作為晶狀體應用的組合形成為可變光焦度透鏡的兩個光學元件的製作方法

2023-06-01 12:31:11 1

專利名稱：作為晶狀體應用的組合形成為可變光焦度透鏡的兩個光學元件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種晶狀體。
背景技術：
這樣的晶狀體是眾所周知的。人造晶狀體特別用於治療白內障，以替換不透明的白內障的天然晶狀體。這些晶狀體具有固定的光焦度。由於眼睛光學特性的改變，例如由於衰老而改變，晶狀體的光焦度可變得低於最佳狀態。必須通過眼鏡或由新的晶狀體用外科手術替換晶狀體來校正光焦度。
同樣，由於固定的光焦度，將喪失眼睛的天然調節功能。結果，植入了晶狀體的人必須依賴於眼鏡來幫助調節能力。
為了避免這些缺點，需要有助於調節能力以及可調的晶狀體。

發明內容
此目的如此實現該透鏡包括至少兩個光學元件，其可在垂直於光軸延伸的方向上彼此相對移動，其中光學元件具有如此的形狀，使得它們在不同的相對位置在組合上展示不同光焦度。
這導致一種重量輕的構造，可應用為可調光焦度的晶狀體。
我們參考了US-A-3 305 294，從中獲知了這樣的特別是在眼鏡中的透鏡的可變光焦度的原理。通過引用將該文檔包括在本說明書中。同樣我們也注意到對該光學器件作進一步說明的US-A-3 583 790。
根據第一優選實施例，該透鏡包括將光學元件定位在眼睛中的定位裝置，和可由用戶操作以執行將至少一個光學元件相對於另一個光學元件運動的驅動裝置。該實施例可用於校正調節功能。
另一個實施例提供的特徵在於，驅動裝置適於連接到眼睛的睫狀肌。無須進一步的幹預，此系統可通過眼睛的現有天然調節功能來驅動。
又一個實施例提供的特徵在於，光學元件包括調整裝置，以調整光學元件的靜止位置。此設計可應用於調整和/或重調整該透鏡的光焦度以改變眼睛的光學特性。
其他有吸引力的實施例體現在其他從屬權利要求中。


附圖示出了圖1a-1c包括兩個光學元件的透鏡的基本原理，這兩個光學元件相組合可形成可變光焦度的透鏡；圖2a根據第一實施例的調節透鏡的示意側視圖；圖2b在圖2a中描繪的調節透鏡的示意平面圖；圖3根據第二實施例的調節透鏡的示意視圖；圖4根據第三實施例的調節透鏡的示意視圖；圖5a根據第四實施例的調節透鏡的示意視圖；圖5b圖5a中描繪的調節透鏡的橫截面視圖；圖6根據第五實施例的調節透鏡的示意視圖；圖7a根據第六實施例的調節透鏡的示意視圖；以及圖7b在圖7a中所描繪的調節透鏡的橫截面視圖。
具體實施例方式
首先將說明這些發明所基於的原理。圖1顯示了具有特定光學表面3、4的兩個光學元件1、2，該元件1、2可橫向地移動，這產生在光學元件1、2重疊的中心區域上的可變光焦度的透鏡。在US-A-3 305 294中說明了該原理。
通過光學元件1、2的一側或兩側上的「鞍形」表面3、4，可實現此透鏡效果，這是公知的原理。然而，還有可能利用衍射結構或衍射光柵，例如根據GRIN原理。這裡，使用了包括具有不同折射率的材料的扁平光學元件。儘管現在設想的是光學元件1、2相互平移，元件還可如此設計，使得通過光學元件1、2相對於彼此的旋轉實現透鏡效應。在光學元件1、2之間可具有連接或沒有連接。這樣的兩個光學元件的可變透鏡過去已經偶爾用作望遠鏡和照相機透鏡。將包括兩個光學元件的這樣的透鏡用作晶狀體，對於應用為調節晶狀體是全新的。
該透鏡可滿足可調整的和可重調整的人造晶狀體的功能、或可調整的和可重調整的調節人造晶狀體的功能。兩種應用都提供了優於當前晶狀體的顯著優點。
