥쪽의 렌즈를 드릴링함으로써 등에 의해 성형 후 조절될 수 있다. 형상 조절은 하이드로겔 또는 크세로겔(즉 비-수화된) 상태에서 이루어질 수 있다. 본 발명자는 음으로 하전된 하이드로겔 물질도 살아있는 조직(NCR 포함)을 위해 주로 개발된 방법, 예를 들면, 초음파 수정체유화, 소작술 또는 펨토초(femtosecond) 레이저 처리의 사용을 가능케 한다는 것을 밝혀내었다. 이러한 방법들은 완전히 수화된 하이드로겔 상태에서도 형상 조절을 가능케 한다. 펨토초 레이저를 사용하여, 렌즈에서, 예를 들면, 난시 보정용 굴절 원통형 렌즈로서 새로운 굴절 부재를 형성하는데 사용될 수 있는 하이드로겔 렌즈 내에 캐비티를 형성할 수 있다. 형상 조절에 의해(예를 들면, 레이저 처리에 의한) 제거된 물질이 수용성이고 실질적으로 비독성인 경우, 이러한 광학 조절은 원위치에서 수술후에도 달성될 수 있는 것으로 생각된다. 적어도 렌즈의 처리된 부분에서의 하이드로겔의 조성물은 유리하게는 폴리메타크릴산의 에스테르를 기본으로 해야 한다. 이러한 중합체는 잘 용해되고 쉽게 확산될 수 있는 저독성의 화합물인 모 단량체(예를 들면, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 또는 메타크릴산)로 해중합될 수 있음은 공지되어 있다. 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 화합물 또는 폴리우레탄과 같은 기타의 중합체는 이러한 이점을 갖지 않는다.

본 발명은 본 발명의 범위를 제한하지 않으면서 추가의 정보를 제공하고자 하기 실시예에 의해 추가로 예시된다.

실시예 1:

다음의 단량체 혼합물을 제조하였다: 98중량부의 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA), 0.5 w.p.의 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(TEGDMA), 1 w.p.의 메타크릴로일옥시벤조페논(MOBP), 1 w.p.의 메타크릴산, 0.25 w.p.의 캄포르퀴논(CQ) 및 0.05 w.p.의 트리에탄올아민(TEA). 혼합물을 이산화탄소를 사용하여 탈기시키고, 도 8에 개략적으로 도시된 2-부분 플라스틱 금형(여기서, 18B는 후방 렌즈 표면을 성형하기 위한 금형의 부분이고, 18A는 렌즈의 표면의 전방부를 성형하기 위한 금형의 부분이다)에 충전하였다. 이들 부분 둘 다는 폴리프로필렌(PP)으로부터 사출 성형된다. 부분(18B)의 성형면(19B)은 두 개의 동심원 쌍곡면에 의해 형성된 형상을 갖는다. 표면의 중심부는 직경 3mm, 중심 반경 3.25mm 및 원추 상수 -3.76을 갖는 반면 주변부는 중심 반경 3.25mm 및 원추 상수 -6.26인 쌍곡면이다. 성형면은 비대칭 삼각형 프로파일, 0.2mm 높이를 갖는 직경 8.5mm의 돌출된 원형 차단막(20)을 갖추고 있다. 이러한 립(lip)은 도 3a에서 연결 표면(6)을 형성하도록 설계된다.

부분(18A)는 직경 6.8mm의 중심부(21)와 직경 13mm의 주변부(22A)로 나뉘는 성형면(19A)을 갖는다. 주변부는 중심 반경 3.25mm 및 원추 상수 -6.26인 쌍곡면에 의해 형성된다. 주변 쌍곡선 표면은 부분(18B)의 대응면에 평행한다. 부분(18A)의 중심부는 곡률의 중심 반경 -20mm 및 원추 상수 h=1을 갖는다.

