환상 삽입체를 갖는 동력공급된 안과용 장치 내에서의 밀봉 및 봉지

申请号 KR1020140030241 申请日 2014-03-14 公开(公告)号 KR1020140113528A 公开(公告)日 2014-09-24
申请人 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드; 发明人 퓨랜들비.; 리얼제임스다니엘; 토너아담; 오츠다니엘비.; 플리치프레더릭에이.; 스눅샤리카;
摘要 A method and device for sealing and encapsulating a component on and within an annular multi-piece insert are disclosed. In some embodiments, an ophthalmic lens is cast molded from a silicone hydrogel. The component includes a sealed and encapsulated multi-piece insert portion.
权利要求
  • 안과용 렌즈를 위한 환형 멀티-피스 삽입체 장치(annular multi-piece insert device)로서, 상기 멀티-피스 삽입체는
    제1 환형 형상의 적어도 일부로 형상화되는 제1 삽입체 후방 곡면 피스(insert back curve piece);
    제2 환형 형상의 적어도 일부로 형상화되는 제1 삽입체 전방 곡면 피스(insert front curve piece);
    상기 제1 삽입체 전방 곡면 피스와 제1 삽입체 후방 곡면 피스 중 하나 또는 둘 모두 상의 전도성 재료(conductive material);
    상기 제1 삽입체 전방 곡면 피스와 제1 삽입체 후방 곡면 피스 중 하나 또는 둘 모두에 부착되는 전자 구성요소(electronic component)로서, 부착이 상기 전도성 재료에 대해 적어도 부분적으로 이루어지는, 상기 전자 구성요소; 및
    상기 제1 삽입체 전방 곡면 피스와 상기 제1 삽입체 후방 곡면 피스 중 하나 또는 둘 모두의 표면 상에 위치된 제1 밀봉 재료(sealing material)를 포함하며, 상기 제1 삽입체 전방 곡면 피스와 상기 제1 삽입체 후방 곡면 피스는 제1 안과용 삽입체 피스(ophthalmic insert piece)를 구성하고, 상기 제1 밀봉 재료는 상기 제1 안과용 삽입체 피스 내부의 제1 공동(cavity)을 밀봉할 수 있는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제1항에 있어서, 상기 장치는
    제3 환형 형상의 적어도 일부로 형상화되는 제2 삽입체 후방 곡면 피스; 및
    상기 제1 삽입체 전방 곡면 피스와 제2 삽입체 후방 곡면 피스 중의 하나 또는 둘 모두 상에 위치된 제2 밀봉 재료를 추가로 포함하며, 상기 제1 삽입체 전방 곡면 피스, 제1 삽입체 후방 곡면 피스, 및 제2 삽입체 후방 곡면 피스는 제2 안과용 삽입체 피스를 구성하고, 상기 제2 밀봉 재료는 상기 제2 안과용 삽입체 피스 내부의 제2 공동을 밀봉할 수 있는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제1항에 있어서,
    상기 제1 공동은 상기 전자 구성요소를 포함하는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제1항에 있어서,
    상기 전자 구성요소는 상기 밀봉된 제1 공동 외부에 있는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제1항에 있어서,
    제1 삽입체 전방 곡면 피스 밀봉 특징부(seal feature)의 주연부를 따라 위치된 제1 감지 요소(sensing element)를 추가로 포함하는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제1항에 있어서,
    상기 제1 삽입체 전방 곡면 피스 밀봉 특징부의 주연부를 따라 배치된 약제 펌프 및 저장원(medicament pump and reservoir)을 추가로 포함하는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제1항에 있어서,
    상기 제1 삽입체 전방 곡면 피스의 제1 표면 상에 위치된 제1 감지 요소를 추가로 포함하는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제1항에 있어서,
    상기 제1 밀봉 재료는 제1 미리형성된 형상(preformed shape)을 포함하고, 상기 제1 환형 형상과 제2 환형 형상 중 하나 또는 둘 모두는 상기 제1 미리형성된 형상을 참작(accommodate)하는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제1항에 있어서,
    상기 제1 삽입체 후방 곡면 피스와 상기 제1 삽입체 전방 곡면 피스 중 하나 또는 둘 모두와 상기 제1 재료와의 사이의 기계적 접촉이 제1 시일(seal)을 형성하는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제9항에 있어서,
    상기 장치는 상기 제1 삽입체 전방 곡면 피스 및 제1 삽입체 후방 곡면 피스 둘 모두의 적어도 일부 사이에 제2 재료 접착제 시일(material adhesive seal)을 형성할 수 있는 제2 밀봉 재료를 추가로 포함하며,
    상기 제2 재료 접착제 시일은, 상기 제1 밀봉 재료에 대한, 상기 제1 삽입체 후방 곡면 피스와 상기 제1 삽입체 전방 곡면 피스 중 하나 또는 둘 모두의 적어도 일부의 물리적 접촉을 유지할 수 있는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제9항에 있어서,
    상기 제1 밀봉 재료에 대한, 상기 제1 삽입체 후방 곡면 피스와 상기 제1 삽입체 전방 곡면 피스 중 어느 하나 또는 둘 모두의 적어도 일부의 물리적 접촉을 유지할 수 있는 제1 자가-로킹 특징부(self-locking feature)를 추가로 포함하는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제11항에 있어서,
    상기 제1 자가-로킹 특징부는 상기 제1 삽입체 후방 곡면 피스를 상기 제1 삽입체 전방 곡면 피스에 대한 상대적인 위치로 고정적으로 유지하는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제1항에 있어서,
    상기 제1 삽입체 후방 곡면 피스는 제2 자가-로킹 특징부를 포함하며,
    상기 제2 삽입체 후방 곡면 피스는 제3 자가-로킹 특징부를 포함하며, 상기 제2 자가-로킹 특징부는 상기 제3 자가-로킹 특징부와 연동(interlock)할 수 있는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제1항에 있어서,
    상기 전자 구성요소의 상기 전도성 재료에의 부착 후에 상기 전자 구성요소의 적어도 일부에 포함되는 제1 밀봉제를 추가로 포함하는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제1항에 있어서,
    상기 전도성 재료의 적어도 제1 부분에 포함되는 제2 밀봉제를 추가로 포함하는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제2항에 있어서,
    상기 전도성 재료의 적어도 제2 부분에 포함되는 제3 밀봉제를 추가로 포함하는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제1항에 있어서, 상기 멀티-피스 삽입체 장치는 안과용 렌즈 내에 봉지(encapsulate)되고, 상기 안과용 렌즈는 봉지 층을 포함하고, 상기 봉지 층은 중합된 반응성 혼합물을 포함하는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제2항에 있어서, 상기 멀티-피스 삽입체 장치는 안과용 렌즈 내에 봉지되고, 상기 봉지 층은 중합된 반응성 혼합물을 포함하는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제17항에 있어서, 상기 멀티-피스 삽입체는 상기 봉지 층 내에 추가적으로 포함된 착색제 패턴(colorant pattern)을 포함하는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제18항에 있어서,
    상기 제1 공동 내에 위치되고 상기 전자 구성요소와 전기 연통(electrical communication)되는 동력공급 구성요소(energization Component)를 추가로 포함하는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 제20항에 있어서,
    상기 동력공급 구성요소와 전기 연통되고 상기 제1 공동 내에 위치되는 제2 감지 요소를 추가로 포함하는, 환형 멀티-피스 삽입체 장치.
  • 说明书全文

    환상 삽입체를 갖는 동력공급된 안과용 장치 내에서의 밀봉 및 봉지 {SEALING AND ENCAPSULATION IN ENERGIZED OPHTHALMIC DEVICES WITH ANNULAR INSERTS}

    본 발명은 안과용 장치(ophthalmic device)에 관련된 밀봉 및 봉지 태양에, 그리고 더 구체적으로는 일부 실시예에서 구성요소가 그 안에 또는 그 위에 있는 멀티-피스 삽입체(Multi-Piece Insert)를 가진 안과용 렌즈의 제조에서의 밀봉 및 봉지 태양에 관한 방법, 기구 및 장치를 기술한다.

    전통적으로, 콘택트 렌즈(contact lens), 안내 렌즈(intraocular Lens) 또는 누점 마개(punctal plug)와 같은 안과용 장치는 교정, 미용 또는 치료 특성을 갖는 생체적합성 장치를 포함하였다. 콘택트 렌즈는 예를 들어 시력-교정 기능성, 미용 향상 및 치료 효과 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 렌즈의 물리적 특징은 각각의 기능을 제공한다. 렌즈 내에 굴절 품질을 포함시키는 설계는 시력-교정 기능을 제공할 수 있다. 렌즈 내에 포함된 안료는 미용 향상을 제공할 수 있다. 렌즈 내에 포함된 활성제는 치료 기능성을 제공할 수 있다. 그러한 물리적 특징은 렌즈가 동력공급된 상태(energized state)가 되지 않고서도 이루어질 수 있다.

    보다 최근에, 능동 구성요소(active component)들이 콘택트 렌즈 내에 통합되어 왔다. 일부 구성요소들은 반도체 소자를 포함할 수 있다. 일부 예는 동물의 눈에 배치된 콘택트 렌즈 내에 매립된 반도체 소자를 보여주고 있다. 그러나, 그러한 소자에는 독립형 동력공급 메커니즘(free-standing energizing mechanism)이 없다. 그러한 반도체 소자에 동력을 공급하기 위하여 와이어가 렌즈로부터 배터리로 이어질 수 있으며 이들 소자가 무선으로 동력을 공급받을 수 있음이 이론화되었지만, 그러한 무선 동력을 위한 메커니즘이 이용되지 않았다.

    따라서, 안과용 렌즈에 하나 이상의 기능성을 제공하고 안과용 렌즈 또는 다른 생의학 장치(biomedical device)의 광학적 특징의 변화를 제어하기에 적합한 정도로 동력공급되는 안과용 렌즈의 형성에 도움을 주는 부가적인 방법 및 기구를 갖는 것이 바람직하다. 그러한 안과용 및 생의학 장치를 제조하는 공정에서, 구성요소의 물리적 및 화학적 격리의 특성 또는 이의 부족이 중요할 수 있는 다수의 구성요소가 있을 수 있다. 따라서, 동력공급된 안과용 및 생의학 장치에서 다양한 구성요소의 밀봉 및 봉지에 관한 신규한 방법, 장치 및 기구가 중요하다.

    따라서, 본 발명은 예를 들어 동력공급되고 안과용 장치에 통합될 수 있는 삽입체를 포함하는 다양한 구성요소의 밀봉 및 봉지에 관한 혁신을 포함한다. 그러한 안과용 장치의 예로는, 예를 들어, 콘택트 렌즈 또는 누점 마개가 포함될 수 있다. 더욱 일반적인 관점으로부터, 다수의 다른 동력공급된 생의학 장치가 본 발명의 범주 내에서 관련이 있을 수 있다. 또한, 밀봉된 또는 봉지된 멀티-피스 삽입체를 가진 안과용 렌즈를 형성하기 위한 방법 및 기구가 제공된다. 일부 실시예에서, 동력공급된 상태의 매체는 전류를 인입할 수 있는 부품에 동력을 공급할 수 있다. 구성요소는 가변 광학 렌즈 요소, 반도체 소자, 및 능동 또는 수동 전자 장치를 포함할 수 있지만, 이로 제한되지 않는다. 이들 구성요소는 또한 다양한 유형의 외부 신호에 의해 활성화되는 능력을 포함할 수 있다. 일부 실시예는 또한 강성 또는 성형성의 동력공급된 삽입체가 생체적합성 방식으로 안과용 렌즈 내에 포함되는, 캐스트-성형된 실리콘 하이드로겔(cast-molded silicone hydrogel) 콘택트 렌즈를 포함할 수 있다.

