JP2007537829A - 視力強化のための角膜アンレー及び波面収差修正 - Google Patents

Abstract

視力を改善する装置及び方法が述べられている。人間の視力は、人間の眼の上皮細胞層とボーマン膜の間に配置される角膜アンレー又はレンズを用いて補正され得る。波面収差は、人間の１又は複数の眼に対して測定され、その収差は、所望の視力補正パワーを提供するために角膜アンレーを形作るのに、又は、人間の角膜を形作るのに用いられる。

Description

本発明は、個人の視力を強化する装置及び方法に関する。より詳細には、本発明は、個人の１又は複数の波面収差を測定し、１又は複数の波面収差を修正するように配置される角膜アンレー（corneal onlay）に対して視覚上の移植要素（ocular implant element）を形成することによって個人の視力を強化することに関する。

本出願は、２００４年５月２０日に出願された米国出願番号６０／５７３，６５７の利益を主張するものであり、その内容は全体としてこの中に参照によって取り込まれている。

本発明は、個々（例えば、人間又は動物）の視力を強化するための角膜アンレー及び波面技術の利用、及びそのようなアンレーを作成するプロセスに関する。幾つかの方法は、個人の１又は複数の波面収差を測定すること、及び波面収差に基づいて視覚上の移植要素又は個人の眼を変化させることを伴うものである。

一実施形態では、個人の視力を強化する方法は、レンズ又はブランクのような視覚上の移植要素を提供するステップと、個人の眼の波面収差を測定するステップと、変化された視覚上の移植要素が上皮細胞層とボーマン膜の間の個人の眼に位置するときに、波面収差に対する修正を提供するために測定された前記波面収差に基づいて前記視覚上の移植要素を変化させるステップとを備えている。視覚上の移植要素は、前記波面収差を修正する際に前記要素の１又は複数の部分を除去することによって変化させてもよい。

別の実施形態では、個人の視力を強化する方法は、個人の眼の視力を修正する際に有効な視覚上のパワーを有する角膜アンレーを成形するステップと、前記個人の眼の波面収差を測定するステップと、測定された前記波面収差を修正するために前記アンレーの一部を除去するステップとを備えている。

別の実施形態では、個人の視力を強化する方法は、個人の眼の視力を修正する際に有効な視覚上のパワーを有する角膜アンレーを成形するステップと、前記個人の眼の波面収差を測定するステップと、測定された前記波面収差を修正するために前記個人の眼の一部を切除するステップとを備えている。

前述の方法はまた、上皮細胞層とボーマン膜の間で眼に変更された視覚上の移植要素又は角膜アンレーを配置するステップを備えていてもよい。前記方法はまた、眼に変更された視覚上の移植要素又は角膜アンレーを配置する前に、上皮フラップを形成し又は上皮ポケットを形成するステップを備えていてもよい。前記方法はまた、実質的にボーマン膜に配置される変更された視覚上の移植要素又は角膜アンレーの上に上皮フラップを配置するステップを備えていてもよい。

別の実施形態では、角膜アンレーを生成する方法は、
個人の眼の波面収差を測定するステップと、
変更された視覚上のブランク又は変更されたレンズが上皮細胞層とボーマン膜の間に位置するときに、個人の眼の波面収差に対する修正を提供するために、矯正的な視覚上のパワーなしの視覚上のブランク又は視覚上のパワーを有するレンズを変更するステップとを備えている。

別の実施形態では、角膜アンレーを生成する方法は、
変更された視覚上のブランク又はレンズが上皮細胞層と個人のボーマン膜の間に位置するときに、個人の眼の波面収差に対する修正を提供するために、矯正的な視覚上のパワーなしの視覚上のブランク又は固定された光パワーを有するレンズを変更するステップとを備えている。

前記方法はまた、眼に許容される物質から視覚上のブランク又はレンズを成形することを備えている。前記変更するステップは、ブランク又はレンズの１又は複数の部分を除去することを備えていてもよい。例えば、前記方法は、角膜アンレーを形成するためにブランク又はレンズを変更するための旋盤（旋盤）を用いることを備えていてもよい。前記旋盤は、ブランク又はレンズ上で直接用いられてもよいし、前記旋盤は、熱可塑性成形などの角膜アンレーを成形し又は成形する際に用いられる金属挿入部などの挿入部に用いられてもよい。

ここに述べられる任意の特徴又は特徴の組み合わせは、文脈、本明細書、及び当業者の知識から明らかなように任意の上記組み合わせに含まれる特徴が相互に矛盾しないならば、本発明の範囲内に含まれる。なお、任意の特徴又は特徴の組み合わせは、本発明の任意の実施形態から特に除外され得る。

本発明の付加的な利点及び側面は、以下の詳細な説明において明らかである。

典型的な人間の眼は、レンズ及び絞りを有している。後眼房は、絞りの後ろに位置しており、前眼房は、絞りの前に位置している。眼は、この中に述べられるように５つの層からなる角膜を有している。層の１つである角膜上皮は、角膜の前後の面に沿って並ぶ。角膜上皮は、角膜輪部に対して横に延びている層を形成した鱗状の上皮である。

