CN107847316A - 眼内晶状体以及用于调节现有的自适应眼内晶状体的方法 - Google Patents

眼内晶状体以及用于调节现有的自适应眼内晶状体的方法 Download PDF

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Abstract

本发明描述了一种用于可调光焦度眼内晶状体的设备，所述可调光焦度眼内晶状体包括柔性晶状体、柔性触觉部分以及柔性垫。这些部件中的至少一个由可以通过UV辐射变硬的UV敏感材料制成。

Description

眼内晶状体以及用于调节现有的自适应眼内晶状体的方法
技术领域
本发明涉及多焦点眼内晶状体。更具体地说，本发明涉及一种眼睑受控区域多焦点眼内晶状体以及调节现有的眼内晶状体的方法。
背景技术
眼内晶状体(IOL)是能够模拟年轻人的天生晶状体毫不费力地聚焦在不同距离处的能力的装置。该能力通常随着年龄而减弱，最终在45到50岁左右变为老花眼(不能聚焦于近处)。对于该现象有几个原因，老化的晶状体的硬度是主要原因。
现今可用的人工眼内晶状体按照设计来说是单焦点晶状体或多焦点的。这些晶状体虽然在插入期间是柔性的，但并非意图在眼睛内部移动或聚焦。多焦点晶状体具有两个或更多个焦距，并且聚焦的光的量有必要被减少，因为晶状体的一部分是针对远处聚焦的，而另一部分是针对近处聚焦的。这意味着，晶状体的一部分不总是适当地聚焦像。这还意味着，由于来自晶状体的不适当聚焦的部分的发散光，多焦点晶状体造成视觉像差。
调节性眼内晶状体是其中其光学部分需要是柔性的以能够改变焦点的人工晶状体。对于这的明显的解决方案是至少部分是液体的晶状体。
调节性眼内晶状体应机械地耦合到负责调节的收缩睫状肌。该肌肉周向地安置在虹膜的后面，并且其收缩通常拉动悬韧带，悬韧带通常附连到晶状体囊。然而，悬韧带的弱化可能促使聚焦不足。由此调节性晶状体触觉部分的部分应与睫状肌直接接触，压在它上。这意味着晶状体应被安置在睫状肌中、天然晶状体囊和虹膜之间。
因为眼睛的大小不同，所以柔性晶状体允许触觉部分以弹簧状的方式打开，其中触觉部分被搁在睫状肌的在直径上相对的侧，并且光学部分在瞳孔的前面居中。还允许通过小切口插入晶状体。
然而，相同的柔性将阻止力从睫状肌传送到光学部分。柔性触觉部分将吸收睫状肌施加的任何收缩力，阻止任何显著的力到达晶状体的光学部分。
因此本发明的目的是提供一种提供减少量的未聚焦光的方法和设备以及减小睫状肌施加的收缩力的吸收的设备。
发明内容
根据本发明的一个实施方案，晶状体触觉部分的柔性部分至少部分由可以改变其性质并且变硬的材料制成。
根据本发明的另一实施方案，晶状体触觉部分的柔性部分由在曝光于紫外光之后变硬的聚合物制成。触觉部分以及触觉部分和IOL之间的联接部分是通过在外科植入之后使其固化变成刚性的部分。
根据本发明的另一实施方案，晶状体的不同柔性部分由在外科植入之后被固化的UV敏感材料制成。
根据本发明的另一实施方案，液体晶状体的内部液体压力通过刺穿安置在液体晶状体中的泡并且从而调节液体晶状体的光焦度来调节。
根据本发明的另一实施方案，多焦点IOL由具有不同焦距和不同相对面积的几个非圆形对称区域组成，其中光在其中传播通过的不同区域的相对面积的比例由眼睑控制。
附图说明
为了理解本发明并且了解它在实践中可以如何被实现，现在将仅以非限制性的例子、参照附图来描述实施方案，其中：
图1a描述根据本发明的眼内晶状体(IOL)的第一实施方案的侧视图。
图1b描述根据本发明的IOL的第一实施方案的顶视图。
图2描述根据本发明的柔性IOL的另一实施方案。
图3示出根据本发明的IOL的实施方案的顶视图，其中晶状体内部的液体压力可以被调整。
图4a示出根据本发明的多焦点IOL的前视图。