    따라서, 본 발명은 적어도 전방 곡면 피스와 후방 곡면 피스를 함께 밀봉함으로써 삽입체를 형성하기 위한 방법을 포함한다. 이 방법은 전기 상호접속부(interconnect)를 한정하고 상호접속부에 그리고/또는 곡면 피스들에 장치를 부착시키는 단계를 포함할 수 있다. 이들 방법을 사용하여 처리함으로써 형성되는 장치가 또한 포함된다.

    일부 대안적인 실시예에서, 앞서 언급된 2-피스 삽입체에 부가되는 제2 후방 곡면 피스가 존재할 수 있다. 이러한 경우에, 다양한 피스의 밀봉이 다수의 공동(cavity)을 생성할 수 있다. 순차 처리 또는 병렬 처리 단계 중 어느 하나로 삽입체에 부가적인 별개의 피스를 포함시키는 방법 단계는 본 명세서에서의 본 발명의 기술의 특성과 일치한다.

    일부 실시예에서, 삽입체는 전기 구성요소를 포함할 수 있다. 이들 구성요소 중 일부 또는 전부는 삽입체 내의 밀봉된 공동 내부에 있는 공간 내에 포함될 수 있다. 다른 실시예는 형성된 공동 외부에 있는 위치에서 전기 구성요소의 배치로부터 형성될 수 있다. 외부 구성요소를 가진 실시예에서, 그들 자신의 봉지 재료 내에 구성요소를 봉지하는 것이 유용할 수 있다.

    다양한 실시예에 의해 형성되는 공동은 또한 다양한 종류의 유체를 함유할 수 있다. 예를 들어, 액체 메니스커스(meniscus)-유형 실시예에서, 안과용 삽입체의 광학 구역(Optical Zone) 내에 적어도 부분적으로 위치되는 중심 공동은 렌즈의 형성에 관련된 액체를 함유할 수 있다. 일부 실시예에서, 액체는 공동을 한정하는 밀봉 공정 전에 또는 그 동안 공동을 한정하는 영역 내에 배치될 수 있다. 다른 경우에, 액체는 밀봉된 공동의 형성 후에, 예를 들어 후방 곡면 피스 또는 전방 곡면 피스 중 어느 하나 내의 하나 이상의 영역을 통한 충전 니들(filling needle)의 주입에 이어서 후방 곡면 피스 또는 전방 곡면 피스 내의 생성된 침투부의 후속 밀봉에 의해 부가될 수 있다.

    시일(seal)을 형성하는 방법 및 생성된 밀봉 장치는 다양한 실시예의 중요한 태양이다. 일부 실시예에서, 시일은 밀봉된 영역의 후속 형성과 일치하는 형상으로 형성되는 미리형성된 재료를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 시일은 후방 곡면 피스와 전방 곡면 피스 중 하나 또는 둘 모두의 표면 위에 밀봉제를 적용함으로써 제위치로 형성될 수 있다. 이들 실시예 중 일부에서, 적용된 밀봉제는 다수의 피스의 조립 전에 경화되는 것이 허용될 수 있고; 다른 경우에, 경화되지 않은 밀봉 재료는 다수의 피스를 조립하도록 추가로 처리될 것이다.

    미리경화된 밀봉 재료 또는 경화되지 않은 밀봉 재료 중 어느 하나를 가진 실시예에서, 이들 재료에 의해 서로 밀봉되는 2개의 피스는 시일을 형성하도록 제위치로 유지되거나 함께 가압될 수 있다. 일부 실시예에서, 시일을 위한 물리적 접촉을 형성하도록 함께 가압되는 표면들은 후속하여, 경화 후에 2개의 표면을 제위치에 영구적으로 부착시키고 2개의 피스 사이의 시일 재료의 밀봉 태양을 유지하는, 2개의 피스에 걸친 접착제 재료의 배치에 의해 제위치로 유지될 수 있다.

    일부 대안적인 실시예에서, 함께 가압되는 표면들은 자가-밀봉(self-sealing) 메커니즘을 활성화시킬 수 있다. 자가-밀봉 메커니즘은 2개 이상의 피스를 함께 로킹 또는 자가-로킹(self-lock)시킬 수 있고 밀봉 재료 상의 압력을 유지할 수 있으며, 이는 이어서 물리적 접촉을 유지하여 시일 완전성을 형성한다. 다른 메커니즘은 밀봉 영역의 성능을 더 양호하게 향상시키기 위해, 예를 들어 표면 토포그래피(surface topography) 내의 나이프-에지(knife-edge) 및 밀봉 재료의 배치를 위한 홈과 같은 밀봉 영역 내의 부가적인 특징부(feature)를 포함할 수 있다.

    전방 곡면 피스와 후방 곡면 피스 중 어느 하나 또는 둘 모두 위에 부착되는 특징부는 또한 그들의 밀봉 또는 봉지에 관한 실시예를 가질 수 있다. 전도성 트레이스(trace), 동력공급 요소 및/또는 전자 구성요소는 전체 트레이스, 동력공급 요소 또는 구성요소를 걸치는 방식으로 침착되는 밀봉 또는 봉지 재료를 가질 수 있고, 그에 따라 어느 한 단부 상의 봉지 및 밀봉 재료와 전방 곡면 피스 또는 후방 곡면 피스 재료 사이의 접촉을 허용한다.

    생성된 멀티-피스 삽입체 장치는 안과용 장치를 형성하도록 추가로 처리될 수 있고, 신규한 방법이 이들 안과용 장치 형성의 방법에 관련된다. 일부 실시예에서, 삽입체는 소량의 렌즈 몸체 형성 재료가 있을 수 있는 제1 금형 부분품(mold part) 내에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 렌즈-형성 혼합물은 예를 들어 하이드로겔-형성 재료를 포함할 수 있다. 부가적인 렌즈-형성 혼합물은 제2 금형 부분품이 제1 금형 부분품에 근접하도록 이동되기 전에, 그 동안 또는 그 후에 부가될 수 있다. 제1 금형 부분품에 근접하는 제2 금형 부분품의 이동은 삽입체 및 렌즈-형성 혼합물이 고품질 광학 표면을 가진 복합 렌즈로 성형될 수 있는 공동을 형성할 수 있다. 이러한 생성된 안과용 장치에 매립된 삽입체는 밀봉된 영역 내에 있는 구성요소 및/또는 봉지된 구성요소를 가질 수 있다. 또한, 일부 실시예에서 삽입체를 둘러쌀 수 있는 성형된 렌즈-형성 혼합물은 삽입체-봉지 층으로 고려될 수 있다. 삽입체 내의 또는 그 위의 구성요소로는 전자 트레이스, 동력공급 장치, 예를 들어 집적 회로를 비롯한 전자 장치, 및 예를 들어 액체 메니스커스 렌즈를 비롯한 능동 광학 요소가 포함될 수 있다.

    <도 1>
    도 1은 본 발명의 일부 실시예를 구현하는 데 유용할 수 있는 예시적인 금형 조립체 기구 구성요소를 예시하는 도면.
    <도 2>
    도 2는 멀티-피스 삽입체 실시예를 가진 예시적인 동력공급된 안과용 렌즈를 예시하는 도면.
    <도 3>
    도 3은 멀티-피스 삽입체를 위한 예시적인 밀봉 실시예의 단면 표현을 예시하는 도면.
    <도 4a>
    도 4a는 멀티-피스 삽입체의 예시적인 2-피스 삽입체 실시예의 역전된 표현을 예시하는 도면.
    <도 4b>
    도 4b는 멀티-피스 삽입체의 예시적인 2-피스 삽입체 실시예의 단면 표현을 예시하는 도면.
    <도 5>
    도 5는 도 4b의 예시적인 장치의 멀티-피스 삽입체 밀봉 영역의 대안적인 실시예를 예시하는 도면.
    <도 6>
    도 6은 도 4b의 예시적인 장치의 멀티-피스 삽입체 밀봉 영역의 대안적인 실시예를 예시하는 도면.
    <도 7>
    도 7은 도 3의 예시적인 장치 내의 밀봉 영역의 대안적인 실시예를 예시하는 도면.
    <도 8>
    도 8은 도 3의 예시적인 장치 내의 밀봉 영역의 대안적인 실시예를 예시하는 도면.
    <도 9>
    도 9는 도 3의 예시적인 장치 내의 밀봉 영역의 대안적인 실시예를 예시하는 도면.
    <도 10>
    도 10은 본 발명의 일부 실시예에 따른 밀봉되고 봉지된 멀티-피스 삽입체를 가진 동력공급된 안과용 렌즈를 형성하기 위한 방법 단계들을 예시하는 도면.
    <도 11>
    도 11은 밀봉된 삽입체를 안과용 렌즈 금형 부분품 내에 배치하기 위한 기구 구성요소의 예를 예시하는 도면.
    <도 12>
    도 12는 본 발명의 일부 실시예를 구현하기 위해 사용될 수 있는 프로세서(processor)를 예시하는 도면.
    <도 13a>
    도 13a는 멀티-피스 삽입체의 예시적인 2-피스 환상 삽입체 실시예의 역전된 표현을 예시하는 도면.
    <도 13b>
    도 13b는 멀티-피스 삽입체의 예시적인 2-피스 환상 삽입체 실시예의 단면 표현을 예시하는 도면.
    <도 14>
    도 14는 멀티-피스 삽입체의 예시적인 3-피스 환상 삽입체 실시예를 예시하는 도면.

    본 발명은 삽입체 및 삽입체를 구성하는 구성요소의 부분들이 밀봉 및 봉지의 태양을 포함할 수 있는 멀티-피스 삽입체를 가진 안과용 렌즈를 제조하기 위한 방법 및 기구를 포함한다. 또한, 본 발명은 밀봉 및 봉지의 태양을 포함하는 안과용 렌즈에 통합되는 멀티-피스 삽입체를 가진 안과용 렌즈를 포함한다.

    본 발명에 의하면, 동력공급된 렌즈는 매립된 삽입체 및 에너지 공급원, 예를 들어 에너지를 위한 저장 수단으로서의 전기화학 전지 또는 배터리를 갖도록 형성된다. 일부 실시예에서, 에너지 공급원을 포함하는 재료는 봉지되어 안과용 렌즈가 배치되는 환경으로부터 격리된다.

    일부 실시예에서, 멀티-피스 삽입체는 또한 회로, 구성요소 및 에너지 공급원의 패턴을 포함한다. 다양한 실시예는 렌즈의 착용자가 그를 통해 보게 될 광학 구역의 주연부 둘레에 회로, 구성요소 및 에너지 공급원의 패턴을 위치시키는 멀티-피스 삽입체를 포함할 수 있다. 다른 실시예는 콘택트 렌즈 착용자의 시야에 부정적인 영향을 주지 않기에 충분히 작은, 회로, 구성요소 및 에너지 공급원의 패턴을 포함할 수 있고, 그에 따라 멀티-피스 삽입체는 광학 구역 내에 또는 그 외부에 이들을 위치시킬 수 있다.

    일반적으로, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 멀티-피스 삽입체는 안과용 렌즈를 제조하는 데 사용되는 금형 부분품에 대해 원하는 위치로 에너지 공급원을 배치하는 자동화 장치(automation)를 통해 안과용 렌즈에 통합된다. 안과용 렌즈 내로 다양한 구성요소를 배치하는 실시예는 구성요소가 밀봉되어 제위치로 부착되거나 구성요소가 봉지되는 하나 이상의 단계를 채용할 수 있다.

    일부 실시예에서, 에너지 공급원은, 명령(command)에 의해 활성화될 수 있고 안과용 렌즈 내에 포함된 에너지 공급원으로부터 전류를 인입하는 구성요소와 전기 연통되도록 배치된다. 구성요소는 반도체 소자, 능동 또는 수동 전기 장치, 또는 예를 들어 마이크로전기기계 시스템(microelectromechanical system, MEMS), 나노전기기계 시스템(nanoelectromechanical system, NEMS), 또는 마이크로기계를 포함하는 전기적으로 활성화되는 기계를 포함할 수 있지만, 이로 제한되지 않는다. 에너지 공급원 및 구성요소를 배치하는 것에 후속하여, 금형 부분품이 안과용 렌즈를 형성하기 위해 반응성 혼합물을 형상화 및 중합시킬 수 있다.

