CN102920533B - 动态双模式可调焦人工晶体和人眼视力动态调节方法 - Google Patents
动态双模式可调焦人工晶体和人眼视力动态调节方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及动态双模式可调焦人工晶体和人眼视力动态调节方法。一种动态双模式可调焦人工晶体包括：由软性材料制成的光学部；至少两个围绕所述光学部周向对称地进行设置且与所述光学部相连的襻，在将所述动态双模式可调焦人工晶体植入人眼囊袋中之后，撑在囊袋沟内壁上的所述襻能够在所述囊袋的径向曲张力的作用下使所述光学部的光学面形曲率发生变化。一种利用已被植入人眼中的上述动态双模式可调焦人工晶体对人眼视力进行动态调节的方法。采用本发明的动态双模式可调焦人工晶体和动态双模式视力调节方法调节焦距范围大，所需的植入切口更小，降低了人工晶体植入后发生后囊混浊的风险，能够有效减少可调焦人工晶体术后移位，偏心等并发症。
Description
技术领域
本发明主要涉及人工晶体领域。具体而言，本发明涉及一种动态双模式可调焦人工晶体和一种利用已被植入人眼中的所述动态双模式可调焦人工晶体对人眼视力进行动态调节的方法。
背景技术
人工晶体是一种能植入眼内的人造透镜，用于取代因为白内障疾病而变混浊的人眼中的天然晶体，或者用于屈光手术以纠正人眼的视力。人工晶体的形态，通常是由一个圆形光学部和周边的支撑襻组成。光学部是由透明的高分子材料制成的。这些高分子材料可以是硬的，也可以是软的。由硬材料制成的人工晶体，必须通过一个较大的切口（通常大于６毫米）才能植入眼内，所以在发达国家基本已被淘汰。由软材料制成的人工晶体，也经常被称作可折叠人工晶体，可以在折叠或卷曲后通过一个较小的切口（一般２-3毫米）植入眼内。植入切口越小，术后并发症越少。目前用于制备可折叠人工晶体的软性材料主要分为硅胶，亲水性丙烯酸酯（水凝胶），和疏水性丙烯酸酯等几类。
早期的人工晶体是单焦点的。为了使人工晶体植入后的人眼同时具有看远和看近的能力，当前人工晶体的研发方向主要朝着多焦点人工晶体和可调焦人工晶体（AIOL）发展，其中多焦点人工晶体虽然能提供远近视力，但是这种调节仅仅是假性调节，由于其远近焦点的光分配，始终存在对比敏感度下降和眩光等缺点。也就是说虽然获得了一定的远近调节幅度，但它是以牺牲成像质量为代价的。
可调焦人工晶体能够实现真正意义上的屈光调节，使人眼真正恢复年轻时的视力。它大致包括三种类型，即单光学面位移调节的可调焦人工晶体、双光学面位移调节的可调焦人工晶体、和光学面变形调节的可调焦人工晶体。单光学面位移调节的可调焦人工晶体主要依赖于襻的设计，襻在囊袋内由于睫状肌的收缩与曲张，引起襻的屈伸使光学部前后位移来实现自动调焦。双光学面位移调节的可调焦人工晶体也是通过襻的调节来实现的，襻在囊袋内由于睫状肌的收缩与曲张，引起襻的屈伸使两个光学面的相对位移，从而使得其调节力能够双倍于单光学面调节的可调焦人工晶体的调节力。
目前只有美国博士伦公司的Crystalens可调焦人工晶体得到美国食品及药物管理局（FDA）批准应用到在临床。但它是通过单光学面位移调节的，能够实现的焦距调节幅度很小，号称最高能够达到3D，而实际上最多只能产生1D的真性调节，因此远远达不到临床的实际需要。正常眼在不同年龄时的晶状体调节能力，请参见下表1。如果要想恢复患者视力及看远看近的调节能力，需要达到或接近表1中最右侧一栏中所列出的调节范围A下限。其最小调节幅度也应达到A min = 15-0.25×年龄(Hoffstetter最小调节幅度公式)。
表1 正常眼在不同年龄时的调节能力。
在这里说明一下，光线由一种物体射入到另一种光密度不同的物质时，其光线的传播方向产生偏折，这种现象称为屈光现象，屈光度表示这种屈光现象的大小（屈光力），单位是屈光度（缩写为“D”）。1D屈光力相当于可将平行光线聚焦在1米焦距上。眼睛折射光线的作用叫屈光，用光焦度来表示屈光的能力，也叫做屈光度。屈光度是透镜对于光线的折射强度。屈光度是屈光力的大小单位，以D表示，既指平行光线经过该屈光物质，成焦点在1M时该屈光物质的屈光力为1屈光度或1D。对于透镜而言，是指透镜焦度的单位如一透镜的焦距1M时，则此镜片的屈光力为1D屈光度与焦距成反比。透镜的屈光力F=1/f， 其中f为透镜的焦距，式中：屈光力的单位为屈光度，符号为D，量纲为L-1， 1D=1m-1。
还有其它几种可调焦人工晶体正在研制过程中，虽然其报导的调节幅度能够达到3.5D-10D之间，但是这几种可调焦人工晶体的结构都有不同程度的缺陷，由于种种原因还没有获得美国食品及药物管理局（FDA）批准而在临床得到应用。其具体原因如下：
