JP2009508160A - 紫外線保護を改善した新規な調節可能な光学素子 - Google Patents

Abstract

本発明はＵＶ保護を改良した新規の光学素子に関する発明である。本発明の光学素子は、光学素子の少なくとも一面に設置されたＵＶ吸収層を有する光調節可能な光学素子含むものである。本発明は特に光調節可能な眼内レンズ有用である。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２００５年９月８日出願の米国出願第６０／７１５，３１０号の優先権を主張する。

（連邦政府により後援された研究または開発に関する陳述）
該当なし。

（コンパクトディスク付録の参照）
該当なし。

（技術分野）
本発明は、ＵＶおよび／または青色光保護を改良した光調節可能な光学素子に関する。好適な実施形態において、保護層は、素子の少なくとも一面に設置される。保護層は、光学素子の残りの部分よりも著しく高い紫外光と青色光吸収特性を有する。

（発明の背景）
高分子化学の最近の進歩により、新規な組成物が開発され、その物理的特徴および工学的特徴は、光等の多様なエネルギー源への暴露により、変えることができる。米国特許第６，４５０，６８２号では、光学素子の少なくとも一部を光、特に紫外光に曝露ことにより光学的特性が操作されうる光学素子の製造が開示される。これらの新規な材料は、眼内レンズ（ＩＯＬ）が患者に移植された後にその光学的特性を操作することのできる眼内レンズの製造に特に有用である。

材料は、光重合性マクロマーをポリマーマトリックスに組み込むことにより調製される。光開始剤もマトリックスに組み込まれる。光開始剤を、特定の波長の光で露光すると、マクロマーの重合を引き起こす。マクロマーの重合は、光学素子の物理的特性および光学的特性の変化、材料の屈折率および／または形の最も顕著な変化を引き起こす。

好適な実施形態において、紫外光は光学素子の光学的特性を操作するために用いられる。存在するマクロマーの未成熟重合を防止するために、ベンゾトリアゾールやベンゾフェノン等の紫外（ＵＶ）光吸収剤が光学材料に組み込まれる。周囲条件下でのマクロマーの重合は防止するが、比較的安全なレベルでの紫外光の使用を可能にし、所望の調節を行なうレンズに、十分なＵＶ吸収剤が組み込まれる。

この系は、一般的には成功しているが、一方で使用される光源の強度を制限し、重合を引き起こす。次に、これにより重合速度およびマクロマーの重合量を制限することがわかり、レンズに引き起こされうる変化を制限する。さらに、レンズは、一般的には許容される限度と認められながらも、潜在的に目の内部に障害を引き起こしうるＵＶ光を多少なりとも透過させる。

使用者に保護を提供しつつ、光のインターセクターの範囲内で調節されうる特性である光調節可能な光学素子を開発することは有益である。具体的には、ＵＶ光を用いて調節されうるが、レンズへのＵＶ光の透過を防止または低減させる特性であるレンズを提供することは有用である。

（発明の概要）
本発明は、光または特定の波長の光が光学素子を透過することを防止または低減する光学素子である。さらに具体的には、本発明は、光学素子の少なくとも一部を光に曝露することにより、特性を調節することができるが、光が完全に該素子を透過することを防止する光学素子である。好ましい実施形態において、光はＵＶ光である。

一実施形態において、光学素子は、該光学素子の少なくとも一面と同一の広がりを持つ領域または区域を含む。該区域は、光が該区域を透過することを防止または実質的に低減するのに十分な光吸収材料を含有する。好ましい実施形態において、光吸収材料は、ベンゾトリアゾールまたはベンゾフェノン等のＵＶ吸収剤である。特に好ましい種類のＵＶ吸収剤は、光学素子の作成に用いられるポリマーと適合性のある短いポリマー鎖に連結した１種類以上のＵＶ吸収剤からなるものである。さらに、光吸収材料として、黄色染料等の青色光遮断剤を挙げることができる。

一実施形態において、該遮断区域は光学素子にとって不可欠な部分である。あるいは、該区域は、製造時または製造後に素子に加えられる材料の層を含みうる。

前述したことは、以下の本発明の詳細な説明をよく理解しうるために、本発明の特徴および技術的利点をやや広義にまとめているものである。本発明の請求の範囲の主題を形成する本発明のさらなる特徴および利点を以下に説明する。当業者は、開示された概念および特定の実施形態が、本発明の同一の目的を実施するために他の構造の改良または設計の基礎として容易に利用できることを理解する。当業者は、そのような等価の構成が、添付の請求の範囲に示される本発明の精神および範囲から離れないことも理解する。本発明の構成および操作法に関する発明の特徴を示すと考えられる新規な特徴は、添付の図面と関連させ、考慮した場合に、下記の説明から、さらなる目的および利点とともに、さらによく理解される。しかし、各図面は例示および説明の目的のためだけに提供されるものであって、本発明の範囲を定めるものではないことは明確に理解されたい。