    하기의 단락에서, 본 발명의 실시예의 상세한 설명이 주어질 것이다. 바람직한 및 대안적인 실시예 둘 모두의 설명은 단지 예시적인 실시예이며, 당업자에게는 변형, 수정 및 변경이 명백할 수 있을 것으로 이해된다. 따라서, 상기 예시적인 실시예는 근본적인 본 발명의 범주를 제한하지 않는다는 것이 이해되어야 한다.

    용어 해설

    본 발명에 관한 이러한 상세한 설명 및 특허청구범위에서, 하기의 정의가 적용될 다양한 용어가 사용될 수 있다:

    후방 곡면 피스: 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 멀티-피스 삽입체로 조립될 때 후방에 있는 렌즈의 면 상의 위치를 점유할 상기 삽입체의 중실 요소를 지칭한다. 안과용 장치에서, 그러한 피스는 착용자의 눈 표면에 더 가깝게 있을 삽입체의 면 상에 위치될 것이다. 일부 실시예에서, 후방 곡면 피스는 광이 그를 통해 착용자의 눈 내로 진행할 수 있는 안과용 장치의 중심 내의 영역을 수용하고 포함할 수 있다. 이러한 영역은 광학 구역으로 불릴 수 있다. 다른 실시예에서, 피스는 광학 구역 내의 영역 중 일부 또는 전부를 수용하거나 포함하지 않는 환상(annular) 형상을 취할 수 있다. 안과용 삽입체의 일부 실시예에서, 다수의 후방 곡면 피스가 존재할 수 있고, 이들 중 하나는 광학 구역을 포함할 수 있는 반면, 다른 것은 환상이거나 환체(annulus)의 일부일 수 있다.

    구성요소: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 논리적 상태 또는 물리적 상태의 하나 이상의 변화를 수행하기 위해 에너지 공급원으로부터 전류를 인입할 수 있는 장치를 지칭한다.

    봉지하다(Encapsulate): 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 예를 들어 매체 삽입체(Media Insert)와 같은 엔티티(entity)를 그 엔티티에 인접한 환경으로부터 분리하기 위해 배리어(barrier)를 생성하는 것을 지칭한다.

    동력공급된: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 전류를 공급할 수 있거나 내부에 전기 에너지를 저장할 수 있는 상태를 지칭한다.

    에너지: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 일을 하는 물리적 시스템의 능력을 지칭한다. 본 발명에서의 많은 용도는 일을 함에 있어서 전기적 작용을 수행할 수 있는 상기 능력에 관계될 수 있다.

    에너지 공급원: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 에너지를 공급할 수 있거나 생의학 장치를 동력공급된 상태에 둘 수 있는 장치를 지칭한다.

    에너지 하베스터(Energy Harvester): 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 환경으로부터 에너지를 추출하여 그것을 전기 에너지로 변환시킬 수 있는 장치를 지칭한다.

    전방 곡면 피스: 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 멀티-피스 삽입체로 조립될 때 전방에 있는 렌즈의 면 상의 위치를 점유할 상기 삽입체의 중실 요소를 지칭한다. 안과용 장치에서, 그러한 피스는 착용자의 눈 표면으로부터 더 멀리 있을 삽입체의 면 상에 위치될 것이다. 일부 실시예에서, 피스는 광이 그를 통해 착용자의 눈 내로 진행할 수 있는 안과용 장치의 중심 내의 영역을 수용하고 포함할 수 있다. 이러한 영역은 광학 구역으로 불릴 수 있다. 다른 실시예에서, 피스는 광학 구역 내의 영역 중 일부 또는 전부를 수용하거나 포함하지 않는 환상(annular) 형상을 취할 수 있다. 안과용 삽입체의 일부 실시예에서, 다수의 전방 곡면 피스가 존재할 수 있고, 이들 중 하나는 광학 구역을 포함할 수 있는 반면, 다른 것은 환상이거나 환체의 일부일 수 있다.

    렌즈: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 눈 안에 또는 눈 위에 존재하는 임의의 안과용 장치를 지칭한다. 이들 장치는 광학적 교정을 제공할 수 있거나, 미용용일 수 있다. 예를 들어, 렌즈라는 용어는 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 오버레이 렌즈(overlay lens), 안구 삽입체(ocular insert), 광학 삽입체, 또는 시력이 교정되거나 변경되게 하는 또는 시력을 방해함이 없이 눈의 생리학적 기능이 미용적으로 향상되게 하는(홍채 색상의 외양이 변화되게 하는) 다른 유사한 장치를 지칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 본 발명의 바람직한 렌즈는 실리콘 탄성중합체 또는 하이드로겔로부터 제조된 소프트 콘택트 렌즈이다.

    렌즈-형성 혼합물 또는 반응성 혼합물 또는 반응성 단량체 혼합물(Reactive Monomer Mixture, RMM): 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 경화 및 가교결합되거나 가교결합되어 안과용 렌즈를 형성할 수 있는 단량체 또는 예비중합체(prepolymer) 재료를 지칭한다. 다양한 실시예는 예를 들어 UV 차단제, 틴트(tint), 광개시제 또는 촉매, 및 콘택트 렌즈 또는 안내 렌즈와 같은 안과용 렌즈에 유용한 다른 첨가제와 같은 하나 이상의 첨가제를 가진 렌즈-형성 혼합물을 포함할 수 있다.

    렌즈-형성 표면: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 렌즈를 성형하는 데 사용되는 표면을 지칭한다. 일부 실시예에서, 임의의 그러한 표면은 광학 품질의 표면 마무리를 가질 수 있는데, 이는 성형 표면과 접촉하는 렌즈-형성 혼합물의 중합에 의해 형성되는 렌즈 표면이 광학적으로 허용가능하도록 그 표면이 형성되고 충분히 매끄럽다는 것을 나타낸다. 또한, 일부 실시예에서, 렌즈-형성 표면은 구면 굴절력(spherical power), 비구면 굴절력(aspherical power) 및 원주 굴절력(cylinder power), 파면 수차 교정(wave front aberration correction), 각막 토포그래피 교정(corneal topography correction) 또는 이들의 조합을 제한 없이 포함하는 원하는 광학 특성을 렌즈 표면에 부여하기 위해 필요한 기하학적 형상을 가질 수 있다.

    리튬 이온 전지: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 리튬 이온이 전지를 통해 이동하여 전기 에너지를 발생시키는 전기화학 전지를 지칭한다. 전형적으로 배터리로 불리는 이러한 전기화학 전지는 그의 전형적인 형태에서 동력이 재공급되거나 재충전될 수 있다.

    멀티-피스 삽입체: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 에너지 공급원을 안과용 렌즈 내에서 지지할 수 있는 성형성 또는 강성 기재를 지칭한다. 일부 실시예에서, 멀티-피스 삽입체는 또한 하나 이상의 구성요소를 지지한다.

    금형: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 비경화 제형으로부터 렌즈를 형성하기 위해 사용될 수 있는 강성 또는 반-강성 물체를 지칭한다. 몇몇 바람직한 금형은 전방 곡면 금형 부분품 및 후방 곡면 금형 부분품을 형성하는 2개의 금형 부분품을 포함한다.

    광학 구역: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 안과용 렌즈의 착용자가 이를 통해 보는 안과용 렌즈의 영역을 지칭한다.

    동력: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단위 시간당 행한 일 또는 전달된 에너지를 지칭한다.

    재충전가능한 또는 재동력공급가능한: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 더 높은 일 수행 능력을 가진 상태로 복원되는 능력을 지칭한다. 본 발명에서의 많은 용도는 소정의 회복 기간 동안 소정의 비율로 전류를 흐르게 하는 능력을 가진 상태로 복원되는 능력에 관계될 수 있다.

    재충전 또는 재동력공급: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 더 높은 일 수행 능력을 가진 상태로 복원하는 작용을 지칭한다. 본 발명에서의 많은 용도는 소정의 회복 기간 동안 소정의 비율로 전류를 흐르게 하는 능력을 가진 상태로 장치를 복원하는 것에 관계될 수 있다.

    금형으로부터 해제된: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 렌즈가 금형으로부터 완전히 분리되거나, 가벼운 정도의 교반에 의해 제거되거나 스웝(swab)에 의해 밀어 떼어낼 수 있도록 단지 느슨하게 부착되는 작용을 의미한다.

    적층 집적 구성요소 장치(SIC-장치): 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 전기 및 전기기계 장치를 포함할 수 있는 기재의 얇은 층들을 서로의 위에 각각의 층의 적어도 일부분을 적층하는 것에 의해 동작식 집적 장치로 조립할 수 있는 패키징 기술의 제품을 지칭한다. 층들은 다양한 유형, 재료, 형상, 및 크기의 구성요소 장치를 포함할 수 있다. 또한, 층들은 다양한 윤곽에 맞춰지고 이를 취하도록 다양한 장치-제조 기술로 제조될 수 있다.

    안과용 렌즈

    도 1을 보면, 밀봉되고 봉지된 삽입체를 포함하는 안과용 장치를 형성하기 위한 기구(100)가 도시되어 있다. 기구는 예시적인 전방 곡면 금형(102) 및 정합하는 후방 곡면 금형(101)을 포함한다. 안과용 장치의 삽입체(104) 및 본체(103)는 전방 곡면 금형(102)과 후방 곡면 금형(101) 내측에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 본체(103)의 재료는 하이드로겔 재료일 수 있고, 삽입체(104)는 이러한 재료에 의해 모든 표면에서 둘러싸일 수 있다.

    삽입체(104)는 많은 상이한 유형의 삽입체 중 하나일 수 있다. 도 1에서, 삽입체(104) 내에 적어도 하나의 밀봉된 표면(105)이 존재할 수 있다. 다른 실시예는 다양한 유형의 시일 및 봉지를 포함할 수 있고, 이들 중 일부가 이하의 단락에서 논의된다. 기구(100)의 사용은 다수의 밀봉된 영역을 가진 구성요소들의 조합으로 구성되는 신규한 안과용 장치를 생성할 수 있다.

    도 2를 보면, 상기 신규한 안과용 장치의 예시적인 실시예(200)가 단면으로 도시되어 있다. 안과용 장치 쉘(230)이 실시예(200)를 둘러쌀 수 있다. 쉘(230)은 도 1에 도시된 금형 실시예(100)에 의해 형성될 수 있고, 예를 들어 하이드로겔 화합물을 비롯한 다수의 재료로 구성될 수 있다.

    이러한 실시예(200)는 또한 삽입체(240)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 삽입체(240)는 다수의 피스로 구성될 수 있고, 이는 삽입체(240)를 조립하기 위해 다양한 종류의 시일을 이용할 수 있다.

    이러한 실시예(200)는 예를 들어 활성화 요소, 처리 요소, 동력공급 요소 및 감지 요소를 포함할 수 있는 구성요소 장치 층(210)을 포함할 수 있다. 다수의 봉지 계획이 구성요소 장치 층(210)의 포함에 관련될 수 있다. 일부 실시예에서, 층(210)은, 생성된 삽입체가 이어서 도 1에 도시된 바와 같은 안과용 장치 내로 고정되기 전에, 예를 들어 능동 광학 장치(220)와 같은 다른 구성요소에 접착될 수 있다. 능동 광학 장치(220)는 2가지 상이한 비혼화성 유체로 충전되고나서 밀봉된 액체 메니스커스-유형 렌즈일 수 있다.

