KR20190026986A - 인공수정체 내에서 광 효과를 줄이기 위한 에지 디자인 - Google Patents

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Abstract

인공수정체(IOL)가 광학부, 외주 림, 및 상기 광학부를 외주 림에 연결하는 줄어든 두께 영역을 가진다. 외주 림은 IOL의 전방 또는 후방 표면과 외측 에지의 교차선 또는 길이를 따라 광 축에 평행한 임의의 접선을 포함하지 않는 연속 곡면 외측 에지를 가진다.

Description

인공수정체 내에서 광 효과를 줄이기 위한 에지 디자인{EDGE DESIGN FOR REDUCING PHOTIC EFFECTS IN INTRAOCULAR LENSES}
본 발명은 일반적으로 인공수정체 분야에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 인공수정체 내에서 원치 않는 광 효과(photic effect)를 줄이기 위한 에지 디자인에 관한 것이다.
인간의 눈의 가장 단순한 기능은 각막으로 지칭되는 깨끗한 외측 부분을 통해 광을 전달하고 수정체에 의해 망막 위에 이미지의 초점을 맞춤으로써 시각을 제공하는 것이다. 초점이 맞춰진 이미지 품질은 여러 요인들, 가령, 눈의 크기와 형태, 및 렌즈와 각막의 투명도와 같은 요인들에 좌우된다. 노화 또는 질병으로 인해 렌즈가 덜 투명하게 되었을 때, 망막으로 전달될 수 있는 광이 감소되기 때문에 시력이 약화된다. 눈의 렌즈 내의 이러한 결핍은 의학적으로 백내장(cataract)으로 알려져 있다. 이러한 상태를 위해 허용된 치료 방법은 렌즈를 외과수술적으로 제거하여 렌즈의 기능을 인공수정체(IOL)로 교체하는 것이다. 미국에서, 백내장에 걸린 대부분의 렌즈는 수정체유화술(phacoemulsification)로 지칭되는 외과수술에 의해 제거된다. 이 수술 동안, 전낭(anterior capsule) 내에 구멍(opening)을 형성하여 얇은 유화술 절단 팁(cutting tip)을 백내장에 걸린 렌즈 내에 삽입하고 초음파 진동시킨다(ultrasonically vibrated). 상기 진동하는 절단 팁은 렌즈가 눈으로부터 흡인될(aspirated) 수 있도록 렌즈를 액화시키거나 유화시킨다. 백내장에 걸린 렌즈는, 일단 제거되고 나면, IOL로 교체된다.
인공수정체에 대해 알려져 있는 문제점으로는 축-이탈 광선(off-axis light ray)이 시야(visual field) 내로 굴절되거나 또는 전달되어 바람직하지 못한 광 효과가 발생할 수 있다는 것이다. 원치 않는 광선을 상이한 위치들로 보내기 위해 IOL에 대한 에지 디자인(edge design)이 제안되어 왔지만, 유입 광의 입사각(incident angle)에 따라, 이 때문에 상기 문제점이 충분히 해결되지 못하고 의도치 않게도 새로운 광 효과가 생성될 수도 있다. 이러한 문제점들은 기계적 안정성(mechanical stability)을 위해 특정 에지 형태를 사용하는 얇은 렌즈 디자인에서 더 악화될 수도 있다. 이에 따라 원치 않는 광 효과를 줄이기 위한 필요성이 여전히 남아 있다.
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 IOL(10)의 한 예를 예시한다.
도 2는 연속 곡면 외측 에지를 가진 IOL(100)의 특정 실시예의 횡단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 실시예의 대안의 실시예를 도시한다.
본 발명의 다양한 실시예들은 광 효과(photic effect)를 줄이기 위해 IOL을 위한 형태성형된 에지(shaped edge)를 제공한다. 특정 실시예들에서, IOL의 전방 표면이 연속 곡면 에지(continuously curving edge)로 형성되어, 전달되고 굴절된 축-이탈 광(off-axis light)을 재안내하여(redirect) 부정적인 시각 효과를 줄인다. 특정 실시예들에서, 연속 곡면 에지는 두꺼운 외주(periphery)와 함께 사용될 수 있어서 상대적으로 얇은 렌즈에 향상된 기계적 안정성을 제공할 수 있게 한다. 다양한 실시예들의 추가적인 특징과 이점들은 하기 상세한 설명으로부터 자명해질 것이다.
