CN111200992A - 复合光可调眼内透镜 - Google Patents

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Abstract

一种复合光可调眼内透镜能够包括眼内透镜(IOL)、附接到眼内透镜的光可调透镜以及触角。在一些情况下，复合光可调眼内透镜能够包括眼内透镜以及用光可调铰链附接到IOL的触角。一种调节植入的复合光可调眼内透镜的方法能够包括计划将复合光可调眼内透镜植入眼睛的目标光学结果；将复合光可调眼内透镜植入眼睛内；执行诊断测量，以评估所述植入的植入的光学结果；基于计划的光学结果与植入的光学结果的比较来确定校正；以及施加刺激以调节复合光可调眼内透镜的光学特点，以引起所确定的校正。

Description

复合光可调眼内透镜
IlyaGoldshleger，JohnKondis，RonaldM.Kurtz，RituShrestha，和GergelyT.Zimanyi
技术领域
本发明涉及光可调眼内透镜，更具体而言，涉及可通过照明来调节的复合眼内透镜。
背景技术
白内障手术技术近来一直在持续不断地发展。晶状体乳化平台的后代和新发明的外科手术激光器不断提高眼内透镜(IOL)的放置精度并不断减少不想要的医疗结果。而且，基于软丙烯酸酯材料的当前一代的IOL提供非常好的光学结果，并具有许多其它医学好处，包括植入过程的容易性和控制以及有利的触角设计。
尽管如此，即使是最新一代的设备和IOL，仍然存在一些类型的挑战。其中之一是，虽然外科医生执行最仔细的术前诊断以确定要植入的最佳IOL，但在相当多的病例中，术后医学结果仍不理想。这可以是由多种因素造成的，包括切口愈合过程不均匀使植入的IOL倾斜或移动，或者眼睛的建模不完善，等等。
近来，通过开发可以在白内障手术后进行非侵入式调节的透镜，取得了显著的突破。这些透镜涉及对光敏感的材料，它们在被照射激活后发生光聚合。精心设计的径向轮廓进行照射发起具有对应径向轮廓的光聚合，进而导致IOL改变其物理形状，并因此改变其屈光力。这些光可调透镜具有很好的前景，以调节和消除手术后残留的未对准现象，并且在手术之后并且非侵入性地微调IOL的“最后屈光度”。
但是，仍可以进一步改善这些光可调透镜的这一代。可能改进的领域包括优化的材料性能，其可以使植入的挑战容易，以及更好的触角设计。
因此，医疗上对既提供当今普通丙烯酸酯IOL和光可调IOL的优点又可以将其性能中不太理想的方面减至最少的眼内透镜的需求尚未得到满足。
发明内容
在本专利文档中，上述需求通过复合光可调眼内透镜的实施例得到满足，该复合光可调眼内透镜可以包括眼内透镜(IOL)；附接到眼内透镜的光可调透镜；以及触角。在一些情况下，复合光可调眼内透镜可以包括眼内透镜以及用光可调铰链附接到IOL的触角。一种调节植入的复合光可调眼内透镜的方法可以包括计划将复合光可调眼内透镜植入眼睛的目标光学结果；将复合光可调眼内透镜植入眼睛；执行诊断测量以评估所述植入的植入的光学结果；基于计划的光学结果与植入的光学结果的比较来确定校正；以及施加刺激以调节复合光可调眼内透镜的光学特点，以引起确定的校正。
附图说明
图1图示了复合光可调IOL的顶视图。
图2A-2C图示了复合光可调IOL或CLA IOL的实施例的侧视图。
图3图示了复合光可调IOL的另一个实施例的侧视图。
图4图示了光调节过程的步骤。
图5图示了具有UV吸收剂层的复合光可调IOL的实施例。
图6图示了具有附接结构的CLA IOL。
图7A-7C图示了在植入的旋转复曲面CLA IOL中的反向旋转复曲面图案的形成。
图8A-8C图示了使用向量配方形成类似的反向旋转柱面。
图9图示了调节复合光可调IOL的方法。
图10A-10B图示了减少色差的CLA IOL。
图11图示了与常规IOL相比CLA IOL的色移。
图12A-12B图示了复合光可调IOL的消色差实施例的PCO抑制方面。
图13图示了具有光可调铰链的复合光可调IOL的实施例。