·现有技术的单光学面位移调节的可调焦人工晶体经过一段时间的临床应用,已经发现低屈光度的IOL要比高度数的IOL产生的调节力低的多,因此不可能有大范围的拟调节幅度；
·虽然现有技术的双光学面位移调节的可调焦人工晶体在调节幅度上有很大的进步，但是双光学面位移调节的漂移距离受到眼解剖结构的限制（正常眼大约1.8mm），眼前段的正常解剖也不允许IOL向前移位超过2mm，这样将出现诸如角膜内皮失代偿、虹膜色素脱失等一系列并发症；
·现有技术的光学面变形调节的可调焦人工晶体是通过人工晶体本身的形状改变实现屈光度的改变，这是真正意义上的调节。但对人工晶体材料的要求和加工难度非常高，目前仅处于动物实验阶段。
另外，不论现有技术单光学面位移调节的可调焦人工晶体还是现有技术双光学面位移调节的可调焦人工晶体，由于受到调节原理的限制，结构体积都比非可调焦人工晶体大，导致植入切口比较大，大于3毫米，植入后并发症的机会增多。
后囊混浊（PCO），也称作二次白内障，是人工晶体植入后一种常见的并发症。后囊混浊是由于白内障手术后残留在后囊膜的上皮细胞增殖迁移到人工晶体的后表面和后囊之间造成的。对于单纯靠人工晶体前后位置移动来调节屈光度的现有技术可调焦人工晶体设计而言，由于它的人工晶体后光学表面移动幅度比较大≈1mm，从而导致可调焦人工晶体在睫状肌调节过程中后光学表面与后囊之间产生交变间隙, 给后囊混浊的生长提供了空间，给患者造成不便。对于可调焦人工晶体植入手术而言，临床要求更换取出这种可调焦人工晶体应该在同一小切口下进行，现有技术的三种可调焦人工晶体都无法满足。如果能够研制出能够可靠地提供5D的峰值可调节幅度，和2.5D的耐久调节幅度的话，而且没有明显增加术后并发症的可调焦人工晶体, 将会极大改善目前白内障和屈光手术的视觉质量。
因此，与现有技术的可调焦人工晶体相比，需要一种经过改进的可调焦人工晶体，所述经过改进的可调焦人工晶体具有更大的焦距调节幅度，在植入人眼时植入切口更小，并且在植入人眼后能够减少后囊混浊（PCO）的发生。
发明内容
本发明鉴于上述技术问题而提出，其目的在于提供一种能够同时实现光学面型/光学面位移双重调节功能的动态双模式可调焦人工晶体和一种利用已被植入人眼中的所述动态双模式可调焦人工晶体对人眼视力进行动态调节的方法。
本发明的动态双模式可调焦人工晶体主要涉及单光学面调节的可调焦人工晶体和双光学面调节的可调焦人工晶体。本发明的动态双模式可调焦人工晶体是对单纯靠人工晶体前后位置移动来调节屈光度的现有技术可调焦人工晶体设计所作出的改进型产品。
术语定义
在本申请中使用的术语“光学部”指的是位于可调焦人工晶体中心的具有光学特性从而能够用来调节人工晶体屈光度的部分。
在本申请中使用的术语“第一光学部分”指的是在双光学面调节的可调焦人工晶体的光学部中相对于第二光学部分而言远离人眼后囊进行设置的光学透镜，也可被称作“前光学部分”。
在本申请中使用的术语“第二光学部分”指的是在双光学面调节的可调焦人工晶体的光学部中相对于第一光学部分而言更接近人眼后囊进行设置的光学透镜，也可被称作“后光学部分”。
在本申请中使用的术语“前光学面”指的是在单光学面调节的可调焦人工晶体的光学部中相对于后光学面而言远离人眼后囊进行设置的。
在本申请中使用的术语“后光学面”指的是在单光学面调节的可调焦人工晶体的光学部中相对于前光学面而言接近人眼后囊进行设置的。
对于单光学面调节的可调焦人工晶体而言，在本申请中使用的术语“光学部的纵向中心线”指的是在未受到人眼囊袋压缩力作用的条件下沿着所述可调焦人工晶体的光学部长度方向的中心线（例如，如图6中附图标记A-A所示）；对于双光学面调节的可调焦人工晶体而言，在本申请中使用的术语“光学部的纵向中心线”指的是在未受到人眼囊袋压缩力作用的条件下沿着所述可调焦人工晶体的光学部整体长度方向的中心线（例如，如图4中附图标记B-B所示）。
在本申请中使用的术语“连接部”指的是由可调焦人工晶体的光学部与可调焦人工晶体的襻所形成的连接区域。对于双光学面调节的可调焦人工晶体而言，其“连接部”一般呈人字形状，用于将第一光学部分和第二光学部分与襻连接在一起，也可以更形象地被称为“人字形连接部”。
在本申请中使用的术语“光学部的外周”指的是相对于可调焦人工晶体光学部中心部分而言不会影响人工晶体光学部的光学特性的光学部的外边缘部分。
在本申请中使用的术语“襻”指的是与可调焦人工晶体光学部的外周相连、既起到支撑光学部的作用又起到将睫状肌的收缩与曲张所产生的收缩力传递到所述光学部的作用从而使所述光学部的光学面形的曲率和光学面位移改变的部分。
在本申请中使用的术语“襻型角”指的是在可调焦人工晶体处于未受力状态下（非调节状态），襻的纵向中心线相对于与眼轴线相垂直的纵向线所呈的角度，用附图标记β来表示，在本申请中也可被称作“襻的设计角度”。