    시일 및 봉지 특징부 - 접착 홈(Glue Groove)

    도 3을 보면, 예시적인 광학 장치(220)의 에지(300)의 확대된 단면이 도시되어 있다. 예를 들어, 수상(aqueous phase; 360) 및 비수상(nonaqueous phase; 350)이 메니스커스-유형 렌즈 내의 2개의 비혼화성 유체를 나타낼 수 있다. 능동 장치의 전방 표면(310)은 다양한 전극 금속 층이 그 상으로 침착될 수 있는 성형된 별개의 피스일 수 있다. 성형된 전방 피스(310)는, 이어서 성형된, 하지만 별개의 후방 곡면 피스(340)와 교차할 접착 홈, 리세스 또는 슬롯(320)을 가질 수 있다. 접착 홈(320)은 예로서 접착제, 밀봉제 또는 아교를 위한 리셉터클(receptacle)로서 역할할 수 있다. 전방 곡면 피스(310)와 후방 곡면 피스(340)가 서로 근접하게 된 후, 유체(350, 360)가 2개의 피스(310, 340)에 의해 형성된 공동을 충전하기 전에 또는 후에, 후방 곡면 피스(340)는 접착 홈(320) 내로 확고하게 정합되도록 전진될 수 있다. 그 후, 접착제(330)가 밀봉된 영역(330)을 생성하도록 접착 홈(320)의 나머지 공간 내로 침착될 수 있다. 일부 실시예에서, 접착 홈(320)은 렌즈 장치 그 자체의 전체 주연부 둘레에 위치될 수 있다.

    다수의 방법이 접착 홈(320) 내로 접착제를 효과적으로 적용할 수 있다. 일부 실시예는 예를 들어 인쇄 장비에 의한 것과 같이 스프레이 노즐에 의한 적용을 포함할 수 있거나, 다른 실시예는, 이어서 열, 광, 압력 또는 시일 및 접합부를 형성하는 다른 표준적인 수단에 의해 유동 및 접합되게 되는 미리형성된 접착제를 접착 홈(320) 내로 침착시킬 수 있다. 많은 유형의 접착제가 밀봉된 영역(330)을 형성할 수 있다. 표 1은 이러한 밀봉 응용 및 가능한 각각의 실시예를 위해 이용될 수 있는 재료의 유형의 일부 예를 열거한다. 표 1은 또한 카테고리 각각에서 일부 재료의 일부 대표적인 특징을 기술한다. 당업자는 논의된 것들 외의 재료가 또한 특허청구범위의 범주 내에 포함될 수 있다는 것을 인식할 것이다.

    도 4a 및 도 4b는 접착 홈(495)을 가진 상이한 실시예(400)를 예시한다. 본 실시예는 전방 곡면 피스(410)와 후방 곡면 피스(492) 사이의 공동이 예를 들어 메니스커스-유형 렌즈와 같은 능동 광학 장치를 내장하는 데 사용되게 하는 2개의 피스(410, 492)를 갖는 2-피스 조립체로 구성될 수 있다. 전방 곡면 피스(410)는 능동 광학 요소의 크기보다 크도록 성형 또는 형성될 수 있고, 여기서 추가의 치수는 구성요소, 상호접속부 및 궁극적으로 다수의 유형의 밀봉 태양을 위한 장착 표면을 제공하는 지지 영역(415)을 생성한다. 도 4a는 역전된 상태의 확대된 전방 곡면 피스(410)를 예시한다.

    다양한 전기 상호접속부 및 상호접속 특징부(430, 440)가 이러한 확대된 전방 곡면 피스(410) 상에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 이들 상호접속 특징부(430, 440)는 예를 들어 배터리와 같은 동력공급 요소에 접속될 수 있다. 다른 실시예에서, 동력공급 요소는 상호접속 라인(430, 440, 470, 480)을 따른 전기 상호접속부 위에 침착 또는 부착될 수 있다. 일부 특정 실시예에서, 제1 상호접속부는 교차부(crossover; 420)를 통해 제2 상호접속부(480)에 부착될 수 있다. 접속 지점(450, 460)은 동력공급 요소를 다른 요소에 상호접속시키는 데 사용될 수 있다.

    요소는 예를 들어 요소와 접촉하는 안구 표면 상의 누액(tear fluid)을 비롯한, 안과용 장치가 점유하는 환경에서 안정하거나 안정하지 않을 수 있는 재료로부터 형성될 수 있다. 용도는 예를 들어 파릴렌 C, N 및 D 계열 요소를 포함하지만 이로 제한되지 않는 파릴렌 계열을 포함하는 코팅으로부터 봉지 층을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 봉지 코팅은 다른 접착제 또는 밀봉제 층의 적용 전에 또는 후에 이루어질 수 있다.

    도 4b는 도면에 하부 단면 이미지를 형성하는 단면의 방향을 나타낸다. 위에서 언급된 바와 같이, 일부 실시예는 예를 들어 구성요소(491)가 부착되는 접속 지점과 같은 상호접속 특징부를 포함한다. 예시적인 구성요소(491)는 예를 들어 전도성 재료의 예로서 전도성 에폭시에 의해 접속 지점(460)에 부착된 집적 회로를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 부착된 구성요소(491)는 전형적으로 구성요소 본체와 부착 표면 사이 또는 그 아래의 접착제의 하부-충전(under-filling)을 통해 전방 곡면 피스(410)의 지지 영역(415)에 접착될 수 있다. 코팅 또는 접착제는 또한 후속하여 집적 회로 또는 다른 구성요소(491)에 적용되어 이를 봉지하고, 이를 전방 곡면 피스(410)에 접속시킬 수 있다. 단면 이미지에 도시된 바와 같이, 후방 곡면 특징부(493)가 존재할 수 있다. 이러한 후방 곡면 특징부(493)를 가진 실시예(490)로부터 유래한 시일 설계의 특성은 하기 단락에서 어느 정도 상세히 논의될 것이다.

    도 5를 보면, 이러한 실시예(500)는 도 4a 및 도 4b의 2-피스 삽입체 실시예의 예시적인 밀봉 특징부를 포함한다. 도시된 것에서와 같이 일부 실시예에서 멀티-피스 삽입체의 전방 곡면 피스(540)는 접착 시일 영역(520)의 일 면을 한정하고 다양한 목적을 위해 전극이 그 상에 침착될 수 있는 표면을 제공하는 이중 목적으로 역할할 수 있는 성형된 또는 형성된 특징부(525)를 포함할 수 있다. 도시된 것과 유사하게 일부 실시예에서, 전방 곡면 피스(540)는 접착 시일 영역(520)의 반대편 면으로 역할하는 돌출부(515)를 포함할 수 있다. 멀티-피스 삽입체의 후방 곡면 피스(510)는 접착 시일 영역(515)에 대해 정합 표면을 형성하는 성형된 특징부를 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 후방 곡면 피스(510)는, 이어서 생성된 접착 시일의 내부 공동 영역(530) 및 외부 영역(520)을 한정하는 2-특징부 정합 표면을 갖는다.

    일부 실시예에서, 접착 시일 영역(525, 515)은 후방 곡면 피스(510)가 제위치로 위치되기 전에 접착제로 충전되어, 접착제가 2개의 밀봉 영역(520, 530) 주위로 유동하게 할 수 있다. 대안적으로, 접착 시일 영역(530)은 후방 곡면 피스(510)가 전방 곡면 피스(540)에 대항하여 제위치로 이동된 후에 충전되어, 접착제가 공동 주위로 유동하여 시일 및 접합부 둘 모두를 형성하는 것을 허용할 수 있다. 일부 실시예에서, 접착 시일 영역(520)은 제1 공동 충전 단계와 동일한 또는 상이한 재료를 포함할 수 있는 접착제로 별개의 단계에서 충전될 수 있다. 표 1의 다양한 재료가 상기 실시예(500)에 사용될 수 있다. 이는 접착 시일 영역(530)을 충전하기 위해 수성 조건 하에서 기능하는 접착제의 사용 또는 비교적 고형의 미리형성된 밀봉제의 사용을 포함하지만 이로 제한되지 않는다.

    다른 실시예에서, 밀봉 시스템(515, 520, 530, 525, 510)은 전방 곡면 피스(540)의 외부 에지(560)에 더 가깝게 위치될 수 있다. 접착 시일 영역(515)과 외부 에지(560) 사이의 최소 거리는 여전히, 예를 들어 집적 회로와 같은 구성요소(491)의 수용 및 지지를 허용한다.

    다른 대안적인 실시예는 전방 곡면 피스(540)의 외부 에지(560)만큼 멀리까지 후방 곡면 피스(510)를 연장시키는 플랩(flap), 연장부 또는 부속물(550)을 포함할 수 있다. 이러한 부속물(550)은 접착 시일 영역(520)을 강화시키거나 추가로 구성요소(491)를 보호하는 이중 목적으로 역할할 수 있다.

    도 6에서, 다른 예시적인 실시예(600)는 멀티-피스 삽입체의 전방 곡면 피스(640) 및 후방 곡면 피스(650)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 접착 시일 영역은 형성된 특징부(625)로부터 외부 에지(615)까지 후방 곡면 피스(650)와 전방 곡면 피스(640) 사이의 내부 공동(620)에 걸쳐 있을 수 있고, 예를 들어 상호접속부 및 집적 회로와 같은 구성요소(491)를 포함하도록 변형될 수 있다. 형성된 특징부(625)는 도면 부호 625로부터 도면 부호 615까지의 접착 시일 영역(620)을 한정하고 형성된 전극에 대한 장착 표면을 제공하는 이중 목적을 가질 수 있다.

    다른 대안적인 실시예에서, 도면 부호 625로부터 도면 부호 615까지의 접착 시일 영역(620) 내에 있는 후방 곡면 피스(650) 특징부(610)의 설계는 단일 특징부(610)일 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 내부 공동(620)은 도면 부호 625로부터 도면 부호 615까지의 접착 시일 영역(620) 내로의 플랩 특징부(660) 및 밀봉 특징부(610)에 의해 형성된다. 표 1의 재료는 삽입체 장치의 밀봉 및 봉지에 효과적일 수 있는 재료의 예를 제공한다. 일반적인 관점으로부터, 접착 시일 영역 및 전방 곡면 피스와 후방 곡면 피스 특징부의 다수의 실시예가 실현될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 수 있으며, 그러한 장치가 역시 특허청구범위의 범주 내에 있다.

    시일 및 봉지 특징부 - 압축 시일

    도 7은 멀티-피스 삽입체 장치(700)를 밀봉할 수 있는 상이한 유형의 시일 시스템(745, 720)을 포함하는 대안적인 실시예를 예시한다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 시일의 특성은 2개의 표면 사이의 압축 시일을 수반할 수 있다. 이러한 실시예(700)는 예를 들어 표 1에 열거된 재료를 비롯한 다양한 접착제 재료로부터 침착된 시일로서 형성될 수 있는 다른 밀봉 특징부(720)를 압축하는 표면(745)을 가진 예시적인 후방 곡면 피스(740)를 포함한다.

    특정 실시예에서, 밀봉 특징부(720)는 밀봉 특징부(720, 745)를 위한 압축된 위치를 생성하는, 전방 곡면 피스(310) 내의 홈(750) 내에 배치되는 탄성중합체 o-링일 수 있다. 전방 곡면 피스(310)와 후방 곡면 피스(740)에 압력이 가해질 때, 압축 시일은 후방 곡면 피스(740) 상의 밀봉 특징부(745)와 홈(750) 내의 밀봉 특징부(720) 사이에 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 접착제는 홈(750) 내로 전방 곡면 피스(310)와 후방 곡면 피스(740)를 로킹시키기 위해 밀봉 홈(730)의 나머지 내에 배치될 수 있다. 이러한 실시예에서, 안과용 장치 내의 압축-유형 시일은 유체-기반 액체 메니스커스 실시예를 포함하고; 다른 실시예에서 이러한 유형의 시일은 예를 들어 도 6에서 설명된 밀봉 시스템과 같은 안과용 렌즈 환경에서의 밀봉 요구를 위해 사용될 수 있다.