약 0.1ml의 단량체 혼합물을 부분(18B)에 피펫팅한 다음 이를 주의해서 중심에 둔 부분(18A)으로 덮고, 소 중량으로 부드럽게 눌러준다. 부분들 간의 유일한 직접 접촉은 차단막(20)과 주변부(22A) 간의 원형 접촉이다. 그후, 금형을 파장 471nm에서 청색광으로 10분 동안 비춘다. 광은 비교적 낮은 전환도에서 겔화에 의해 및 대략 전환도에 비례하는 용적 수축에 의해 달성되는 단량체의 중화를 개시한다. 연질 겔의 수축은 금형의 부분들 둘 다를 함께 끌어 당기는 약간 진공을 생성한다. 금형(18A)의 원추 주변부(22A)를 차단막(20)에 밀어붙이고, 이를 약간 변형시키고 부분(18B)에 가까워져서 성형 캐비티의 용적을 감소시킨다. 이것은 중합으로 인한 용적 수축을 보상한다. 기재된 금형 설계는 비교적 낮은 전환도로 겔화점을 달성하는 높은 중합 수축을 갖는 물질로부터 비교적 벌크한 IOL을 제조하는데 특히 적합하다.

금형 부분을 분리하고, 금형 캐비티의 정확한 복제품인 크세로겔 렌즈를 중탄산나트륨의 용액으로 중화시키고, 등장성 용액으로 추출한다. 크세로겔 및 하이드로겔 렌즈 간의 선팽창 계수는 1.17이다. 광학 성질의 평가 후, 렌즈를 밀봉된 블리스터 패키지에서 NaCl의 18중량% 수용액에 침지시키고, 오토클레이빙에 의해 멸균시킨다.

실시예 2:

다음의 단량체 혼합물을 제조하였다: 94중량부의 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA), 0.5 w.p.의 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(TEGDMA), 4.5 w.p.의 메타크릴로일옥시벤조페논(MOBP), 1 w.p.의 메타크릴산 및 0.25 w.p.의 디벤조일퍼옥사이드. 혼합물을 질소 탄소를 사용하여 탈기시키고, 도 8에 개략적으로 도시된 2-부분 플라스틱 금형에 충전하였다. 부분(18B)의 성형면(19B)은 두 개의 동심원 표면에 의해 형성된 형상을 갖는다. 표면의 중심부는 직경 3mm, 중심 반경 3.00mm 및 원추 상수 1을 갖는 반면 주변 부분은 중심 반경 3.25mm 및 원추 상수 -6.26을 갖는 쌍곡면이다. 성형면은 비대칭 삼각형 프로파일, 0.15mm 높이를 갖는 직경 8.8mm의 돌출된 원형 차단막(20)을 갖추고 있다. 차단막(20)의 내면은 도 3a에서 연결 표면(6)을 형성하도록 설계된다.

부분(18A)는 직경 7.1mm의 중심부(21)와 직경 13mm의 주변부(22A)로 나뉘는 성형면(19A)을 갖는다. 주변부는 중심 반경 3.25mm 및 원추 상수 -6.26를 갖는 쌍곡면에 의해 형성된다. 주변 쌍곡선 표면은 부분(18B)의 대응면에 평행한다. 부분(18A)의 중심부는 광축(1A)에 수직인 면이다.

약 0.1ml의 단량체 혼합물을 부분(18B)에 피펫팅한 다음 이를 주의해서 중심에 둔 부분(18A)으로 덮고, 소 중량으로 부드럽게 눌러준다. 부분들 간의 유일한 직접 접촉은 차단막(20)과 주변부(22A) 간의 원형 접촉이다. 그후, 금형은 6시간 동안 75℃로 가열한다.

금형 부분을 분리하고, 금형 캐비티의 정확한 복제품인 크세로겔 렌즈를 중탄산나트륨의 용액으로 중화시키고, 에틸 알콜로 3회, 등장성 용액으로 5회 추출한다. 렌즈는 황색이며, UV 광 및 청색 가시광선의 일부를 완전히 흡수하였다. 크세로겔 및 하이드로겔 렌즈 간의 선팽창 계수는 1.13이다. 광학 성질의 평가 후, 렌즈를 밀봉된 블리스터 패키지에서 NaCl의 15중량% 수용액에 침지시키고, 오토클레이빙에 의해 멸균시켰다.