角膜の５つの層は、角膜上皮、ボーマン膜、基質、デスメー膜、及び内皮を含んでいる。角膜上皮は、通常、約５から６つの細胞層の厚さ（およそ５０マイクロメータの厚さ）であり、一般には、角膜が傷つけられたときに再生する。角膜上皮は、比較的平坦な屈折面を提供し、眼の感染を妨げることを支援する。ボーマン膜は、上皮と基質の間にあり、角膜を傷害から保護すると考えられている。角膜の基質は、そこに分配される繊維芽細胞や角膜実質細胞などの細胞を含む薄層状構造のコラーゲンである。基質は、角膜の厚さの約９０％を構成する。角膜内皮は、典型的には、角膜からの水を取り除くことによって角膜を脱水する単層の薄い立方形の又は鱗状の細胞である。成人の角膜は、典型的には、約５００μｍ（０．５ｍｍ）の厚さであり、典型的には、血管が全くない。

本発明は、人間又は動物などの個人の視力を強化し又は改善するための角膜アンレーの利用に関する。角膜アンレーは、視力補正又は視力強化の光パワーを有するレンズであり、個人の眼の上皮組織とボーマン膜の間に位置するようにサイジングされ形作られて配置される。角膜アンレーは、上皮組織とボーマン膜の間に位置する主要部分を含んでいる。幾つかの状況では、アンレーの主要部分は、ボーマン膜及び／又は下位の基質を貫通し得る。対照的に、角膜インレー（corneal inlays）は、角膜の基質など角膜に配置されるように構成される。換言すると、角膜インレーは、角膜の基質に配置される主要部分を含んでいる。コンタクトレンズは、眼の上皮組織の上に配置されるように構成される。

本発明の一側面では、角膜アンレー及び波面収差測定を利用した視力を強化する方法が開示される。本発明の別の側面では、角膜アンレーを生成し又は製造する方法が開示される。

視力を強化する本方法の一実施形態は、視覚上の移植要素を提供するステップと、
個人の眼の１又は複数の波面収差を測定するステップと、
変更された前記視覚上の移植要素が上皮細胞層又は上皮組織とボーマン膜の間に位置するとき前記１又は複数の波面収差に対する修正を提供するために、測定された前記１又は複数の波面収差に基づいて前記視覚上の移植要素を変更するステップとを備えている。

変更された前記視覚上の移植要素は、前記要素が上皮組織とボーマン膜の間に配置されるとき個人の視力を修正し又は強化する際に有効な角膜アンレーであることが理解され得る。

視覚上の移植要素は、実質的な光パワーなしの要素などブランクであってもよいし、約０ジオプターの光パワーを有する要素であってもよい。

または、視覚上の移植要素はレンズであってもよいし、すなわち換言すれば、視力補正光パワーなどの所望の又は所定の光パワーを有する要素はであってもよい。レンズの光パワーは、特定の個々に対して決定してもよいし、個人のグループに対して決定してもよい。

視覚上の移植要素は、複数の要素のパッケージで提供されてもよいし、単独のパッケージに提供されてもよい。視覚上の移植要素は、無菌であってもなくてもよい。典型的には、視覚上の移植要素は、眼のブランク又は視力補正レンズの製造業者によって提供される。視覚上の移植要素は、量産されてもよいし、個別の必要性及び希望に基づいて生成され提供されてもよい。換言すると、視覚上の移植要素は、光パワーを有していない視覚上の移植要素に対してなど包括的に生成されてもよいし、所定又は固定の光パワーを有する視覚上の移植要素に対して生成されてもよい。すなわち、視覚上の移植要素は、１又は複数の個人に適するようにそれらの生産において特別の注文に応じて作られてもよい。

視覚上の移植要素は、眼に許容される物質を備えている。例えば、視覚上の移植要素は、移植要素が個人の眼に位置するときに、光学的にクリアーである物質又は別の方法で個人の視力に否定的に作用することのない物質又は個人の視力を低減させない物質から生成され得る。なお、移植要素が生成される物質は、生存可能で十分に機能する上皮組織を維持するために、ボーマン膜と上皮組織の間に十分な空気及び栄養素の交換を提供する。視覚上の移植要素が生成される物質は、１又は複数の重合体を含む重合体の成分を備えていてもよい。重合体の成分は、合成又は自然に現存するもの、又はその両方であってもよい。複数の重合体を備えた要素は、架橋重合体又は非架橋重合体によって形成されてもよいが、重合体を物理的に混合する。

ある実施形態では、視覚上の移植要素は、精製コラーゲンなどのコラーゲンから作られてもよい。コラーゲンは、角膜の基質の大きさを規定するコラーゲンの型であるＩ型コラーゲンであってもよいし、コラーゲンは、Ｉ型コラーゲンでなくてもよい。すなわち、移植要素は、III、IV、Ｖ及びVII型などの異なる型のコラーゲンの組み合わせで作られてもよい。コラーゲンは動物から取得してもよく、例えば、コラーゲンは、特に、人間のコラーゲン、牛のコラーゲン、豚のコラーゲン、鳥のコラーゲン、ネズミのコラーゲン、馬のコラーゲンであってもよい。本発明のレンズで有用な多くの異なる型のコラーゲンは、Becton Dickensonなどの会社から公的に利用可能である。すなわち、コラーゲンは、組換え型ＤＮＡ技術を用いることによってなどの組換え型で合成される。公的に利用可能な組換え型のコラーゲンの供給源の１つは、カリフォルニア州、南サンフランシスコのＦｉｂｒｏＧｅｎである。代替的に又は加えて、組換え型のコラーゲンは、ＰＣＴ出願第９３／０７８８９号又はＷＯ９４／１６５７０号に開示される方法を用いて準備され取得され得る。なお、視覚上の移植要素は、以下：ＷＯ２００４／０１５０９０号、ＷＯ２００４／０１４９６９号及びＷＯ９９／３７７５２号の１又は複数に記載される物質から作られ得る。