在本申请中使用的术语“襻压缩角”指的是在可调焦人工晶体在人眼睫状肌的收缩与曲张所产生的压缩力的作用下（调节状态），襻的纵向中心线相对于在可调焦人工晶体处于未受力状态下（非调节状态）的襻型角所偏转的角度，用附图标记α来表示。
在本申请中所使用表示方位关系的术语例如“前”，“后”是相对于人眼后囊而言的。例如，对于双光学面调节的可调焦人工晶体而言，“后光学部分”是比“前光学部分”距离人眼后囊更近的光学部分。对于单光学面调节的可调焦人工晶体而言，“后光学面”是比“前光学面”距离人眼后囊更近的光学面。
按照本发明的一个方面，提供了一种动态双模式可调焦人工晶体，包括：
由软性材料制成的光学部；
至少两个围绕所述光学部周向对称地进行设置且与所述光学部相连的襻，在将所述动态双模式可调焦人工晶体植入人眼囊袋中之后，撑在囊袋沟内壁上的所述襻能够在所述囊袋的径向曲张力的作用下使所述光学部的光学面形曲率发生变化。
在本发明的一个优选实施例中，所述光学部可以由第一光学部分和第二光学部分构成。
在本发明的另一个优选实施例中，在所述第一光学部分和所述第二光学部分的两个相互面对的光学表面中的至少一个表面上面可以设置防止二者相互粘连的镀层。
在本发明的又一个优选实施例中，所述襻可以被设置偏向所述第一光学部分一侧，且襻型角小于等于7°。
在本发明的又一个优选实施例中，所述襻可以沿着所述光学部的纵向中心线进行设置，且襻型角等于0°。
在本发明的又一个优选实施例中，所述光学部可以为单一光学部分。
在本发明的又一个优选实施例中，所述襻可以被设置偏向所述单一光学部分的前光学面一侧，且襻型角小于等于7°。
在本发明的又一个优选实施例中，所述襻可以沿着所述光学部的纵向中心线进行设置，且襻型角等于0°。
在本发明的又一个优选实施例中，所述光学部可以由疏水性丙烯酸脂材料，硅胶材料、水凝胶材料或其它具有合适弹性模量和泊松比的生物医用材料制成，并且所述襻可以由疏水性丙烯酸脂材料，硅胶材料、水凝胶材料或其它具有合适弹性模量和泊松比的生物医用材料制成。
在本发明的又一个优选实施例中，所述光学部和所述襻可以是通过注塑一次成型的，或者可以是通过分体加工再组合成型的。
在本发明的又一个优选实施例中，所述动态双模式可调焦人工晶体可以是一件式人工晶体。
在本发明的又一个优选实施例中，所述动态双模式可调焦人工晶体可以是三件式人工晶体。
在本发明的又一个优选实施例中，所述光学部的材料与所述襻的材料可以是相同的。
在本发明的又一个优选实施例中，所述光学部的材料与所述襻的材料可以是不同的。
在本发明的又一个优选实施例中，所述光学部与所述襻所形成的连接部的长度可以不小于所述光学部的外周总长度的十分之一。
在本发明的又一个优选实施例中，所述光学部与所述襻所形成的连接部的长度可以不小于所述光学部的外周总长度的八分之一。
在本发明的又一个优选实施例中，所述光学部与所述襻所形成的连接部的长度可以不小于所述光学部的外周总长度的六分之一。
在本发明的又一个优选实施例中，所述动态双模式可调焦人工晶体可以具有四个襻。
在本发明的又一个优选实施例中，所述光学部的中心厚度可以在0.3毫米 - 0.6毫米的范围内。
在本发明的又一个优选实施例中，所述襻的中心厚度可以在0.4毫米 - 0.6毫米的范围内。
按照本发明的再一个方面，还提供了一种在睫状肌的收缩与曲张作用下利用已被植入人眼中的所述动态双模式可调焦人工晶体对人眼视力进行动态调节的方法。
本发明的动态双模式可调焦人工晶体和在睫状肌的收缩与曲张作用下利用已被植入人眼中的所述动态双模式可调焦人工晶体对人眼视力进行动态调节的方法具有以下有益效果：
1. 本发明利用近似于人眼晶状体的自然调节方法，将睫状肌的收缩与曲张所产生的收缩力通过襻传递到光学区，使光学面形的曲率和光学面位移改变，从而使眼内成像焦距随着视远视近自动调节聚焦，调节焦距范围大，峰值调节幅度可达Amax=10D。
2. 超薄光学面结构使可调焦人工晶体植入切口更小，而且更换取出容易（在小切口下取出），
3. 持续挤压后囊的双光学面调节的可调焦人工晶体结构设计使人工晶体植入后发生后囊混浊（PCO）的风险降低。
4. 对称襻的结构既可以实现对称传递弹性变形力到光学区，又可以有效减少可调焦人工晶体术后移位，偏心等并发症。
另外，可以根据以下图例和解释说明而引申得到的目的、性能、特点等，都落入本发明的保护范围内。
附图说明
下面将通过实例并结合附图对本发明进行描述，其中：
图1示出了在植入本发明的动态双模式可调焦人工晶体后人眼睫状肌自动调节看近状态的光路示意图；
图2是在植入本发明的动态双模式可调焦人工晶体后人眼睫状肌自动调节看远状态的光路示意图；
图3是根据本发明的动态双模式可调焦人工晶体的第一实施例的透视图；