향상된 기계적 안정성을 위해 두꺼운 림(rim)을 사용하는 접힘식(foldable) IOL 디자인은, 예를 들어, 미국특허출원공보번호 2009/0088842호에 기술되어 있는데, 이 미국특허출원은 본 명세서에서 참조문헌으로 인용된다. 이러한 디자인들은 광학부(optic)의 에지 주위의 렌즈 전방 및/또는 후방 표면 위에 있는 오목한 표면(recessed surface)을 포함할 수 있어서 광학부의 전체적인 크기(bulk)를 줄일 수 있다. 오목한 표면은 지지부(haptic)에 결부된 두꺼운 림에 의해 둘러싸여 추가적인 기계적 안정성을 제공하여 광학부가 비틀리거나 기울어지는 것을 방지한다. 유입되는 축-이탈 광선과 림 사이의 상호작용(interaction)은 IOL 환자의 시각 품질(visual quality)을 약화시킬 수 있는 원치 않는 광 효과를 발생시킬 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들은 이러한 원치 않는 광 효과를 줄이는 IOL을 위한 개선된 에지 디자인을 제공한다.
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 IOL(10)의 한 예를 예시한다. IOL(10)은 부드럽고 접힐 수 있는 생체적합성 재료로 일체형으로 형성되는데, 이러한 재료는 당업자들에게 잘 알려져 있는 임의의 재료로서 가령, 특정 파장 범위의 광(가령, 자외선)을 흡수하는 화합물을 포함할 수 있는 연성의 아크릴 재료, 하이드로겔 및 실리콘을 포함하지만 이들에만 제한되는 것은 아니다. 도시된 실시예에서, IOL(10)은 광학부(12)와 지지부(14)를 포함한다. 광학부(12)는 환자에게 시각을 제공하기 위해 유입되는 광을 망막 위에 초점을 맞추도록 구성된 IOL(10)의 중앙 영역을 가리킨다. 광학부(12)의 광 축은 광학부(12)에 의해 초점이 맞춰진 멀리 떨어진 물체로부터 광선과 평행한 방향에 상응한다. 광학부의 광 표면(optical surface)은 광학부의 광 파워(optical power)를 결정하는 베이스 곡률(base curvature)을 가진 영역으로 정의되며, 상기 광 영역의 외측 경계는 광학부의 에지 두께를 형성한다(여기서 "두께(thickness)"는 광 축을 따라 형성되는 두께를 가리킴). 광 표면의 직경은 환자의 동공의 정상 범위의 직경에 상응하는 4.5-7.0 mm 범위에 있는 것이 바람직하다.
도시된 실시예에서, 광학부(12)는 광학부(12)의 광 파워를 결정하는 곡률반경을 가진 단초점 굴절 광학부(monofocal refractive optic)로 나타난다. 하지만, 기본적으로, 광학부(12)는 광을 망막 위에 초점을 맞추기 위한 임의의 적절한 구조물일 수 있으며 회절(diffractive) 또는 굴절 요소를 포함할 수도 있다. 또한, 광학부(12)는 단색(monochromatic) 또는 색수차(chromatic aberration)(가령, 임의의 차수(order)의 구면 수차(spherical aberration), 혼수(coma), 난시를 포함하지만 이들에만 제한되는 것은 아님)를 보정하기 위한 적합한 변형예, 이러한 수단은 가령 토릭(toric) 또는 비구면(aspheric) 광 표면을 포함할 수도 있다. 따라서, 당업자에게는, 본 발명의 다양한 실시예에 임의의 개수의 공지인 IOL에 대한 광학 디자인이 포함될 수 있다는 것은 자명할 것이다.
IOL(10)은 통상 전낭(capsular bag) 내에 이식된 IOL로 나타나지만, 본 발명의 다양한 실시예들은 후안방(posterior chamber)에 대한 홈-고착 렌즈(sulcus-fixated lens) 또는 눈의 전안방(anterior chamber) 내에 위치된 파킷 IOL을 포함할 수 있다. 지지부(14)는 적절한 해부학적 위치의 자리에 IOL을 유지하는 IOL을 위한 임의의 기계적 지지 구조물을 포함한다. 예시된 실시예에 도시된 지지부(14)는 보통 전낭 내에 배열하기 위한 것이지만, 당업자라면 이러한 구조에 대한 그 밖의 여러 변형예들이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 지지부(14)는 IOL(10)의 나머지 부분(rest)과 일체형으로 형성된 상태로 도시되었지만, IOL(10)의 외주에 결부된 개별 부분들일 수도 있다.