    시일 및 봉지 특징부 - 나이프-에지 시일

    도 8은 멀티-피스 삽입체 장치(800)를 밀봉하도록 형성될 수 있는 시일의 대안적인 실시예를 포함한다. 상기 실시예에서, 적어도 하나의 시일의 특성은 후방 곡면 피스(840)와 전방 곡면 피스(310) 사이의 나이프-에지 시일(845)을 수반할 수 있다. 예시적인 후방 곡면 피스(840)는 다른 밀봉 특징부(820) 내로 로킹될 수 있는 예리한 표면(845)을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 밀봉 특징부(820)는 예를 들어 표 1의 접착제 재료를 사용하여 침착된 시일로서 형성될 수 있다. 다른 실시예는 홈(850) 내에 배치될 수 있는 O-링 유형의 미리형성된 특징부(820)를 포함할 수 있고, 여기서 나이프-에지 특징부(845)는 밀봉 특징부(820) 내로 압축될 수 있다. 대안적으로, 경화되지 않은 또는 경화된 접착제 재료가 홈(850)에 적용되어 나이프-에지 특징부(845)가 그 내로 가압될 수 있는 밀봉 특징부(820)를 생성할 수 있다. 밀봉 특징부(820)가 경화되지 않은 접착제인 실시예에서, 전방 곡면 피스(310)와 후방 곡면 피스(840)는 밀봉 특징부(820) 내로 나이프-에지 표면(845)에 의해 형성된 표면에 의해 밀봉되고 접착식으로 부착될 수 있다.

    다른 실시예에서, 밀봉 특징부(820)와 함께 형성되는 시일의 특성에 관계없이, 후속하는 예시적인 단계는 밀봉 홈(830)의 나머지 내로 접착제를 배치하여 전방 곡면 피스(310)와 후방 곡면 피스(840)를 제위치로 로킹하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 특정 실시예에서, 안과용 장치(800) 내의 나이프-에지 밀봉 시스템(845, 820, 850)은 유체-기반 액체 메니스커스 실시예에 기초한다. 이러한 유형의 밀봉 시스템(845, 820, 850)은 또한 예를 들어 도 6에서 설명된 유형의 밀봉과 같은 안과용 렌즈 환경에서의 다른 유형의 밀봉 요구에 효과적일 수 있다.

    도 9는 안과용 삽입체 장치(900)에서의 나이프-에지 유형 시일의 대안적인 실시예를 예시한다. 유체-기반 액체 메니스커스 실시예에 기반한 이러한 실시예에서, 멀티-피스 삽입체의 전방 곡면 피스(310)와 후방 곡면 피스(940)는 상기 멀티-피스 삽입체 장치(900)를 밀봉하여 봉지하기 위해 자가-로킹 메커니즘을 사용하여 함께 로킹된다. 자가-로킹 메커니즘(960)은 후방 곡면 피스(940) 상의 나이프-에지 특징부(945)로부터 연장하는 프로파일 립(profile lip; 970) 및 전방 곡면 피스(310) 상의 슬롯 홈(960)을 이용한다. 전방 곡면 피스(310)와 후방 곡면 피스(960)가 함께 가압될 때, 프로파일 립(970)과 슬롯 홈(960)은 확고하게 로킹된 결합부를 생성한다. 예시적인 실시예에서, 홈(950)은 또한 압축 위치를 생성하여, 나이프-에지 특징부(945)를 밀봉 특징부(920) 내에 추가 고정할 수 있다. 나이프-에지 외의 관련된 밀봉 실시예 중 임의의 것이 본 명세서에서의 발명의 범주 내의 기술을 구성할 수 있다는 것이 명백할 수 있다.

    이러한 실시예의 다른 선택적인 특징부는 자가-로킹 밀봉 메커니즘(920, 945, 970, 960, 950)의 전제 주연부를 따른 리세스(930)를 포함할 수 있다. 상기 리세스(930)는 예를 들어 표 1에 열거된 재료와 같은 접착제 또는 밀봉제를 수용할 수 있다. 이러한 실시예(900)는 단일 밀봉 위치를 도시하지만, 다른 실시예는 다수의 밀봉 위치를 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 도 4a의 장치(400)에서, 자가-로킹 밀봉 메커니즘(920, 945, 970, 960, 950)은 특허청구범위에 의해 구현되는 개념을 위한 추가적인 다양한 용도를 제공할 수 있다. 제1 밀봉 표면은 렌즈 중심의 유체 함유 영역을 밀봉하는 데 유용할 수 있는 반면, 제2 환형의 링형 피스는 이어서 내부 환형 시일 및 외부 환형 시일과 함께 배치되어 상호접속부, 동력공급 요소 및 전자 구성요소를 둘러쌀 수 있다. 후방 곡면 피스는 전체 영역에 걸쳐서 하나의 피스로서 연장하는 방식으로 형성될 수 있다. 다양한 영역에 대해 다수의 밀봉 표면을 사용하여, 다양한 밀봉 실시예가 다수의 위치에서 조합 또는 사용될 수 있다.

    삽입체 기반 안과용 렌즈를 위한 방법 및 재료

    도 1을 다시 참조하면, 안과용 렌즈를 위한 예시적인 금형 장치(100)의 다이어그램이 멀티-피스 삽입체(104)와 함께 예시되어 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 금형 장치(100)는 렌즈-형성 혼합물의 반응 또는 경화 시에 원하는 형상의 안과용 렌즈가 생성되도록 렌즈-형성 혼합물이 내부로 분배될 수 있는 공동(106)을 형상화하기 위해 형성되는 플라스틱을 포함한다. 본 발명의 금형 및 금형 조립체(100)는 하나 초과의 금형 부분품 또는 금형 피스(101, 102)로 구성된다. 금형 부분품(101, 102)은 렌즈가 그 안에서 형성될 수 있는 금형 부분품(101, 102)들 사이의 공동(106)을 형성하는 방식으로 합쳐질 수 있다. 금형 부분품(101, 102)의 이러한 조합은 바람직하게는 일시적이다. 렌즈의 형성시, 금형 부분품(101, 102)은 렌즈의 제거를 위해 다시 분리될 수 있다.

    적어도 하나의 금형 부분품(101, 102)은 그 표면의 적어도 일부분이 렌즈-형성 혼합물과 접촉하는 표면을 가져서, 렌즈-형성 혼합물의 반응 또는 경화 시에 상기 표면은 그 표면이 접촉하는 렌즈의 일부분에 원하는 형상 및 형태를 제공하게 한다. 적어도 하나의 다른 금형 부분품(101, 102)도 마찬가지이다.

    따라서, 예를 들어, 예시적인 실시예에서, 금형 장치(100)는 2개의 부분품(101, 102), 즉 그들 사이에 공동(106)이 형성되는 암형 오목 피스(female concave piece)(전방 곡면 금형)(102) 및 수형 볼록 피스(male convex piece)(후방 곡면 금형)(101)로부터 형성된다. 렌즈-형성 혼합물과 접촉하는 오목한 표면의 부분은 금형 장치(100) 내에서 생성될 안과용 렌즈의 전방 곡면의 곡률을 갖는다. 상기 부분은 오목한 표면과 접촉하는 렌즈-형성 혼합물의 중합에 의해 형성되는 안과용 렌즈의 표면이 광학적으로 허용가능하도록 형성되고 충분히 매끄럽다.

    일부 실시예에서, 전방 곡면 금형(102)은 또한 원형 원주방향 에지와 일체로 되어 이를 둘러싸는 환상 플랜지를 가질 수 있으며, 원형 원주방향 에지는 축에 수직하고 또한 플랜지(도시 안됨)로부터 연장하는 평면 내에서 전방 곡면 금형(120)으로부터 연장한다.

    렌즈-형성 표면은 광학 품질의 표면 마무리를 가진 표면을 포함할 수 있는데, 이는 성형 표면과 접촉하는 렌즈-형성 혼합물의 중합에 의해 형성되는 렌즈 표면이 광학적으로 허용가능하도록 그 표면이 형성되고 충분히 매끄럽다는 것을 나타낸다. 또한, 일부 실시예에서, 금형 피스(101, 102)의 렌즈-형성 표면은 구면 굴절력, 비구면 굴절력 및 원주 굴절력, 파면 수차 교정; 각막 토포그래피 교정; 및 이들의 조합을 제한 없이 포함하는 원하는 광학 특성을 렌즈 표면에 부여하기 위해 필요한 기하학적 형상을 가질 수 있다. 당업자는 논의된 것들 외의 특징이 또한 본 발명의 범주 내에 포함될 수 있다는 것을 인식할 것이다.

    에너지 공급원 및 구성요소가, 에너지 공급원이 그 상으로 배치될 수 있는 임의의 수용 재료로 구성될 수 있는 멀티-피스 삽입체(104) 상에 장착된다. 일부 실시예에서, 멀티-피스 삽입체(104)는 또한 예를 들어 회로 경로, 구성요소, 및 구성요소와 전기 연통되도록 에너지 공급원을 배치하고 구성요소가 에너지 공급원으로부터 전류를 인입할 수 있게 하는 데 유용한 다른 태양을 포함할 수 있다. 예를 들어 밀봉된 표면(105)과 같은 본 명세서에서 논의된 신규한 밀봉 및 봉지 혁신은 기능성 삽입체가 다수의 피스로 제조되고 이어서 안과용 장치 내로의 최종적인 포함을 위해 신뢰성 있게 조립되어 밀봉되는 것을 허용하며, 여기서 안과용 장치 주위의 재료 및 삽입체 장치 내측의 재료는 삽입체 재료 또는 상기 시일(105)을 통해 확산될 수 없다.

    다양한 실시예는 또한 렌즈를 형성하는 데 사용되는 금형 부분 내로 멀티-피스 삽입체(104)를 배치하기 전에 멀티-피스 삽입체(104) 내로 에너지 공급원을 배치하는 것을 포함한다. 멀티-피스 삽입체(104)는 또한 에너지 공급원을 통해 전하를 수용할 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다.

    일부 실시예에서, 멀티-피스 삽입체(104)를 갖는 렌즈는 강성 중심부 + 연성 주변부 설계(rigid center, soft skirt design)를 포함할 수 있으며, 여기서 중앙의 강성 광학 요소는 각각의 전방 표면 및 후방 표면 상의 대기 및 각막 표면과 직접 접촉할 수 있다. 렌즈 재료(전형적으로 하이드로겔 재료)의 연성 주변부는 강성 광학 요소의 주연부에 부착되고, 이는 또한 생성된 안과용 렌즈에 에너지 및 기능성을 제공하는 멀티-피스 삽입체로서 작용한다. 이들 실시예에서, 봉지재 및 시일(105)의 기능이 중요하다.

    일부 추가 실시예는 멀티-피스 삽입체(104)를 포함하는데, 이 삽입체는 강성 렌즈 삽입체이고 하이드로겔 매트릭스 내에 완전히 봉지된다. 강성 렌즈 삽입체인 멀티-피스 삽입체(104)는 예를 들어 미세사출성형 기술(microinjection molding technology)을 이용하여 제조될 수 있다. 실시예는 예를 들어 약 6 mm 내지 10 mm의 직경과 약 6 mm 내지 10 mm의 전방 표면 반경과 약 6 mm 내지 10 mm의 후방 표면 반경과 약 0.050 mm 내지 0.5 mm의 중심 두께를 가진 폴리(4-메틸펜트-1-엔) 공중합체 수지를 포함할 수 있다. 몇몇 예시적인 실시예는 직경이 약 8.9 mm이고 전방 표면 반경이 약 7.9 mm이며 후방 표면 반경이 약 7.8 mm이고 중심 두께가 약 0.100 mm이며 에지 프로파일이 약 0.050 반경인 삽입체를 포함한다. 하나의 예시적인 미세성형 기계는 배튼필드 인크.(Battenfield Inc.)에 의해 제공되는 마이크로시스템(Microsystem) 50 4536 ㎏ (5-톤) 시스템을 포함할 수 있다. 홈, 슬롯, 립 및 나이프 에지를 포함하지만 이로 제한되지 않는 밀봉 특징부의 일부 또는 전부가 성형 공정 동안 형성될 수 있거나, 또는 성형 공정의 결과의 후속 공정에 의해 이후에 형성될 수 있다.