なお、代替的には、視覚上の移植要素は、当業者には理解されるように重合体のヒドロゲルから作られ得る。重合体のヒドロゲルは、水膨張可能な重合体（water swellable polymer）などのヒドロゲル形成重合体を含んでいる。ヒドロゲルそれ自体が、上記の水で膨張する重合体を含んでいる。本角膜アンレーで有用な重合体のヒドロゲルは、典型的には、比重が約３０％から８０％を有しているが、比重が２０％から９０％を有していてもよいし、比重が５％から９５％を有していてもよく、約１．３と１．５の間の屈折率を有しており、例えば、約１．４は、水と人間の角膜の屈折率に類似している。

開示される視覚上の移植要素の適当なハイドロゲル形成重合体物質又は成分は、限定するものではないが、ポリ（メタクリル酸２−ヒドロキシエチル）ＰＨＥＭＡ、ポリ（メタクリル酸グリセロール）ＰＧＭＡ、高分子電解質物質、ポリエチレン酸化物、ポリビニルアルコール、ポリジオクサリン（polydioxaline）、ポリ（アクリル酸）、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（N-vinylpyrilidone）及びその類似のもの及びその混合物を含んでいる。上記の物質の多くは、公的に利用可能である。なお、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）、他のメタクリル酸塩、アクリル酸塩及びその類似のもの及びその混合物などのハイドロゲル形成重合体でないホモポリマーを自己生成しない１又は複数のモノマーはまた、上記のモノマーからのユニットの存在が重合体ハイドロゲルの所望の組成物と干渉しないならば、上記のハイドロゲル形成重合体物質に含まれ得る。

代替的には、視覚上の移植要素は、米国特許第５，７１３，９５７号に開示されるように、生物学的適合の非ハイドロゲル物質又は成分から製造してもよい。非ハイドロゲル物質の例は、アクリル樹脂、ポリオレフィン、フッ素重合体、シリコン、スチレン、ビニル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、セルロース化合物、又はコラーゲンベースの物質を含むプロテインを含んでいるが、これらに限定されるものではない。なお、視覚上の移植要素又は角膜アンレーは、米国特許第５，９９４，１３３号に開示されるような細胞成長基質重合体（cell growth substrate polymer）を含み得る。

したがって、視覚上の移植要素は、合成物質、非合成物質、又はその組み合わせを含んでいてもよい。一実施形態では、視覚上の移植要素は、完全に合成物質から作られる。ある実施形態では、視覚上の移植物質は、牛のコラーゲンと合成物質の組み合わせ及び組換え型コラーゲンと合成物質の組み合わせを含むコラーゲンと合成物質の組み合わせから作られる。付加的な実施形態では、レンズは、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）（polynipaam）成分を含み得る。

この中の開示を参照すると、角膜アンレーは、個人の視力を強化するために個人の眼の配置に適当である視力補正レンズについて言及している。本角膜アンレーは、以下に記載されるように、１又は複数の波面収差に基づいてブランク又はレンズを変更することによって生成され得る。

視力を強化する方法はまた、個人の眼の１又は複数の波面収差を測定することを備え得る。眼における１又は複数の屈折の誤りは、当業者に知られているような波面技術を用いて測定され得る。例えば、波面技術の記載及びは面収差の測定は、米国特許第６，０８６，２０４号（Magnate）及びＷＯ２００４／０２８３５６（Altmann）で提供されている。

波面収差は、光線の中心スポットの実光波面と参照面の間の距離の３次元の輪郭であり、例えば、米国特許第６，５８５，３７５号の図１に示され、Ｍｉｅｒｄｅｌ氏の１９９７年、Ｎｏ．６の“Der Ophthalmologe”に記載されるような理想的な球形状である。波面収差は、実際の像波面と、像点すなわち眼の瞳孔のいずれかの点を中心とする理想的な参照面との間の光路差であるように理解され得る。波面収差を測定する方法は、当業者には周知である。

簡単に言えば、Nader, N., Ocular Surgery Newsの“Learning a new language: understanding the terminology of wavefront-guided ablation”（２００３年２月１日）によって記載されるように、誤差測定器（例えば、眼の収差を測定する機器）は、眼を離れる（出発する）異常な像を測定するのに用いてもよいし、網膜上に投影される格子形状を測定するのに用いてもよい。例えば、患者が視覚の固定ターゲット上に視界を維持している一方で、相対的に狭い入力レーザビームは、網膜に点光源を発生させるために、瞳孔に向けられ、患者の眼の網膜にフォーカスされ得る。その光は、網膜から瞳孔へ反対に反射され、眼から進行する光の波面は、波面センサに進行する。当業者によって理解されるように、波面は、光源から等距離である電磁波の全範囲の点を接続する面として定義され得る。光線は、眼を離れ（出発し）、光線の偏差を検出するレンズのアレイを通過する。波面は、レンズ、角膜、水様液、及び硝子液などの眼の屈折系における屈折特性の異質性によって偏向され、又は曲げられることになる。そのとき結果として生じる像は、典型的には、例えば電荷結合デバイス（ＣＣＤ）カメラによって記録される。

波面は、その後、典型的には再構成され、偏差は３次元で数学的に記述される。波面偏差は、少なくとも一部は光線の方向を分析することによって計算される。一般には、並行な光ビームは、あるとしても少ない収差を有する波面を指示し、並行でない光ビームは、等距離の焦点を与えない収差を有する波面を指示する。