图4是沿着图3所示动态双模式可调焦人工晶体的纵向中心线B-B截取的剖视图，图中示出了该动态双模式可调焦人工晶体的襻型角β为0°且图中还用虚线示意性地示出了在该动态双模式可调焦人工晶体处于调节（受力）状态下，该动态双模式可调焦人工晶体的襻压缩角α大小可达15°；另外图中示出了该动态双模式可调焦人工晶体的“人字形连接部”结构；
图5是根据本发明的动态双模式可调焦人工晶体的第二实施例的透视图；
图6是沿着图5所示动态双模式可调焦人工晶体的纵向中心线A-A截取的剖视图，图中示出了该动态双模式可调焦人工晶体的襻型角β为0°且图中还用虚线示意性地示出了在该动态双模式可调焦人工晶体处于调节（受力）状态下，该动态双模式可调焦人工晶体的襻压缩角α大小可达15°；
图7是根据本发明的动态双模式可调焦人工晶体的第三实施例的透视图；和
图8是沿着图7所示动态双模式可调焦人工晶体的纵向中心线A-A截取的剖视图，图中用虚线示意性地示出了襻型角β为5°的情况。
具体实施方式
以下具体实施例只是用于进一步对本发明进行进一步地解释说明，但是本发明并不局限于以下的具体实施方案。任何在这些实施方案基础上的变化，只要符合本发明的原则精神和范围，都将落入本发明专利的涵盖范围内。
本发明的原理是利用人眼中睫状肌的收缩与舒张, 通过悬韧带的使人眼囊袋10径向曲张产生的1g收缩力压缩一种具有特殊结构的可调焦人工晶体的襻，通过所述襻将睫状肌的收缩与曲张所产生的收缩力传递到光学部，从而使这种具有该特殊结构的可调焦人工晶体的光学表面之间产生相对运动并且同时使得具有该特殊结构的可调焦人工晶体的光学面形发生变化，以实现自动调焦的目的。图1和图2中示意性地示出了本发明的具有该特殊结构的可调焦人工晶体的自然调焦原理。图1示出了在植入本发明的动态双模式可调焦人工晶体后人眼睫状肌自动调节看近状态的光路示意图；图2是在植入本发明的动态双模式可调焦人工晶体后人眼睫状肌自动调节看远状态的光路示意图。在将人工晶体植入人眼中之前，完整的人眼囊袋10由前囊15和后囊13构成。在图1和图2中，囊袋纵向压力中心线E-E是囊袋收缩与曲张的压力中心线(相当于在将人工晶体植入人眼中之前撕去前囊15之后，囊袋10此时所具有的最大直径的连线)。本发明的可调焦人工晶体除了可调节幅度大之外，与现有技术人工晶体的不同之处在于，本发明的可调焦人工晶体的襻（相对于现有技术人工晶体的支撑襻而言稍硬）的受力弹性变形能够被有效地传递到可调焦人工晶体的光学部（相对于现有技术人工晶体的光学部而言稍软），使光学部沿着眼轴线D-D产生轴向移动并且能够同时使可调焦人工晶体的光学面形的曲率发生变化，从而使眼内成像焦距随着视远视近自动调节聚焦来实现可调节功能。而现有技术人工晶体的结构基本上是这样的，即通过软襻的变形来固定人工晶体在囊袋内，现有技术人工晶体的光学部（相对稍硬）仅仅会产生微小的沿着眼轴线方向的移动但是并不会使光学部光学面形的曲率发生变化。也就是说，现有技术人工晶体的襻主要是对现有技术人工晶体的光学部起到固定支撑的作用。这是本发明的具有该特殊结构的可调焦人工晶体与现有技术人工晶体的一个重要的本质区别。
如图1和图2中所示，在本发明的可调焦人工晶体的自然调焦过程中，人眼中睫状肌11的收缩与舒张所产生的力F会通过悬韧带12作用在可调焦人工晶体1的襻3上面并通过襻3被有效地传递到光学部2。通过对比看近状态调节状态下和看远状态调节状态下的可调焦人工晶体的光学部的示意图，可以发现本发明的可调焦人工晶体的光学部的位置和光学部光学面形的曲率均发生了变化，由此可将看近状态和看远状态下入射接收的不同光线通过本发明的可调焦人工晶体的光学部自动聚焦到视网膜16上面。
本发明主要采用以下技术手段确保本发明的可调焦人工晶体的襻的受力弹性变形能够被有效地传递到光学部，使光学部沿着眼轴线D-D产生轴向移动并且能够使本发明的可调焦人工晶体的光学面形的曲率同时发生变化，从而使眼内成像焦距随着视远视近自动调节聚焦。所述技术手段例如包括，但不限于，选择合适的人工晶体材料、适当地设置光学部与襻所形成的连接部的位置并调整襻型角（襻的设计角度）、设置所述连接部的长度、改变襻的个数、改变光学部的中心厚度等。对这些技术手段的具体描述请参见下文中对本发明优选实施例的详细描述。
理想的人工晶体的折光指数和阿贝数一般较高，另外，理想的人工晶体需要具有适中的玻璃化转变温度，良好的机械强度和韧性，较高的可见光透过率，屏蔽有害光线的照射等。适中的玻璃化转变温度能使材料软硬适中，既可以折叠和植入，又保证可加工性和操作性。良好的机械强度和韧性可以保证人工晶体在使用过程中不发生断裂、扭曲、表面划痕等损伤；对可见光的高透过率是人工晶体植入后病人可视功能的基本要求；有效屏蔽有害光线的照射可以保护人眼不受这些光线长期照射的侵害。