图4b示出根据本发明的多焦点IOL的截面图。
图5a示出当眼睑打开时的光线。
图5b示出当眼睑半闭时的光线。
图6a示出根据本发明的多焦点眼内晶状体(IOL)的另一实施方案的前视图。
图6b示出根据本发明的多焦点IOL的另一实施方案的截面图。
图7a示出根据本发明的多焦点IOL的另一实施方案的前视图。
图7b示出根据本发明的多焦点IOL的另一实施方案的截面图。
图8a示出根据本发明的多焦点IOL的另一实施方案的前视图。
图8b示出根据本发明的多焦点IOL的另一实施方案的截面图。
图9a示出根据本发明的多焦点IOL的另一实施方案的前视图。
图9b示出根据本发明的多焦点IOL的另一实施方案的截面图。
图10示出根据本发明的多焦点IOL的另一实施方案的前视图。
具体实施方式
图1a和1b分别示出根据本发明的柔性眼内晶状体(IOL)的一个实施方案的侧视图和顶视图。该实施方案仅用于例示说明本发明的主要构思的目的。在该实施方案中，IOL100包括柔性晶状体150、液体晶状体200、触觉部分300、被填充液体的柔性垫400，柔性晶状体150可以是对于附加沟状晶状体为零光焦度，或任何其他的光焦度，在液体晶状体200中，其曲率可以被液体压力并且由此IOL 100的总光焦度修改，触觉部分300由最初是柔性的、但是可以通过UV辐射变硬的UV敏感材料制成，柔性垫400被搁在睫状体上，并且通过管道500与液体晶状体连通，管道500联接柔性垫的液体和液体晶状体的液体。总光焦度构成晶状体150的光焦度和液体晶状体200的光焦度。液体晶状体200的内表面可以与晶状体150的内表面接触，或者可以不与晶状体150的内表面接触。当液体晶状体的液体压力改变时，液体晶状体的外表面的曲率也被改变，并且由此其光焦度被修改。液体晶状体的液体压力可以取决于眼睛内部的多个因素。最重要的因素是睫状体上的将导致液体垫变形并且改变液体压力的触觉部分压力。当睫状肌改变其收缩时，睫状体上的压力将被改变，并且这导致液体垫的变形并且由此液体压力改变。因为垫400的液体与液体晶状体的液体连通，所以液体压力的改变修改液体晶状体的外表面并且由此其光焦度。然而，因为触觉部分最初是柔性的，所以该柔性将防止力完全从睫状肌传送到光学部分。为了阻止这发生，晶状体触觉部分的柔性部分至少部分由可以改变其物理性质并且变硬的材料制成。该材料可以例如是在曝光于紫外光之后变硬的聚合物或在暴露于更高温度之后变硬的材料。由此，触觉部分以及触觉部分和IOL 100之间的联接部分可以通过使它们固化而变硬。在外科手术之后，当IOL被安置到位之后，UV或IR辐射被引导到柔性触觉部分以及触觉部分和液体晶状体之间的联接部分，并且使它们变硬。
图2示出了根据本发明的柔性眼内晶状体(IOL)的另一实施方案的侧视图。在该实施方案中，IOL 100包括第一晶状体150和第二晶状体200，第一晶状体150由柔性UV敏感材料制成，可以是对于附加沟状晶状体为零焦度，或任何其他焦度，第二晶状体200也由柔性UV敏感材料制成。在两个晶状体150和200之间具有被填充液体或可以从睫状肌递送力的某种其他材料的空间。IOL还包括触觉部分300、被填充液体的柔性垫400，触觉部分300也由UV敏感材料制成，柔性垫400被搁在睫状体上，并且通过管道500与液体晶状体连通，管道500联接柔性垫的液体与晶状体150和200之间的液体。在外科手术之后，UV或IR照射被引导到晶状体100和200、触觉部分300以及触觉部分和IOL 100之间的联接部分，并且将它们变换成刚硬的。由此，当睫状肌改变其收缩时，睫状体上的压力将被改变，并且这导致液体垫的变形以及液体压力改变。因为垫400的液体被连接到两个晶状体100和200之间的空间中的液体，所以液体压力的改变修改两个晶状体之间的距离，并且由此IOL的光焦度改变。
