BR112012014873A2 - "lentes de contato com recursos de estabilização" - Google Patents

Abstract

LENTES DE CONTATO COM RECURSOS DE ESTABILIZAÇÃO. Trata-se de lentes de contato estabilizadas que têm zonas de estabilização não convencionais tais como a maior parte de seu comprimento se situa abaixo do eixo horizontal da lente, uma taxa diferente de alteração de coeficiente angular (a partir do pico) em uma direção em relação à outra, e um perfil de altura diferente acima do eixo horizontal do perfil de altura abaixo do eixo horizontal.

Description

" Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "LENTES DE > CONTATO COM RECURSOS DE ESTABILIZAÇÃO".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a correção de certos defeitos óp- ticos pode ser realizada através de concessão de aspectos corretivos esféri- cos a uma ou mais superfícies de uma lente de contato como características cilíndricas, bifocais, ou multifocais. Estas lentes precisam em geral ser man- tida em uma orientação específica enquanto no olho para serem efetivas. A manutenção da orientação nos olhos de uma lente é tipicamente realizada aose alterar as características mecânicas da lente. A estabilização por pris- 7 ma incluindo a descentração da superfície frontal da lente em relação à su- perfície posterior, espessamento da periferia inferior da lente, formação de É depressões ou elevações sobre a superfície da lente e truncamento da bor- da da lente, são exemplos de abordagens de estabilização. Adicionalmente, tem sido usada uma estabilização dinâmica na qual a lente é estabilizada pelo uso de zonas finas, ou áreas nas quais a espessura da periferia da len- te é reduzida. Tipicamente, as zonas finas são localizadas em duas regiões que são simétricas ao redor do eixo vertical ou horizontal da lente em rela- ção ao ponto de vantagem de sua colocação nos olhos.

A avaliação do design da lente envolve julgamentos com relação ao desempenho da lente em uso nos olhos e, então, otimização do design se necessário e possível. Esse processo é tipicamente feito através de ava- liação clínica do design de teste em pacientes. Entretanto, esse processo é demorado e caro, porque exige um número significativo de pacientes a se- rem testados já que a variabilidade de paciente a paciente deve ser levada em consideração.

Existe uma necessidade contínua por melhoria da estabilização de certas lentes de contato.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A invenção é uma lente de contato desenvolvida com estabiliza- ção aprimorada em relação ao design estabilizado nominal.

Em um outro aspecto da invenção, um método para produzir len-

1 tes de contato estabilizadas incorpora um design de lente com um conjunto - nominal de parâmetros de zona de estabilização, avaliação do desempenho nos olhos do design da lente, cálculo de uma função de mérito baseada nes- se desempenho, e otimização dos parâmetros de zona de estabilização ao aplicara função de mérito. Esse processo pode ser realizado iterativamente via um modelo virtual (por exemplo, baseado em software) que simula os efeitos da mecânica ocular como piscadas e ajusta o esquema de estabiliza- ção consequentemente.

Em ainda outro aspecto da presente invenção, as lentes de con- tato são estabilizadas de acordo com um esquema em que o momentos an- - gulares dos torques agindo sobre a lente nos olhos são equilibrados. Em ainda outro aspecto da presente invenção, as lentes de con- n tato são estabilizadas pela formação de uma ou mais zonas que têm uma espessura diferente do restante da lente e em que essas zonas são localiza- das nas lentes de forma que os momentos angulares dos torques agindo sobre a lente quando a lente está nos olhos serão equilibrados.

Em ainda outro aspecto da presente invenção uma lente de con- tato tem uma zona de estabilização com a maior parte de seu comprimento abaixo do eixo horizontal da lente.

Em ainda outro aspecto da presente invenção uma lente de con- tato tem uma zona de estabilização que tem uma taxa diferente de alteração de coeficiente angular (do seu pico) em uma direção em relação à outra.

Em ainda outro aspecto da presente invenção uma lente de con- tato tem um perfil de altura acima do eixo horizontal diferente do perfil de altura abaixo do eixo horizontal.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma vista frontal ou de objeto de uma lente de con- tato estabilizada.

As Figuras 2A-C são representações esquemáticas de um olho com uma lente inserida que identifica o eixo de rotação e vários torques a- gindo na lente.

A Figura 3 é um fluxograma mostrando um processo de otimiza-

7 ção de estabilização de acordo com a invenção.

- As Figuras 4A-C são uma vista frontal de uma lente estabilizada com zonas de estabilização e gráficos de espessura correspondentes ao Exemplo 1.

As Figuras 5A-C são uma vista frontal de uma lente estabilizada com zonas de estabilização e gráficos de espessura correspondentes ao Exemplo 2.

As Figuras 6A-C são uma vista frontal de uma lente estabilizada com zonas de estabilização e gráficos de espessura correspondentes ao Exemplo3. - As Figuras 7A-C são uma vista frontal de uma lente estabilizada com zonas de estabilização e gráficos de espessura correspondentes ao Exemplo 4. A Figura 8 é um gráfico mostrando a medição da velocidade de rotação.