本发明的动态双模式可调焦人工晶体的光学部由疏水性丙烯酸脂材料，硅胶材料、水凝胶材料或其它具有合适弹性模量和泊松比的生物医用材料制成，并且本发明的动态双模式可调焦人工晶体的襻由疏水性丙烯酸脂材料，硅胶材料、水凝胶材料或其它具有合适弹性模量和泊松比的生物医用材料制成。
只要本发明的可调焦人工晶体的襻的受力弹性变形能够被有效地传递到光学部，并且能够使本发明的可调焦人工晶体的光学面形的曲率发生变化且使光学部沿着眼轴线D-D产生轴向移动，本发明的动态双模式可调焦人工晶体的光学部的材料与本发明的动态双模式可调焦人工晶体的襻的材料可以是相同的，也可以是不同的。本发明的动态双模式可调焦人工晶体的光学部和襻可以是通过注塑一次成型的，也可以是通过分体加工再组合成型的。
由此可见，本发明的动态双模式可调焦人工晶体可以是一件式人工晶体，也可以是三件式人工晶体。
下面进一步参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。下文中所描述的特定实施例仅为示例性的而非限制性的。
图3是根据本发明的动态双模式可调焦人工晶体的第一实施例的透视图；图4是沿着图3所示动态双模式可调焦人工晶体的纵向中心线B-B截取的剖视图，图中示出了该动态双模式可调焦人工晶体的襻型角β为0°且图中还用虚线示意性地示出了在该动态双模式可调焦人工晶体处于调节（受力）状态下，该动态双模式可调焦人工晶体的襻压缩角α大小可达15°。另外图中示出了该动态双模式可调焦人工晶体的“人字形连接部”结构。
在根据本发明的动态双模式可调焦人工晶体的第一实施例中，动态双模式可调焦人工晶体1为双光学面调节的可调焦人工晶体。动态双模式可调焦人工晶体1包括光学部2和四个围绕光学部2周向对称地进行设置且通过连接部8与光学部2相连的襻3。即通过“人字形连接部8”将襻3与第一光学部分4和第二光学部分5相连接。光学部2由疏水性丙烯酸脂材料制成并且襻3也同样由疏水性丙烯酸脂材料制成。在第一实施例中，动态双模式可调焦人工晶体1是通过注塑一次成型的，其中光学部2中间最厚处的厚度（也可被称作“光学部的中心厚度”）为0.6毫米且襻3的厚度为0.5毫米。当然，所属领域的技术人员还应该意识到：动态双模式可调焦人工晶体1也可以采用分体加工，然后再粘接或扣接的方法成型。与当前普遍使用的双光学面调节的可调焦人工晶体相比，本发明的动态双模式可调焦人工晶体的光学部的厚度相对更薄且襻的厚度相对略厚，从而使得本发明的动态双模式可调焦人工晶体的襻能够达到有效地将睫状肌的收缩与曲张所产生的收缩力传递给光学部的目的，进而在调节状态下使本发明的动态双模式可调焦人工晶体的光学面形的曲率发生预期变化。具体而言，本发明的动态双模式可调焦人工晶体的光学部的中心厚度在0.3毫米 - 0.6毫米的范围内；本发明的动态双模式可调焦人工晶体的襻的厚度在0.4毫米 - 0.6毫米的范围内。光学部2包括一前一后并行设置的第一光学部分4和第二光学部分5。如图3和图4中所示，第一光学部分4和第二光学部分5（即光学部2）的边缘在与襻3相连的部位联接在一起从而形成人字形连接部8。如图4中所示，光学部2与襻3所形成的连接部8被设置在光学部2的纵向中心线上。由于四个襻3围绕光学部2周向对称设置，因此在第一实施例中所形成的四个连接部8也对称地围绕着光学部2，如图3所示。同样，为了使本发明的动态双模式可调焦人工晶体的襻能够达到有效地将睫状肌的收缩与曲张所产生的收缩力传递给双光学部的目的，进而在调节状态下使本发明的动态双模式可调焦人工晶体的光学面形的曲率发生预期变化，连接部8被设计成人字形，便于将襻的受力变形同时传递给第一光学部和第二光学部，另外连接部8的长度应不小于所述光学部的外周总长度的十分之一，优选不小于所述光学部的外周总长度的八分之一，更优选不小于所述光学部的外周总长度的六分之一。在第一实施例中，如图3中可见，连接部8的长度大致为光学部2的外周总长度的六分之一。另外，本发明的发明人经过研究得出襻型角也可以是0°－7°范围内的任意角度。