림(30)은 광학부(12)와 일체형으로 형성된 IOL(10)의 두꺼운 최외측 외주로서, 지지부(14)에 결합되고 IOL(10)이 제자리에 있을 때 광학부(12)에 기계적 안정성을 제공한다. 림(30)은 광 표면을 둘러싸는 광 표면의 에지에 대해 줄어든 두께 영역에 연결된다(여기서 두께는 IOL(10)의 광 축을 따라 측정됨). 림(30)은 상기 줄어든 두께 영역에 비해 두껍다. 바람직하게는 얇은 IOL 프로파일을 제공하기 위하여, 림은 0.19 mm - 0.45 mm의 기대 광 두께에 대해 0.3 mm 또는 그 미만의 두께를 가져야 하며, 줄어든 두께 영역의 두께는 0.1 mm 또는 그 미만이다. 하지만, 렌즈의 광 파워 요건에 따라, 그보다 훨씬 두꺼운 렌즈도 필요할 수 있으며, 이에 따라 광학부(12)가 림(30)이 없을 때보다 상대적으로 작은 두께에 있을 때 안정된 상태로 유지될 수 있게 하면서도 광학부(12)의 줄어든 두께 영역과 림(30)은 더 두꺼울 수 있다.
도 2는 연속 곡면 외측 에지를 가진 IOL(100)의 특정 실시예의 횡단면도로서, 이 횡단면은 도 1의 라인 A-A를 따라 절단된다. 외측 에지(102)는 광 축으로부터 외부 방향을 향하며 IOL의 후방 표면(106)과 전방 표면(104) 사이에서 연장되어, 코너 부분(corner)에서 각각의 표면(104 및 106)과 만나며, 광 축을 따라 표면의 프로파일의 다소 더 많이 점차적으로 뒤집히거나(gradual reversal) 또는 날카롭게 단절될 수도 있다(sharp discontinuity). 외측 에지(102)는 "연속 곡면(continuously curving)" 형태인데, 이는 즉 표면(104 및 106)과 외측 에지(102)의 교차선(intersection)에서 또는 길이를 따라 광 축에 평행한 임의의 접선(tangent)을 포함하지 않는다는 의미이다. 특정 실시예들에서, 연속 곡면 외측 에지(102)의 곡률반경은 일정하고 상대적으로 완만한, 가령, 0.8 mm일 수 있다. 그 외의 다른 실시예들에서, 연속 곡면 외측 에지의 곡률반경은 상대적으로 가파른, 가령, 1.19 mm일 수 있다. 임의의 일정한 표면 배열 없이도 유입 광(incoming light)에 대해 상대적으로 커다란 표면을 제공함으로써, 연속 곡면 에지는 에지를 통해 임의의 특정 위치로의 축-이탈 광의 임의의 실질적인 전달을 방지할 뿐만 아니라 내부적으로 굴절된 광이 망막의 중심와(fovea)로부터 멀어지도록 분포되는(distributing) 것을 방지한다. 따라서, 이러한 특징들의 조합은 원하지 않는 광 현상(photic phenomena)을 감소시킨다.
바람직하게는, 연속 곡면 에지는 특정 위치에 광을 안내하도록(direct) 구성될 수 있다. 예를 들어, 외측 에지(102)의 제1 부분이 유입 광선(internal light ray)을 광학부(12)의 몸체(body) 내의 한 위치로 굴절하도록 하는 형상(배열방향 및 곡률)을 가질 수 있으며, 외측 에지(102)의 제2 부분이 유입 광선을 광학부(12)의 몸체에 대해 외측 일반적으로는 후방으로 굴절시키도록 하는 곡률을 가질 수 있다. 이러한 조합은 축-이탈 광이 시야(visual field)로부터 멀어지도록 재안내하는데 도움을 준다. 그 외에도, 외측 에지(102) 및/또는 전방 및/또는 후방 표면(104 및 106)의 외주는 텍스처링되거나(textured) 코팅되어 유입 광을 일정 각도로 분산하거나 흡수할 수 있으며, 이에 따라 원치 않는 광 효과를 추가로 줄일 수 있다.