発明の詳細な説明

本発明の光学素子は、光または特定の波長の光が光学素子を透過するのを防止または実質的に低減させるために十分な光吸収物質を含む区域または領域を含む光調節可能な光学素子を包含する。一実施形態において、ＵＶ遮断剤区域は光学素子の本体に光の少なくとも一部を実際に反射し返す。

一実施形態において、本発明の光学素子は、第１のポリマーマトリックス、およびそのマトリックス中に分散する光重合可能なマクロマー（以下、「マクロマー」とする）からなる。第１のポリマーマトリックスは、光学素子の枠組みを形成し、一般的にその材料特性の多くに関与する。マクロマーは、刺激誘導重合、好ましくは光重合が可能な単一化合物であっても、複数の化合物の組合せであってもよい。本明細書で用いる用語「重合」は、マクロマーの少なくとも１つの成分が反応して、類似の成分または異なる成分のいずれかと、少なくとも１つの共有結合または物理的結合を形成する反応をいう。第１のポリマーマトリックスおよびマクロマーの同一性は、光学素子の最終用途によって決まる。しかし、原則として、第１のポリマーマトリックスおよびマクロマーは、マクロマーを含む成分が第１のポリマーマトリックス内で拡散できるように選択される。言い換えれば、緩い第１のポリマーマトリックスは大きなマクロマー成分と対となる傾向があり、堅い第１のポリマーマトリックスは小さなマクロマー成分と対となる傾向がある。

適切なエネルギー源（例えば、熱または光）への曝露の際に、マクロマーは、通常、光学素子の曝露領域で第２のポリマーマトリックスを形成する。該第２のポリマーマトリックスの存在により、光学素子のこの部分の材料特性は変えられ、その屈折能は調節される。一般に、第２のポリマーマトリックスを形成すると、光学素子の影響を受けた部分の屈折率が増加する。曝露後、未曝露領域のマクロマーは、曝露領域に経時的に移動する。曝露領域へのマクロマー移動の量は時間に依存し、正確に制御されてもよい。十分な時間が可能であるならば、マクロマー成分は、光学素子（すなわち、曝露領域を含む第１のポリマーマトリックス）全体にわたって再平衡化し、再分布する。該領域がエネルギー源に再曝露されると、その後該領域に移動したマクロマー（マクロマー組成物が再平衡化させられた場合よりも少ない）は重合して、第２のポリマーマトリックスの形成をさらに増加させる。このプロセス（曝露およびそれに続く拡散を可能とする適当な時間間隔）は、光学素子の曝露領域が所望の特性（例えば、能力、屈折力、または形）を達成するまで繰り返される。この時点で、全体の光学素子をエネルギー源に曝露して、残りのマクロマー成分が曝露領域に移動できる前の曝露領域外にある該マクロマー成分を重合することによって所望のレンズの特性を「確定」する。言い換えると、自由に拡散できるマクロマー成分はもはや利用できないため、続く光学素子のエネルギー源への曝露はその能力をさらに変化させることはできない。

第１のポリマーマトリックスは、光学素子として機能し、かつ第１のポリマーマトリックス組成物（「ＦＰＭＣ」）から形成される共有結合構築物または物理的結合構築物である。

一般に、第１のポリマーマトリックス組成物は、重合の際に、第１のポリマーマトリックスを形成する１種類以上のモノマーを含有する。第１のポリマーマトリックス組成物は、重合反応を調節するか、光学素子の特性を向上させる多くの形成助剤を任意に含んでよい。適当なＦＰＭＣモノマーの実例としては、アクリル、メタクレート、ホスファゼン、シロキサン、ビニル、それらのホモポリマーおよびコポリマーが挙げられる。本明細書で用いる「モノマー」とは、ともに結合して、同一の繰返し単位を含むポリマーを形成する単位（それ自体がホモポリマーまたはコポリマーであってもよい）をいう。ＦＰＭＣモノマーがコポリマーである場合、ＦＰＭＣは、同種のモノマー（例えば、２つの異なるシロキサン）または異種のモノマー（例えば、シロキサンおよびアクリル）からなってもよい。

一実施形態において、第１のポリマーマトリックスを形成する１種類以上のモノマーを、マクロモノマーの存在下で重合または架橋する。別の実施形態において、第１のポリマーマトリックスを形成するポリマー出発材料を、マクロマーの存在下で架橋する。いずれのシナリオにおいても、マクロマー成分は、第１のポリマーマトリックスの形成に適合性があるものでなければならず、その形成にあまり干渉しないものでなければならない。同様に、第２のポリマーマトリックスの形成も、存在する第１のポリマーマトリックスと適合性がなければならない。言い換えると、第１のポリマーマトリックスおよび第２のポリマーマトリックスは、相分離してはならず、光学素子による光透過に対して影響があってはならない。