    멀티-피스 삽입체는 안과용 렌즈를 형성하기 위해 이용되는 금형 부분품(101, 102) 내에 배치될 수 있다. 금형 부분품(101, 102) 재료는 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 및 개질 폴리올레핀 중 하나 이상의 폴리올레핀을 포함할 수 있다. 다른 금형은 세라믹 또는 금속 재료를 포함할 수 있다.

    안과용 렌즈 금형을 형성하기 위해 하나 이상의 첨가제와 조합될 수 있는 다른 금형 재료는 예를 들어 지글러-나타(Zieglar-Natta) 폴리프로필렌 수지(때때로 znPP로 불림); FDA 규정 21 CFR (c) 3.2에 따른 클린 성형을 위한 정제된 랜덤 공중합체; 에틸렌기를 가진 랜덤 공중합체(znPP)를 포함한다.

    또한 일부 실시예에서, 본 발명의 금형은 중합체, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 주쇄 내에 지환족 부분을 함유한 개질 폴리올레핀, 및 환형 폴리올레핀을 함유할 수 있다. 이러한 블렌드는 금형 반부들 중 어느 하나 또는 둘 모두에 사용될 수 있다. 바람직하게는, 이러한 블렌드가 후방 곡면 피스에 사용되고, 전방 곡면 피스는 지환족 공중합체로 구성된다.

    본 발명에 따른 일부 바람직한 금형(100) 제조 방법에서, 공지된 기술에 따라 사출 성형이 이용된다. 실시예는 또한 예를 들어 선반 가공(lathing), 다이아몬드 선삭(diamond turning), 또는 레이저 커팅(laser cutting)을 비롯한 다른 기술에 의해 형성된 금형을 포함할 수 있다.

    전형적으로, 렌즈는 둘 모두의 금형 부분품(101, 102)의 적어도 하나의 표면 상에 형성된다. 그러나, 일부 실시 형태에서, 렌즈의 일 표면이 금형 부분품(101, 102)으로부터 형성되고 렌즈의 다른 표면은 예컨대 선반가공 방법을 사용하여 형성될 수 있다.

    일부 실시예에서, 멀티-피스 삽입체(400)는 멀티-피스 삽입체(400) 상에 위치된 에너지 공급원(420, 430, 440, 470, 480)에 의해 동력을 공급받는 가변 광학계를 포함하는 광학 구역을 가진 전방 곡면 표면(410)을 가질 수 있다. 멀티-피스 삽입체(400)는 또한 광학 구역 내에 포함된 가변 광학계를 제어하기 위해, 예를 들어 집적 회로와 같은 구성요소(491)를 포함할 수 있다. 이러한 논의에서, 가변 광학계는 구성요소로 고려될 수 있다.

    에너지 공급원은 구성요소(491)와 전기 연통되어 있을 수 있다. 구성요소(491)는 예를 들어 반도체-유형 칩, 수동 전기 장치, 또는 수정 렌즈(crystal Lens)와 같은 광학 장치와 같이, 상태의 변화에 따라 전하에 응답하는 임의의 장치를 포함할 수 있다.

    일부 특정한 실시예에서, 에너지 공급원(420, 430, 440, 470, 480)은 예를 들어 배터리 또는 다른 전기화학 전지, 커패시터, 울트라커패시터(ultracapacitor), 슈퍼커패시터(supercapacitor), 또는 다른 저장 구성요소를 포함한다. 일부 특정한 실시예는 광학 구역의 외측에서 안과용 렌즈의 주연부 상에서 멀티-피스 삽입체(400) 상에 위치된 배터리를 포함할 수 있다.

    다른 태양에서, 일부 실시예에서, 착색제 층(496)은 주연부 영역을 따라 포함되어 렌즈의 시각적 외양을 수정할 수 있다. 착색제 층은 예를 들어 패드 인쇄 또는 잉크젯 유형의 공정을 통해 부가될 수 있다.

    일부 실시예에서, 렌즈 유형은 실리콘-함유 성분을 포함하는 렌즈를 포함할 수 있다. 실리콘-함유 성분은 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체 내에 적어도 하나의 [-Si-O-] 단위를 함유하는 것이다. 바람직하게는, 총 실리콘 및 부착된 산소는 실리콘-함유 성분의 총 분자량의 약 20 중량% 초과, 더 바람직하게는 30 중량% 초과의 양으로 실리콘-함유 성분 내에 존재한다. 유용한 실리콘-함유 성분은 바람직하게는 중합가능한 작용기, 예를 들어, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 비닐, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, 및 스티릴 작용기를 포함한다.

    일부 실시예에서, 삽입체 봉지 층으로 또한 불리는, 삽입체를 둘러싸는 안과용 렌즈 주변부는 표준 하이드로겔 안과용 렌즈 제형으로 구성될 수 있다. 다수의 삽입체 재료에 대해 허용가능한 부합을 제공할 수 있는 특징을 가진 예시적인 재료는 나라필콘(Narafilcon) 계열(나라필콘 A 및 나라필콘 B를 포함함) 및 에타필콘(Etafilcon) 계열(에타필콘 A를 포함함)을 포함할 수 있지만, 이로 제한되지 않는다. 더욱 기술적으로 포괄적인 논의가 본 명세서의 기술과 일치하는 재료의 특성에 대해 후술된다. 당업자는 논의되는 것들 외의 다른 재료가 또한 밀봉되고 봉지된 삽입체의 허용가능한 인클로저(enclosure) 또는 부분적인 인클로저를 형성할 수 있고, 특허청구범위의 범주 내에서 일관성을 갖고 포함되는 것으로 고려될 것임을 인식할 수 있다.

    적합한 실리콘- 함유 성분은 하기 화학식 I의 화합물을 포함한다:

    [화학식 I]

    여기서, R 1 은 독립적으로 1가 반응성 기, 1가 알킬기, 또는 1가 아릴기 (전술한 기 중 임의의 것은 하이드록시, 아미노, 옥사, 카르복시, 알킬 카르복시, 알콕시, 아미도 ,카르바메이트, 카르보네이트, 할로겐 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 작용기를 추가로 포함할 수 있음); 1개 내지 100개의 Si-O 반복 단위를 포함하는 1가 실록산 사슬 (알킬, 하이드록시, 아미노, 옥사, 카르복시, 알킬 카르복시, 알콕시, 아미도, 카르바메이트, 할로겐 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 작용기를 추가로 포함할 수 있음)로부터 선택되고;

    여기서, b는 0 내지 500이며, b가 0 이외의 것일 때, b는 기술된 값과 동일한 모드를 가진 분포임이 이해되고;

    여기서, 적어도 하나의 R 1 은 1가 반응성 기를 포함하며, 일부 실시예에서는 1개 내지 3개의 R 1 이 1가 반응성 기를 포함한다.

    본 명세서에 사용되는 바와 같이, 1가 반응성 기는 자유 라디칼 및/또는 양이온 중합을 겪을 수 있는 기이다. 자유 라디칼 반응성 기의 비제한적인 예는 (메트)아크릴레이트, 스티릴, 비닐, 비닐 에테르, C 1-6 알킬(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, C 1-6 알킬(메트)아크릴아미드, N-비닐락탐, N-비닐아미드, C 2-12 알케닐, C 2-12 알케닐페닐, C 2-12 알케닐나프틸, C 2-6 알케닐페닐C 1-6 알킬, O-비닐카르바메이트, 및 O-비닐카르보네이트를 포함한다. 양이온성 반응성 기의 비제한적인 예는 비닐 에테르 또는 에폭사이드기 및 이들의 혼합물을 포함한다. 일 실시예에서, 자유 라디칼 반응성 기는 (메트)아크릴레이트, 아크릴옥시, (메트)아크릴아미드, 및 이들의 혼합물을 포함한다.

    적합한 1가 알킬 및 아릴기는 비치환된 1가 C 1-16 알킬기, C 6-14 아릴기, 예컨대 치환 및 비치환 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 2-하이드록시프로필, 프로폭시프로필, 폴리에틸렌옥시프로필, 이들의 조합 등을 포함한다.

    일 실시예에서, b는 0이고, 하나의 R 1 이 1가 반응성 기이며, 적어도 3개의 R 1 은 1개 내지 16개의 탄소 원자를 가진 1가 알킬기로부터 선택되거나, 다른 실시예에서는 1개 내지 6개의 탄소 원자를 가진 1가 알킬기로부터 선택된다. 이러한 실시 형태의 실리콘 성분의 비제한적인 예는 2-메틸-,2-하이드록시-3-[3-[1,3,3,3-테트라메틸-1-[(트라이메틸실릴)옥시]다이실록사닐]프로폭시]프로필 에스테르 ("SiGMA"), 2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필옥시프로필-트리스(트라이메틸실록시)실란, 3-메타크릴옥시프로필트리스(트라이메틸실록시)실란 ("TRIS"), 3-메타크릴옥시프로필비스(트라이메틸실록시)메틸실란, 및 3-메타크릴옥시프로필펜타메틸 다이실록산을 포함한다.

    다른 실시예에서, b는 2 내지 20, 3 내지 15이거나, 일부 실시예에서 3 내지 10이고; 적어도 하나의 말단 R 1 은 1가 반응성 기를 포함하며, 나머지 R 1 은 1개 내지 16개의 탄소 원자를 가진 1가 알킬기로부터 선택되거나, 다른 실시예에서는 1개 내지 6개의 탄소 원자를 가진 1가 알킬기로부터 선택된다. 또 다른 실시예에서, b는 3 내지 15이고, 하나의 말단 R 1 은 1가 반응성 기를 포함하며, 다른 말단 R 1 은 1개 내지 6개의 탄소 원자를 가진 1가 알킬기를 포함하고, 나머지 R 1 은 1개 내지 3개의 탄소 원자를 가진 1가 알킬기를 포함한다. 이러한 실시예의 실리콘 성분의 비제한적인 예는 (모노-(2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필)-프로필 에테르 종결된 폴리다이메틸실록산 (400-1000 MW)) ("OH-mPDMS"), 및 모노메타크릴옥시프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산 (800-1000 MW) (mPDMS)을 포함한다.

    다른 실시예에서, b는 5 내지 400 또는 10 내지 300이고, 두 말단 R 1 은 1가 반응성 기를 포함하며, 나머지 R 1 은 독립적으로 1개 내지 18개의 탄소 원자를 가진 1가 알킬기 (이들은 탄소 원자들 사이에 에테르 결합을 가질 수 있고, 추가로 할로겐을 포함할 수 있음)로부터 선택된다.

    일 실시예에서, 실리콘 하이드로겔 렌즈가 요구되는 경우, 본 발명의 렌즈는, 중합체가 제조되는 반응성 단량체 성분의 총 중량을 기준으로, 대략 20 중량% 이상, 그리고 바람직하게는 대략 20 내지 70 중량%의 실리콘-함유 성분을 포함하는 반응성 혼합물로 제조될 것이다.

    다른 실시예에서, 1개 내지 4개의 R 1 은 하기 화학식 II의 비닐 카르보네이트 또는 카르바메이트를 포함한다:

    여기서, Y는 O-, S- 또는 NH-를 나타내고; R은 수소 또는 메틸을 나타내고; d는 1, 2, 3 또는 4이고; q는 0 또는 1이다.

    실리콘-함유 비닐 카르보네이트 또는 비닐 카르바메이트 단량체는 구체적으로 1,3-비스[4-(비닐옥시카르보닐옥시)부트-1-일]테트라메틸-다이실록산; 3-(비닐옥시카르보닐티오) 프로필-[트리스(트라이메틸실록시)실란]; 3-[트리스(트라이메틸실록시)실릴] 프로필 알릴 카르바메이트; 3-[트리스(트라이메틸실록시)실릴] 프로필 비닐 카르바메이트; 트라이메틸실릴에틸 비닐 카르보네이트; 트라이메틸실릴메틸 비닐 카르보네이트, 및

    를 포함한다.