典型的には、ゼルニケ多項式は、視覚上の収差を測定し又は分析するのに用いられる。各々のゼルニケ多項式は、形状又は３次元の表面について述べている。当業者によって理解されるように、ゼルニケ多項式は、無限のセットであるが、眼科学では、ゼルニケ多項式は、通常、先頭の１５の多項式に限定される。二次ゼルニケの項は、焦点ボケ及び非点収差などの従来の収差を表している。２次収差より大きい収差は、いわゆる高次収差である。高次収差は、典型的には、従来の球面円柱レンズによって補正され得ない。高次収差の例は、限定されるものではないが、コマ、球面収差、trefoil（３重の対称性を有する波面）、及びquadrefoil（４重の対称性を有する波面形状）を含んでいる。多くの高次収差は、対称ではないが、球面収差などの幾つかの高次収差は、対称であり得る。

屈折誤り測定は、コンピュータ処理される旋盤などのレンズ成形マシン又はデバイスに送信され、視覚上の移植要素の形状は、波面デバイスからの情報を用いて決定される。また、コンピュータ処理されない旋盤など、他の旋盤を用いてもよい。他のデバイスは、視覚上の移植要素を形作るのに用いられ得る１又は複数のレーザ又は視覚上の移植要素を製造するのに用いられるツールを含み得る。旋盤は、１又は複数のレンズの部分を除去することによって（例えば、旋盤が視覚上の移植要素で動作し又は直接用いられる）、又は、熱可塑成形などのレンズの成形をするのに用いられる金属挿入部などの挿入部の形状を変更することによって、視覚上の移植要素の形状を変更するのに用いられ得る。上記の挿入部は、当業者によって理解されるようなコンタクトレンズの製造において用いられる挿入部と同様のものである。波面収差に基づいて設計された、形作られた視覚上の移植要素は、角膜アンレーであることが理解され得る。

本発明によると、個人の眼の波面収差は、適切な角膜アンレー構成を容易にするために測定され、分析され得る。視覚上の移植要素（例えば、ブランク又はレンズ）は、その後、この中で述べられているように、任意の測定された波面収差を考慮して形作られる。したがって、角膜アンレーは、人間の眼の波面収差を補正するように構成されるレンズ本体部を用いて取得される。波面収差矯正（補正）面は、前面、背面、又は前面と背面の両方のいずれかに提供され得る。したがって、一定の実施形態では、本アンレーは、高次波面収差を補正又は低減する。高次波面収差が非対称である状況では、レンズは、実質的に所望の方向を維持するように構成され、波面収差を補正する。

人間の眼の１又は複数の波面収差を測定した後、個人の視力を強化する方法は、測定された波面収差に基づいて視覚上の移植要素を変更することを備えている。前記変更は、視覚上の移植要素が上皮細胞層とボーマン膜の間で眼に位置決めされるときに、１又は複数の波面収差に対する補正を提供する際に有効である。

この中に述べられているように、変更するステップは、視覚上の移植要素の１又は複数の部分を除去することを備えている。例えば、視覚上の移植要素の１又は複数の部分は、コンピュータ処理された旋盤、レーザ、又は任意の他の適当なレンズ形成デバイスなどの旋盤を用いて除去され又は別の方法で取り除かれ得る。

視覚上の移植要素が矯正（補正）する視覚上のパワーを有していないとき（例えばブランク）、又は、矯正する視覚上のパワーを有しているとき（例えばレンズ）、少なくとも前記要素の一部のアブレーションは、１又は複数の波面収差に対して補正を提供するのに効果的である。アブレーションは、球状のパワーを提供するのに効果的であり得る。

上述の視力を強化する方法はまた、上皮組織などの上皮細胞層とボーマン膜の間の個人の眼において変更された視覚上の移植要素（又は角膜アンレー）を配置するステップを備えている。角膜アンレーは、初めに個人の眼に上皮フラップを形成し、その後露出されたボーマン膜に角膜アンレーを配置することによって眼に配置され得る。この方法はまた、角膜アンレーがボーマン膜上に位置するときに上皮フラップを角膜アンレー上に配置する付加的なステップを備えていてもよい。すなわち、角膜アンレーは、上皮組織又は上皮細胞層とボーマン膜の間に形成されるポケットに配置され得る。角膜アンレーは、従って、上皮組織とボーマン膜の間にもっぱら配置され得る。

上皮フラップは、ボーマン膜から上皮組織を分離することができるセパレータを用いて上皮組織の一部を取り除くことによって形成され得る。セパレータの一例は、米国特許公開公報第２００３／００１８３４７号及び２００３／００１８３４８号に開示されるセパレータなどのDr.Ioannis Pallkikaris（ギリシャ）によって開発されたサブ上皮組織のセパレータ（a sub-epithelial separator）である。セパレータは、上皮組織を角膜から持ち上げるために、上皮組織への吸い込みを実行できる吸い込み装置すなわちリングを含んでいる。マイクロ角膜切開刀を含む刃などの切断装置は、セパレータの一部であってもなくてもよく、その後、フラップを作成するために角膜から持ち上げられている上皮組織の一部を切断するのに用いられ、又は、操作されている上皮組織の一部を完全に取り除くのに用いられ得る。

すなわち、切断装置は、上皮組織を切断するのに電磁エネルギーを用いてもよい。電磁エネルギーが上皮組織切断装置として用いられるとき、処置中に細胞の傷害を低減するのを支援するために、熱エネルギーが低減されている、望ましくは熱エネルギーのない、レーザなどの電磁エネルギー源を用いることが望ましい。例えば、水や塩水などの流体は、電磁エネルギーによって引き起こされる熱破損を低減するために電磁エネルギーと共に用いられ得る。角膜の上皮を取り除くとき、視覚上の組織のより迅速な治療を容易にするためにこの中で示されるようにボーマン膜の１又は複数の小部分を取り除くことが望ましい。しかしながら、一定の状況では、ボーマン膜は完全に無傷のままである。