图14A-14C图示了具有旋转和倾斜的光可调铰链的复合光可调IOL的实施例。
具体实施方式
现有的光可调眼内透镜常常由硅树脂基聚合物制成，诸如聚硅氧烷和对应的共聚物。现有的非光可调眼内透镜常常由各种丙烯酸酯制成。这两类IOL的局限性(L)和好处(B)包括以下内容。
(L1)与其它一些IOL相比，基于硅树脂的IOL的弹性常数常常更结实或更硬，因此相比之下，这些基于硅树脂的IOL常常具有“弹性”。这种弹性的结果是，在IOL植入过程期间，折叠的基于硅树脂的IOL从被其从外科插入器手持件中推入眼内时会很快展开。基于硅树脂的IOL的这种快速展开可以使外科手术期间外科医生难以控制基于硅树脂的IOL的插入和正确对准。
(B1)相反，基于丙烯酸酯的IOL具有较软的弹性常数，因此在插入期间展开较慢。该方面允许外科医生对丙烯酸酯IOL的插入进行更多的控制。
(L2)基于硅树脂的IOL的设计常常是三件式的：两个触角常常是分开制造的，然后插入到中央透镜主体中。这个设计特征增加了制造成本，会导致制造期间触角未对准的比率更高，并且在插入期间导致触角与IOL透镜体分离的概率更高。
(B2)相反，一些基于丙烯酸酯的IOL通过采用一件式设计来应对这些挑战，其中集成式触角由与IOL的中央透镜主体相同的透镜材料和相同的成型步骤形成。此类一件式设计具有较低的制造成本，提供了与透镜主体良好的触角对准，并且降低了在插入期间触角与透镜主体分离的风险。
同时，目前已知的基于丙烯酸酯的IOL不是光可调的。这些非光可调的、常常基于丙烯酸酯的IOL本身就有缺点。这些缺点包括以下内容。
(L3)当外科医生计划进行白内障手术时，首先，他们会对白内障眼睛进行仔细而广泛的诊断。基于这个诊断，外科医生可以确定IOL的最佳放置、对准和屈光力。但是，如前面所讨论的，IOL常常最终偏离其计划的最佳放置，可能相对于计划倾斜或未对准。这可以由于多种原因而发生，诸如在手术之后眼组织发育不均匀。
(B3)光可调IOL为这种错位和未对准问题提供了深刻的解决方案。一旦在手术之后IOL被植入并沉降在眼睛的囊袋中，就可以执行术后诊断以确定植入的IOL的对准和放置的非预期移位。这种术后诊断的结果可以用于确定IOL的哪些校正可以补偿植入的IOL的错位和未对准。这种术后确定可以用于执行光调节规程，以在植入的光可调IOL中实现确定的IOL校正。
(L4)上述未对准问题对于复曲面IOL尤为严重，其中植入的目标是消除眼睛内的柱面(cylinder in the eye)。对于复曲面IOL，在植入之后复曲面IOL轴线非预期旋转仅10度就会造成效率损失约30％。例如，如果在植入期间或之后柱面的轴线最终仅旋转了10度，那么复曲面IOL的标称3D柱面可以减少为有效的2D柱面。
(B4)无需任何预成型的复曲面柱面即可植入光可调IOL。在植入之后，当IOL沉降并停止其非预期旋转时，外科医生可以施加光照以在沉降的IOL中形成柱面，其轴线确切地沿着计划或目标方向定向。因此，光可调IOL能够避免由于复曲面IOL的圆柱轴线的非预期未对准而导致的效率损失。
本文档描述了结合了以上两种IOL的优点(B1)-(B4)的眼内透镜，因此有可能克服并避免每类IOL自身具有的局限性(L1)-(L4)。下面还将阐明各种实施例的附加好处。
图1图示了复合光可调眼内透镜100的顶视图，该复合光可调眼内透镜100包括眼内透镜(IOL)110、附接到眼内透镜110的光可调透镜(LAL)120；以及触角114-1和114-2，也统称为触角114。触角114可以包括各种数量的触角臂。具有一个、两个、三个和更多个触角臂的实施例均具有其优点。为了紧凑和特异性，本描述的其余部分针对具有两个触角臂114-1和114-2的复合光可调眼内透镜100，但是具有其它数量的触角臂的实施例应当被理解为在整个说明书的范围内。