DESCRIÇÃO DETALHADA As lentes de contato dessa invenção têm designs que otimizam a estabilização com base no equilíbrio de várias forças que agem nas lentes. Isso envolve a aplicação de um processo de design que equilibra os torques que operam nos olhos, componentes dos olhos, e consequentemente a lente estabilizada que é colocada nos olhos. De preferência, a estabilização apri- morada é alcançada ao iniciar o processo de aprimoramento com um design nominal que inclua elementos de estabilização. Por exemplo, um design de lente que tenha duas zonas de estabilização que sejam simétricas ao redor de ambos os eixos, vertical e horizontal, percorrendo através do centro é uma referência conveniente da qual se otimiza a estabilização das lentes de acordo com os métodos da invenção. O termo "zona de estabilização" signi- fica uma área da zona periférica da lente que tem valores de espessura mai- ores do que a espessura média das áreas restantes da zona periférica. O termo "zona periférica" significa a área da superfície da lente que circunda circunferencialmente à zona óptica da lente e se estende até, mas não inclui, a borda da lente. Outro design de estabilização que é um ponto de partida o útil é descrito na publicação de patente US nº 20050237482 que é aqui in- . corporada por referência, mas qualquer design de estabilização pode ser usado como o design nominal que é então otimizado de acordo com essa invenção. O processo de aprimoramento do design de estabilização pode também incorporar testes do aprimoramento com o modelo ocular descrito a seguir, avaliação dos resultados do teste, e continuação iterativa com o pro- cesso de aprimoramento até atingir um nível desejado de estabilização. A Figura 1 ilustra a superfície frontal, ou lado do objeto de lentes estabilizadas. A lente 10 tem uma zona óptica 11. A periferia da lente circun- daazona óptica 11. Duas regiões espessas 12 são localizadas na periferia - e são zonas de estabilização. O modelo que é usado de preferência no processo para produzir 7 os novos designs incorporam vários fatores e premissas que simulam a ope- ração mecânica e seus efeitos na estabilidade da lente. De preferência, esse modelo é reduzido a software com o uso de programação padrão e técnicas de codificação de acordo com técnicas de programação bem conhecidas. Em uma ampla visão geral, o modelo é usado no processo de design de len- tes estabilizadas ao simular a aplicação das forças descritas a seguir em um número prescrito de piscadas do olho. O grau em que a lente gira e descen- traé determinado consequentemente. O design é então alterado de maneira que seja direcionado para trazer a rotação e/ou centração para níveis mais desejáveis. Ele é então submetido ao modelo novamente para determinar a tradução nas piscadas depois do número pré-determinado de piscadas. A alteração do design é alcançada pela aplicação de funções de mérito con- forme descritas em detalhe abaixo.

O modelo assume que o olho consiste, de preferência, em pelo menos duas partes de superfície esféricas que representam a córnea e a esclera e que a origem dos eixos das coordenadas x-y-z está no centro da esfera que representa a córnea. Superfícies mais complexas como superfi- cies anesféricas podem também ser usadas. O formato base da lente con- siste em partes de superfície esférica, mas o raio da curva base da lente po- de mudar do centro da lente em direção à borda. Mais de uma curva base e pode ser usada para descrever a superfície posterior.

Assume-se que uma : lente posicionada no olho passa a ter o mesmo formato do olho.

A distribui- ção da espessura da lente não precisa ser necessariamente simétrica de maneira rotacional e de fato não é simétrica de acordo com algumas modali- dades preferenciais das lentes da invenção.

Zonas espessas nas bordas da lente podem ser usadas para controlar o comportamento de posição e orien- tação da lente.

Um filme fino e uniforme de líquido (filme lacrimal) existe en- tre a lente e o olho, com uma espessura típica de 5 um.

Este filme lacrimal é chamado de filme lacrimal pós-lente.

Na borda da lente a espessura do filme líquido entre as lentes e o olho é muito menor e é chamada de filme lacrimal - de mucina.

Um filme fino e uniforme de líquido (também, filme lacrimal) com uma espessura típica de 5,0 um existe entre a lente e as pálpebras inferior e K superior e esses são chamados de filmes lacrimais pré-lentes.

Os limites de ambas pálpebras, inferior e superior, ficam em planos que têm vetores nor- mais de unidade no plano x-y.

Portanto, as projeções desses limites no pla- no perpendicular ao eixo z são linhas retas.

Essa afirmação é também feita durante o movimento das pálpebras.

A pálpebra superior exerce uma pres- são uniforme nas lentes de contato.

Essa pressão uniforme é exercida por toda área das lentes de contato cobertas pela pálpebra superior ou em uma parte dessa área próxima ao limite da pálpebra superior com largura unifor- me (medido na direção perpendicular ao plano através da curva descreven- do a borda da pálpebra). A pálpebra inferior exerce uma pressão uniforme nas lentes de contato.

A pressão é exercida por toda área das lentes de con- tato cobertas pela pálpebra inferior.

A pressão exercida pelas pálpebras nas lentes de contato contribui para o torque que age nas lentes através de uma distribuição de espessura não-uniforme (zona espessa) das lentes de conta- to, especialmente próximo à borda.

O efeito dessa pressão no torque que age nas lentes de contato é chamado de efeito "caroço de melancia". Atrito viscoso existe no filme lacrimal pós-lente quando a lente se move com res- peito ao olho.

Atrito viscoso também existe no filme lacrimal de mucina entre a borda da lente e o olho quando a lente se move com respeito ao olho.

Adi- cionalmente, atrito viscoso existe no filme lacrimal pré-lente quando a lente

7 se move e/ou as pálpebras movem. Estiramentos e estresses na lente ocor- * rem devido à deformação da lente. Esses estiramentos e estresses resultam em um conteúdo de energia elástica da lente. Conforme as lentes se movem com respeito ao olho e a deformação das lentes se altera, o conteúdo da energia elástica se altera. As lentes tendem em direção a uma posição na qual o conteúdo de energia elástica é mínimo.

Os parâmetros que descrevem a geometria do olho (córnea e esclera), formato base da lente e o movimento das pálpebras são mostrados na Figura 2. O movimento da lente segue do equilíbrio do momento angular que age na lente. Efeitos inerciais são negligenciados. Então a soma de to- - dos os momentos que agem na lente é zero. Consequentemente, : OM, cor HM ue TM 391 HM, pp HM ron M vnm HM pu FM tow FM suo FM oia FM ro, Os primeiro 4 momentos são torques de resistência e são line- armente dependentes do movimento da lente. Os torques remanescentes são torques de acionamento. Esse equilíbrio de momento angular resulta em uma equação diferencial não-linear de primeira ordem para a posição B da lente SNadp — do AB, = msm (6,1) dt Essa equação é resolvida com um método de integração de quarta ordem de Runge-Kutta. As posições dos pontos nas lentes de contato seguem de uma rotação ao redor do vetor de rotação B(t). A matriz de rota- ção R(t) que transforma a antiga posição dos pontos na posição atual segue da fórmula de Rodrigues. Bo Lango + SÓIAE, r.,) + (L-cosdrix(rixA, s)) Foi,

- onde ' fed os fe Ia. | No método de integração numérica uma discretização de tempo é usada. Então o movimento da lente pode ser visto como um número de rotações subsequentes, portanto na próxima etapa de tempo [2 a matriz derotaçãoé R nel — R At R n onde Ry é a rotação durante a etapa de tempo N : 1 A matriz de rotação é decomposta em uma rotação R, e uma descentração R, da lente to Re) =R (OR) A rotação da lente é uma rotação ao redor da linha central da lente. A descentração é uma rotação ao redor de uma linha no plano (x, y). Portanto, a posição da lente é vista como uma rotação à da lente ao redor de sua linha central, seguida por uma descentração Ô.