可以强调的是，上述实施方案仅用于例示说明，并且本发明的主要想法是描述一种用于在外科手术之后使柔性IOL的部分变得刚硬的方法，由此，一方面，在外科手术之前，IOL是柔性的，并且可以允许将它通过小切口插入，但是在外科手术之后，IOL的部分在眼睛内部变得刚硬以以较高的效率创建调节性IOL。
还指出，从睫状肌递送力以改变IOL的光学部分中的任何一个的距离和/或结构、从而改变其光焦度的材料也可以是比如气体、凝胶或固体的任何材料。
还指出，形成IOL的从柔软被变换成刚硬的部分的材料可以是可以通过任何物理或化学过程或它们的任何组合而从柔软被变换成刚硬的任何材料。
IOL的将从柔软被变换成刚硬的所述部分可以是IOL的任何的一个部分或多个部分或它们的任何组合。
图3示出了根据本发明的眼内晶状体(IOL)的实施方案的顶视图，其中晶状体内部的液体压力可以被调整。该实施方案可以类似于前面的包括液体晶状体200的实施方案，除了在液体晶状体200的周边处添加了额外的多个泡220和240之外。液体压力可以取决于眼睛内部的多个因素，其中这些因素中的最重要的因素是如前面的实施方案中所描述的、睫状体上的将导致液体垫变形的触觉部分压力。然而，确定晶状体内部的液体压力的最终因素在外科手术之前是难以预测的，所以液体晶状体在眼睛内部的最终曲率也是难以预测的。需要一些调整机制。我们建议以下调整机制。由半硬材料制成的多个泡将被放置在液体晶状体的周边处。这些泡将与液体晶状体共享柔性壁。这些泡(220)中的一些最初将被充气以具有高的液体压力，由此导致共享壁一定程度地鼓胀到液体晶状体空间中。泡将被填充与房水生物相容的液体。用YAG激光器或机械地刺穿这样的泡(比如225中所示)将使其内部压力减小，由此柔性共享壁将停止鼓胀到晶状体中。这将有效地降低晶状体内部的内部液体压力。刺穿这样的泡中的几个将使得可以以逐步的方式减小液体晶状体的曲率。一些其他的类似的泡(240)可以被塑造成具有低压(真空)，导致液体晶状体的共享壁向外鼓胀。刺穿低压泡(比如245中所示)将导致液体晶状体内部的压力提高，由此增大其曲率和光焦度。在晶状体的适当调整和稳定之后，晶状体可以通过用UV或IR光辐照它而被固化以变硬，不再是柔性的，除了中央光学器件之外。
可替换地，被填充液体的至少一个柔性垫或柔性胎可以被添加在液体晶状体200的周边处。液体晶状体处的液体压力的调整可以通过用更多的液体填充柔性垫或以逐步的方式排放它来控制。在晶状体的适当调整和稳定之后，晶状体的部分可以通过用UV或IR光辐照它而被固化以变硬。
这里强调的是，这里描述的实施方案仅用于例示说明来描述一种用于在外科手术之后调整内部包括液体的调节性IOL内部的液体压力的方法。因此，IOL可以是任何种类的内部包括液体的已知IOL。用所述泡或所述柔性胎的所述液体压力调整可以控制作为IOL的部分的光学元件的表面曲率、IOL的部分之间的可以根据IOL内部的液体压力变化的距离、或可以根据IOL内部的液体压力变化的任何其他的物理参数。
图4a和4b示出了根据本发明的多焦点眼内晶状体(IOL)的前视图和截面图。IOL100被划分为具有不同焦距和不同面积的至少两个不同的区域200和300。IOL被划分为非圆形对称区域，但是是从上到下的。当来自场景的任何点的光穿过眼睛瞳孔时，它传播通过IOL 100。然而，因为IOL具有焦距不同的不同区域，所以来自场景的任何点的光线被聚焦于不同的面处，它们中只有一个可以与视网膜一致。没有被聚焦在视网膜上的光线可以引起该点的模糊像。为了减小未聚焦光的影响，这里建议将IOL 100划分为具有不等面积的至少两个不同的区域，以使得各区域的面积的比例由眼睑的位置控制。