該晶狀體的基本設計包括兩個光學元件1、2，其位於彼此的頂部上，或在彼此之間具有空間，且其構成一構造的光學部分，該構造可進一步由以下構成彈性的或非彈性的支撐組件，其保持光學元件在正確的配置；以及將光學元件定位在眼睛中的組件；以及所謂襻(haptics)，其是在一端連接到光學元件且在另一端將光學構造連接到眼睛的一部分的夾(clamp)；以及附加組件，諸如眼內夾(intraocular clamp)、眼內環(intraocular ring)、濾光器和眼內包膜(intra ocularenvelope)，它們可以是該構造的一部分，這依賴於應用且依賴於以下方面病人或眼睛的情況或需求、或將調節晶狀體的透鏡應用於治療白內障或老花眼(presbyopia)或將此調節晶狀體的透鏡應用為固定光焦度的非調節的屈光調整透鏡。光學元件可以是包括但不僅限於圓形、橢圓形、正方形、矩形或它們的組合形狀，並且依賴於個體眼睛的需要以及醫學和光學條件而可以在兩個光學元件上具有正方形或圓形邊緣或它們的組合或襻、夾或支撐組件；並且其中眼睛的晶狀體包括根據權利要求1的兩個光學元件，在這兩個光學元件之間可以具有或不具有連接，該連接包括但不僅限於固定連接、允許移動的連接、彈性連接、鉸鏈或可自由運動的連接；且其中作為襻或其他組件的、眼睛的光學系統的光學元件或其他組件可通過包括但不限於光、雷射、超聲能、機械能和磁能或機械手術幹涉來改變形狀、相對位置或彈性特性或其他特性，以在晶狀體植入之後(「手術後」)將光學元件調整到新的靜止狀態，這導致了可調整的晶狀體。可調整的晶狀體對於病人和外科醫生具有顯著的優點，而其還沒有上市。
此專利中所描述的晶狀體與當前的晶狀體共享許多優點——它也可以利用根據標準的且有記載的晶狀體材料諸如各種丙烯酸脂和矽氧烷的標準工藝來製造，在標準的白內障、老花眼或屈光外科手術中，可被捲起或摺疊以便通過眼睛中的微切口而植入，沒有理由預期後囊膜渾濁(post cataractopafication「PCO」)的風險增大，且可安裝用於顏色校正和/或UV保護的濾色器。
此專利中描述的晶狀體與幾乎所有其他的晶狀體相比，同樣是可調節的(對於白內障和老花眼病人)或者具有固定光焦度並且是可調整的(對於屈光應用)，這兩種晶狀體類型都可以是可調整的或可再調整的。手術前對調節焦度的選擇是-10屈光度至+10屈光度或這些範圍的一部分，該範圍可加到晶狀體的固定焦度上。(例如典型的晶狀體具有範圍為+20-+30屈光度的、用於將眼睛聚焦在遠處的固定標準焦度，而細節依賴於特定眼睛的需要，其可在手術前確定。在此基礎光焦度上，疊加+3至+5屈光度的調節焦度用於聚焦在近處，例如閱讀)。晶狀體在手術前(在製造晶狀體期間，或就在植入之前、在眼睛外)可以是可調整的且在手術後(在植入後，在眼睛內，緊接在植入後，在植入後立刻或在植入後長時間)可以是可再調整的，該調整和再調整通過增加光焦度(增加屈光度)或減小光焦度(減小屈光度)，或通過將光學元件移動到新的固定靜止狀態(用於聚焦在遠處，對於屈光晶狀體)或新的靜止狀態(用於聚焦在遠處，對於調節類型的晶狀體)而移動調節範圍。
通過恢復調節能力和提供對晶狀體的靜止狀態進行調整的機會，上文概述的優點對於有白內障的病人是重要的，對於晶狀體不能充分校正且必須被替換的屈光不正的病人也是重要的。因為出現新的應用，所以此專利中描述的晶狀體有希望增大晶狀體的總市場，特別是對於那些當前沒有適合的調節晶狀體可用的老花眼病人。
由於眼睛中的睫狀肌改變了囊袋的直徑，所以此專利中描述的新的調節晶狀體恢復了調節能力。這又通過將光學元件相對於彼此移動到另一個位置而改變了調節晶狀體的光學元件的相對位置，囊袋的天然彈性以及晶狀體和襻的固定的和彈性的連接也影響了此結果。此設計使得用以校正個體眼睛的光焦度的睫狀肌的收縮產生了在兩個光學元件的重疊區域中的所期望光焦度的透鏡。