既に説明したように、マクロマーは、それが、（ｉ）第１のポリマーマトリックスの形成に適合性があり、（ｉｉ）第１のポリマーマトリックスの形成後に刺激誘導重合が可能なままであり、（ｉｉｉ）第１のポリマーマトリックス内で自由に拡散可能である限り、単一の成分であっても複数の成分であってもよい。好ましい実施形態において、刺激誘導重合は光誘導重合である。

本発明の光学素子は、電子工学やデータ記憶産業において多くの用途を有する。本発明の別の用途は、医療レンズ、特に眼内レンズである。

一般に、２種類の眼内レンズ（「ＩＯＬ」）がある。第１のタイプの眼内レンズは、生まれながらの水晶体を取り換える。そのような手順をとる最も一般的な原因は、白内障である。第２のタイプの眼内レンズは存在する水晶体を補い、持続性のある矯正レンズとして機能する。このタイプのレンズ（水晶体眼内レンズともいう）は、前眼房または後眼房に移植して眼の屈折異常を矯正する。理論的には、正視（すなわち、網膜上の無限遠の光からの完全な焦点）に必要とされるいずれかのタイプの眼内レンズの能力は正確に計算することができる。しかし、実際のところは、角膜曲率の測定誤差および／または可変性のレンズ位置決めおよび創傷治癒のために、ＩＯＬ移植を受けた全患者のうち約半数だけが手術後の追加的矯正を必要とせずに、なし得る最良の視力を享受すると推定される。従来技術のＩＯＬは、一般に術後の能力調節はできないので、残りの患者は、外部のレンズ（例えば、メガネやコンタクトレンズ）や角膜手術等の他のタイプの視力矯正に頼らなければならない。これらのタイプの付加的な矯正手段に対する必要性は、本発明の眼内レンズの使用により不要となる。

本発明の眼内レンズは、第１のポリマーマトリックス、およびそのマトリックス中に分散したマクロマーからなる。第１のポリマーマトリックスおよびマクロマーは、得られるレンズが生体適合性でなければならないというさらなる要件がある以外は上記の通りである。

好適な第１のポリマーマトリックスの実例として、ポリ（アクリル酸アルキル）やポリ（アクリル酸ヒドロキシアルキル）等のポリアクリレート；ポリ（メタクリル酸メチル）（「ＰＭＭＡ」）、ポリ（メタクリル酸ヒドロキシエチル）（「ＰＨＥＭＡ」）およびポリ（メタクリル酸ヒドロキシプロピル）（「ＨＰＭＡ」）等のポリメタクリレート；ポリスチレンおよびポリビニルピロリドン（「ＰＮＶＰ」）等のポリビニル；ポリジメチルシロキサン等のポリシロキサン；ポリホスファゼンおよびそれらのコポリマーが挙げられ、米国特許第４，２６０，７２５号およびそこで引用された特許および参考文献（これらすべての開示は、参照により本明細書に取り込まれる）は、第１のポリマーマトリックスを形成するために用いることのできる適当なポリマーのさらに具体的な例を提供する。

好ましい実施形態において、第１のポリマーマトリックスは、得られるＩＯＬが流体状および／またはゴム状挙動を示す傾向があるように比較的低いガラス転移温度（「Ｔ_ｇ」）を一般的に有し、各ポリマー出発材料が少なくとも１個の架橋性の基を含む１種類以上のポリマー出発材料を架橋することによって通常は形成される。適当な架橋性の基の実例として、ヒドリド、アセトキシ、アルコキシ、アミノ、アンヒドリド、アリールオキシ、カルボキシ、エノキシ、エポキシ、ハライド、イソシアノ、オレフィンおよびオキシムが挙げられるが、これらに限定されない。さらに好ましい実施形態において、各ポリマー出発材料は、ポリマー出発材料を構成する１種類以上のモノマーと同一であるか、または異なるが、少なくとも１個の架橋性の基を含む末端モノマー（末端キャップともいう）を含む。言い換えると、末端モノマーはポリマー出発材料の開始部および終止部であり、少なくとも１つの架橋性の基をその一部として含む。この末端キャップは本発明の実施には必要ではないが、ポリマー出発材料を架橋する機構はマクロマーを構成する成分の刺激誘導重合の機構とは異なることが好ましい。例えば、マクロマーが光誘導重合により重合される場合、ポリマー出発材料は光誘導重合とは異なる機構により重合する架橋性の基を有することが好ましい。

第１のポリマーマトリックスの形成に特に好ましい種類のポリマー出発材料は、アセトキシ、アミノ、アルコキシ、ハライド、ヒドロキシおよびメルカプトからなる群から選択される架橋性の基を含む末端モノマーにより末端キャップされたポリシロキサン（「シリコーン」としても知られる）である。シリコーンＩＯＬは、柔軟で折り畳み可能である傾向があるので、ＩＯＬ移植手順中に一般に小さな切開を使用できる。特に好ましいポリマー出発材料の例は、ビス（ジアセトキシメチルシリル）−ポリジメチルシロキサンである（これはジアセトキシメチルシリル末端モノマーで末端キャップされたポリジメチルシロキサンである）。