Em um método preferencial da invenção, as funções de mérito (MFs) com base nessas relações são desenvolvidas para ajustar e assim otimizar os esquemas de estabilização de designs nominais. Essas funções de mérito são definidas à base de exigências de desempenho de lentes nos olhos. Em uma modalidade preferencial as funções de mérito são definidas masnão se limitando a: a) rotação da lente e desempenho da centração (E- quação 1), b) estabilidade da lente ao redor de uma posição de descanso (Equação 2), ou c) rotação da lente e desempenho de centração e estabili- dade ao redor da posição de descanso (Equação 3).

Rot Cal ot ent MI = DL] No (Equação 1) Rage Crer Por rotação da lente entende-se o movimento angular da lente

Tr ao redor de seu eixo z ocorrendo durante e entre piscadas.

A rotação pode . ser no sentido horário ou anti-horário dependendo da posição inicial da lente no olho ou o comportamento da lente quando modelada no olho.

Por centração da lente entende-se a distância entre o centro ge- ométricoda lente eo ápice da córnea.

A centração é registrada em um sis- tema de coordenadas x-y no plano do ápice da córnea.

Por estabilidade da lente entende-se a quantidade de movimento máximo da lente na direção horizontal (eixo x) e a direção vertical (eixo y) e quantidade de rotação da lente durante o período de piscar.

A estabilidade dalenteé,de preferência, registrada sem desorientação e descentração de- - pois que a lente alcança sua posição final.

O uso da Equação 1 como exemplificadora do propósito e apli- Ç cação da função de mérito, Rot e Cent respectivamente, descreve o desem- penho da lente na rotação e centração do design da lente a ser otimizado.

RreFe Crer são variáveis que descrevem o desempenho da lente na rotação e centração do design da lente inicial.

Wr e We sao dois fatores de pesagem que permitem o ajuste da contribuição de um fator em relação ao outro e podem ter valores entre 0 e 1. Quando aplicadas, conforme exemplificado abaixo, estas funções são melhor resolvidas numericamente.

Os fatores de pesagem são aplicados de modo que os componentes de interesse recebem consideração adequada.

Eles podem ser iguais ou um componente pode ser de mais interesse que outro.

Assim, por exemplo, se há maior preocupação com a otimização da rotação do que com a centração, pode-se selecionar um Wr que seja maior que Wc.

Um design estabilizado é otimizado quando sua função de mérito é diminuída em relação ao design que a precedeu sob esta construção.

Adicionalmente, o design é otimizado do quando a função de mérito é minimizada em tal caso.

Naturalmente, um design de lente pode ser preferencial a um outro por outras razões além da estabilização e então uma estabilização aprimorada pode ainda assim ser realizada de acordo coma invenção sem necessariamente a otimização do aspecto de estabili- zação do design.

- 2 2 2 Mis, nf) mm) ml) (Equação 2)

Í REF REF REF Na Equação 2, Xraixa, YFaixa e OFaixa descrevem o desempenho da lente em estabilidade na direção horizontal, direção vertical e rotação do de- sign da lente a ser otimizada, XreF, YReF € Orer O desempenho da lente em estabilidade na direção horizontal, direção vertical e rotação do design da lente inicial, e Wx, Wy e W, os fatores de pesagem permitindo o ajuste da contribuição dos fatores relativos a cada um dos outros. 2 2. 2 0 MF; A ma) 7 (E) + (E Equação 3) 'REF REF REF É Na Equação 3, Rot, Cent e Estab descrevem o desempenho da lente na rotação, centração e estabilidade do design da lente a ser otimiza- da, Rrer, Crer € Srer o desempenho da lente na rotação, centração e estabi- lidade do design da lente inicial, e Rrer, Crer € Srer OS fatores de pesagem permitindo o ajuste da contribuição dos fatores relativos a cada um dos ou- tros.

Em outra modalidade as funções do mérito incluem o conforto de uso e podem também incluir um volume de zona de estabilização, área su- perficial de zona de estabilização, percepção do usuário à zona de estabili- zação de lentes de contato macias ou qualquer outro critério relevante.

Em modalidades preferenciais adicionais as funções de mérito são definidas dentre os seguintes parâmetros da mesma maneira que estes apresentados acima: - Desempenho de rotação: - Área superficial abaixo da resposta da curva de rotação - Tempo para alcançar a posição de descanso na rotação dentro de +/- 5,0 graus - Velocidade de rotação inicial - Desempenho de centração: - Área superficial abaixo da resposta da curva de centração

T - Tempo para alcançar a posição de descanso na centração - - Primeira vez para alcançar a posição de descanso final - Velocidade da centração - Desempenho da estabilidade: - Magnitude de movimento na direção horizontal - Magnitude de movimento na direção vertical - Magnitude de rotação - Duração do movimento horizontal - Duração do movimento vertical - Duração da rotação. - - Conforto de uso: - Volume de material em excesso para criar a zona de estabili- Í zação - Área superficial coberta pela zona de estabilização - Percepção do usuário da lente à zona de estabilização Não há limitação no tipo de estabilização que pode ser produzi- da pelo método.