    대략 200 미만의 모듈러스를 가진 생의학 장치가 요구될 경우, 단지 하나의 R 1 이 1가 반응성 기를 포함할 것이며, 나머지 R 1 기 중 2개 이하가 1가 실록산기를 포함할 것이다.

    다른 부류의 실리콘-함유 성분은 하기 화학식들의 폴리우레탄 거대단량체를 포함한다:

    [화학식 IV]

    (*D*A*D*G) a *D*D*E 1 ;

    [화학식 V]

    E(*D*G*D*A) a *D*G*D*E 1 또는;

    [화학식 VI]

    E(*D*A*D*G) a *D*A*D*E 1

    상기 식에서, D는 6개 내지 30개의 탄소 원자를 가진 알킬 다이라디칼(diradical), 알킬 사이클로알킬 다이라디칼, 사이클로알킬 다이라디칼, 아릴 다이라디칼 또는 알킬아릴 다이라디칼을 나타내고;

    G는 1개 내지 40개의 탄소 원자를 가지며 에테르, 티오 또는 아민 결합을 주쇄 내에 포함할 수 있는 알킬 다이라디칼, 사이클로알킬 다이라디칼, 알킬 사이클로알킬 다이라디칼, 아릴 다이라디칼 또는 알킬아릴 다이라디칼을 나타내며;

    *는 우레탄 또는 우레이도 결합을 나타내며;

    a 는 적어도 1이며;

    A는 하기 화학식:

    [화학식 VII]

    (R 11 은 독립적으로 탄소 원자들 사이에 에테르 결합을 함유할 수 있는, 1개 내지 10개의 탄소 원자를 가진 알킬 또는 플루오로-치환된 알킬기를 나타내며; y는 적어도 1이며; p는 400 내지 10,000의 부분 중량을 제공함)의 2가 중합체 라디칼을 나타내고; 각각의 E 및 E 1 은 독립적으로 하기 화학식 VIII에 의해 나타내어지는 중합성 불포화 유기 라디칼을 나타낸다:

    상기 식에서, R 12 는 수소 또는 메틸이고; R 13 은 수소, 1개 내지 6개의 탄소 원자를 가진 알킬 라디칼, 또는 ―CO―Y―R 15 라디칼 (여기서, Y는 ―O―, Y―S― 또는 ―NH―이다)이며; R 14 는 1개 내지 12개의 탄소 원자를 가진 2가 라디칼이고; X는 ―CO― 또는 ―OCO―를 나타내며; Z는 ―O― 또는 ―NH―를 나타내고; Ar은 6개 내지 30개의 탄소 원자를 가진 방향족 라디칼을 나타내며; w는 0 내지 6이고; x는 0 또는 1이며; y는 0 또는 1이고; z는 0 또는 1이다.

    바람직한 실리콘-함유 성분은 하기 화학식 IX (완전한 구조는 상응하는 별표 영역들을 결합함으로써, 즉 *는 *에, **는 **에 결합함으로써 이해될 수 있음)에 의해 나타내어지는 폴리우레탄 거대단량체이다:

    (여기서, R 16 은 아이소포론 다이아이소시아네이트의 다이라디칼과 같은, 아이소시아네이트기의 제거 후 다이아이소시아네이트의 다이라디칼임). 다른 적합한 실리콘-함유 거대단량체는 플루오로에테르, 하이드록시-종결된 폴리다이메틸실록산, 아이소포론 다이아이소시아네이트 및 아이소시아나토에틸메타크릴레이트의 반응에 의해 형성되는 하기 화학식 X(완전한 구조는 상응하는 별표 영역들을 결합함으로써, 즉 *는 *에 결합함으로써 이해될 수 있으며; 여기서, x + y는 10 내지 30 범위의 수임)의 화합물이다:

    [화학식 X]

    본 발명에 사용하기에 적합한 다른 실리콘-함유 성분은 폴리실록산, 폴리알킬렌 에테르, 다이아이소시아네이트, 폴리플루오르화 탄화수소, 폴리플루오르화 에테르 및 다당류 기를 함유한 거대단량체; 말단 다이플루오로치환된 탄소 원자에 부착된 수소 원자를 가진 극성 플루오르화 그래프트 또는 측쇄기를 가진 폴리실록산; 에테르 및 실록사닐 결합을 함유한 친수성 실록사닐 메타크릴레이트 및 폴리에테르 및 폴리실록사닐 기를 함유한 가교결합성 단량체를 포함한다. 전술한 폴리실록산 중 임의의 것이 또한 실리콘-함유 성분으로서 본 발명에서 사용될 수 있다.

    공정

    하기 방법 단계들은 본 발명의 일부 태양에 따라 구현될 수 있는 공정들의 예로서 제공된다. 방법 단계들이 제시되는 순서는 제한하고자 하는 것이 아니며, 본 발명을 구현하기 위해 다른 순서가 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명을 구현하기 위해 단계들 모두가 필요한 것은 아니며, 본 발명의 다양한 실시예에서 추가의 단계가 포함될 수 있다. 추가의 실시예는 실용적일 수 있으며, 그러한 방법은 특허청구범위의 범주 내에 적절히 포함된다는 것이 당업자에게 명백할 수 있다.

    이제 도 10을 참조하면, 흐름도가 본 발명을 구현하기 위해 사용될 수 있는 예시적인 단계들을 예시한다. 1001에서, 예를 들어 도 3에 도시된 피스(310)와 같은 전방 곡면 피스가 형성되고, 1002에서, 도 3에 도시된 피스(340)와 같은 후방 곡면 피스가 형성된다. 1001 및 1002에서의 이들 형성 단계는 순서대로 또는 동시에 수행될 수 있다.

    1003에서, 전도성 재료가 삽입체의 전방 곡면 피스 또는 삽입체의 후방 곡면 피스 중 어느 하나 또는 둘 모두에 적용될 수 있다. 1004에서, 밀봉제가 전기 구성요소 및 전도성 재료 중 어느 하나 또는 둘 모두의 적어도 일부분에 적용될 수 있다. 전도성 재료에 대한 밀봉제의 1004에서의 이러한 적용은 밀봉 공정 전반에 걸쳐 이루어질 수 있는 반면, 전기 구성요소에 대한 1004에서의 적용은 일단 구성요소가 1003에서 전도성 재료에 부착되고 나면 이루어질 수 있다.

    1005에서, 접착제 또는 밀봉 재료가 전방 곡면 피스 및 후방 곡면 피스 중 어느 하나 또는 둘 모두에 적용될 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 재료의 적용은 삽입체 피스들 중 하나 또는 둘 모두의 위에 미리형성된 피스를 배치하는 것을 수반할 수 있다. 일부 추가의 실시예에서, 하나 초과의 전방 곡면 피스 또는 하나 초과의 후방 곡면 피스 또는 둘 모두 하나 초과인 피스들이 존재할 수 있다. 이들 실시예에서, 1005에서의 단계는 안과용 삽입체의 모든 적용가능한 피스가 삽입체 내로 조합될 때까지 반복될 것이다.

    후방 곡면 피스에 대한 전방 곡면 피스의 1005에서의 조합은 본질적으로, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 능동 광학 장치(220)를 수용할 수 있는 공동을 생성한다. 1006에서, 상기 공동은 유체로 적어도 부분적으로 충전될 수 있다. 일부 실시예에서, 유체는 다수의 기능을 제공할 수 있고, 다수의 유체가 1006에서 단계를 반복함으로써 추가될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 2가지의 비혼화성 유체(350, 360)는 메니스커스-유형 렌즈를 생성할 수 있다.

    1007에서, 반응성 단량체 혼합물이 제1 금형 부분품과 제2 금형 부분품 사이에, 또는 후속 처리 단계의 결과로서 2개의 부분품들 사이에 있게 될 제1 또는 제2 금형 부분품 중 어느 하나의 표면 상에 침착될 수 있다. 1008에서, 조합된 삽입체는 제1 금형 부분품과 제2 금형 부분품에 의해 형성된 공동 내로, 또는 이후 시점에 제1 금형 부분품과 제2 금형 부분품에 의해 형성되는 공동 내에 있게 될 표면 상에 배치된다. 일부 바람직한 실시예에서, 도 1의 조합된 삽입체(104)는 기계적 배치를 통해 도 1의 금형 부분(101, 102) 내에 배치된다. 기계적 배치는 예를 들어 표면 장착 구성요소를 배치하기 위해 산업계에 알려진 것들과 같은 로봇 또는 다른 자동화 장치를 포함할 수 있다. 삽입체(104)를 사람이 배치하는 것이 또한 본 발명의 범주 내에 있다. 따라서, 임의의 기계적 배치가, 금형 부분품에 의해 함유된 반응성 혼합물의 중합이 삽입체를 생성된 안과용 렌즈 내에 포함시키도록 삽입체(104)를 캐스트 금형 부분품 내에 배치하는 한, 효과적이다. 일부 실시예에서, 프로세서 장치, MEMS, NEMS, 또는 다른 구성요소가 또한 삽입체 내에 또는 그 상에 장착될 수 있고, 에너지 공급원과 전기 연통되어 있을 수 있다.

    1009에서, 렌즈-형성 공동을 형성하도록 제1 금형 부분품은 제2 금형 부분품에 근접하게 배치될 수 있는데, 이때 반응성 단량체 혼합물의 적어도 일부 및 에너지 공급원은 상기 공동 내에 있게 된다. 1010에서, 공동 내의 반응성 단량체 혼합물이 중합될 수 있다. 중합은 예를 들어 화학 방사선 및 열 중의 하나 또는 둘 모두에 대한 노출을 통해 달성될 수 있다. 1011에서, 렌즈는 금형 부분품으로부터 제거된다.

    임의의 공지된 렌즈 재료 또는 그러한 렌즈의 제조에 적합한 재료로 제조된 하드 또는 소프트 콘택트 렌즈를 제공하기 위하여 본 발명이 사용될 수 있지만, 본 발명의 렌즈는 바람직하게는 대략 0 내지 90%의 수분 함량을 가진 소프트 콘택트 렌즈이다. 더욱 바람직하게는, 렌즈는 하이드록시기 및 카르복실기 중 어느 하나 또는 둘 모두를 함유한 단량체로 제조되거나, 또는 실리콘-함유 중합체, 예컨대 실록산, 하이드로겔, 실리콘 하이드로겔, 및 이들의 조합으로부터 제조된다. 본 발명의 렌즈 형성에 유용한 재료는 거대단량체, 단량체 및 이들의 조합의 블렌드를 중합 개시제와 같은 첨가제와 함께 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 적합한 재료는 제한 없이 실리콘 거대단량체 및 친수성 단량체로부터 제조된 실리콘 하이드로겔을 포함한다.

    기구

    이제 도 11을 참조하면, 자동화된 기구(1110)의 실시예(1100)가 하나 이상의 삽입체(1114) 전달 인터페이스(transfer interface; 1111)와 함께 예시되어 있다. 예시된 바와 같이, 관련 삽입체(1114)를 각각 갖는 다수의 금형 부분품이 팔레트(pallet; 1112) 상에 보유되고, 매체 전달 인터페이스(1111)에 제공된다. 실시예는 멀티-피스 삽입체(1114)를 개별적으로 배치하는 단일 인터페이스, 또는 다수의 금형 부분품 내에 그리고 일부 실시예에서는 각각의 금형 내에 멀티-피스 삽입체(1114)를 동시에 배치하는 다수의 인터페이스(도시 안됨)를 포함할 수 있다.