ＩＯＬの作成に使用されるマクロマーは、それが生体適合性というさらなる要件を有する以外は上記の通りである。

マクロマーは刺激誘導重合が可能であり、それが、（ｉ）第１のポリマーマトリックスの形成に適合性があり、（ｉｉ）第１のポリマーマトリックスの形成後に刺激誘導重合が可能なままであり、（ｉｉｉ）第１のポリマーマトリックス内で自由に拡散可能である限り、単一の成分であっても、複数の成分であってもよい。一般に、第１のポリマーマトリックスの形成に用いられる同じ種類のモノマーをマクロマーの成分として用いてよい。しかし、マクロマーモノマーは第１のポリマーマトリックス内で拡散可能でなければならないとの要件のために、マクロマーモノマーは、第１のポリマーマトリックスを形成するモノマーよりも一般に小さい（すなわち、小さい分子量を有する）傾向がある。１種類以上のモノマーに加えて、マクロマーは、第２のポリマーマトリックスの形成を容易にする開始剤や増感剤等の他の成分を含んでもよい。

好適な実施形態において、刺激誘導重合は光重合である。言い換えると、マクロマーを構成する１種類以上のモノマーは、それぞれが、光重合が可能な少なくとも１つの基を含むことが好ましい。そのような光重合可能な基の実例として、アクリレート、アリルオキシ、シンナモイル、メタクリレート、スチベニルおよびビニルが挙げられるが、これらに限定されない。さらに好ましい実施形態において、マクロマーは光開始剤（遊離基を発生させるために使用する化合物）を単独または増感剤の存在下に含む。好適な光開始剤の例として、アセトフェノン（例えば、置換ハロアセトフェノン、およびジエトキシアセトフェノン）；２，４−ジクロロメチル−１，３，５−トリアジン；ベンゾインメチルエーテル；およびｏ−ベンゾイルオキシミノケトンが挙げられる。好適な増感剤の例として、ｐ−（ジアルキルアミノ）アリールアルデヒド；Ｎ−アルキルインドリデン；およびビス［ｐ−（ジアルキルアミノ）ベンジリデン］ケトンが挙げられる。

柔軟性があり、折り畳み可能なＩＯＬが好まれるので、特に好ましい種類のマクロマーモノマーは、光重合可能な基を含む末端シロキサン部分で末端キャップされたポリ−シロキサンである。そのようなモノマーの代表的な例は下記のものである。
Ｘ−Ｙ−Ｘ^１

式中、Ｙは、モノマーであってよいシロキサンであるか、または多数のシロキサン単位から形成されるホモポリマーまたはコポリマーであってよいシロキサンであり、ＸおよびＸ^１は同一または異なっていてもよく、それぞれ独立して、光重合可能な基を含む末端シロキサン部位である。Ｙの具体例として、下記のものが挙げられる：

および

式中、ｍおよびｎは、それぞれ独立して整数であり、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４は、それぞれ独立して、水素、アルキル（１級、２級、３級、シクロ）、アリールまたはヘテロアリールである。好ましい実施形態において、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４は、炭素数１〜１０のアルキルまたはフェニルである。比較的高いアリール含有量を有するマクロマーモノマーは本発明レンズの屈折率に大きな変化を生じさせることがわかっているので、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４の少なくとも１つはアリール、特にフェニルであることが一般に好ましい。さらに好ましい実施形態において、Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^３は同一であって、メチル、エチルまたはプロピルであり、Ｒ^４はフェニルである。

ＸおよびＸ^１（またはマクロマーポリマーの表し方によってはＸ^１およびＸ）の具体例は以下のものである：

および

各式中、Ｒ^５およびＲ^６は、それぞれ独立して、水素、アルキル、アリールまたはヘテロアリールであり、Ｚは光重合可能な基である。

好適な実施形態において、Ｒ_５およびＲ_６は、それぞれ独立して、炭素数１〜１０のアルキルまたはフェニルであり、Ｚは、アクリレート、アリルオキシ、シンナモイル、メタクリレート、スチベニルおよびビニルからなる群から選択される部分を含む光重合可能な基である。さらに好適な実施形態において、Ｒ_５およびＲ_６はメチル、エチルまたはプロピルであり、Ｚは、アクリレートまたはメタクリレート部位を含む光重合可能な基である。

特に好ましい実施形態において、マクロマーモノマーは下記式を有する：

式中、ＸおよびＸ_１は同一であり、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４は既に定義した通りである。

そのようなマクロマーモノマーの具体例として、ビニルジメチルシラン基により末端キャップされたジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサンコポリマー；メタクリロキシプロピルジメチルシロキサン基により末端キャップされたジメチルシロキサン−メチルフェニルシロキサンコポリマー；およびメタクリロキシプロピルジメチルシラン基で末端キャップされたジメチルシロキサンが挙げられる。