As zonas de estabilização podem ser do seguinte tipo: - Simétricas com respeito aos eixos Xe Y - Simétricas com respeito aos eixos X ou Y - Assimétricas com respeito a ambos eixos X e Y - Distância radial constante - Distância radial variável Vários parâmetros de zona de estabilização podem ser avalia- dos durante a otimização, incluindo sem limitação, os seguintes: comprimen- toda zona, localização da espessura pico, ângulos de rampa em qualquer lado do pico, inclinação circunferencial da zona, e largura da zona.

Os parã- metros de otimização podem também incluir o diâmetro da lente, curva base, espessura, diâmetro de zona óptica, largura de zona periférica, propriedades materiais, outros parâmetros que descrevem características de lentes.

So Em uma modalidade preferencial da invenção, dois tipos de a- bordagem de aprimoramentos são apresentados.

No primeiro, uma otimiza- ção completa é conduzida na qual o modelo de comportamento no olho com

* uma dada iteração do ajuste de estabilização induzido pelo MF exige vários . ciclos de piscadas até que a lente alcance sua posição de descanso.

Em outra modalidade, o design é aprimorado durante um número predetermina- do de ciclos de piscadas.

Três ciclos de piscadas são em geral o mínimo eficaz para fornecer aprimoramentos de estabilização significativos.

Em cada caso, o processo é conduzido iterativamente com a aplicação do MF a um design nominal.

No caso onde três ciclos de piscadas são usados, uma pis- cada inicial orienta a lente a um ângulo a da horizontal, uma piscada inter- mediária onde a lente é orientada em um ângulo B da horizontal, e uma pis- cada final onde a lente é posicionada no local de descanso Na modalidade .- de máxima preferência o ângulo a está ajustado a 45 graus e o ângulo Bes- tá ajustado a 22 graus (mas ambos ângulos não se limitam a esses valores). : Em outra modalidade o processo de otimização é uma combinação de am- bas abordagens onde um número reduzido de ciclos de piscadas é prelimi- —narmente usado para alcançar uma solução intermediária, então vários ci- clos de piscadas são usados para validar que a otimização foi conduzida a um grau aceitável.

A Figura 3 mostra um fluxograma desse processo de aprimora- mento.

O design de zonas de estabilização iniciais podem ser ou um design pré-existente ou um novo design.

Os parâmetros de zona de estabilização destes designs são determinados.

Esses parâmetros são obtidos a partir de cálculos de desempenho do design quando os parâmetros são modificados ao redor de seus valores iniciais.

Os parâmetros que dão a maior variação no desempenho da lente são de preferência selecionados para o processo de otimização.

Na etapa 1, os parâmetros de zona de estabilização são se- lecionados para consideração.

Esses podem incluir, por exemplo, a magni- tude da zona de estabilização (Zo), local de pico através dos meridianos de 0-180 graus (ro), local de pico angularmente a cerca do meridiano de 0-180 graus (85), coeficiente angular acima e abaixo do local de pico, o comprimen- to angular da zona de estabilização (06), as zonas de estabilização giradas ao redor do local de pico, e zona de estabilização da largura (og) entre mui-

tos outros.

7 Na etapa 2, a lente é definida matematicamente em termos de : parâmetros de zona de estabilização para chegarem a um design nominal ou inicial.

Não há limitação no tipo de função matemática descrevendo as zonas de estabilização.

As zonas de estabilização podem também ser descritas usando softwares de geração por computador tal como aplicações CAD.

O design descrito matematicamente (com parâmetros definidos) é entrado no modelo ocular da etapa 3, e os dados de rotação, centração e estabilidade são gerados como mostrado na Tabela 1). Esses dados podem então ser usados para modificar um ou mais dos parâmetros de estabilização na etapa opcional4. Exemplo 1 | 100 | 7100 1 DSO | OS50 170 O menez 10 | fo Ts is Exemplo 3 | 1,00 | 100 050 | 050 | 170) SExXemplo4 | oo | 100 | os0 | os50 [170] Exemplo 1 | 505,110 | 1,100 | 103 | 265 | 1685 “Exemplo2 21891 | 0416 | | 102 | 267 052. [memos amar [oa (nm 26 om | Exemplo4 34932 | 0,780 102 | 267 D,55 | Joe b€—=—= mom mer | nn toa Exemplo 1 1414 1,648 Í NA | NA i Exemplo2 | 0575 — 1062 | 5932 | 3535 | [Exemplo3 | 0637 | 1106 | | 5496 | 3268 | [memplos | 080 | nom Rnst SMBR Tabela 1 Indicadores de desempenho obtidos de designs dos Exemplos 1,2, 3 e 4 aplicados às funções de mérito definidas pelas Equações (1) e (2). As zonas de estabilização são modificadas por reformação, es-

” cala, rotação, deslocamento, ou com o uso de qualquer outra técnica para .- modificar o design atual. Nas etapas 5a-5d, os parâmetros de estabilização modificados são novamente executados no modelo ocular para gerar os da- dos de rotação, centração e estabilidade para cada um dos designs agora modificados. Em cada caso das etapas correspondentes 6a-6d as funções de mérito são criadas e aplicadas para cada novo design para gerar novos dados de rotação, centração e estabilidade nas etapas 7 e 8 conforme a len- te é manuseada (preferencialmente através de rotação). Novamente, em cada iteração as funções de mérito são calculadas na etapa 9 e verificadas para ver se estão diminuindo na etapa 10. Uma diminuição é uma melhoria - sobre a iteração anterior. Se a função de mérito não diminuiu então um pa- râmetro de estabilização pode então ser modificado novamente na etapa Í opcional 11 e o design de lente modificado resultante é então colocado de volta nas etapas de seleção e geração de dados 7 e 8. Se a função de méri- todiminuiu ela mostra um aprimoramento na estabilização e o design de len- te é determinado como o design final (etapa 12) ou outra zona é novamente aprimorada na etapa opcional 13.