上皮ポケットは、上皮組織に切り込みを作成することによって形成され得る。切り込みは、上皮組織周辺の任意の所望の領域に形成され得るが、望ましい実施形態では、１又は複数の切り込みは、上皮組織の側頭部分（例えば、患者の鼻から離れて位置する上皮組織の一部）又は上皮組織の内側部分のいずれかにおいて形成される。前記切り込みは、望ましくは、上皮組織において例えば適当な大きさで開口部を提供するように形成され、上皮フラップを作成することなくそこから挿入されるように角膜アンレーを調整する。典型的には、前記切り込みは、瞳孔から離れて形成されるであろう。

前記切り込みは、先に述べたマイクロ角膜切開刀を含むマイクロ角膜切開刀及びその類似のものなどの鋭利器具を用いて上皮組織を切断し又は切り取ることによって作成され得る。代替的には、加えて、前記切り込みは、上皮組織を切断し又は切り取ることなしに上皮組織における開口部を作成するために上皮細胞を分離する鈍的切開（blunt dissection）を用いることによってなされ得る。鈍的切開は、上皮細胞及び／又は上皮組織に対する傷害を低減するという利点を提供する。

前記アンレーは、その後、切り込みを通って挿入され得る。前記アンレーは、はさみ（鉗子）又は他の類似の装置を用いることによって挿入され得る。すなわち、前記アンレーは、前記アンレーの少なくとも一部で変形するように構成される挿入物を用いることによって挿入され、前記アンレーは、例えば、前記アンレーが変形されなかったならば必要となるより小さな切り込みを介して適合する。例えば、前記アンレーは、その断面領域が減少するように折りたたまれ、回転され、又はねじ曲げられる。角膜アンレー挿入装置は、眼の角膜上皮組織の下でレンズを通るのに必要な大きさにされた遠位端を有する本体を含む装置のようなシリンジ（注射器）であり得る。一定の状況では、角膜アンレー挿入装置は、周知で公的に利用可能な眼球内レンズ挿入物に類似しているか少なくとも多少は類似している。

上皮組織は、上皮組織を切断する前に発生され得る。上皮組織は、望ましくはボーマン膜又は角膜の基質に実質的に損害を与えることなくボーマン膜から上皮組織が分離されるようにする任意の適当な技術を用いて発生され得る。一定の実施形態では、上皮組織の一部は、真空を用いて発生される。真空は、米国特許公開公報第２００３／００１８３４７号及び２００３／００１８３４８号に開示されるセパレータなどのマイクロ角膜切開刀を用いて提供され得るが、それは分離した機器として提供されてもよい。

代替的には、すなわち加えて、上皮組織は、一部の上皮組織の下方に流体を納入することによって持ち上げられ得る。流体の納入は、上記で示したようにボーマン膜から少し離れて置かれる上皮組織の膨れを作成するように上皮を膨張させる。適当な流体は、例えば、水様液の変化ナトリウム溶液を含み得る。別の流体は、ゲルを含み得る。ゲルは、少なくとも１つの水溶性又は水膨張可能な重合体物質、例えば、ヒドロキシメチルセルロース及びその類似のもの、及び／又は、１又は複数の他の水溶性又は水膨張可能な重合体物質などの少なくとも１つのセルロース成分を含むゲルであってもよい。ある特定の実施形態では、流体は、CivaVision, Duluth, GAによって、GENTEAL gelとして売られているゲルを含む。

本角膜アンレーはまた、上皮ポケットを形成し、同時に前記アンレーを挿入するという単一のステップを備えた方法において上皮組織とボーマン膜の間に挿入され得る。例えば、前記アンレーは、切断処置中に上皮層剥離刃（an epithelial delaminator blade）に位置決めされ得る。ポケットが形成された後、前記アンレーは、層剥離刃から取り除かれ、層剥離刃がポケットから取り除かれるときに上皮ポケットに保存され得る。

本発明の別の実施形態では、個人の視力を強化する方法は、
人間の眼の視力を補正する際に有効な視覚上のパワーを有するように視覚上の移植要素を成形するステップと、
個人の眼の波面収差を測定するステップと、
成形された視覚上の移植要素は、測定された１又は複数の波面収差を補正するように配置されることになる個人の眼の一部を切除するステップとを備えている。

前述の方法はまた、この中で述べられているように、成形された視覚上の移植要素（例えば、角膜アンレー）を上皮細胞層とボーマン膜の間で眼に配置するステップを備え得る。例えば、角膜アンレーは、上皮フラップの下に配置されてもよいし、上皮ポケットに配置されてもよい。

本発明の別の側面では、角膜アンレーを生成する方法は、個人の眼の１又は複数の波面収差を測定するステップと、変更されたブランク（例えば、角膜アンレー）が上皮細胞層とボーマン膜の間に位置決めされるときに、眼の１又は複数の波面収差に補正を提供するためにブランク（例えば、光パワーなしの視覚上の移植要素）を変更するステップとを備えている。