图2A-2C和图3图示了复合光可调眼内透镜100或CLA IOL 100的实施例的侧视图。图2A-2C图示了CLA IOL 100，其中光可调透镜120可以在IOL 110的近侧表面处附接到IOL110。在本文档中，术语“近侧”和“远侧”相对于从眼睛的瞳孔入射的光使用。近侧指示更靠近瞳孔的位置。所示出的实施例的不同之处在于，将触角114-1和114-2(统称为触角114)附接到CLA IOL 100的部件的方式。
图2A图示了CLA IOL 100，其中触角114附接到IOL 110。例如，触角114可以与IOL110一起模制，就像上述许多丙烯酸或丙烯酸酯IOL的情况一样。这些触角114可以由与IOL110本身相同的丙烯酸材料制成，并且可以在与IOL 110本身相同的单个步骤中模制。如前所述，此类集成的触角114更易于制造，与IOL 110更可靠地对准，并且在插入期间不太可能与IOL 110分离。
图2B图示了CLA IOL 100，其中触角110附接到光可调透镜120。最后，图2C图示了CLA IOL 100，其中触角114以共享的方式附接到IOL 110和光可调透镜120。
图3图示了CLA IOL 100，其中光可调透镜120可以在IOL 110的远侧表面处附接到IOL 110。图2A-2C的光可调透镜120-IOL 110序列以及图3的IOL 110-光可调透镜120序列都可以具有其自身的优点。
在一些实施例中，可以将IOL 110设计或选择为递送CLA IOL 100的预期屈光力的大部分或全部。在此类实施例中，光可调透镜120可以被设计为仅提供外科医生预期在CLAIOL 100以某种非预期的未对准沉降在眼睛中之后可能变得必要的校正和调节。由于在此类实施例中光可调透镜120的作用仅仅是提供1D-2D的屈光力或柱面的校正，因此它可以比非复合光可调IOL薄得多，在非复合光可调IOL中，所有屈光力都是由光可调材料生成的。因此，仅包括校正性光可调透镜120的CLA IOL实施例可以涉及薄得多的光可调透镜120。因此，在关于图4描述的这种CLA IOL 100中，光可调透镜120的调节和锁定可以要求较小的照射功率，从而增加整个光调节过程的安全性。
光可调透镜120可以被设计为提供高达2D的视力校正，在其它实施例中，仅提供高达1D的视力校正。在一些实施例中，IOL 110或调光透镜120可以是弯月形透镜。
关于化学组成，在丙烯酸酯实施例中，IOL 110可以包括单体、大分子单体或聚合物，其中任何一种都可以包括丙烯酸酯、丙烯酸烷基酯、丙烯酸芳基酯、取代的丙烯酸芳基酯、取代的丙烯酸烷基酯、乙烯基或结合丙烯酸烷基酯和丙烯酸芳基酯的共聚物。在一些IOL 110中，丙烯酸烷基酯可以包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸苯酯或其聚合物和共聚物。
在一些实施例中，IOL 110的化学组成可以包括光可调透镜120的化学组成的分数混合。这种IOL 110可以包括基于硅树脂的单体或大分子单体，与丙烯酸酯、丙烯酸烷基酯、丙烯酸芳基酯、取代的丙烯酸芳基酯、取代的丙烯酸烷基酯、乙烯基或结合丙烯酸酯烷基酯和丙烯酸芳基酯的共聚物形成聚合物或共聚物。
在一些实施例中，IOL 110的单体、大分子单体或聚合物可以具有可以包括羟基、氨基、乙烯基、巯基、异氰酸酯、腈、羧基或氢化物的官能团。官能团可以是阳离子、阴离子或中性的。
在一些实施例中，光可调透镜120可以包括第一聚合物基体和分散在第一聚合物基体中的折射调制组合物，其中该折射调制组合物能够进行刺激诱发的聚合，该聚合调制光可调透镜120的折射。第一聚合物基体可以包括基于硅氧烷的聚合物，由具有烷基或芳基的大分子单体和单体构建单元形成。
在复合光可调眼内透镜100的一些实施例中，第一聚合物基体可以包括以下中的至少一个的分数混合：丙烯酸酯、丙烯酸烷基酯、丙烯酸芳基酯、取代的丙烯酸芳基酯、取代的丙烯酸烷基酯、乙烯基以及结合丙烯酸烷基酯和丙烯酸芳基酯的共聚物。这些可以与第一聚合物基体的化合物形成聚合物和共聚物中的至少一种。