실시예 3:

다음의 단량체 혼합물을 제조하였다: 94.5중량부의 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA), 0.5 w.p.의 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(TEGDMA), 5 w.p.의 메타크릴로일옥시벤조페논(MOBP) 및 0.25 w.p.의 디벤조일퍼옥사이드. 혼합물을 질소 탄소를 사용하여 탈기시키고, 도 8에 개략적으로 도시된 2-부분 플라스틱 금형에 충전하였다. 부분(18B)의 성형면(19B)은 두 개의 동심원 표면에 의해 형성된 형상을 갖는다. 표면의 중심부는 직경 6.5mm, 중심 반경 4.5mm 및 원추 상수 0을 갖는 반면 주변부는 중심 반경 4.25mm 및 원추 상수 -8을 갖는 쌍곡면이다. 성형면은 비대칭 삼각형 프로파일, 0.35mm 높이를 갖는 직경 9.3mm의 돌출된 원형 차단막(20)을 갖추고 있다. 차단막(20)의 내면은 도 3a에서 연결 표면(6)을 형성하도록 설계된다.

부분(18A)는 직경 6.4mm의 중심부(21)와 직경 13mm의 주변부(22A)로 나뉘는 성형면(19A)을 갖는다. 주변부는 중심 반경 4.25mm 및 원추 상수 -8을 갖는 쌍곡면에 의해 형성된다. 주변 쌍곡선 표면은 부분(18B)의 대응면에 평행한다. 부분(18A)의 중심부는 직경 6.4mm, 중심 반경 -3.75mm 및 원추 상수 -6의 표면이다.

금형 부분을 분리하고, 금형 캐비티의 정확한 복제품인 크세로겔 렌즈를 추출한다. 그후, 렌즈를 참고문헌인 스토이의 '208에 기재된 바와 같은 4급 염기로 처리한다.

투명한 전기적 중성인 가교결합된 친수성 중합체로부터의 z 렌즈는 높은 수화 및 음전하 밀도를 갖는 경사진 층에 의해 생긴 표면을 갖는다. 렌즈를 중탄산나트륨의 용액으로 중화시키고, 에틸 알콜로 3회, 등장성 용액으로 5회 추출하였다. 렌즈는 투명하며, UV 광을 완전히 흡수하였다. 크세로겔 및 하이드로겔 렌즈 간의 선팽창 계수는 약 1.12이다. 광학 성질의 평가 후, 렌즈를 밀봉된 블리스터 패키지에서 NaCl의 등장성 수용액에 침지시키고, 오토클레이빙에 의해 멸균시켰다.

본 발명의 이러한 이점들과 기타의 이점들은 상기한 명세서로부터 당업계의 숙련가들에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 광범위한 발명 개념을 벗어나지 않으면서 변화 또는 개질이 상기한 양태들에 대해 이루어질 수 있음이 당업계의 숙련가들에 의해 인지될 것이다. 따라서, 본 발명은 본원에 기재된 특정 양태들로 제한되지 않지만 청구항에 정의된 바와 같은 발명의 범위 및 취지내에 있는 모든 변화 및 개질을 포함하도록 의도됨을 이해해야 한다.