すなわち、方法は、波面収差に補正を提供するために人間の１又は複数の眼の波面収差に基づいてブランク又はレンズを切除することを備えている。上記の方法は、眼の１又は複数の波面収差を測定するステップを必ずしも必要とするものではない。しかし、前記方法は、個人の１又は複数の眼の１又は複数の波面収差に関する情報を受信するステップを備えている。前記情報は、医者によって実行される波面収差測定処置からの結果を含み得る。前記情報は、プリントされる結果として提供されてもよいし、アンレー製造業者に電子的に送信されてもよく、その後、ブランク又はレンズを変更して波面収差を補正し得る。例えば、医者は、個人の眼の波面収差を測定し、その後、収差の型や収差の位置などの波面収差に関する情報を送信し得る。前記アンレー製造業者は、その後、本発明に従って、波面収差を考慮して所望の視力補正を提供することができるアンレーを生成し得る。

前述の方法はまた、この中に述べられているように、眼に許容される物質からブランクを成形するステップを備え得る。前記成形は、当業者には理解されるような、コンタクトレンズの成形と同一又は類似の任意の従来の成形プロセスを用いて実現され得る。この中に述べられているように、前記変更するステップは、少なくともブランクの一部を切除することを備えており、球面パワーを提供するのに効果的である。例えば、前記切除は、旋盤、レーザ、もしくはマシン又は装置又は装置の組み合わせを変更する任意のレンズを用いて成し遂げられ得る。

レーザが用いられるとき、レーザは、一様なパルス数として、又は、パルス密度が切除区域で変化するパターンで、ブランク又はレンズの切除区域又は領域に向けて与えられ得る。適当なレーザの一例は、ＶＩＳＸから利用可能なＳｔａｒ Ｓ４エキシマレーザである。

レーザ、旋盤、又は他の類似の装置によるブランク又はレンズの切除は、この中に述べられるように所望の曲率を提供する際に効果的である。取り除かれるブランク又はレンズ物質の量は、切除区域にわたり変化し、例えば、多くの物質が中心部分から周辺部分へ取り除かれ得る。すなわち、多くの物質が中心部分に対して相対的に周辺部分から取り除かれてもよい。

別の実施形態では、角膜アンレーを生成する方法は、１又は複数の個人の眼の１又は複数の波面収差を測定するステップと、変更されたレンズ（例えば、角膜アンレー）が上皮細胞層とボーマン膜の間に配置されるときに１又は複数の波面収差に補正を提供するためにレンズの少なくとも一部（例えば、光パワーを有する視覚上の移植要素）を変更するステップとを備えている。

前述の方法はまた、眼に許容される物質をレンズに対して成形するステップを備え得る。上記の方法と同様に、前記変更するステップは、少なくともレンズの一部を切除すること、例えば、球面パワーを有するようにレンズの少なくとも一部を切除することを備えていてもよい。

上記を考慮すると、上記の方法のいずれかによって生成される角膜アンレーが開示される。本角膜アンレー及び方法は、このように、永久のものでさらに可逆であり必要であれば視力強化を提供する。

本角膜アンレーは、前面、背面、前面及び背面の接合部に配置される周辺端部を有している。前面は、典型的には、凸状であり、背面は、典型的には、凹状であるが、背面はまた、１又は複数の平面部又は面であってもよいし、実質的に平面であってもよい。

角膜アンレーはまた、オプティックゾーン及び周辺ゾーンを含んでいてもよい。典型的には、オプティックゾーンは、周辺ゾーンによって境界づけられており、換言すれば、オプティックゾーンは、一般には、レンズの中心光軸などの光軸の中心に位置決めされ、周辺ゾーンは、オプティックゾーンの端部と角膜アンレーの周辺端部の間に配置される。付加的なゾーン及びアンレー配置は、患者が経験する特定の視力の欠陥に依存してアンレーが提供され得る。

なお、本角膜アンレーは、視覚的又は光学的に検出可能な接合部を有しない２又は３以上の区域（ゾーン）など接合のない区域を有し得る。アンレーの前記区域は、平坦で連続的であり、前記アンレーは、屈折誤りだけでなく他の眼及び／又は光学的素子の光収差をも補正するために、独立して又は屈折誤りを補正することと組み合わせて、光学的に最適化され得る。当業者に理解されるように、角膜アンレーは、限定するわけではないが、近視、遠視、乱視、及び老眼を含む視力の欠陥を補正するように構築され得る。前記アンレーは、光学的手段又は眼の基質に課される物理的手段又はその組み合わせのいずれかによって視力の欠陥を強化し又は改善し得る。したがって、角膜アンレーは、ニ焦点レンズを限定するものではなく含んでいる単焦点レンズ又は多焦点レンズであり得る。

なお、代替的には、角膜アンレーは、円環体レンズであり得る。例えば、前記アンレーは、乱視の影響を補正又は低減するために乱視を有する眼に配置されるときに効果的である円環状の領域を含み得る。前記アンレーは、アンレーの背面に位置決めされる円環状の領域を含んでいてもよいし、前記アンレーは、前面に位置決めされる円環状の領域を含んでいてもよい。円環状の領域を含む角膜アンレーは、円環状のアンレーとして言及され得る。円管状のアンレーは、外科医がアンレーを受け付ける個人の正確な軸に前記アンレーの位置を調整することができるので、特定の軸を必ずしも必要としない。前記軸は、典型的には、個人の眼の固有の円環状（toricity）に基づいて患者に対するレンズのシリンダーの位置を調整するのに用いられる。利点として、上述のような軸のない円環状のアンレーは、アンレーを製造する際に低減された数の在庫保管ユニット（ＳＫＵ）を提供し得る。円環状のアンレーは、アンレーの上又は中に、又は、アンレーに取り付けられる着脱可能な物質の上に提供されるような１又は複数のマーキングを備えてもよく、シリンダーがアンレー上にある場合を示す際に効果的である。利点として、円環状のアンレーは、アンレーが機器の上皮組織によって相対的に固定された位置に保たれるので、眼の上でアンレーの適切な方向を維持するために安定器を必要とすることなしに用いられ得る。しかしながら、安定器は、望まれるならば提供してもよい。一定の実施形態では、前記アンレーは、プリズムなどの安定器を含んでいてもよいし、１又は複数の下位及び／又は上位の薄い区域などの１又は複数の薄肉領域を含んでいてもよい。老眼を補正するように構成されるアンレーでは、アンレーは、同心で、非球面（正及び／又は負の球面収差のいずれか）で、回折性で、及び／又はマルチゾーン屈折などの１又は複数の設計を含み得る。適当な角膜アンレーの一例は、２００３年９月１２日に出願された米国出願番号第１０／６６１，４００号に開示されている。