A invenção pode encontrar sua maior utilidade em lentes tóricas e multifocais. Adicionalmente, os designs podem ser úteis em lentes perso- —nalizadas para uma topografia de córnea de um indivíduo específico, ou len- tes incorporando correção de aberrações de frentes de ondas altas, ou am- bos. De preferência, a invenção é usada para estabilizar lentes tóricas ou multifocais como, por exemplo, apresentado nas patentes US nº 5.652.638,

5.805.260 e 6.183.082 as quais estão aqui incorporadas a título de referên- ciaem sua totalidade.

Ainda como outra alternativa, as lentes da presente invenção podem incorporar correção para aberrações oculares de ordem mais alta, dados topográficos da córnea, ou ambos. Exemplos de tais lentes são en- contradas nas patentes US nº 6.305.802 e 6.554.425 aqui incorporadas, a título de referência, em sua totalidade.

As lentes da presente invenção podem ser feitas a partir de quaisquer materiais adequados para formação de lentes destinados à fabri-

7 cação de lentes oftálmicas incluindo, mas não se limitando a, óculos, lentes - de contato e lentes intra-oculares. Materiais ilustrativos para a formação de lentes de contato macias incluem, sem limitação, elastômeros de silicone, macrômeros contendo silicone incluindo, sem limitação, estes apresentados nas patentes US nº 5.371.147, 5.314.960 e 5.057.578 aqui incorporadas em suas totalidades a título de referência, hidrogéis, hidrogéis contendo silicone, e similares e combinações dos mesmos. Com mais preferência, a superfície consiste em um siloxano, ou contém uma funcionalidade siloxano incluindo, mas não se limitando a, macrômeros de polidimetil siloxano, metacrilóxi pro- pil polialquil siloxanos e misturas dos mesmos, hidrogel de silicone ou um . hidrogel como etafilcon A.

A cura do material da lente pode ser feita por qualquer método . conveniente. Por exemplo, o material pode ser depositado dentro de um molde e curado por meio de cura térmica, por irradiação, cura química, por radiação eletromagnética e similares, bem como combinações dos mesmos. De preferência, para modalidades de lente de contato, a moldagem é execu- tada com o uso de luz ultravioleta ou com o uso do espectro total da luz visí- vel. Mais especificamente, as condições precisas adequadas à cura do ma- terial para lente dependerá do material selecionado e da lente a ser formada. Processos adequados são apresentados na patente US nº 5.540.410 incor- porada aqui em sua totalidade, para referência.

As lentes de contato da presente invenção podem ser produ- zidas por qualquer método conveniente. Um desses métodos usa um tor- no OPTOFORM.TM. com um anexo VARIFORM.TM. para produzir inser- ções de molde. As inserções de molde por sua vez são usadas para for- mar os moldes. Subsequentemente, uma resina líquida adequada é colo- cada entre os moldes e submetida a compactação e cura para formar as lentes da invenção O versado na técnica reconhecerá que inúmeros mé- todos conhecidos podem ser usados para produzir as lentes da presente invenção.

A invenção será agora adicionalmente descrita com respeito aos seguintes exemplos não-limitantes.

Exemplo 1 . Uma lente de contato que tem um design conhecido para corre- ção da visão em pacientes com astigmatismo é mostrado na Figura 6. A len- te de contato foi desenvolvida com o uso de um software de design de lentes convencional com os seguintes parâmetros de projeto de entrada: Potência da esfera: -3,00 D Potência do cilindro: -0,75 D Eixo do cilindro: 180 graus Diâmetro da lente: 14,50 mm Diâmetro de zona óptica frontal de 8,50 mm - Diâmetro de zona óptica anterior de 11,35 mm Curva base da lente: 8,50 mm F Espessura do centro: 0,08 mm Parâmetros de modelo ocular usados são listados na Tabela 2A e2B A zona de estabilização é uma zona de espessura extra adicio- nada ao perfil de espessura da determinada lente.

A zona de estabilização inicial é construída usando uma combinação de funções Gaussianas norma- lizadas descrevendo as alterações radiais e angulares na espessura.

A ex- pressão matemática que descreve o arqueamento da zona de estabilização em coordenadas polares é: RO ne 05() Je os() ) Ox %% Onde Z,º é a maior magnitude da zona de estabilização, ro e Bo a localização radial e angular do pico, e or e 05 são parâmetros controlando o perfil da mudança de espessura nas direções radial e angular.

A mudança no coeficiente angular ao longo da direção radial e angular é obtida usando distribuições Gaussianas normais.

A equação se torna:

- 2 2 Z(R,9)= ae osfEn") el os 2a | ) . [2 O, Os parâmetros de design que controlam as zonas de estabiliza- ção são: Mudança em magnitude da zona de estabilização (Zo). Localização do pico muda ao longo de 0-180 graus meridianos (o Localização do pico muda angularmente a cerca de 0-180 graus meridianos (890). BR Mudanças de coeficiente angular acima e abaixo do local de pi- co. "0 Mudança do comprimento angular da zona de estabilização (06). Zonas de estabilização giradas ao redor do local de pico.

Mudança na largura da zona de estabilização (or) ao longo de 0- 180 graus meridianos.

Os valores dos quais a zona de estabilização inicial foram cons- truídas eram de: Zo = 0,25 mm 16 =5,75 mm OR = 0,50 mm Bo = 180 graus e O graus para as zonas de estabilização esquer- daedireita, respectivamente.

Og = 25,0 graus A zona de estabilização foi então adicionada ao perfil de espes- sura de lente original.

A espessura máxima da lente final foi de 0,38 mm.

Uma ilustração gráfica do perfil é mostrado na Figura 4. As zonas de estabi- lizaçãosão simétricas ao redor de ambos os eixos, horizontal e vertical, com coeficientes angulares que uniformemente descem da altura do pico.