可以形成上述实施例，其中IOL 110包括光可调透镜120的材料的分数混合，并且其中光可调透镜120包括IOL 110的材料的分数混合，以增加透镜110和120的材料的兼容性，从而增加CLA IOL 100的机械、物理和化学健壮性。
光可调透镜120的实施例还可以包括光引发剂，以吸收折射调制照明；在吸收照明后被激活；以及发起折射调制化合物的聚合。在一些实施例中，光可调眼内透镜120的光引发剂还可以包括紫外线吸收剂。
光可调透镜120的实施例已在授予J.M.Jethmalani等人的标题为：“Lensescapable of post-fabrication power modification”的共同拥有的美国专利No.6,450,642中作了详细描述，该专利通过引用整体并入本文。
图4图示了通过照明来修改光可调透镜120的折射特性的处理的四个步骤101a-101d。非常简单地，在步骤101a中，具有径向轮廓的透镜调节光照亮包括基体以及其中由合适材料(诸如硅树脂)制成的光敏大分子单体的光可调透镜120。
在步骤101b中，暴露于调节光使得光敏大分子单体以由调节光的径向轮廓确定的径向轮廓聚合。
在步骤101c中，未聚合的大分子单体扩散到先前光聚合的光敏大分子单体的中心区域。这导致光可调透镜120在这个中心区域中膨胀。(在互补处理中，当照明光的径向轮廓朝着光可调透镜120的外围环面更强烈时，未聚合的大分子单体向外朝着外围环面扩散，从而导致这个外围环面膨胀。)
仍然在步骤101c中，在膨胀之后，可以接着是通过施加具有基本均匀的径向轮廓和更大强度的锁定光以聚合所有剩余的大分子单体。在步骤101d中，这种锁定使得光可调透镜120到达并稳定在其中心膨胀的形状，因此具有光可调的屈光力。以上只是光可调透镜及其光调节规程的非常简短的总结。并入的授予J.M.Jethmalani等人的美国专利No.6,450,642中提供了更详细的解释。
在一些实施例中，IOL 110和光可调透镜120适于即使在附接之后也保持化学分离。例如，可以通过在光可调透镜120中采用不溶于IOL 110的材料中的折射调节成分，从而不从光可调透镜120扩散到IOL 110中来实现这种化学分离，尽管其组成大分子单体在光可调透镜120本身的第一聚合物基体中具有迁移性。
如前面所提到的，将可以基于丙烯酸的IOL 110与可以基于硅树脂的光可调透镜120结合的优点之一是，丙烯酸IOL 110的弹性常数可以比硅胶光可调透镜120的对应的弹性常数更软。在其中IOL 110比光可调透镜120软得多的CLA IOL 100中，相对于单独的光可调透镜120，整个CLA IOL 100的“弹性”会大大降低。在白内障手术期间，这种CLA IOL 100可以以实质上改善的控制和可预测性被插入，从而改善手术结果。
如关于图4所描述的，在一些实施例中，通过施加紫外(UV)照明来修改光可调透镜120的折射特性。安全考虑规定应防止所施加的UV照明到达眼睛的视网膜，或者至少其透射分量的强度大大衰减。为此，CLA IOL 100的一些实施例可以包含UV吸收剂。对于包括UV吸收剂，存在几种不同的设计。
在一些实施例中，UV吸收剂可以与光可调透镜120相关。图5图示了在一些设计中，可以在光可调透镜120的远侧表面处形成紫外线吸收层130。在其它实施例中，紫外线吸收材料可以分散在整个光可调透镜120中。
在其它设计中，UV吸收剂可以与IOL 110相关。由于UV光需要到达用于调节规程的光可调透镜120，因此在此类实施例中，光可调透镜120可以在IOL 110的近侧表面处附接到IOL 110，使得IOL 110中的UV吸收剂不会阻止UV照明到达光可调透镜120。通过这种布置，在一些实施例中，UV吸收材料可以分散在整个IOL 110中；在其它实施例中，CLA IOL 100可以包括紫外线吸收层130。这个紫外线吸收层130可以在IOL 110的近侧表面或远侧表面上，因为这些设计中的任一个仍将紫外线吸收层130放置在光可调透镜120的远侧。