另外，光學元件或襻、或襻的一部分或其他支撐組件在植入之前或之後可通過能量在形狀或尺寸上變化，能量可包括來自眼睛外的光、雷射、超聲或磁能(和例如，包括在晶狀體的襻或其他組件中的微磁體)且通過角膜、或通過鞏膜從眼睛外施加，或通過來自眼睛外的機械操作或通過眼睛內的機械操作來施加。
圖2a和2b描繪了具有兩個光學元件1、2的光學系統，每個光學元件具有彈性襻5、6和非彈性襻7、8。一個元件1、2的彈性襻5、6通過固定器9、10連接到另一元件2、1的非彈性襻7、8，且此連接固定器9、10將光學系統直接連接到眼睛的囊袋的一部分或連接到一支撐組件，該支撐組件又連接到眼睛的囊袋的一部分。襻5-8、連接固定器9、10或此光學系統的任何其他部分可以是可調整的和/或可再調整的。
圖3描繪了調節透鏡的第二實施例。此光學系統具有通過彈性連接11、12相接合的兩個光學元件1、2，彈性連接11、12可由一個彈性膜、多個彈性膜、或幾個單獨連接形成。兩個元件都在相對側具有將系統連接到囊袋的非彈性襻7、8。襻7、8、11、12、連接固定器9、10或光學系統的一部分可以是可調整的和/或可再調整的。第二實施例的屈光透鏡的光學系統包括可通過彈性連接所連接的兩個光學元件，且其中每一個在一側具有一個或多個長的非彈性襻。
圖4示出了調節透鏡的第三實施例。此圖中描繪的光學系統包括兩個光學元件1、2，其每個具有非彈性襻7、8。光學元件1、2都在它們沿中心區域的邊緣處具有短的且小的或較寬的夾13、14，其在邊緣處可部分地圍繞另一個元件1、2，或者只有光學元件1、2之一在兩側具有夾以圍繞另一個光學元件1、2。夾13、14留下足夠的空間，以便在調節和去調節過程中不妨礙光學元件1、2的滑行運動。襻7、8將光學系統1、2直接連接到眼睛的囊袋的一部分或連接到支撐組件9、10，該支撐組件又連接到眼睛的囊袋。襻7、8、連接固定器9、10或此光學系統的任何部分可以是可調整的和/或可再調整的。兩個光學元件都在沿中心區域的邊緣處具有短的且小的或較寬的夾，元件可通過此夾被夾緊到一起，或者光學元件中的一個在兩個邊緣處具有夾，以圍繞另一個元件。夾留下不充分的空間，以不允許光學元件自由滑行運動，除非施加特定的力。襻、連接或光學系統的一部分可以是可調整的和/或可再調整的。
圖5a描繪了本發明的第四實施例。此實施例包括兩個光學元件1、2，其每個具有非彈性襻7、8。第一光學元件1與兩個基本是蘑菇形的銷15、16連接，銷15、16適於在提供於另一光學元件2中的槽17內滑行。這也從圖5b中顯示。槽17和銷15、16的尺度使得在調節和去調節過程中，光學元件1、2相對於彼此的滑行運動不受妨礙。其中可代替的是，兩個光學元件都可設有槽和蘑菇形的銷，由此獲得對稱的構造。襻7、8、9、10將光學系統1、2直接連接到眼睛的囊袋的一部分或連接到支撐組件，該支撐組件又連接到眼睛的囊袋。每個光學元件在沿中心區域的邊緣處，在一邊緣處具有銷並在另一邊緣處具有槽，以實現銷在槽中的連接，或者兩個元件都具有幾個銷和槽結構，該結構通過具有不足夠空間的連接而將光學元件相連接，以允許光學元件只在被施加特定力時才能自由移動。襻將此系統附連至眼睛。襻、連接或光學元件的其他部分是可調整的和/或可再調整的。