在该方案中，根据眼睑的位置，各区域的面积的比例变化，并且最大量的光、在具有最大面积的区域处穿透到眼睛，并且由此主导焦距是具有最大面积的焦距。图示在图5a和5b中被示意性地示出。在该图示中，IOL 100具有两个区域200和300，其中上部区域200具有较长的焦距和较大的面积，而下部区域300具有较短的焦距和较小的面积。当眼睑600如图5a所示那样打开时，大多数光线50通过具有较长焦距的区域200穿透到眼睛。如果患者正在看远处的物体，则大多数光线被聚焦在视网膜500上，并且由于来自下部区域300的未聚焦光而导致的模糊的影响是小的。另一方面，当眼睑如图5b所示那样半闭时，现在最大的面积是具有最短焦距的区域300。如果患者正在看近处的物体，则大多数光线被聚焦在视网膜500上，并且由于来自上部区域200的未聚焦光而导致的模糊的影响是小的。
可以指出，上述实施方案仅用于例示说明，并且上部区域200具有较短焦距和较大面积、而下部区域300具有较长焦距和较小面积或反过来的相反情形也可以被应用。中间焦距也可以被应用。
不同区域的不同焦距可以通过几种方法和/或它们的组合来获得：
图6a和6b示意性地示出了具有两个区域的多焦点IOL 100的一个实施方案的侧视图和前视图，这两个区域由于折射率不同而具有不同的焦距。如上所述，这两个区域具有不同的面积。在该图示中，区域200由于一个折射率而具有长焦距，区域300由于不同的折射率而具有短焦距。它如何工作的过程类似于上述过程。
图7a和7b示意性地示出了具有两个区域的多焦点IOL 100的另一实施方案的侧视图和前视图，这两个区域由于表面曲率而具有不同的焦距。如上所述，这两个区域具有不同的面积。在该图示中，区域200由于一个表面曲率而具有长焦距，区域300由于不同的表面曲率而具有短焦距。它如何工作的过程类似于上述过程。
图8a和8b示意性地示出了具有两个区域的多焦点IOL 100的另一实施方案的侧视图和前视图，这两个区域由于具有不同光焦度的几个光学元件的组合而具有不同的焦距。如上所述，这两个区域具有不同的面积。在该图示中，区域200由于具有不同光焦度的几个光学元件的一个组合而具有长焦距，区域300由于具有不同光焦度的几个光学元件的不同组合而具有短焦距。它如何工作的过程类似于上述过程。
图9a和9b示意性地示出了如上所述的具有面积不同的两个区域的多焦点IOL 100的另一实施方案的侧视图和前视图。在该图示中，两个区域具有相同的光焦度，但是它们位于相对于视网膜的不同距离上，一个区域远离视网膜，一个区域靠近视网膜。由此，晶状体的两个部分将来自远处或近处物体的点的射线聚焦在不同的位置处。来自远处物体的点的从视网膜穿过具有较长距离的区域的射线被聚焦在视网膜上，但是从视网膜穿过具有较短距离的区域的那些射线被聚焦在视网膜的前面。来自近处物体的点的从视网膜穿过具有较长距离的区域的射线被聚焦在视网膜的后面，但是从视网膜穿过具有较短距离的区域的那些射线被聚焦在视网膜上。如果患者正在看远处的物体，则大多数射线被聚焦在视网膜上，并且由于来自下部区域的未聚焦光而导致的模糊的影响是小的。另一方面，当眼睑半闭时，现在的最大区域是更靠近视网膜的下部区域，并且如果患者正在看近处的物体时，大多数射线被聚焦在视网膜上，并且由于来自上部区域的未聚焦光而导致的模糊的影响是小的。
上面的实施方案仅用于例示说明，并且IOL的一些部分(比如触觉部分等)被省略，以便例示说明所述构思。在真实的IOL中，这些部分可以被添加。
如图10中的前视图中示意性地示出的，IOL的不同区域也可以被用任何曲线分离，前提条件是眼睑移动控制晶状体的相对有效区域，以使得在不同眼睑位置上，主导的期望焦点将相应地改变。