Claims

자연 수정체를 대신하기 위해 사람 눈의 후안방(posterior chamber)에 이식될 수 있는, 인공 렌즈 이식물로서,
상기 이식물이 중심 광학부(central optical part) 및 통합 주변 지지부(integral peripheral supporting part)를 한정하는 바디를 포함하는데, 이때 상기 중심 광학부 및 통합 주변 지지부 모두 주 광축 주위로 연장하고,
상기 중심 광학부는 제1 경계 내에 있고 전방 정점을 정의하는 중심 전방 광학 표면, 및 제2 경계 내에 있고 후방 정점을 정의하는 중심 후방 광학 표면을 갖고;
상기 통합 주변 지지부는 중심 전방 광학 표면과 전방 주변 지지 표면이 제1 상부 경계로 전방 표면을 한정하도록 제1 경계로부터 연장하는 전방 주변 지지 표면, 및 중심 후방 광학 표면과 후방 주변 지지 표면이 제2 상부 경계로 후방 표면을 한정하도록 제2 경계로부터 연장하는 후방 주변 지지 표면을 갖고;
상기 이식물이 또한 상기 제1 및 제2 상부 경계 사이에 연장하는 전이 표면을 포함하고, 이때
적어도 상기 후방 표면은 볼록 형상을 가지며, 투명 가요성 하이드로겔 물질로부터 제조되고;
적어도 상기 전방 및 후방 광학 표면은 주 광축을 따라 하나 이상의 원추형 구역의 회전에 의해 한정되고, 회전에 의해 한정된 표면은 축에 수직인 면 및 축에 의해 대칭인 원추 표면을 포함하는, 인공 렌즈 이식물.
제1항에 있어서, 상기 후방 표면이, 눈의 후낭의 대부분과 실질적으로 접촉하도록, 대신하고자 하는 자연 수정체의 상기 후방 표면의 형상 및 크기에 근사하도록 구성된 형상을 갖는, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 하이드로겔 물질이 자연 수정체를 형성하는 조직의 광학 성질, 친수성 및 전기화학적 특성에 근사하도록 구성되는, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 전이 표면이 첨예한(sharp) 가장자리가 있는 적어도 하나의 원주 테두리에 의해 제한되는, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 전방 정점이 상기 제1 및 제2 상부 경계 중 더욱 연장된 것을 넘어 연장되지 않은, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 원추형 구역 중 적어도 하나가 쌍곡선(hyperbole)인, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 원추형 구역 중 적어도 하나가 포물선인, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 전방 주변 지지 표면과 후방 주변 지지 표면이 동축 쌍곡선 또는 원추 표면인, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 볼록 후방 표면이 상기 주 광축을 따라 대칭이고, 상기 후방 정점이 상기 주 광축에 위치하는, 인공 렌즈.
제9항에 있어서, 상기 볼록 후방 표면이 상기 주 광축을 따라 대칭인 쌍곡면(hyperboloid surface)을 포함하는, 인공 렌즈.
제9항에 있어서, 상기 중심 후방 광학 표면이 상기 주 광축을 따라 대칭인 쌍곡면인, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 후방 주변 지지 표면이 주 광축을 따라 대칭인 쌍곡면 또는 원추형 표면인, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 볼록 후방 표면이 둘 이상의 상이한 동축 쌍곡선 표면에 의해 형성되는, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 후방 표면의 적어도 일부가 구면인, 인공 렌즈.
제14항에 있어서, 상기 구면이 적어도 상기 중심 후방 광학 표면의 중심부를 형성하는, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 중심 광학 전방 표면이, 상기 제1 및 제2 상부 경계 중 더욱 연장된 것을 넘어 0.25mm 이상으로 연장되지 않은 전방 정점을 갖는 면, 볼록면 또는 오목면인, 인공 렌즈.