在复合光可调眼内透镜100的实施例中，光可调透镜120可以通过多种设计附接到IOL 110。在一些情况下，可以通过化学反应、热处理、照明处理、聚合过程、成型步骤、固化步骤、车削步骤、冷冻车削步骤、机械过程、粘合剂的应用或通过这些方法的任意组合将光可调透镜120附接到IOL 110。
图6图示了CLA IOL 100的一些实施例可以包括用于将光可调透镜120附接到IOL110的附接结构135。这个附接结构135可以包括柱面、环、可将光学元件插入其中的开口桶，或扣环，等等。此类结构可以具有多个优点。
(a)例如，具有附接结构135的CLA IOL 100可以是模块化的。这对于术前目的可以是有利的，因为外科医生可以需要保持小得多的库存。一旦术前诊断确定需要将哪些IOL110与光可调透镜120配对，医生就可以选择分开存储的IOL 110和分开存储的光可调透镜120，并通过将两个所选择的透镜插入附接结构135来组装CLA IOL 100。
(b)模块化在术后也可以是有利的。如果在白内障手术结束时，确定出于某种原因而没有最佳地选择IOL 110，如果使用了非模块化CLA IOL 100，那么外科医生需要重新打开眼睛并移除整个植入的CLA IOL 100，包括其扩展的触角114。这种全IOL移除会带来严峻的挑战，并会导致不期望的医疗结果，诸如触角碎裂。
相反，如果植入了模块化CLA IOL 100，那么在重新打开眼睛时，外科医生不需要移除整个CLA IOL 100，而是只需要移除不是最佳的IOL 110，并用选择的更好的IOL 110替换。这个规程避免了需要移除整个CLA IOL 100的需要，因此减少了不期望的医疗结果的风险。而且，由于仅更换IOL的一部分，因此通常此类更换规程需要更短的切口：这是另一个医疗好处。
(c)最后，具有较高结构的IOL在减少后囊不透明化或PCO方面具有优势。这将在下面相对于图12A-12B更详细地描述。具有附接结构135的CLA IOL 100可以被制造为外科医生所期望的那么高。
在CLA IOL 100的实施例中，IOL 110可以是高级且复杂的IOL，诸如多焦点IOL、非球面IOL、复曲面IOL或衍射IOL。此类高级IOL提供视力校正，而不仅仅是屈光力的校正。它们可以帮助减少老花眼、散光、柱面或其它类型的像差。但是，这些高级IOL的性能要求以比通常精度更高的精度放置IOL。如果植入的IOL在白内障手术结束时或更晚时最终错位或未对准，那么视力的改善和好处会远不及对患者承诺的预期结果。这种非预期的未对准和旋转在相当多的白内障手术中发生的事实是限制此类高级IOL被更广泛的市场接受的关键因素。
相反，如果CLA IOL 100相对于眼睛中的计划位置、角度或方向错位、未对准或旋转，那么可以调节CLA IOL 100的光可调透镜120以补偿这种未对准或旋转。因此，CLA IOL100具有将承诺的视力改善可靠地递送给患者的潜力。CLA IOL 100的这一优势可以开始迅速扩大高级IOL的市场接受度和市场份额。
在一些其它实施例中，可以通过使附接结构135作为流体可填充结构而不是硬结构来简化图6的实施例的插入。这种流体可填充的附接结构135可以以其未填充的形式插入到眼睛中，然后仅在插入之后才用液体填充。在一些实施例中，可以在光可调透镜120的远侧表面处提供UV吸收层130。
图7A-7C、图8A-8C和图9图示了在包括复曲面IOL 110的CLA IOL 100上的以上一般考虑，旨在校正眼睛中的柱面。
图7A图示了一种外科手术情况，其中，为了补偿眼睛中的柱面，外科医生决定植入具有复曲面IOL 110的CLA IOL 100，其目标复曲面轴线202计划在所指示的方向定向，为了简化和清楚起见，在图7A的平面中被选择为笔直向上的。复曲面IOL常常包括轴线标记203，以便为外科医生指示复曲面轴线的方向。
图7B图示了在白内障手术结束和切口闭合之后植入的CLA IOL 100可能由于各种原因而旋转，使得植入的CLA IOL 100的植入的旋转复曲面轴线204与目标复曲面轴线202具有非预期的旋转角度α。