- [Vecosigade de camada aquosa — — > Jasoos | ass | [Viscosidade da camada de muana — — >| 150603 | Pas | [Espessura de fme taomal pré-lente — | sooeos | mm | [Rosana o 7ssess | mm | [Frete cgeomenia ga ao em | [Ros decente — — [ssomos | tm | [Reos devansizão salame | ssomos | mm | i [Feto (gometia posterior detento) mm] : Propriedades

[irado ass o E E [Feto (permi de sspessura nomalda teme) | | mm | [Destacamento iteral da pálpeora interior — Jso0mos | qm | [ Destocamento lateral da palpetra superor — | ssomos | mm | rnflmaço nm | em | as | da pálpebra superior tá [Tempopara competara piscas — | 0258 | Tm | [Tempo ente duas piscas | a Tm) Tesrauas [Angulo da pálpebra superior no inicio da piscada | 47. | tau | [Anguto da pálpebra inferior no início da piscada | 207 | toram | [sas O A UA

| ima esanes tt a | | transiente pré-definida) |reoca feriado es [Descenração misaime ração | om | mm | [Nomen ce ccos are pressa sermento — | 5 | — | gar era imeremmentaemna | | Parâmetros de | (Se <O então o tempo especificado é usado)

! ERAS ; [Decretaação da eme na dmeçãorai — | 2 | — | [Decretzação da lente na dreçã cronternesl | so | = |

Tabela 2a.

Os parâmetros iniciais fornecidos ao modelo ocular.

Melocidade do olho So 5 A 1 constante de velocidade da pálpebra Lo | 2 — Velocidade da pálpebra correponde à velocidade do olho humano | [Fixação do olhar (escolha em direção de fixação transiente pré-definida) = 1 o Semmudançanadieçãodaobsermvação | o Oo iMovimentohorzental | 2 — Movimentovertical | o Na 3 — Movimentocireular(antihoráfio) 14 IMovimentocircular(horário) | 6 Obsemvaçãofixanadireção horizontal 6 Observaçãofixcanadieçãovertical ||

Tabela 2b.

Os parâmetros iniciais fornecidos ao modelo ocular.

As características de rotação e centração das lentes de contato foram determinadas usando o modelo ocular descrito acima com parâmetros iniciais fornecidos na Tabela 2. A rotação das lentes diminuiu de forma cons- tante de cerca de 45 graus a menos de 10 graus enquanto o número de pis- cadas modeladas foi de O a 20. Durante o curso das piscadas 1-20, a cen-

T tração permaneceu relativamente firme de cerca de 0,06 mm a quase 0,08 à mm.

O valor resultante da função de mérito definida pela Equação 1 aplicada nas lentes da técnica anterior era 1,414 com Wrg = Wc = 1,0. Esse exemplo mostra a rotação, centração e estabilidade alcançadas pelas lentes desses parâmetros onde a manutenção da orientação no olho é alcançada usando depressões ou elevações na periferia da superfície frontal.

Exemplo 2: Uma nova zona de estabilização foi desenvolvida usando o mo- delo ocular e método de otimização descrito acima e o design inicial descrito noExemplo 1. A função de mérito foi definida usando - - Área superficial abaixo da resposta na rotação. - Área superficial abaixo da resposta na centração. : - peso idêntico para a rotação e centração, Wr = Wc = 1,0. Os valores dos quais a zona de estabilização inicial foram cons- truídas eram de: -Zo9= 0,25 mm -1n9= 5,75 MM - OR = 0,50 mm - 8, = 180 graus e O graus para as zonas de estabilização es- querdae direita, respectivamente - 0a = 25,0 graus A zona de estabilização foi então adicionada ao perfil de espes- sura da lente original.

A zona de estabilização foi girada ao redor do local do pico até que as características de desempenho da lente representavam um aprimo- ramento significativo sobre o design inicial.

A rotação foi obtida ao aplicar uma transformação de coordenada (rotação ao redor do local de pico) nas coordenadas da zona de estabilização originais: ( ) Cosa) Sea) ) o [Ee o ee Onde (xo,Yo) eram as coordenadas originais e (x,y) eram as no-

” vas coordenadas, e a o ângulo da rotação. . Um design de estabilização aprimorado foi obtido no qual a ori- entação final da zona de estabilização era de 10,0 graus fora da vertical com a sua porção superior da estabilização orientada em direção ao centro da É 5 lente como mostrado na Figura 5. Adicionalmente, zonas de estabilização não são simétricas a cerca do eixo horizontal.

Neste caso, o maior parte da dimensão longa de cada zona fica acima do eixo horizontal.

O valor final da função de mérito foi de 0,86. O aprimoramento da função de mérito foi da ordem de 59%. A rotação caiu agudamente em relação ao design de estabi- lização inicial.

Começando na piscada 4, menos que 30 graus de rotação - foram vistos, com ausência de rotação da piscada 12 em diante, comparado com cerca de 40-25 graus de rotação vistas no design inicial sobre o mesmo T alcance de picadas.

A centração permaneceu estável com menos de 0,04 mm na piscada 1 e menos de 0,03 consequentemente no design aprimorado relativo a 0,068 a maior que 0,08 para o design inicial sobre o mesmo número de ciclos de piscada.

Esse exemplo mostra rotação, centração e estabilidade aprimoradas quando comparado com as lentes do Exemplo 1. Exemplo 3: Uma nova zona de estabilização foi desenvolvida usando o mo- delooculare método de otimização descrito acima e o design inicial descrito no Exemplo 1. A função de mérito foi definida usando - Área superficial abaixo da resposta na rotação. - Área superficial abaixo da resposta na centração. - peso idêntico para a rotação e centração, Wr = We = 1,0. Os valores dos quais a zona de estabilização inicial foram cons- truídas eram de: -Zo= 0,25 mm -nn=5,75 mm - Or = 0,50 mm - 87 = 180 graus e O graus para as zonas de estabilização es- querda e direita, respectivamente - Os = 25,0 graus m A zona de estabilização foi então adicionada ao perfil de espes- S sura da lente original.

Um design de estabilização aprimorado foi obtido no qual a ori- entação final da zona de estabilização era tal que o local do pico da zona de estabilização foi mudado angularmente cerca de 0-180 graus meridianos do centro geométrico das lentes conforme mostrado na Figura 6. As zonas de estabilização não são mais simétricas ao redor do eixo horizontal, e a taxa de aleração do coeficiente angular dessas zonas difere em direção oposta ao meridiano de 0-180 graus.