この中に開示される角膜アンレーは、約−１０．００ジオプターから約＋１０．００ジオプターに及ぶ光パワーを有しており、他の光パワーが提供され得るが、そのような他の光パワーは、本発明の範囲内である。典型的には、角膜アンレーは、約５ｍｍと約１２ｍｍの間の直径を有するであろう。望ましくは、前記アンレーの直径は、約７ｍｍと１０ｍｍの間であるだろう。前記アンレーの視覚の区域は、直径が、典型的には、約５ｍｍから約１１ｍｍの範囲にわたり、望ましくは、約６ｍｍから約８ｍｍの範囲にわたる。視覚の区域は、アンレーの前面又は背面のいずれかに提供され得る。

角膜アンレーの背面は、上皮を切除した眼（de-epithelialized eye）の前面を用いて実質的に調整するために特別に構成される。したがって、アンレーの背面は、約５．０ｍｍから約１２．０ｍｍ、好ましくは、約６．０ｍｍから約９．０ｍｍ、より好ましくは、約７．０ｍｍから約８．５ｍｍの直径の範囲にわたるベースカーブを有する１又は複数の球状又は非球状の大きさを含み得る。レンズの中心又はその近傍のレンズ４０の厚さ（すなわち、中心の厚さ）は、典型的には、約１０マイクロメータより大きく、約３００マイクロメータよりも小さい。望ましくは、中心の厚さは、約３０マイクロメータと約２００マイクロメータの間である。中心領域の正確な又は特定の厚さは、最大の厚さが光パワー及び屈折率に依存するので当業者によってケースバイケースで決定され得る。

角膜アンレーの端部の厚さは、典型的には、いつもというわけではないが、アンレーの中心の厚さよりも薄い。端部の厚さは、アンレー及びボーマン膜又は眼の基質の接合部で上皮細胞成長を容易にするのに十分な薄さであるべきであり、アンレーの端部上で付加的な上皮細胞移動を促進するのに十分に薄くてもよい。典型的には、アンレーの端部の厚さは、約１２０マイクロメータより薄い。一定の実施形態では、アンレーは、約６０マイクロメータよりも薄い端部の厚さを有しており、望ましくは、約３０マイクロメータより薄い端部の厚さを有している。望ましい実施形態では、レンズ４０は、約０マイクロメータの端部の厚さ（例えば、鋭いナイフの刃の厚さ）を有している。アンレー端部は、前面及び背面の両方にまるみがあってもよい。代替的には、アンレー端部は、まるみのある前面と背面上又は近傍に頂部を含み得る。すなわち、アンレー端部は、ナイフの刃のように形作られていてもよい。

一定の実施形態では、角膜アンレーは、細胞付着要素をも含み得る。細胞付着要素は、アンレー上の上皮層の安定な位置決めを容易にする。細胞付着要素は、コラーゲンから製作されるアンレーを利用するときには望ましいが、多くの細胞付着要素は、先に述べられているヒドロゲルの又はヒドロゲルでないレンズにおいて高い利用を発見し得る。

細胞付着要素は、細胞付着を容易にし、アンレーの光学的特性を変更しない前面に与えられるくぼみのようなアンレーの物理的摂動を含み得る。くぼみは、アンレーの前面から背面へレンズを介して延びている孔を含んでいる。くぼみは、全体のアンレー又はアンレーの小部分の上に提供され得る。くぼみはまた、アンレーに対する上皮層の細胞付着を容易にする特定のパターン及び大きさで提供され得る。

細胞付着要素はまた、アンレーに対する上皮細胞の付着を支持する重合体を備え得る。上述のように、アンレーは、本質的に米国特許第５，９９４，１３３号に開示される重合体から作成され得る。なお、これらの細胞成長基質重合体は、化学的に接着されるか、又は別の方法でアンレーに対する細胞付着を容易にするためにヒドロゲル又はコラーゲンベースのアンレーの表面にコーティングされる。

細胞付着要素はまた、上皮細胞の細胞外の表面に与えられる分子に特に結合する角膜強化分子などの角膜強化分子を備え得る。適当な角膜強化分子の例は、米国特許公報第２００２／０００７２１７Ａ１に開示されるように、トリペプチド、ＲＧＤ、ペンタペプチド、ＹＩＧＳＲ、細胞外のマトリクスタンパク質、角膜成長因子などのペプチドと、ラミニン、フィブロネクチン、物質Ｐ、フィブロネクチン付着促進ペプチド列、ＦＡＰ、インシュリン様成長因子−１（ＩＧＦ−１）、ｋラミニン、タリン（talin）、インテグリン（integrin）、カリニン（kalinin）、繊維芽細胞成長因子（ＦＧＦ）、及びＴＧＦ−βなどの配位子特定の角膜強化種とを含んでいる。これらの角膜強化分子は、アンレーの上で付着し移動するために上皮細胞の能力を強化するつなぎ鎖を含んでいてもよい。