当将这种带有双光学表面结构的动态双模式可调焦人工晶体1植入人眼囊袋10内时，动态双模式可调焦人工晶体1的四个对称的襻3撑住囊袋沟内壁。在非调节状态下，襻3在预压缩产生的力的作用下保持动态双模式可调焦人工晶体1在眼内处于平衡状态。在调节状态下，动态双模式可调焦人工晶体1的光学部2（第一光学部分4和第二光学部分5）将会同步地发生两种形态的变化，第一，光学部产生变形，光学部的受力变形过程是：将睫状肌的收缩与曲张所产生的收缩力传递到动态双模式可调焦人工晶体的襻，襻的弹性变形区域逐渐扩大并通过人字形连接部将作用力有效地传递到两个光学部，从而引起光学部分的面形产生变化，本发明的动态双模式可调焦人工晶体的光学部和襻被设计成使得要满足弹性变形过程中的每一个微分点的光学面形都能够保证光学聚焦。第二，光学部2（第一光学部分4和第二光学部分5）沿着眼轴线方向D-D相对运动，由于支撑襻设计的角度及人字形连接部的结构，使支撑襻受到的径向力被分解为眼轴线方向的分力，使前光学面向前运动。后光学部向后紧压后囊13，这种紧压的结构设计使PCO的发生机会降低。为了在调节状态下使得第二光学部进一步向后紧压后囊13从而使PCO的发生机会进一步降低，连接部8也可以偏离光学部2的纵向中心线进行设置且被设置在靠近所述第二光学部分5一侧。将光学部2向前房方向移动的幅度控制在1mm以下，从而避免了诸如角膜内皮失代偿、虹膜色素脱失等一系列并发症。这种光学部的动态调节移动实现了自动变焦。本发明的动态双模式可调焦人工晶体通过如上面述的双模式调节，使人工晶体的焦距的调节幅度和调节效率增加，峰值调节幅度最高可达Amax=10D。另外，在该动态双模式可调焦人工晶体处于调节（受力）状态下，该动态双模式可调焦人工晶体的襻压缩角α大小可达15°。图4中的实线襻为处于非调节状态的襻（即襻压缩角α为0°），虚线襻为处于15°襻压缩角的调节状态的襻。在将所述动态双模式可调焦人工晶体1植入人眼囊袋中之后，撑在囊袋沟内壁上的襻3能够在囊袋10的径向曲张力的作用下使光学部2的光学面形曲率发生变化。在未受到囊袋10的径向曲张力的作用下，襻3的纵向中心线与囊袋10的纵向压力中心线E-E重合。这种力学结构使囊袋的径向曲张力被分解为眼轴线方向力和径向力，其中眼轴线方向力使动态双模式可调焦人工晶体1的第一光学部分4和第二光学部分5的光学面产生相对运动，同时径向力使动态双模式可调焦人工晶体1的光学面形曲率发生预期变化，依据生物力学设计将这种动态变化的径向力传导到动态双模式可调焦人工晶体1的光学面上，因此动态双模式可调焦人工晶体1的光学表面的曲率适时地被动态平衡力调节聚焦，最终使光学面形和光学面位移的增量产生的总等效焦点落在视网膜中心凹上，从而实现自动调焦，改善看远看近的视觉质量。
另外，有些疏水性丙烯酸酯人工晶体材料的表面粘性很大。在调节状态下，过粘的材料会增加动态双模式可调焦人工晶体1在使用过程中的难度和操控性。比如当动态双模式可调焦人工晶体1在人眼中处于调节状态下时，由于双光学面调节的可调焦人工晶体1的第一光学部分4和第二光学部分5的两个相对的光学面受力会在眼内互相粘连，因此为了避免产生这一问题，在所述第一光学部分和所述第二光学部分的两个相互面对的光学表面中的至少一个表面上面可以设置防止二者相互粘连的镀层。在根据本发明的动态双模式可调焦人工晶体的第一实施例中，在图4中可以看到，在第一光学部分4和第二光学部分5的两个相互面对的光学表面上面均设置有防止二者相互粘连的镀层14。
图5是根据本发明的动态双模式可调焦人工晶体的第二实施例的透视图；图6是沿着图5所示动态双模式可调焦人工晶体的纵向中心线A-A截取的剖视图，图中示出了该动态双模式可调焦人工晶体的襻型角β为0°且图中还用虚线示意性地示出了在该动态双模式可调焦人工晶体处于调节（受力）状态下，该动态双模式可调焦人工晶体的襻压缩角α大小可达15°。
在根据本发明的动态双模式可调焦人工晶体的第二实施例中，动态双模式可调焦人工晶体1为单光学面调节的可调焦人工晶体。动态双模式可调焦人工晶体1包括由光学部2和四个围绕光学部2周向对称地进行设置且通过连接部8与光学部2相连的襻3。光学部2由疏水性丙烯酸脂材料制成并且襻3也由疏水性丙烯酸脂材料制成。在第二实施例中，动态双模式可调焦人工晶体1采用整体低温加工而成，也可以通过分体加工，然后再粘接或扣接的方法成型，其中光学部2中间最厚处的厚度为0.5毫米且襻3的厚度为0.4毫米。当然，所属领域的技术人员应该意识到：动态双模式可调焦人工晶体1也可以通过注塑一次成型。与当前普遍使用的单光学面调节的可调焦人工晶体相比，本发明的动态双模式可调焦人工晶体的光学部的中心厚度相对更薄且襻的厚度相对略厚，从而使得本发明的动态双模式可调焦人工晶体的襻能够达到有效地将睫状肌的收缩与曲张所产生的收缩力传递给光学部的目的，进而在调节状态下使本发明的动态双模式可调焦人工晶体的光学面形的曲率发生预期变化。具体而言，本发明的动态双模式可调焦人工晶体的光学部的中心厚度在0.3毫米 - 0.6毫米的范围内；本发明的动态双模式可调焦人工晶体的光学部的中心厚度在0.4毫米 - 0.6毫米的范围内。利用单光学表面的曲率和位移的变化实现动态双模式可调焦人工晶体的自动调焦功能的具体过程是：将这种带有单光学面结构的动态双模式可调焦人工晶体1植入人眼囊袋10内，该动态双模式可调焦人工晶体1的四个对称的襻3撑住囊袋沟内壁。