任意の適切な方法を用いてもよいが、トリフル酸の存在下における１つ以上の環状シロキサンの開環反応が本発明の一種類のマクロマーモノマーを作る特に効率的な方法であることがわかった。簡単に説明すると、この方法は、環状シロキサンを次式の化合物にトリフル酸の存在下で接触させることからなる。

式中、Ｒ^５、Ｒ^６およびＺは既に定義した通りである。環状シロキサンは、環状シロキサンモノマーやホモポリマーでもコポリマーでもよい。あるいは、２種類以上の環状シロキサンを使用してもよい。例えば、環状ジメチルシロキサン４量体および環状メチル−フェニルシロキサン３量体を、トリフル酸の存在下でビス−メタクリロキシプロピルテトラメチルジシロキサンと接触させて、メタクリロキシプロピル−ジメチルシラン基で末端キャップされた特に好ましいマクロマーモノマーであるジメチル−シロキサンメチル−フェニルシロキサンコポリマーを形成する。

本発明のＩＯＬは、マクロマーを分散させた１種類以上の成分を有する第１のポリマーマトリックスであって、該マクロマーが刺激誘導重合で第２のポリマーマトリックスを形成できるマトリックスをもたらすいずれの適当な方法により作ってもよい。一般に、本発明のＩＯＬを作る方法は本発明の光学素子を作る方法と同じである。一実施形態において、本方法は、第１のポリマーマトリックス組成物をマクロマーに混合して反応混合物を作り、反応混合物を鋳型に設置し、第１のポリマーマトリックス組成物を重合して該光学素子を形成し、光学素子を鋳型から取り出すことからなる。

使用される鋳型の種類は、作ろうとする光学素子によって決まる。例えば、光学素子がプリズムである場合、プリズムの形をした鋳型が用いられる。同様に、光学素子が眼内レンズである場合、眼内レンズ鋳型が用いられる等々である。既に説明したように、第１のポリマーマトリックス組成物は、第１のポリマーマトリックスを形成するための１種類以上のモノマーを含み、かつ重合反応を調節するか、または光学素子の（光学特徴に関連するかどうかにかかわらない）特性を向上させる多くの処方助剤を任意に含有する。同様に、マクロマーは、第２のポリマーマトリックスを形成する刺激誘導重合が可能である１種類以上の成分を含有する。柔軟性があって、折り畳み可能な眼内レンズは小さな切開を一般に可能とするので、本発明の方法がＩＯＬの作成に使用される場合、第１のポリマーマトリックス組成物およびマクロマーの両方が１種類以上のシリコーン系モノマーか、低Ｔ_ｇのアクリルモノマーを含むことが好ましい。

本発明において、光吸収層または光吸収区域が光学素子に加えられる。光遮断区域または吸収剤区域は、特定の単一または複数の波長の光が該素子を透過することを遮断または低減するように素子の少なくとも一面と同一の空間にわたっている。例えば、図２に示されるように、遮断層３０２は素子の裏側および側面に沿って伸びている。図３に示される別の実施形態において、遮断層３０２のみが光学素子３０１の裏面にわたる。一実施形態において、遮断区域または遮断層のみが特定の単一または複数の波長の光（紫外光が好ましい）に影響を与える。別の実施形態において、遮断領域または遮断層は紫外光および青色光の両方に影響を与えうる。これは、遮断区域の透過を低減または防止するのに十分な量の光吸収化合物を遮断領域に組み込むことにより一般に達成される。よって、所与の波長の光が光学素子の少なくとも一部を通過することができる一方で、遮断区域は素子の光の通過を防止する。このことにより、光に上記マクロマーの重合が引き起こされるが、光が素子から完全に出るか、または通過することは防止される。これは光調節可能な眼内レンズ等の用途に特に有用である。この用途において、ＵＶ光等の光をレンズの光学的特性を調節するために用いることができる一方で、遮断区域は、ＵＶ光が患者の目の内部まで通過することを妨げる。さらに、遮断区域は周囲条件下でＵＶ保護を提供する。

一実施形態において、紫外線吸収化合物が用いられる。好ましい紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾールおよびベンゾフェノンが挙げられ、ベンゾトリアゾールが最も好ましい。特に有用な種類のＵＶ吸収剤は、短いポリマー鎖に連結する少なくとも１つのＵＶ吸収剤である。このポリマー鎖は、光学素子を形成するポリマーと適合性がある。例えば、光学素子がシリカを含有するポリマーから作られる場合、この短い鎖もシリカ系ポリマーである。

吸収剤の量は、可視光の透過には干渉せずに目標波長の透過を遮断または低減するのに十分でなければならない。その正確な量は使用される吸収剤の性質、レンズ材料に対する吸収剤の適合性および所望の保護の程度等の事実によって、変わる。