一例では、視覚上の移植要素は、視覚的な欠陥を補正するために所望の構造を有するレンズ成形においてコラーゲンなどの人工物質を成形し、それによってレンズを形成することによって製造され得る。コラーゲンレンズは、上皮細胞の細胞付着を促進するためにその表面で変更され得る。コラーゲンレンズは、その後、１又は複数の個人の眼から計測される１又は複数の波面収差を補正するように変更され得る。

本発明は様々な特定の例及び実施形態に関して述べられている一方で、本発明はそれに限定されるものではなく、他の実施形態が本発明の範囲内にあることが理解される。

多くの引用刊行物、特許、及び特許刊行物が先に引用されている。引用した刊行物、特許及び特許出願のそれぞれは、この結果、全体として参照によって取り込まれている。

Claims (20)

1. 個人の視力を強化する方法であって、
   個人の眼であって、上皮細胞層及びボーマン膜を含む眼の波面収差を測定するステップと、
   前記波面収差に補正を提供するために、測定された波面収差に基づいて視覚上の移植要素を変更するステップであって、変更された視覚上の移植要素が眼において前記上皮細胞層と前記ボーマン膜の間に位置決めされるときに、視覚上の移植要素を変更するステップ、及び、個人の眼の視力を補正する際に有効な視覚上のパワーを有する角膜アンレーを成形し、測定された波面収差を補正するために前記個人の眼の一部を切除するステップからなるグループから選択されるステップと、を備えた方法。
2. 前記視覚上の移植要素は、矯正的な視覚上のパワーなしのブランク又は光パワーを有するレンズであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記視覚上の移植要素は、強制視覚上のパワーなしのブランク又は光パワーを有するレンズであり、前記視覚上の移植要素を変更するステップは、前記波面収差に対する補正を提供するために前記ブランク又はレンズの少なくとも一部を切除することを備えた請求項１に記載の方法。
4. 前記視覚上の移植要素を変更するステップは、球面パワーを提供するために前記ブランクの少なくとも一部を切除することを備えたことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記眼において前記上皮細胞層と前記ボーマン膜の間に、変更された視覚上の移植要素又は角膜アンレーを配置するステップをさらに備えている請求項１に記載の方法。
6. 前記眼において変更された視覚上の移植要素又は角膜アンレーの配置を容易にするために上皮フラップ又は上皮ポケットを形成するステップをさらに備えている請求項５に記載の方法。
7. 角膜アンレーを生成する方法であって、
   個人の眼であって、上皮細胞層とボーマン膜を含む眼の波面収差を測定するステップと、
   前記個人の眼の波面収差に補正を提供するために、矯正的な視覚上のパワーなしの視覚上のブランクを変更するステップであって、変更された視覚上のブランクが前記上皮細胞層と前記ボーマン膜の間に位置決めされるときに、視覚上のブランクを変更するステップ、及び、前記個人の眼の波面収差を補正するために、固定された光パワーを有するレンズの少なくとも一部を変更するステップであって、変更されたレンズが前記上皮細胞層と前記ボーマン膜の間に位置決めされるときにレンズの少なくとも一部を変更するステップからなるグループから選択されるステップとを備えた方法。
8. 眼に許容される物質から前記視覚上のブランク又は前記レンズを成形するステップをさらに備えている請求項７に記載の方法。
9. 前記視覚上のブランク又は前記レンズを変更することは、前記視覚上のブランク又は前記レンズの少なくとも一部をそれぞれ切除することを備えたことを特徴とする請求項７に記載の方法。
10. 前記視覚上のブランク又は前記レンズを変更することは、球面パワーを有するように前記ブランク又は前記レンズそれぞれの少なくとも一部を切除することを備えたことを特徴とする請求項７に記載の方法。
11. 請求項７に記載の方法によって生成される角膜アンレー。
12. 角膜アンレーを生成する方法であって、
    変更される視覚上のブランク又はレンズが個人の上皮細胞層とボーマン膜の間に位置決めされるときに、個人の眼の波面収差に補正を提供するために、矯正視覚上のパワーなしの視覚上のブランク又は固定された光パワーを有するレンズの少なくとも一部を変更することを備えている方法。
13. 前記個人の眼に対して測定された波面収差に関する情報を受信するステップをさらに備えている請求項１２に記載の方法。
14. 眼に許容される物質から前記視覚上のブランク又はレンズを成形するステップをさらに備えている請求項１２に記載の方法。
15. 前記視覚上のブランク又はレンズを変更することは、前記視覚上のブランク又はレンズの少なくとも一部をそれぞれ切除することを備えたことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
16. 前記視覚上のブランク又はレンズを変更することは、光パワーを有するように、前記ブランク又はレンズの少なくとも一部をそれぞれ切除することを備えたことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
17. 請求項１２に記載の方法によって生成される角膜アンレー。
18. 前記レンズを変更することは、前記レンズを変更するために旋盤を用いることを備えたことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
19. 前記旋盤は、角膜アンレーを形成するように構成される型に対して直接的に前記レンズに又は挿入部に用いられることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 前記旋盤は、熱可塑性の型に対して金属挿入部に用いられることを特徴とする請求項１９に記載の方法。