在圖6中示出了調節透鏡的第五實施例。該光學系統具有兩個光學元件1、2，其可通過彈性連接來連接，且其每個在一側具有一個或多個長的非彈性襻7、8，且在另一側具有一個或多個較短的非彈性襻19、20，非彈性襻19、20具有開口或閉合的環或夾21、22，環或夾21、22將任意一個元件的短襻19、20連接到另一元件的較長的襻7、8，允許在連接點處有足夠的空間用於調節或去調節過程中的自由運動。長的非彈性襻7、8將系統連接到囊袋或連接到支撐組件或固定器9、10，支撐組件或固定器9、10又將系統連接到囊袋。襻、連接或光學系統的一部分可以是可調整的和/或可再調整的。
在圖7a和7b中示意性地描繪了調節透鏡的第六實施例。此實施例包括兩個光學元件1、2，其每個在一側具有短的彈性帶23、24，且在另一側具有長的彈性帶25、26。較短的彈性帶23、24圍繞較長的帶形襻25、26，帶形襻25、26將系統連接到囊袋或連接到支撐組件，支撐組件又將光學系統連接到囊袋。襻、連接或光學系統的一部分可以是可調整的和/或可再調整的。
屈光透鏡的第一設計的光學系統具有在兩側相連接的兩個光學元件。光學元件在相對側具有將系統連接到眼睛的一部分的襻。襻、連接或光學系統的一部分可以是可調整的和/或可再調整的。
屈光的可調整的和/或可再調整的透鏡還可具有不同的設計，也就是根據調節透鏡的設計，但是不允許自由運動——在屈光透鏡中，光學元件不能通過眼睛中的天然力而只能通過外部的非天然力來移動。
接著將描述眼睛的工作方式和本發明的背景。當人注視物體時，物體將反射到達眼睛的光，且在光通過包括角膜、填充有流體的若干眼房(eye-chamber)和晶狀體的光學系統之後，光導致在視網膜上形成物體的清楚圖像。與遠處的物體相比，近處的物體需要較大的眼睛的總光焦度。晶狀體能夠改變此光焦度。彈性的天然晶狀體位於囊袋中。此彈性的囊袋可通過眼睛的睫狀肌的放鬆而伸展，這使得晶狀體變扁平，這又導致眼睛聚焦在遠處。當睫狀肌收縮時，囊袋將放鬆且天然晶狀體將恢復它的天然的最大程度的球形形狀，這導致眼睛聚焦在近處。調節是為了使在不同距離的物體具有清楚的圖像而將眼睛聚焦的過程。
當病人患有白內障時，天然晶狀體變硬且不透明，病人變得失明。在常規手術中，通過使用人造晶狀體替代天然晶狀體而治療白內障。病人重新獲得視力，但為了有敏銳的遠處視力、敏銳的近處視力或以上兩者，將一生需要眼鏡。當前的晶狀體對睫狀肌的收縮和放鬆不能作出充分反應——眼睛只聚焦在一個距離、或只可聚焦在有限的範圍。幾乎所有當前的白內障晶狀體都是具有固定焦距的非調節晶狀體。在本專利中描述的晶狀體採用極好光學質量的新的清澈的晶狀體替換白內障病人的不透明的晶狀體，並恢復調節能力。
在45歲之後幾乎每個人都變成老花眼(「閱讀遠視眼」)。天然晶狀體變硬、彈性變小，且當睫狀肌收縮時不能恢復其天然的最大程度的球形形狀。老花眼需要閱讀眼鏡用於對附近物體聚焦。隨後，可患上前期白內障，其進一步降低視力。高質量的調節晶狀體可對老花眼有極大的幫助，其可使他們不用閱讀眼鏡，恢復他們視力的整體質量並且防止白內障。本專利中描述的晶狀體可由極好光學質量的還恢復適應的清澈的晶狀體來替換老花眼的低質量且硬化的天然晶狀體。
眼外科醫生通常難以估計將被植入的人造晶狀體的所期望的基本焦度，特別是當其涉及對白內障的眼睛的測量時。晶狀體優選地具有一個屈光度值，其使眼睛聚焦在遠處。當前的晶狀體一旦在眼睛中就不能被調整。本專利中描述的晶狀體可在手術後調整，該調整通過由光、雷射、超聲能、磁或機械能或力縮短或延長襻或其他組件來將光學元件移動到新的靜止狀態。