根据本发明，IOL的光学系统是双稳系统，也就是说，它只有在离散状态下才是可稳定的，而在所有连续状态下它是不可稳定的。在不同的可稳定的离散状态下，IOL具有不同的焦距。以下描述几个例子，其中焦距由重力和头部的位置控制。
a)在头部的一个位置上，重力使膜(像弹簧垫)弯曲，其中在膜的两侧存在晶状体，一个是固定的，一个是可随膜活动的。
b)在头部的一个位置上(向下)，重力使额外的光学元件活动并且被放置在光轴上。在另一位置上(头部向上)，重力使额外的光学元件从光轴活动(像玩偶的根据其位置打开或关闭的眼睛)。
c)在头部的一个位置上，重力使具有不同折射率的流体被定位在光轴上(头部向下)。在另一位置上(头部向上)，重力使额外的具有不同折射率的流体被定位在光轴上——根据连通管定律。
d)在头部的一个位置上，重力使流体将气泡推到被定位在光轴上(头部向下)、两个晶状体之间。在另一位置上(头部向上)，重力使流体将气泡推出光轴。这引起两个效果：1.折射率在两个晶状体之间的空间中改变。2.改变两个晶状体的相对位置。
e)在头部的一个位置上，重力使流体将气泡推到被定位在光轴上(头部向下)、两个晶状体之间。在另一位置上(头部向上)，重力使流体将气泡推出光轴。这引起两个效果：1.折射率在两个晶状体之间的空间中改变。2.改变两个晶状体的相对位置。
根据本发明，IOL的焦距通过磁电润湿(magnetowetting)来控制。具有磁电润湿特性的透明流体被放置在透明材料上。流体由于其润湿特性以及对应于所述材料由于施加的磁场而被置于其上的表面张力，改变其表面的曲率。磁场可以通过眼睑或睫毛位置来改变和控制，借以磁粉被撒在辅助装置上或被辅助装置喷撒。
根据本发明，IOL的焦距通过智能电话来控制，其中在IOL的内部，具有电子装置和/或机械系统。IOL中的光学元件的距离和/或表面曲率由智能电话或某个其他的远程系统控制。

Claims (13)

1.一种用于可调光焦度眼内晶状体的设备，所述可调光焦度眼内晶状体包括以下部件：
至少一个柔性晶状体；
柔性触觉部分，所述柔性触觉部分被附连到所述至少一个柔性晶状体；
柔性垫，所述柔性垫被附连到所述触觉部分；
其中所述部件中的至少一个由UV敏感材料制成，并且
其中所述部件中的至少一个通过UV辐射变硬。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个柔性晶状体由液体制成。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述柔性垫被填充液体。
4.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个柔性晶状体由胶状物制成。
5.如权利要求1至3所述的设备，其中具有在所述垫中的所述液体和所述液体晶状体之间连通的管道。
6.如权利要求1和5所述的设备，其中所述管道由UV敏感材料制成。
7.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个柔性晶状体在静态具有零光焦度。
8.如前述权利要求所述的设备，其中具有两个柔性晶状体，并且所述液体晶状体填充两个柔性晶状体之间的空间。
9.如前述权利要求所述的设备，其中所述液体压力可以被调整。
10.如前述权利要求所述的设备，其中所述液体压力可以通过刺穿放置在所述液体晶状体的周边处的泡来进行调整。
11.如前述权利要求所述的设备，其中所述至少一个柔性晶状体通过UV辐射变硬。
12.如前述权利要求所述的设备，其中所述柔性触觉部分通过UV辐射变硬。
13.如权利要求6所述的设备，其中所述柔性触觉部分通过UV辐射变硬。
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