제16항에 있어서, 상기 중심 광학 전방 표면이 상기 주 광축에 대칭인 쌍곡면인, 인공 렌즈.
제16항에 있어서, 상기 중심 광학 전방 표면이 상기 주 광축에 대칭인 구면인, 인공 렌즈.
제16항에 있어서, 상기 중심 광학 전방 표면이 상기 주 광축에 대칭인 포물선 표면인, 인공 렌즈.
제16항에 있어서, 상기 중심 광학 전방 표면이 상기 주 광축에 수직인 면인, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제2 상부 경계의 면과 상기 후방 정점 간의 거리로서 정의된, 후방 시상 심도가 약 1.1mm보다 큰, 인공 렌즈.
제21항에 있어서, 상기 시상 심도가 약 1.25mm 내지 2.75mm이고, 상기 후방 표면의 직경이 약 8.5mm 내지 11mm인, 인공 렌즈.
제21항에 있어서, 상기 시상 심도가 약 1.75mm 내지 2.75mm이고, 상기 후방 표면의 직경이 약 8.9mm 내지 10.7mm인, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 중심 광학 전방 표면과 중심 후방 광학 표면 중의 더 작은 것이 약 5.6mm보다 큰 직경을 갖는 반면, 상기 광학 표면들 중 더 큰 것이 약 7.5mm보다 큰 직경을 갖는, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 중심 광학 전방 표면과 중심 후방 광학 표면 중의 더 작은 것이 약 7.2mm보다 큰 직경을 갖는 반면, 상기 광학 표면들 중의 더 큰 것이 약 8.0mm보다 큰 직경을 갖는, 인공 렌즈.
제24항에 있어서, 상기 광학 전방 표면이 상기 중심 후방 광학 표면보다 크지 않은, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 전방 정점과 상기 후방 정점 간의 거리가 상기 제2 상부 경계의 면과 상기 후방 정점 간의 거리로서 정의되는, 상기 후방 표면의 시상 심도보다 크지 않은, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 중심 광학 표면 중 적어도 하나가 건강한 젊은 사람 자연 수정체의 쌍곡선 표면 형상에 근사하도록 구성되는, 인공 렌즈.
제28항에 있어서, 상기 전방 및 후방 중심 광학 표면 둘 다가 건강한 젊은 사람 자연 수정체의 쌍곡선 표면 형상에 근사하도록 구성되는, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 전방 중심 광학 표면과 중심 후방 광학 표면 중 적어도 하나가, 상기 주 광축을 따라 상이한 원추형 구역의 회전에 의해 형성된 둘 이상의 동심원 표면에 의해 형성되는, 인공 렌즈.
제30항에 있어서, 상기 동심원 표면이 상이한 쌍곡선 표면인, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 경계 둘 다가 상기 주 광축에 수직인 면에서 원형인, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 상부 경계가 각각 전방 테두리와 후방 테두리를 한정하고, 상기 전방 테두리와 상기 후방 테두리 각각이 상기 주 광축에 수직인 면에서 비원형 형상을 갖는, 인공 렌즈.
제33항에 있어서, 상기 비원형 형상이 절두된(truncated) 원형의 형상인, 인공 렌즈.
제33항에 있어서, 상기 비원형 형상이 이중 절두된 원형의 형상인, 인공 렌즈.
제33항에 있어서, 상기 비원형 형상이 삼중 절두된 원형의 형상인, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 어떤 경우에든 상기 전방 및 후방 광학 표면을 포함하여, 상기 전방 및 후방 표면 둘 다의 적어도 주요 부분이, 금형의 고체 표면과 접촉하는 액체 중합체 전구체의 고화에 의해 형성되는, 인공 렌즈.
제37항에 있어서, 상기 금형이 소수성 플라스틱 금형인, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 완전한 전방 및 후방 표면과 상기 전이 표면이, 고체 형상 표면과 접촉하는 중합체 전구체의 고화에 의해 형성되는, 인공 렌즈.
제39항에 있어서, 상기 고체 형상 표면이 소수성 플라스틱 금형의 표면인, 인공 렌즈.