在非调节状态下，襻3被预压缩产生的力保持动态双模式可调焦人工晶体1在眼内的平衡状态。在调节状态下，该动态双模式可调焦人工晶体1的光学部2将会同步发生两个形态的变化，第一，光学部2产生变形，光学部2的受力变形过程是：将睫状肌的收缩与曲张所产生的收缩力传递到动态双模式可调焦人工晶体1的襻3，襻3的弹性变形区域逐渐扩大传递到光学部2，引起光学部分的面形产生变化，本发明动态双模式可调焦人工晶体的光学部和襻被设计成使得要满足弹性变形过程中的每一个微分点的光学面形都能够保证光学聚焦。第二，光学部2沿着眼轴线方向D-D相对运动。由于襻的设计角度（即襻型角），使襻受到的径向力可被分解为沿着眼轴线方向使光学面朝向后囊运动的分力和沿着垂直于眼轴线方向使光学部的面形产生变化的分力。光学部2的后表面与后囊13始终紧密接触，这种紧密接触式结构设计使PCO的发生机会大幅降低。另外，在该动态双模式可调焦人工晶体处于调节（受力）状态下，该动态双模式可调焦人工晶体的襻压缩角α大小可达15°。图6中的实线襻为处于非调节状态的襻（即襻压缩角α为0°），虚线襻为处于15°襻压缩角的调节状态的襻。在第二实施例中，如图5中可见，连接部8的长度大致为光学部2的外周总长度的八分之一。
图7是根据本发明的动态双模式可调焦人工晶体的第三实施例的透视图；图8是沿着图7所示动态双模式可调焦人工晶体的纵向中心线A-A截取的剖视图，图中用虚线示意性地示出了襻型角β为5°的情况。
在根据本发明的动态双模式可调焦人工晶体的第三实施例中，动态双模式可调焦人工晶体1为单光学面调节的可调焦人工晶体。动态双模式可调焦人工晶体1包括由光学部2和三个围绕光学部2周向对称地进行设置且通过连接部8与光学部2相连的襻3。光学部2由硅胶材料制成并且襻3由水凝胶材料制成。在第三实施例中，动态双模式可调焦人工晶体1通过采用整体低温加工而成型，其中光学部2中间最厚处的厚度为0.5毫米且襻3的厚度为0.4毫米。与当前普遍使用的单光学面调节的可调焦人工晶体相比，本发明的动态双模式可调焦人工晶体的光学部2的中心厚度相对更薄且襻3的厚度相对略厚，从而使得本发明的动态双模式可调焦人工晶体的襻能够达到有效地将睫状肌的收缩与曲张所产生的收缩力传递给光学部的目的，进而在调节状态下使本发明的动态双模式可调焦人工晶体的光学部光学面形的曲率和光学面位移同时发生预期变化，从而使眼内成像焦距随着视远视近自动调节聚焦。具体而言，本发明的动态双模式可调焦人工晶体的光学部的中心厚度在0.3毫米 - 0.6毫米的范围内；本发明的动态双模式可调焦人工晶体的光学部的中心厚度在0.4毫米 - 0.6毫米的范围内。为了产生幅度更大的可调节的屈光力，在第三实施例中，本发明的动态双模式可调焦人工晶体1的襻3被设置偏向光学部2的前光学面6一侧，且襻型角β呈5°，如图8所示。另外，本发明的发明人经过研究得出襻型角也可以是0°－7°范围内的任意角度。利用单光学表面的曲率和位移的变化实现动态双模式可调焦人工晶体的自动调焦功能的具体过程是：将这种带有单光学面结构的动态双模式可调焦人工晶体1植入人眼囊袋10内，该动态双模式可调焦人工晶体1的四个对称的襻3撑住囊袋沟内壁。在非调节状态下，襻3被预压缩产生的力保持动态双模式可调焦人工晶体1在眼内的平衡状态。在调节状态下，该动态双模式可调焦人工晶体1的光学部2将会同步发生两个形态的变化，第一，光学部2产生变形，光学部2的受力变形过程是：将睫状肌的收缩与曲张所产生的收缩力传递到动态双模式可调焦人工晶体1的襻3，襻3的弹性变形区域逐渐扩大传递到光学部2，引起光学部分的面形产生变化，本发明动态双模式可调焦人工晶体的光学部和襻被设计成使得要满足弹性变形过程中的每一个微分点的光学面形都能够保证光学聚焦。第二，光学部2沿着眼轴线方向D-D相对运动。由于襻的设计角度（即襻型角），使襻受到的径向力可被分解为沿着眼轴线方向使光学面朝向后囊运动的分力和沿着垂直于眼轴线方向使光学部的面形产生变化的分力。光学部2的后表面与后囊13始终紧密接触，这种紧密接触式结构设计使PCO的发生机会大幅降低。另外，襻压缩角可达10°。图8中的实线襻为处于5°襻型角的非调节状态的动态双模式可调焦人工晶体1，虚线襻为处于10°襻压缩角的调节状态的襻。在第三实施例中，如图7中可见，连接部8的长度大致为光学部2的外周总长度的九分之一。
由于人眼中的睫状肌可以终生保持其收缩力（只是悬韧带的弹性随着年龄的增加逐渐减小），因此本发明所披露的动态双模式可调焦人工晶体同样也可以应用在老年患者白内障摘除后的人工晶体植入和改善视力的屈光手术中。