遮断区域に使用されるＵＶ吸収剤は、レンズの調節可能な部分に用いられる吸収剤と同一であっても、異なっていてもよい。いずれにしても、遮断区域により許されるＵＶ光の通過量はレンズの残りの部分よりも著しく低いものでなければならない。このようにして、比較的強いＵＶ源はレンズの特性に変化を引き起こすが、網膜に到達するＵＶ光の量は著しく低くなる。

遮断区域は当業者に公知の多くの方法のいずれかにより作ることができる。一実施形態において、該区域はレンズそれ自体の形成と同時に作られる。この実施形態において、レンズのマトリックスに適合性のあるポリマーマトリックスの層が最初に作られ、次に光学素子の残りが上記と同じ方法で遮断区域上に形成される。基本的に、遮断剤区域の厚さは、影響を与える光学素子の種類にしたがって異なるだろう。例えば、光調節可能な眼内レンズの遮断区域は厚さが０．００１〜２５０μｍの範囲にある。

別の実施形態において、遮断区域は、ポリマー層を素子の少なくとも１面に適用することにより形成される。ポリマー層は、遮断区域または遮断領域を作るために必要な光吸収材料を含有する。ポリマー層を適用する方法が所望の波長の透過に悪影響を及ぼさない限り、いかなる方法を用いてもよい。

代表的なＵＶ吸収剤として、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン等が挙げられる。好ましい実施形態において、光吸収剤は紫外（ＵＶ）吸収剤である。特に好ましい種類のＵＶ吸収剤は下記の一般構造を有するベンゾトリアゾールである：

式中、Ｘは、Ｈ、好ましくは炭素数１〜約８の１価の炭化水素基および１価の置換炭化水素基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、好ましくは炭素数１〜６のアルコキシ基および置換アルコキシ基、ならびにハロゲン基からなる群から独立して選択され；それぞれのＲ^１は、Ｈ、好ましくは炭素数１〜８、さらに好ましくは炭素数１〜４の、またはいずれかを含むアルキル基、置換アルキル基、アルコキシ基、置換アルコキシ基、またはそれ以上のヒドロキシル基、アミノ基およびカルボキシル基からなる群から独立して選択され、ｎは１〜４の整数であり、ｍは１〜３の整数である。）好ましくは、ＸおよびＲ^１の少なくとも１つはＨ以外である。Ｒ^２は、ビニル、アリル、アルケニル、置換アルケニル、アルケンヨキシ、置換アルケニオキシ、アクリルオキシアルキル、置換アクリルオキシ、アクリレート、メタクリレートおよびシリコーンを含む部位から選択される。

有用な１価炭化水素基の例として、アルキル基、アルケニル基、アリール基等が挙げられる。有用なアルコキシ基の例として、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ヘキソキシ等が挙げられる。有用なアルキルとして、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル等が挙げられる。特に好ましいハロゲンは塩素である。

本明細書でいう置換基として、酸素、窒素、炭素、水素、ハロゲン、イオウ、リン等の元素およびそれらの混合物または組合せ等の１種類以上の置換基で置換された上記の基（および本命浅い所でいう他の基）が例示される。有用なアミン基の例として、−ＮＨ_２、およびその１つまたは両方の水素が、１価炭化水素基、１価置換炭化水素基等から選択される基により置換された基が挙げられる。

Ｘの０個または１個はＨ以外であり、Ｒ^１の０個または１個はＨ以外であることが好ましい。すなわち、複数のＸのすべて、または１つだけ除くすべてのＸがＨであり、Ｒ^１のすべて、または１つだけ除くすべてのＲ^１がＨであることが好ましい。そのような「最小」置換ベンゾトリアゾール部位は特に優れた紫外線吸収特性を生じ、提供するのが比較的容易である。

紫外線吸収剤の代わりに、紫外光阻害剤を用いてもよい。本発明の実施に用いてよいＵＶ阻害剤として、ヒンダードアミン、ヒドロキノン、メトキシフェノン等が挙げられる。これらの化合物は上記のＵＶ吸収剤の代用となりうる。

特に有用な種類のＵＶ吸収化合物は下記の式または構造を有する化合物から選択される：

式中、Ｘ＝塩素およびＲ^１＝第３ブチルおよびＲ^２は最も好ましいビニル基を有する。

有用なベンゾトリアゾールとして、下記式の２−（５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（１，１−ジメチルエチル）−４−エテニルフェノール：

下記式である２−［２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−（３”−ジメチルビニルシリルプロポキシ）フェニル］−５−メトキシベンゾトリアゾール：

下記式を有する２−（２’−ヒドロキシ−３’−アリル−５’−メチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール：

が挙げられる。

本発明の実施に有用な別の種類のＵＶ吸収剤として、 下記一般式を有する４，−アリルオキシ−２−ヒドロキシベンゾフェノン：

下記一般構造を有する４，４’−デアリルオキシ−２，２’−ジヒドロキシベンゾフェノン：

が挙げられるが、これらに限定されない。

好ましいＵＶ吸収化合物は３００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲でＵＶ光を強く吸収し、約４００ｎｍよりも高い波長での吸収の減少を示す。