제40항에 있어서, 상기 플라스틱 금형의 표면이 폴리올레핀으로 만들어지는, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 적어도 상기 후방 표면(5)이 적어도 한가지 타입의 합성 하이드로겔을 포함하고, 이때 하이드로겔이 안내 유체와 평형으로 약 35중량% 내지 65중량%의 액체를 함유하고 음으로 하전된 그룹을 함유하는, 인공 렌즈.
제42항에 있어서, 상기 안내 유체와 평형인 상기 평균 액체 함량이 약 38중량% 내지 55중량%인, 인공 렌즈.
제42항에 있어서, 상기 합성 하이드로겔이 공유적으로 가교결합된 하이드로겔인, 인공 렌즈.
제42항에 있어서, 상기 합성 하이드로겔이 아크릴산 및/또는 메타크릴산의 유도체를 포함하는, 인공 렌즈.
제45항에 있어서, 상기 유도체가 에스테르, 아미드, 아미딘 및 염으로부터 선택되는, 인공 렌즈.
제42항에 있어서, 상기 합성 하이드로겔이 UV 광을 흡수하는 관능 그룹을 함유하는, 인공 렌즈.
제42항에 있어서, 상기 합성 하이드로겔이 카복실 그룹, 설포-그룹, 설페이트 그룹, 및 포스페이트 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 이온화 가능한 관능 그룹을 약 0.15몰% 내지 약 5몰%의 평균 농도로 함유하는, 인공 렌즈.
제48항에 있어서, 상기 합성 하이드로겔이 이온화 가능한 관능 그룹의 농도의 구배를 갖는데, 이때 최고 농도가 표면에 있는, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 적어도 상기 중심 광학부가 적어도 두 개의 투명 물질을 포함하는, 인공 렌즈.
제50항에 있어서, 상기 상이한 투명 물질이 상이한 굴절률을 갖는, 인공 렌즈.
제50항에 있어서, 상기 상이한 물질이 광을 굴절시킬 수 있는 적어도 하나의 상호 계면을 형성하는, 인공 렌즈.
제52항에 있어서, 상기 상호 계면이 복합 굴절 표면의 형태를 갖는, 인공 렌즈.
제50항에 있어서, 상기 상이한 투명 물질 중 적어도 하나가 유체인, 인공 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 원추형 구역이 하기 식에 의해 기술될 수 있는, 인공 렌즈.
Y - Yo = X^2/{Ro*(1+1-h*(X/Ro)^2)^0.5}
여기서, Y는 상기 주 광축 방향에서의 좌표이고,
X는 상기 주 광축으로부터의 거리이고,
Yo는 상기 주 광축에서의 정점 위치이고,
Ro는 곡률의 중심 반경이고,
h는 상기 원추형 곡선의 원추 상수(conic constant)이다.
제55항에 있어서, 상기 중심 후방 광학 표면의 중심 반경 Ro가 약 2.5mm 내지 8mm, 바람직하게는 3 내지 5mm인, 인공 렌즈.
제55항에 있어서, 상기 중심 후방 광학 표면의 중심 반경 Ro가 약 3 내지 5mm인, 인공 렌즈.
제55항에 있어서, 상기 중심 후방 광학 표면의 중심 원추 상수가 약 +3 내지 -14인, 인공 렌즈.
제55항에 있어서, 상기 중심 후방 광학 표면의 중심 원추 상수가 약 -1 내지 -8인, 인공 렌즈.
제55항에 있어서, 상기 전방 광학 표면의 중심 반경 Ro의 절대값이 약 3mm보다 크고, 바람직하게는 5mm보다 큰, 인공 렌즈.
제55항에 있어서, 상기 전방 광학 표면의 중심 반경 Ro의 절대값이 약 5mm보다 큰, 인공 렌즈.
제55항에 있어서, 상기 전방 광학 표면의 중심 원추 상수가 약 +6 내지 -22, 바람직하게는 -1 내지 -8인, 인공 렌즈.
제55항에 있어서, 상기 전방 광학 표면의 상기 중심 원추 상수가 약 -1 내지 -8인, 인공 렌즈.
제55항에 있어서, 상기 전방 및 후방 광학 표면의 상기 원추 상수가, 상기 중심 광학부의 굴절력(refractive power)이 일반적으로 주 광축에서 최고값이다가 상기 중심 광학부의 상기 주변에서는 최저값으로 감소하도록 선택되는, 인공 렌즈.
제64항에 있어서, 상기 전방 및 후방 광학 표면의 상기 원추 상수가, 상기 중심 광학부의 굴절력이 일반적으로 중심에서 주변으로 갈수록 약 -0.25Dpt/mm 내지 -3Dpt/mm까지 감소하도록 선택되는, 인공 렌즈.
제64항에 있어서, 상기 전방 및 후방 광학 표면의 상기 원추 상수가, 상기 중심 광학부의 굴절력이 일반적으로 중심에서 주변으로 갈수록 약 -1Dpt/mm 내지 -2Dpt/mm까지 감소하도록 선택되는, 인공 렌즈.