도 2에 도시된 실시예에서, 광학부(12) 주위의 줄어든 두께 영역은 광학부(12)의 광 표면의 외측에 있는 전방 표면(104) 내의 리세스(recess)에 의해 형성되며, 전방 표면(106)은 후방 표면(106)이 외측 에지(102)와 교차되는 코너 부분까지 연속 곡률을 가진다. 이는 외측 에지(102)의 특징들과의 조합에서 시야로부터 광이 멀어지도록 재안내하기 위해 외측 에지(102)의 기능(ability)을 촉진시킨다(facilitate). 도 3은 전방 표면(108)과 후방 표면(110) 둘 모두 줄어든 두께 영역을 형성하도록 오목한(recessed) 대안의 실시예를 도시한다. 평평한 외측 에지에 대해, 연속 곡면 외측 에지(102)는 줄어든 광 효과를 발생시킬 것이지만, 오목한 후방 표면(110)은 광선이 중심와(fovea)에 더 가까이 가도록 안내하려 할 수 있어서, 도 2에 도시된 실시예에 비해 광 효과가 더 현저하게 나타날 수 있다. 하지만, 연속 곡면 에지는 이러한 조건 하에서 향상된 성능을 제공할 수 있다.
도 2에 도시된 실시예에서, IOL의 전방 표면(104)은 날카로운 단절부(sharp discontinuity)에서 외주 림(102)과 만난다. 도 4는 동일한 최대 두께를 가진 외주 림(102)의 전방 표면(104)이 줄어든 두께 영역을 충족하는 평평한 전방을 향하는 표면을 포함하는 대안예를 예시한다. 도 3의 경우에서와 같이, 전방 표면의 평평한 부분과 관련된 추가적인 광 효과, 가령, 축-이탈 광선의 전달이 제공될 수 있지만, 이러한 효과들은 연속 곡면 외측 에지에 의해 어느 정도 완화될 것이다.
당업자들은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고도 위에 기술된 실시예들의 다양한 변형예들이 가능하다는 것을 이해할 것이다.

Claims (9)

  1. 연성의 접힘식 재료로 형성된 인공수정체(IOL)는:
    광학부의 광 파워에 상응하는 베이스 곡률을 가진 광 표면을 가진 광학부를 포함하고, 상기 광학부는 광 표면의 외측 경계에서 에지 두께를 가지며;
    광학부를 둘러싸는 원으로 형성된 외주 림을 포함하고, 상기 외주 림은 최대 두께를 가지며, 외주 림은 IOL의 전방 및 후방 표면 사이에서 연장되고 각각의 코너 부분에서 각각의 표면과 교차되는 연속 곡면 외측 에지를 가지며; 및
    광학부와 외주 림 사이에서 광학부의 광 표면의 외측에 있는 줄어든 두께 영역을 포함하고, 상기 줄어든 두께 영역은 광학부와 외주 림과 일체형으로 형성되며 광학부의 에지 두께와 외주 림의 최대 두께에 대해 줄어든 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 연성의 접힘식 재료로 형성된 IOL.
  2. 제1항에 있어서, 연속 곡면 외측 에지는 축-이탈 광선을 광학부 내로 굴절시키도록 구성된 곡률을 가진 제1 부분과 축-이탈 광선을 광학부의 후방으로 굴절시키도록 구성된 곡률을 가진 제2 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 연성의 접힘식 재료로 형성된 IOL.
  3. 제1항에 있어서, IOL의 전방 표면은 오목한 형태로 구성되어 줄어든 두께 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 연성의 접힘식 재료로 형성된 IOL.
  4. 제3항에 있어서, IOL의 전방 표면과 IOL의 후방 표면은 둘 다 오목한 형태로 구성되어 줄어든 두께 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 연성의 접힘식 재료로 형성된 IOL.
  5. 제1항에 있어서, 광학부는 단초점 굴절 광학부인 것을 특징으로 하는 연성의 접힘식 재료로 형성된 IOL.
  6. 제5항에 있어서, 광학부는 토릭, 비구면 또는 이 둘 모두인 것을 특징으로 하는 연성의 접힘식 재료로 형성된 IOL.
  7. 제1항에 있어서, 외측 에지, IOL의 전방 표면, 및 IOL의 후방 표면 중 하나 이상은 유입 광을 분산시키도록 텍스처링되는 것을 특징으로 하는 연성의 접힘식 재료로 형성된 IOL.
  8. 제1항에 있어서, 외측 에지의 곡률반경이 0.8 mm인 것을 특징으로 하는 연성의 접힘식 재료로 형성된 IOL.
  9. 제1항에 있어서, 외측 에지의 곡률반경이 1.19 mm인 것을 특징으로 하는 연성의 접힘식 재료로 형성된 IOL.
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