图7C图示了外科医生可以在CLA IOL 100的光可调透镜120上设计并执行照明规程，以形成反向旋转的复曲面图案206，从而引起整个复曲面轴线的反向旋转，从而使得在光调节规程结束之后经校正的复曲面轴线208指向与最初计划的目标复曲面轴线202相同的方向。
图8A图示了在柱面图案212-218的水平上的相同的规程。白内障手术的术前计划阶段中外科医生可能已经决定应通过植入具有复曲面IOL 110的CLA IOL 100来治愈患者的柱面视力问题，该复曲面IOL 110具有目标柱面图案212，如图所示定向。但是，在植入之后，CLA IOL 100可以已经无意中旋转到植入的经旋转的柱面214。如前面所解释的，这种未对准的经旋转的柱面214提供大大降低的视力改善。随着旋转角度的增大，植入的经旋转的柱面214甚至会变成净负面效果，比给患者带来的好处更多的是令人讨厌和迷失方向。
为了补偿这种不想要的医学结果，外科医生可以执行外科手术后诊断规程以确定校正性反向旋转柱面216，其实现可以校正CLA IOL 100的非预期和不想要的旋转。如图所示，外科医生可以执行CLA IOL 100的光可调透镜120的光调节规程，以便在光可调透镜120中创建反向旋转柱面216。植入的经旋转的柱面214和反向旋转柱面216的叠加可以总结为光可调透镜具有经校正的柱面218的形状，其方向与最初计划的目标柱面212的方向对准。这些步骤类似于先前描述的图7A-7C的步骤。
图8B以几何语言图示了相同的规程，其中柱面图案由对应的向量表示。向量的方向指示所表示的柱面的方向，并且向量的量值可以表示柱面的强度、曲率或屈光度。目标复曲面向量222表示目标柱面212，并且植入的经旋转的复曲面向量224表示植入之后CLA IOL100的植入的经旋转的柱面214。如前所述，在手术之后外科医生可以确定校正复曲面IOL110的非预期术后旋转所必需的表示反向旋转柱面216的反向旋转复曲面向量226。当外科医生执行光调节规程以使用反向旋转的复曲面向量226来调节可调节透镜时，植入的经旋转的复曲面向量224和反向旋转复曲面向量226的叠加将经校正的复曲面向量228恢复为具有与目标复曲面向量222相同的方向和量值。
图8C用向量表示的语言图示了可以有不同方式来进行必要的校正。例如，校正图案可以包括减少或甚至消除植入的经旋转的复曲面向量224的减数复曲面向量227。然后可以选择反向旋转复曲面向量226以将向量224的其余部分(等于向量224和227之和)旋转到经校正的复曲面向量228中。
在说明性示例中，在包括用于校正大于2D的柱面的复曲面IOL110的CLA IOL 100的实施例中，光可调透镜120可以适于能够校正高达2D的柱面。例如，如果复曲面IOL 110旨在校正6D柱面，但复曲面轴线旋转了10度，那么这被转化为效率降低30％，如前所述，从而为患者提供4D的净柱面改善。但是，外科医生可以在光可调透镜120上执行光调节规程，以校正由于非预期的旋转而丢失的2D柱面，从而恢复向患者承诺的完整6D柱面。
图9以更一般的术语图示了调节植入的复合光可调眼内透镜100的对应方法230的步骤。方法230可以包括以下步骤。
231-计划将复合光可调眼内透镜植入眼睛的目标光学结果。
232-将复合光可调眼内透镜植入眼睛内。
233-执行诊断测量，以评估所述植入的植入的光学结果。
234-基于计划的光学结果与植入的光学结果的比较来确定校正。
235-施加刺激以调节复合光可调眼内透镜的光学特点，以引起确定的校正。
在关于图7A-7C和图8A-8C描述的规程中，方法230可以适于目标光学结果是目标柱面202/212/222；植入的光学结果是植入的经旋转的柱面204/214/224；并且确定的校正是反向旋转柱面206/216/226的情况。这些步骤可以将植入的经旋转的柱面204/214/224调节到经校正的柱面208/218/228中，该经校正的柱面与目标柱面202/212/222密切相关。