最后，本发明还披露了一种利用动态双模式可调焦人工晶体对人眼视力进行动态调节的方法，包括以下步骤：将本发明的动态双模式可调焦人工晶体植入人眼中；利用人眼中睫状肌的收缩与舒张, 通过悬韧带的使囊袋径向曲张产生的收缩力，压缩所述动态双模式可调焦人工晶体的襻，通过所述襻将睫状肌的收缩与曲张所产生的收缩力传递到光学部，从而使所述动态双模式可调焦人工晶体的光学表面之间产生相对运动并且使得所述动态双模式可调焦人工晶体的光学面形发生变化，以实现自动调焦的目的。
本发明的利用已被植入人眼中的动态双模式可调焦人工晶体对人眼视力进行动态调节的方法的优点在于：调节焦距范围更大、减少后囊混浊（PCO）的发生机率、能够有效地减少可调焦人工晶体的术后移位，偏心等并发症。
尽管前文中已经出于描述本发明的目的而对特定的代表性实施例和细节进行了描述，但所属领域的技术人员应该意识到：可在不偏离本发明的精神或范围的情况下对所述代表性实施例和细节作出多种变化和变型。例如，本发明的动态双模式可调焦人工晶体的第一实施例和第二实施例都是结合对称地设置有四个襻的人工晶体来进行描述地，但是所属领域的技术人员应该理解：本发明的动态双模式可调焦人工晶体还可以对称地设置有两个襻、三个襻、五个襻、或者六个襻。本发明的保护范围仅由所附权利要求书的范围来限定。
附图标记列表
1 动态双模式可调焦人工晶体
2 光学部
3 襻
4 第一光学部分（前光学部分或第一光学透镜）
5 第二光学部分（后光学部分或第二光学透镜）
6 前光学面
7 后光学面
8 连接部
9 光学部外周
10 囊袋
11 睫状肌
12 悬韧带
13 后囊
14 镀层
15 前囊
16 视网膜
α 襻压缩角
β 襻型角
F 人眼内动态双模式可调焦人工晶体所受到的作用力
A-A 光学部长度方向的中心线（光学部的纵向中心线）
B-B 光学部长度方向的中心线（光学部的纵向中心线）
C-C 襻的纵向中心线
D-D 眼轴线
E-E 囊袋纵向压力中心线
Claims (16)
1.一种动态双模式可调焦人工晶体，包括：
由软性材料制成的光学部；
至少两个围绕所述光学部周向对称地进行设置且与所述光学部相连的襻，在将所述动态双模式可调焦人工晶体植入人眼囊袋中之后，撑在囊袋沟内壁上的所述襻能够在所述囊袋的径向曲张力的作用下使所述光学部的光学面形曲率发生变化，其中所述光学部由第一光学部分和第二光学部分构成。
2.根据权利要求1所述的动态双模式可调焦人工晶体，其中在所述第一光学部分和所述第二光学部分的两个相互面对的光学表面中的至少一个表面上面设置防止二者相互粘连的镀层。
3.根据权利要求2所述的动态双模式可调焦人工晶体，其中所述襻被设置偏向所述第一光学部分一侧，且襻型角小于等于7°。
4.根据权利要求2所述的动态双模式可调焦人工晶体，其中所述襻沿着所述光学部的纵向中心线进行设置，且襻型角等于0°。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的动态双模式可调焦人工晶体，其中所述光学部由疏水性丙烯酸脂材料，硅胶材料、水凝胶材料或其它具有合适弹性模量和泊松比的生物医用材料制成，并且所述襻由疏水性丙烯酸脂材料，硅胶材料、水凝胶材料或其它具有合适弹性模量和泊松比的生物医用材料制成。
6.根据权利要求5所述的动态双模式可调焦人工晶体，其中所述光学部和所述襻是通过注塑一次成型的，或者是通过分体加工再组合成型的。
7.根据权利要求6所述的动态双模式可调焦人工晶体，其中所述动态双模式可调焦人工晶体是一件式人工晶体。
8.根据权利要求6所述的动态双模式可调焦人工晶体，其中所述动态双模式可调焦人工晶体是三件式人工晶体。
9.根据权利要求5所述的动态双模式可调焦人工晶体，其中所述光学部的材料与所述襻的材料是相同的。
10.根据权利要求5所述的动态双模式可调焦人工晶体，其中所述光学部的材料与所述襻的材料是不同的。
11.根据权利要求5所述的动态双模式可调焦人工晶体，其中所述光学部与所述襻所形成的连接部的长度不小于所述光学部的外周总长度的十分之一。
12.根据权利要求11所述的动态双模式可调焦人工晶体，其中所述光学部与所述襻所形成的连接部的长度不小于所述光学部的外周总长度的八分之一。
13.根据权利要求12所述的动态双模式可调焦人工晶体，其中所述光学部与所述襻所形成的连接部的长度不小于所述光学部的外周总长度的六分之一。
14.根据权利要求5所述的动态双模式可调焦人工晶体，其中所述动态双模式可调焦人工晶体具有四个襻。
15.根据权利要求5所述的动态双模式可调焦人工晶体，其中所述光学部的中心厚度在0.3毫米 - 0.6毫米的范围内。
16.根据权利要求5所述的动态双模式可调焦人工晶体，其中所述襻的厚度在0.4毫米 - 0.6毫米的范围内。
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