    일부 실시예의 다른 태양은 멀티-피스 삽입체(1114)를, 안과용 렌즈의 본체가 이들 구성요소 주위에 성형되는 동안 지지하기 위한 기구를 포함한다. 이 홀딩 포인트에는 렌즈 본체 내에 형성될 동일한 유형의 중합된 재료가 부착될 수 있다.

    이제 도 12를 참조하면, 본 발명의 일부 실시예에 사용될 수 있는 제어기(1200)가 예시되어 있다. 제어기(1200)는 통신 장치(1220)와 결합되는 하나 이상의 프로세서 구성요소를 포함할 수 있는 하나 이상의 프로세서(1210)를 포함한다. 일부 실시예에서, 제어기(1200)는 안과용 렌즈 내에 배치된 에너지 공급원에 에너지를 전송하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 모든 전술된 구성요소는 멀티-피스 삽입체 내에 위치될 수 있고, 여기서 다수의 피스는 삽입체의 내부 및 외부 영역을 한정하도록 밀봉된다.

    프로세서(1210)는 통신 채널을 통해 에너지를 전달하도록 구성된 통신 장치(1220)와 결합된다. 통신 장치(1220)는 안과용 렌즈 금형 부분품 내로의 삽입체의 배치에 사용되는 자동화 장치, 삽입체 매체 상에 또는 그 내에 장착되어 안과용 렌즈 금형 부분품 내에 배치되는 구성요소로의 그리고 그로부터의 디지털 데이터의 전송, 또는 안과용 렌즈 내로 통합되는 구성요소 중 하나 이상을 전자적으로 제어하기 위해 사용될 수 있다. 통신 장치(1220)는 또한 예를 들어 하나 이상의 제어기 기구 또는 제조 장비 구성요소와 통신하기 위해 사용될 수 있다.

    프로세서(1210)는 또한 저장 장치(1230)와 통신한다. 저장 장치(1230)는 자기 저장 장치, 예컨대 자기 테이프 및 하드 디스크 드라이브, 광학 저장 장치, 및/또는 반도체 메모리 장치, 예컨대 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory, RAM) 장치 및 판독 전용 메모리(Read Only Memory, ROM) 장치의 조합을 포함하지만 이로 제한되지 않는 임의의 적절한 정보 저장 장치를 포함할 수 있다.

    저장 장치(1230)는 프로세서(1210)를 제어하기 위한 프로그램(1240)을 저장할 수 있다. 프로세서(1210)는 소프트웨어 프로그램(1240)의 명령어들을 수행하고, 이로써 본 발명에 따라 동작한다. 예를 들어, 프로세서(1210)는 삽입체 배치 또는 구성요소 배치를 기술하는 정보를 수신할 수 있다. 저장 장치(1230)는 또한 하나 이상의 데이터베이스(1250, 1260)에 눈-관련 데이터를 저장할 수 있다. 데이터베이스는 맞춤형 삽입체 설계, 도량형 데이터, 및 삽입체로의 그리고 그로부터의 에너지를 제어하기 위한 특정 제어 시퀀스(control sequence)를 포함할 수 있다.

    시일 및 봉지 특징부 - 환형 피스

    일부 실시예에서, 기술되었던 다양한 태양들이 상이한 형상의 장치들에 유용할 수 있다. 도 13a를 보면, 환형 삽입체 장치(1300)가 도시되어 있다. 중심 광학 영역이 능동 안과용 장치를 포함할 수 있는 이전의 실시예와는 대조적으로, 모든 환형 피스들을 갖는 실시예에서, 중심 광학 영역(1310)에는 재료가 없다.

    환형 유형의 실시예에서, 생성된 삽입체 장치(1300)는 여전히 안과용 렌즈 내에 배치될 수 있다. 이전의 논의와 유사하게는, 환형 장치(1300)는 안과용 장치의 특징을 한정하도록, 예를 들어 하이드로겔 재료를 포함하는 다양한 재료들을 삽입할 수 있는 성형 장치 내로 중심이 맞춰질 수 있다.

    환형 삽입체 장치(1300)는 그 형상으로 인하여 상이한 특징 및 용도를 가질 수 있다. 예를 들어, 밀봉 에지(1315)가 존재할 수 있는데, 이는 예컨대 도 3에 피스(310, 340)로 각각 도시된 바와 같이 전방 곡면 피스 및 후방 곡면 피스 중 어느 하나 또는 둘 모두에 광학 구역이 포함되어 있는 실시예들에는 존재하지 않았을 것이다. 예로서 도 13b의 단면도에 도시된 바와 같이, 밀봉 특징부(1393)는 밀봉 에지(1315)를 이용하거나 또는 보강할 수 있다. 추가적으로, 이러한 새로운 밀봉 에지(1315)가 존재함으로써, 예를 들어 밀봉 에지(1315)의 일부분을 주위 환경 내의 유체에 대해 침투성(porous)이게 하는 능력과 같은 다른 기능을 허용할 수 있다. 다른 실시예에서, 이러한 침투성 특징은 삽입체 장치(1300)의 표면 부분에도 또한 도입될 수 있다. 전기 트레이스가 밀봉 에지(1315)를 통과하는 경우에 밀봉 특징부(1393)를 사용함으로써 밀봉성 공동이 생성될 수 있으며 상기 밀봉성 공동 내에 있을 수 있는 동력공급 요소들 및 전기 구성요소들과 같은 장치들과의 상호작용을 허용할 수 있다.

    그럼에도 불구하고, 환형 삽입체(1300)의 내부 주연부 시일 에지 특징부(1393)는 그러한 기능을 위한 독특한 환경을 생성하는데, 그 이유는 상기 특징부가 시일 에지(1315)를 통해 다른 장치로 통과되는 전기 전도성 트레이스(1380)를 가질 수 있기 때문이다. 도 13a로 돌아가면, 환형 삽입체 장치(1300)는 중심 광학 영역(1310)에 공극(void)을 가질 수 있다. 중심 광학 영역(1310)은 본 명세서에 개시된 다양한 실시예에 의해 밀봉될 수 있는 밀봉 에지(1315)를 구비할 수 있다. 전기 전도성 트레이스(1330, 1340)는 환형 삽입체 장치(1300) 상에 침착될 수 있다. 일부 실시예에서, 이들 트레이스(1330, 1340)는, 예를 들어 전기 전도성 트레이스(1330, 1340)에 접속된 집적 회로(1360)와 같은, 상기 트레이스에 침착되거나 또는 부착된 동력공급 요소를 가질 수 있다. 추가적인 전기 전도성 트레이스(1370, 1380)에 대한 추가 접속부가 있을 수 있다. 이들 트레이스(1330, 1340, 1370, 1380)는 감지 특징부(1395)에 접속될 수 있으며, 이 감지 특징부(1395)는 착용자를 모니터링할 수 있지만, 이 모니터링에는 감지 특징부를 둘러싸고 있는 공간 내의 누액의 전도성 변화를 측정하는 것을 포함하지만 이로 한정되지는 않는다. 무수한 유형의 감지 장치가 실제적으로 유용하며 그러한 실시예들이 특허청구범위의 범주 내에 충분히 있게 된다는 것을 당업자는 알게 될 것이다.

    다른 실시예에서, 트레이스(1370, 1380)는 감지 특징부(1395)로부터의 유체 또는 약제(medicament)의 분배를 제어하는 데 유용할 수 있다. 실시예(1300)에 대한 감지 특징부(1395)의 위치 및 존재는 단지 예시적인 목적을 위해 설명되며, 그러한 기능은 환형 삽입체 장치(1300)의 표면 특징부들 중의 임의의 부분에 포함될 수 있다. 본 명세서에서 논의된 밀봉 방법론의 태양이 이러한 위치에 이용될 수 있다는 것을 당업자는 인식할 것이다.

    도 13b의 단면 표현으로 진행하면, 제1 밀봉 특징부(1391)는 후방 곡면 피스(1325)에 대한 전방 곡면 피스(1320)의 밀봉을 허용할 수 있다. 환형 특징부는 본질적으로 내부 및 외부 주연부를 갖는데, 이는 시일(1393)이 상기 내부 주연부를 따라 형성될 수 있게 한다. 환형 삽입체 장치의 실시예는, 예를 들어 도 10에 도시된 나이프-에지 및 압력 시일을 포함하는 밀봉 특징부를 추가적으로 포함할 수 있다.

    환형 삽입체 장치(1300)는 동력공급 요소, 전도성 트레이스(1330, 1340, 1360, 1370) 및 집적 회로(1392), 또는 다른 전자 요소를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 이들 구성요소(1392)는 상기 구성요소를 둘러싸는 밀봉된 공동 내에 있을 수 있다. 구성요소들은 전방 곡면 피스(1320) 또는 후방 곡면 피스(1325)에 대해 이들 구성요소들을 둘러싸고 밀봉하도록 봉지제로써 처리될 수 있으며, 이후 이들 2개의 피스의 임의의 조합이 이루어져 환형 삽입체 장치(1300)를 형성한다.

    도 14는 조립시 환형 멀티-피스 삽입체(1400)를 형성할 수 있는 3개의 피스들을 도시한다. 환형 전방 곡면 피스(1430)는, 예를 들어 전기 전도성 트레이스(1440) 및 집적 회로(1450)를 포함할 수 있다. 후방 곡면 피스(1410, 1420)는 환형 삽입체 장치(1400)의 별도의 부분일 수 있다. 전방 곡면 피스(1430) 및 후방 곡면 피스(1410, 1420)는 조합되어 완전한 환형 장치(1400)를 형성할 수 있다. 다른 실시예에서, 2개의 후방 곡면 피스(1410, 1420)는 조합되어 전방 곡면 피스(1430)의 완전한 형상보다는 덜 완성될 수 있다. 도 14에서, 전방 곡면 피스(1430)는 단일 피스로서 도시되고 후방 곡면 피스(1410, 1420)는 부분 피스들로서 도시되지만, 그 반대가 다른 실시예에 적용될 수 있다.

    환형 삽입체 장치(1400)의 피스들을 조립할 때, 이들 피스들(1430, 1410, 1420)을 한번에 2개의 피스를 또는 한꺼번에 3개 피스들 모두를 조립할 수 있다. 피스들을 조립하는 순서는 일부 실시예들에서 달라질 수 있다. 예로서, 전방 곡면 피스(1430)는 집적 회로(1450)에 부착된 전기 트레이스(1440)를 가질 수 있다. 도 10에서 1001 내지 1004에 설명된 방법을 이용하여, 후방 곡면 피스(1420) 및 전방 곡면 피스(1430)는 논의된 다양한 실시예들 중 하나에 의해 조합되고 밀봉될 수 있으며, 이는 집적 회로(1450) 및 전기 트레이스(1440)를 내장할 수 있는 제1 공동(1425)이 되게 된다. 일부 실시예에서, 조합된 전방 곡면 피스(1430) 및 후방 곡면 피스(1420)의 주연부는 센서(1490)를 포함할 수 있다.

    새로이 형성된 삽입체 피스(1430, 1410, 1420)는 이제 동력공급 요소가 공동 영역(1425) 외부에 있으나 삽입체 표면 상에는 있는 전도성 트레이스 상에 적용되게 한다. 후방 곡면 피스(1410)는 전방 곡면 피스(1430)와 조합되어 제2 공동 영역(1415)을 밀봉할 수 있다. 이들 단계의 상대적인 순서는 예시적이며, 다른 순서는 본 발명의 범주 내에 충분히 있게 될 뿐만 아니라 상이한 개수의 삽입체 피스들에도 이러한 개념이 확장된다.

    결론

    전술한 바와 같이 그리고 이하의 특허청구범위에 추가로 한정된 바와 같이, 본 발명은 멀티-피스 삽입체 내에 그리고 그 상에 구성요소들을 밀봉 및 봉지하기 위한 방법과, 그러한 방법을 구현하는 기구뿐만 아니라 멀티-피스 삽입체를 이용하여 형성되는 안과용 렌즈를 제공한다.

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