接下来，图10-图11图示了CLA IOL 100的实施例，其提供了色差减小的附加医疗好处。从观察到眼睛的光学系统(其主要成分是角膜和晶状体)表现出色散开始开发这个实施例，因为所涉及的眼睛组织的有效折射率ne取决于光的波长：ne＝ne(λ)。已经发现，ne(λ)的导数通常为负：
Figure BDA0002370934480000131
因此，与(ne-1)成比例的眼睛的屈光力Pe也相对于波长具有负导数：
Figure BDA0002370934480000132
即使对于视力为20/20的健康人，眼睛组织的这种色散也会造成图像的短波长(“蓝色”)分量在视网膜近侧聚焦和成像，而长波长(“红色”)分量在视网膜远侧聚焦，从而造成一定程度的模糊和图像质量下降。图像的颜色成分的这种模糊常常被称为色差。
我们的大脑学会了接受有限程度的色差。尽管如此，白内障手术仍有机会通过植入色差补偿IOL来提供附加的医疗好处，这些IOL可以补偿眼睛自身的色差并将所有波长分量成像到视网膜上，从而降低色差并增强视力。
折射率对波长的依赖性常常由阿贝数表征，定义为V＝(nD-1)/(nF-nC)，其中nD、nF和nC分别是位于589nm、486nm和656nm处的Fraunhofer D、F和C光谱线处的折射率。大多数阿贝数在20-90的范围内。对于角膜和晶状体组织，阿贝数在50-60的范围内。眼内透镜的屈光力Pl通过方程式Pl＝(nl-1)(1/R1-1/R2)取决于透镜制造商的折射率nl(λ)，其中R1和R2是眼内透镜的两个表面的曲率半径。因此，nl的λ依赖性使得眼内透镜的屈光力Pl也取决于波长λ：Pl＝Pl(λ)。要注意的是，这种依赖性涉及透镜的屈光力的符号。对于正屈光力透镜，通常负
Figure BDA0002370934480000141
转化为负
Figure BDA0002370934480000142
而对于负屈光力，负
Figure BDA0002370934480000143
转化为正
Figure BDA0002370934480000144
通过这些介绍性的说明，如果其屈光力的波长导数补偿了眼睛屈光力的负波长导数，那么眼内透镜可以补偿色差，从而使得
Figure BDA0002370934480000145
换一种说法，
Figure BDA0002370934480000146
现在，由于常规(非衍射)眼内透镜递送约20D的正屈光力Pl，因此根据介绍性说明，它们的
Figure BDA0002370934480000147
为负，因此它们无法补偿眼睛自身的色差，因为
Figure BDA0002370934480000148
也为负。
但是，CLA IOL 100的实施例由两个不同的透镜(IOL 110和光可调透镜120)制成。这种双透镜设计带来了全新的可能性。CLA IOL 100的其中一个透镜可以具有负的屈光力，因此具有强的正
Figure BDA0002370934480000149
因此组合的双透镜CLA IOL 100可以补偿眼睛光学系统的色差，而两个透镜的组合屈光力仍可以执行眼内透镜的主要功能，以递送约20D。在配方中，双透镜CLA IOL 100的第一透镜屈光力Pl,1和第二透镜屈光力Pl,2可以同时满足以下两个关系：
Pl,1+Pl,2＝20D, (1)
Figure BDA0002370934480000151
更详细地，图10A-10B示出了CLA IOL 100的实施例，其递送这种减小的色差。传统上，在这样的复合透镜中，负屈光力透镜常常被称为“火石(flint)”，正屈光力透镜被称为“冠(crown)”。如果复合透镜本身表现出接近零的色差，那么CLA IOL 100可以被称为“消色差”。如果复合透镜装配了更大的组件(诸如CLA IOL 100和眼睛)，表现出接近零的色差，那么CLA IOL 100可以被称为“消色差镜”。