ＵＶ吸収剤の量は所望の光吸収の程度を与えるために必要な量であり、例えば、使用される特定のＵＶ吸収剤、使用される光開始剤、ＵＶ吸収剤を使用しようとする素子の組成物、重合すべきマクロマー、および素子の厚さ、例えば、光路に依存する。吸収のＢｅｅｒｓの法則にしたがえば、Ａ＝吸収、ε＝吸光係数、ｂ＝厚さまたは光路、およびｃ＝吸収剤の濃度であるとき、Ａ＝εｂｃである。吸収剤の必要とされる量は光路長さまたは厚さに反比例する。ＵＶ光透過率は４００ｎｍで入射光の１０〜１５％またはそれ未満であり、３９０ｎｍで３％未満であることがしばしば望ましい。

架橋二官能性光開始剤の使用に加えて、ＵＶ吸収剤は、短いポリマー架橋により結合させられる１つ以上のＵＶ吸収剤でもよい。光吸収剤は一般式を有する：
Ε−Ｄ−Ε^１

式中、ΕおよびΕ^１はＵＶ吸収剤であり、Ｄは２〜２８個のモノマー部位または不透明単位を有するポリマー鎖である。上記の式は、本発明の実施でＵＶ吸収剤がポリマー鎖の末端に連結されることを示唆しているが、吸収剤はポリマー鎖に沿ういかなる点でも結合しうる。さらに、ＵＶ吸収剤が２つ以上のアリルまたはアリルオキシ基を含む場合、ＵＶ吸収剤は２つ以上のポリマー架橋に結合する。例えば、４，４’ジアリルオキシ，２，２’−ジヒドロキシベンゾフェノン等の２つのアリル構造を有するＵＶ吸収剤は２つのポリマー架橋に連結する。開始剤と同様に、ポリマー架橋は、基本成分に使用される同一材料に対する適合性とまでいかなくても、他の材料に対して適合性がなければならない。

好ましい実施形態において、ＵＶ吸収剤は下記一般式を有する。

式中、Ｒ^１２〜Ｒ^１６およびｐは、Ｒ^１２〜Ｒ^１６の少なくとも１つの部分がＵＶ吸収剤であり、ｐが１〜２６の整数である以外は上記した通りである。発明のレンズの実施に有用な１つのシリコーン結合光吸収剤は下記構造を有する。

式中、ａおよびｂは１〜２４の整数であり、ｂは≦２４である。

本発明の実施に有用な別のＵＶ吸収剤構造物は下記一般式を有するシロキサン骨格に連結させたベンゾフェノンである。

式中、ａおよびｂは１〜２４の整数であり、ｂは≦２４である。

ジアリルベンゼンフェノンの場合、ＵＶ吸収剤は２つのシロキサン化合物等の２つポリマー架橋に連結させてよい。

ＵＶ吸収剤および開始剤の相対的な量は、特定の利用のために望ましい吸光度に基づいて変わる。一般に、光開始剤のＵＶ吸収剤に対する比率は約１：１〜約２５：１の範囲にあり、６：１〜２５：１が望ましい。一般に、光開始剤およびＵＶ吸収剤の相対的な量は下記式を用いて計算することができる。
−ｌｏｇＴ＝Ａ＝Ε_１ｂ_ｉｃ_１＋Ε_２ｂ_２ｃ_２

式中、Ｔは透過率であり、Ａは吸光度であり、Ε_１はＵＶ吸収剤の吸光係数であり、ｂ_１は光路の長さであり、ｃ_１はＵＶ吸収剤の濃度である。）Ε_２、ｂ_２およびｃ_２は、それらが光開始剤に関することを除いては上記の通りである。実際のところは、実際の吸光度は予想値よりも一般に低いために、その量は計算量よりも一般に少なくとも１．５倍でなければならないことがわかった。

（実施例１）

ＵＶ遮断層を光調節可能な眼内レンズに利用した。層の厚みは約５０μｍであった。

次に、レンズを３６５ｎｍの紫外光に露光した。遮断層のない類似のレンズもＵＶ光に露光した。図４に示されるように、遮断層を有するレンズを透過する３６５ｎｍの光は、遮断層のないスタンダードの光調節可能なレンズでの１．５％に比べて０．０６９％であった。３６５ｎｍでの透過率はＵＶ遮断層を有することにより２０倍減少した。

（実施例２）

ＵＶ光および青色光の遮断層を光調節可能な眼内レンズに利用した。層は約５０μｍの厚みであった。

次に、レンズを３６５ｎｍの紫外光に露光した。遮断層のない類似のレンズもＵＶ光に露光した。図５に示されるように、遮断層を有するレンズを透過する３６５ｎｍの光は、スタンダードの光調節可能なレンズに比べて２０倍減少した。さらに、青色光領域（３９０〜５００ｎｍ）での著しく低い透過率がＵＶ光および青色光の遮断層を有するレンズで観察された。