O valor final da função de mérito foi de 0,86. O aprimoramento na função de mérito foi da ordem de 55%. A rotação caiu . bruscamente em relação ao design de estabilização inicial.

Começando na piscada 4, menos de 30 graus de rotação foram vistos com cerca de . 10 graus de rotação vistos na piscada 10 e nenhuma rotação da piscada 16 em diante, comparados com cerca de 40-30-15 graus de rotação vistos no design inicial em relação à mesma faixa de piscadas.

A centração foi menor do que 0,06 mm na piscada 1 e menor que 0,04 na piscada 4. Consequen- temente, a rotação caiu de forma acentuada, sendo menor que 0,02 em 8 piscadas e zero na piscada 16 com relação a maior que 0,06 a maior que 0,07 e maior que 0,08 para o design inicial em relação ao mesmo número de ciclos de piscadas.

Esse exemplo mostra rotação, centração e estabilidade aprimoradas quando comparado com as lentes do Exemplo 1. Exemplo 4: Uma nova zona de estabilização foi desenvolvida usando o mo- delo ocular e método de otimização descrito acima e o design inicial descrito —noExemplo1.A função de mérito foi definida usando - Área superficial abaixo da resposta na rotação. - Área superficial abaixo da resposta na centração. - Peso (W) para rotação Wr = 0,84, peso (W) para centração Wc = 114 Os valores dos quais a zona de estabilização inicial foram cons- truídas eram de: -Zo=0,25 mm

7 -n=25,75 mm É - or = 0,50 mm - Bo = 1,954 -0=0,14 A zona de estabilização foi então adicionada ao perfil de espes- sura da lente original.

A zona de estabilização foi ajustada para mudar o coe- ficiente angular ao redor do local do pico.

Os locais de pico permanecem nos 0-180 graus meridianos, como mostrado na Figura 7. As zonas de estabili- zação não são simétricas ao redor do eixo horizontal e a taxa de mudança do coeficiente angular dessas zonas difere em direção oposta da altura do - pico.

Isto é acentuado neste caso com um declínio gradual muito maior no coeficiente angular no sentido da porção de fundo da lente.

As alterações do 7 coeficiente angular foram obtidas com o uso de uma função de distribuição de Gauss de log normal para descrever angularmente a alteração da espes- sura O valor final da função de mérito foi de 0,86. O aprimoramento da fun- ção de mérito foi da ordem de 30%. A rotação caiu moderadamente em rela- ção ao design de estabilização inicial.

Começando na piscada 6, menos de 30 graus de rotação foram vistos com cerca de 10 graus de rotação vistos na piscada 12 e nenhuma rotação da piscada 16 em diante, comparados com cerca de 38-30-15 graus de rotação vistos no design inicial em relação à mesma faixa de piscadas.

A centração foi menor do que 0,08 mm na piscada 1 e menor que 0,07 na piscada 4. Consequentemente, a rotação caiu de forma acentuada, sendo menor que 0,05 em 8 piscadas e 0,04 na piscada 16, com relação a 0,06 a maior que 0,07 e 0,08 para o design inicial em rela- ção aomesmo número de ciclos de piscada.

Esse exemplo mostra rotação, centração e estabilidade aprimoradas quando comparado com as lentes do Exemplo 1. A Figura 8 resume a velocidade de rotação versus a orientação da lente no olho para os Exemplos 1, 2, 3 e 4. O design inicial descrito no Exemplo 1 tem uma velocidade de rotação média de cerca de 0,55º/seg., na faixa de desalinhamento de operação de 45º-0, enquanto designs dados nos Exemplos 2, 3 e 4 tem uma velocidade de rotação média acima de -

7 0,70º/seg., dentro da mesma faixa de desalinhamento.

Os Exemplos 2 e 4 É tem uma velocidade de rotação maior para desalinhamentos abaixo de 15º.

Ambos os designs são mais adequados para lentes que exigem uma orien- tação única no olho como lentes de contato macias desenvolvidas para cor- reção de aberrações de alta ordem.

Esses designs podem exigir diferentes métodos de encaixe que exigem marcadores especiais na superfície frontal para ajudar o paciente a inserir a lente.

Já que a orientação da lente no olho é única devido a assimetria da estabilização e devido aos marcadores na superfície frontal, a orientação das lentes durante a inserção deve ser bem próxima à orientação final das lentes depois que alcançarem a posição de : descanso.

Uma velocidade de rotação alta para pequenos desalinhamentos na inserção fornecerá uma correção de visão total mais rápida.

Esses de- : signs também apresentam melhor desempenho de centração sobre o design do Exemplo 3. A centração da lente se torna estável após um menor número de piscadas.

Claims (6)

1. = REIVINDICAÇÕES L 1. Lente de contato projetada com estabilização aprimorada em relação a um design estabilizado nominal, em que os momentos angulares são equilibrados.
2. 2. Lente de contato, de acordo com a reivindicação 1, em que uma zona de estabilização tem a maior parte de seu comprimento situada abaixo do eixo horizontal da lente.
3. 3. Lente de contato, de acordo com a reivindicação 1, em que uma zona de estabilização tem um taxa diferenciada de alteração de coefici- ente angular (a partir de seu pico) em uma direção em relação à outra; -
4. 4. Lente de contato, de acordo com a reivindicação 1, em que uma zona de estabilização tem um perfil de altura acima do eixo horizontal diferente do perfil de altura abaixo do eixo horizontal
5. 5. Lente de contato, de acordo com a reivindicação 1, em que a distância a partir do centro da lente até um ponto ao longo do contorno de máxima espessura de uma zona de estabilização é diferente da distância a partir da centro da lente a um outro ponto ao longo do contorno de máxima espessura da mesma zona de estabilização.
6. 6. Lente de contato, de acordo com a reivindicação 1, em que a distância a partir da borda da lente ao longo de um meridiano até um ponto ao longo do contorno de máxima espessura de uma zona de estabilização não é igual à distância a partir da borda da lente ao longo de um meridiano até um outro ponto ao longo do contorno de máximo espessura da mesma zona de estabilização.