傳統上，眼睛的屈光校正是通過眼鏡和隱形眼鏡完成的，但是最近還通過利用雷射再成形角膜來完成。然而，人還可將屈光晶狀體(即「屈光透鏡」、「校正晶狀體」、「晶狀體透鏡(phakic lens)」、「屈光晶狀體植入透鏡」或「爪狀透鏡」)恰好在角膜後插入眼的前房或後房中。此屈光晶狀體使病人不需要眼鏡，且此屈光晶狀體與執行調節功能的天然晶狀體相結合地工作。現在這些屈光晶狀體被製造、出售並且被常規地植入眼的前房中、虹膜上、虹膜後或囊袋的前面附近。然而，這些屈光晶狀體的光焦度在植入之後經常需要調整或再調整，或病人仍需要眼鏡。在第二次手術中可去除屈光晶狀體，且用一套新的屈光晶狀體替換。可被調整和/或再調整的晶狀體還不存在。本專利中描述的新的晶狀體是關於基本屈光度焦度或調節範圍可調整和/或可再調整的，在植入到眼睛中之後也是如此。此調整是由於將晶狀體的光學元件移動到新的靜止狀態而導致的。
目前，調節晶狀體與少數新進入市場的產品一起開發，這些產品包括
-第一代調節晶狀體，具有單個球面透鏡和轉化睫狀肌的力的鉸鏈，其在晶狀體沿光軸向前運動時垂直於光軸，或-至今最具實驗性的第二代調節晶狀體，具有類似於第一代的工作模式，但其中通過典型地位於囊袋的後面附近的靜態負透鏡來校正運動的透鏡的過高屈光度值，或-幾個實驗性的晶狀體，其包括透鏡，該透鏡由模仿天然晶狀體的聚合物的軟塊、或模仿天然晶狀體的聚合物的封裝的軟塊製成。
-沒有本專利中所描述類型的晶狀體在開發。
諸如圓柱誤差的較高階屈光不正、甚至更高階的不對稱誤差可由本專利中所描述的晶狀體校正，或可由附加的晶狀體校正，或可由不相對於其他光學元件移動的附加的第三光學元件校正。利用調節晶狀體，此第三元件可以是包膜或眼內環的一部分。
權利要求
1.可變光焦度的人造晶狀體，其特徵在於至少兩個光學元件，其可在垂直於光軸延伸的方向上彼此相對移動，其中所述光學元件的形狀使得它們於不同的相對位置在組合上顯示不同的光焦度。
2.根據權利要求1的人造晶狀體，其特徵在於用於將所述光學元件定位在眼睛中的定位裝置和可由用戶操作以對於至少一個光學元件來執行該光學元件相對於另一個光學元件的移動的驅動裝置。
3.根據權利要求2的人造晶狀體，其特徵在於所述驅動裝置，其已適於連接到眼睛的睫狀肌。
4.根據權利要求1、2或3的人造晶狀體，其特徵在於調整裝置，其連接到所述光學元件，用於對所述光學元件的靜止位置進行調整。
5.根據前述權利要求的任一項的人造晶狀體的應用，其特徵在於應用所述晶狀體來校正眼失調的。
6.根據權利要求2或3的人造晶狀體的應用，其特徵在於將所述晶狀體用作適應的人造晶狀體。
7.根據權利要求4的人造晶狀體的應用，其特徵在於將所述晶狀體用作非適應的人造晶狀體。
8.根據權利要求1-4中的任何的人造晶狀體，其特徵在於它的光學元件中的至少一個具有至少一個鞍形的表面。
9.根據權利要求1-4中的任何的人造晶狀體，其特徵在於它的兩個面中的至少一個具有光學衍射結構。
10.根據權利要求1-4中的任何的人造晶狀體，其特徵在於所述光學元件中的至少一個包括GRIN型的光學結構。
11.根據權利要求1-4中的任何的人造晶狀體，其特徵在於所述光學元件當彼此相對旋轉時適於改變它們的組合光焦度。
全文摘要
本發明涉及一種可變光焦度的人造晶狀體，包括至少兩個光學元件(1，2)，其可在垂直於光軸延伸的方向上彼此相對移動，其中這些光學元件具有的形狀使得它們在不同的相對位置在組合上顯示出不同的光焦度。這導致了一種重量輕的構造，使得其可應用為可調光焦度的晶狀體。根據第一優選實施例，該晶狀體包括將光學元件定位在眼睛中的定位裝置(9，10)以及可由用戶操作以執行至少一個光學元件相對於另一個光學元件的運動的驅動裝置。該實施例可用於校正調節功能。
文檔編號A61F2/16GK1925813SQ200580006805
公開日2007年3月7日 申請日期2005年3月1日 優先權日2004年3月3日
發明者米希爾·克裡斯蒂安·龍巴赫 申請人:阿庫倫斯國際有限公司