本発明およびその利点を詳細に説明したが、添付の請求の範囲により定義された本発明の精神および範囲から離れることなく多様な変更、置換および改変をなし得ることが理解されるはずである。さらに、本出願の範囲は、本明細書に記載の製法、機械、製造、組成物、手段、方法および工程の特定の実施形態に限定されることを意図するものではない。当業者は、本発明の開示から、ここに記載の対応する実施形態および実質的に同一の機能を実施するか、または実質的に同一の結果を達成する、現存するか、またはこれ以降に開発される製法、機械、製造、組成物、手段、方法または工程を本発明にしたがって利用してよいことを容易に理解するだろう。したがって、添付の請求の範囲は、それらの範囲内に、そうした製法、機械、製造、組成物、手段、方法または工程を包含するものである。

本発明のさらに完全な理解のために、ここで、添付の図面と合わせて理解される下記の説明を参照されたい。図面に示されるのは以下の通りである。

遮断層のない光調節可能な光学素子。

本発明の光調節可能な光学素子の側面図。

遮断層のみが光学素子の裏面に沿って広がる光調節可能な光学素子の側面図。

本発明のＵＶ遮断区域の透過率曲線と反射曲線の図。

本発明の青色光遮断区域の透過率曲線の図。

本発明のＵＶ光と青色光の遮断区域の透過率曲線の図。

Claims (20)

1. レンズの少なくとも一面と同一の広がりを持つ紫外線遮断層を含む眼内レンズ。
2. レンズの少なくとも一面と同一の広がりを持つ青色光遮断層を含む眼内レンズ。
3. 紫外線遮断層がレンズの新しい表面と同一の広がりを持つ請求項１記載のレンズ。
4. 紫外線遮断層がレンズの側面と裏面に沿って広がる請求項１記載のレンズ。
5. 紫外線遮断層が紫外線吸収成分を含む請求項１記載のレンズ。
6. 紫外線遮断層が短いポリマードレインに連結した紫外線吸収剤を含む請求項１記載のレンズ。
7. 短いポリマードレインが約２〜約２８個のモノマーを含む請求項５記載のレンズ。
8. 紫外線遮断層が、下記構造：
   

   

   （式中、Ｘは独立して水素、１価の炭化水素、１価の置換炭化水素、ヒドロキシル、アミノ、カルボキシル、アルコキシ、置換アルコキシおよびハロゲンからなる群から選択され；Ｒ^１は独立して水素、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、ヒドロキシル、アミノおよびカルボキシルからなる群から選択され；Ｒ^２はビニル、アリル、アルケニル、置換アルケニル、アルケノキシ、置換アルケンピキシ、アクリロキシ、置換アクリロキシ、アクリレート、メタクリレートおよびシリコンからなる群から選択され；ｎは１〜３の整数である。）を有するベンゾトリアゾールを含む請求項１記載のレンズ。
9. ＵＶ遮断剤層がベンゾフェノン化合物を含む請求項１記載のレンズ。
10. ＵＶ遮断剤層が青色光遮断剤を含む請求項１記載のレンズ。
11. 前記光学素子の少なくとも一面と同一の広がりを持つＵＶ遮断剤層を含む光学素子。
12. レンズの少なくとも一面と同一の広がりを持つ青色光遮断層を含む眼内レンズ。
13. 紫外線遮断層がレンズの新しい表面と同一の広がりを持つ請求項１１記載のレンズ。
14. 紫外線遮断層がレンズの側面と裏面に沿って広がる請求項１１記載のレンズ。
15. 紫外線遮断層が紫外線吸収成分を含む請求項１１記載のレンズ。
16. 紫外線遮断層が短いポリマードレインに連結した紫外線吸収剤を含む請求項１１記載のレンズ。
17. 短いポリマードレインが約２〜約２８個のモノマーを含む請求項１５記載のレンズ。
18. 紫外線遮断層が、下記構造：
    

    

    （式中、Ｘは独立して水素、１価の炭化水素、１価の置換炭化水素、ヒドロキシル、アミノ、カルボキシル、アルコキシ、置換アルコキシおよびハロゲンからなる群から選択され；Ｒ^１は独立して水素、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、ヒドロキシル、アミノおよびカルボキシルからなる群から選択され；Ｒ^２はビニル、アリル、アルケニル、置換アルケニル、アルケノキシ、置換アルケンピキシ、アクリロキシ、置換アクリロキシ、アクリレート、メタクリレートおよびシリコンからなる群から選択され；ｎは１〜３の整数である。）を有するベンゾトリアゾールを含む請求項１１記載のレンズ。
19. ＵＶ遮断剤層がベンゾフェノン化合物を含む請求項１１記載のレンズ。
20. ＵＶ遮断剤層が青色光遮断剤を含む請求項１１記載のレンズ。

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