   FIG. 1 6 : 0,05 Dos 5 : 0,2) 0,15 015 (0.2 . 0,25 0,2! 3 2 | ri 3 .39||| o - 0,3 o 2 0,25 0,25, 8 0,2 02 4 0:15 05 z d.05 0.05

   Y — 6 543/27 601283454N, 1

   , 2/12 FIG. 2A % y

   Y (Ea : [4 Ex

   TA FIG. 2B FIG. 2C "EA "o S Ao E cre, Owp Feto 171 FEN" Ho/ ) al entre too le mucina paixo

   Parâmetro de zona de estabilização | Criar zonas de Ena estabilização iniciais Parâmetro de zona de estabilização 2) Terar dados de Parâmetro de zona de estabilização 3 rotação, centração, í: estabilidade i do modelo ocular Parâmetro de zona de estabilização N| Ema tinita ' de zonas de estabilização Ff Gerar dados de Gerar dados de Gerar dados de Gerar dados de rotação, centração, rotação, centração, rotação, centração, rotação, centração, estabilidade da estabilidade da estabilidade da estabilidade da Zona de estabilização zona de estabilização [zona de estabilização zona de estabilização] do modelo ocular 1 do modelo ocular 2 do modelo ocular 3 do modelo ocular N Calcular as funções de mérito Calcular as funções de mérito | [ Calcular as funções de mérito Calcular as funções de mérito Selecionar parâmetro(s) para a próxima iteração Gerar dados de rotação, centração, estabilidade do modelo ocular Calcular as funções de mérito Melhor Modificar parâmetro(s) desempenho? para próxima iteração Design final? Implementar nova zona de estabilização nas lentes de contato ana FIG. 4A

   : 6 0,05 vos 5 0,2) 0,15 015 (02 4 0,25 0,2 3 2 N 1 3: 0 | A 3 037) Lo 0,25 0,25 a

   02 02 4 015 0.5 Ss dos 0,05 +

   SoT1S 101 2 S4AsS

   FIG. 4B Espessura circunferencial para o Exemplo 1 em r= 5,75 mm aee AE isa ADA

   AEE tas ee TN E galesa EIA A ROCA

   ENE NE ; AA AEE ! a ACO : Ea EE “o 0 60 90 120 150 180 210 240 2/0 300 330 360 Ângulo (graus) FIG. 4C Espessura radial do Exemplo 1 ao longo do 0,450 meridiano 8 = O graus

   EEE

   AE AO

   E ZE vaas po 2 VINI ds nc a Ea NA

   RE ZA NO aeee IN e OI CIR

   AEE O E 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 Distância radial (mm)

   FIG. 5A 6 | 0.05 005 5 : s 015 0,15 > : (6 25 02 Sê 2 / QL o 035 0,35

   V UI A 03 o,8, o “25 02/ | 02 02 . 015 0/5 S dos Yo e 6 5 4 3 2 1 0 1-2834 +

   FIG. 5B Espessura circunferencial para o Exemplo 2 0,450 emr=5,75mm 75 mm

   EI EE

   RN AEEAD EO

   ER AN E E pegan: it A MOC o ta SACO A E

   A EA . um IE THA : e EEE : cod E | O ão 60 90 120 150 180 210 240 2/0 300 330 360 Ângulo (graus) FIG. 5C Espessura radial! do Exemplo 2 junto do 0,450 meridiano 8 = O graus

   EEE

   AO AO

   EEE atos OE AZ INI agride IML ENO

   OA A NT vie eee AN oo III EN ai eee Hi 0,0 05 10 152025 903540 45850 5560665 7075 Distância radial (mm)

   FIG. 6A 6

   0.05 05 5 S 0j5 05 4 ' 02 02 3 2 (635 bh? 1 n AP 035 035/11 11 Wi e NE. 0287 2 d2 o 4

   3.05 “O,15 015905 S + SS as sT39IBDEATA

   : FIG. 6B Espessura circunferencial para o Exemplo 3 0,450 emr=5,75 mm 75 mm

   E IE

   NCIA

   ANE A tamos seo EN EEEINA di sao NV ANE MI A O a mL SA : E OO : e Ad * "O 0 60 90 120 150 100 210 240 270 300 330 360 Ângulo (graus) FIG. 6C Espessura radial do Exemplo 3 ao longo do 0,450 meridiano 8 = O graus

   EE EO a EO e EEE ana, o EI MEN agudo DM ZE pe ZA NA vm ee NA

   SEEC IO Debe Le Ro 00 05 10 15 2025308540 455055860 657075 Distância radial (mm)

   , FIG. 7A 6 ; 0,05 0.05 :

   0.15 015 a . 0,2 02

   0.25 0,28 . 2 [HO AI E 0,35 0,35 o NW UM 1º

   0.8 03 2 0,25 0,2 3 4 d.05 02 02 105 S 05 od5 6 6 5 as Pi 014-23A4S3

   FIG. 7B Espessura circunferencial por exemplo 4 em r = 5,75 mm 75 mm e EEE

   RADAR CA o ZINCO eai NE e Rad

   E CENA AS er ZE dA A . EEE - le a AAA O Q 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 Ângulo (graus) FIG. 7C Espessura radial do Exemplo 4 ao longo do meridiano 0,450 8=0 graus e EE LT

   EA OA con a a na o NA sanas Co AE EA O e tale eee une RIO E aa ICI NO EE II EON) Se le A 00 05 10152025 3035404550 5560 68671075 Distância radial (mm)

   $ FIG. 8 « Velocidade de rotação versus orientação da lente - 0,00 o Ega ada oo EEN e ee a A Ao) ea ES aaa A os Der e DA a Vebcidadede Fo near e as lorde, P Nr.

   Ls da lee AR o LL a [Bem] sema) o, [ea EEE eternal O 45 40 35 30 2% 2 15 10 5 0 3 Orientação da lente (graus)