图10A示出了一个实施例，其中具有负屈光力PIOL<0的IOL 110是火石，并且具有正屈光力PLAL>0的光可调透镜(LAL)120是冠。图10B图示了相反的实施例，其中IOL 110具有正屈光力PIOL>0，并且光可调透镜120具有负屈光力PLAL<0。
Figure BDA0002370934480000152
的量值，对于PMMA，
Figure BDA0002370934480000153
的值相对高，而对于硅树脂，
Figure BDA0002370934480000154
通常低。因此，具有图10A的设计的CLA IOL 100实施例可以高效地降低色差，其中负屈光力IOL 110由PMMA或其它丙烯酸酯或类似物制成，而正屈光力可调透镜120由硅树脂制成。在这个实施例中，可以给高
Figure BDA0002370934480000155
PMMA IOL 110低且负的屈光力，诸如PIOL≈-10D，而可以给低
Figure BDA0002370934480000156
硅树脂LAL 120高的屈光力PLAL≈+30D，使得整个CLA的组合屈光力IOL 100为：
PIOL+PLAL≈+20D， (3)
同时CLA IOL 100仍然能够补偿眼睛的色差：
Figure BDA0002370934480000157
这种CLA IOL 100可以递送约20D的总屈光力，而IOL 110和LAL 120的屈光力的组合波长导数可以在很大程度上补偿眼睛光学系统的，从而在植入CLA IOL 100之后大大降低了眼睛的总色差。(在这里，“眼睛光学系统”主要是指角膜，因为白内障手术已将晶状体摘除。)
图11用色移的语言图示了上述概念。色移表征图像与目标/图像平面(在眼睛的情况下，与视网膜)之间的距离，以屈光度表达。负色移表示图像在视网膜前面的近侧形成，而正色移表示图像在在视网膜后面的远侧形成。因此，随波长增加的色移表示屈光力随波长减小：
Figure BDA0002370934480000161
图11示出单独自然眼睛光学系统具有增加的色移，与
Figure BDA0002370934480000162
一致。单独的一部件IOL 110通常也具有增加的色移，与
Figure BDA0002370934480000163
一致。虚线“复合光可调IOL”指示如果将CLA IOL 100的色差补偿实施例植入眼睛，那么组合的CLA IOL 100加上眼睛系统可以表现出最小的色移和色差。
因而，在CLA IOL 100的实施例中，IOL 110具有IOL色移变化；光可调透镜120具有光可调透镜色移变化；移去晶状体的眼睛具有眼睛色移变化；并且植入了复合光可调眼内透镜100的眼睛的色移变化可以小于在晶状体处于适当位置的情况下眼睛的色移变化，其中色移变化由450nm与650nm处的色移之差来定义。
在CLA IOL 100的实施例中，IOL 110的屈光力可以为负；光可调透镜120的屈光力可以为正；并且植入了复合光可调眼内透镜的眼睛的色移变化可以小于0.5D。在其它实施例中，这种色移变化可以小于0.2D。在植入了这种消色差器CLA IOL 100的眼睛中，由色散造成的图像模糊可以比自然眼睛的情况下要小得多，从而在附加方面增强了视力：明显的进一步的医疗好处。
由E.J.Fernandez和P.Artal在Biomedical Optics Express的第8卷(2017)第2396页上标题为“Achromatic doublet intraocular lens for full aberrationcorrection”的文章中提出了有关消色差器IOL及其相关方面的构思，该论文通过引用整体并入本文。虽然在某些方面具有指导意义，但这个论文没有讨论相关IOL的光可调性方面。使这个论文的技术适用于光可调透镜涉及更多的高级概念。
图12A-12B图示了CLA IOL 100的另一个医疗好处，尤其是其中或者IOL 110或者光可调透镜120具有负屈光力并因此具有异常高的侧面142和尖锐的IOL边缘144的情况下。在此类实施例中，可以通过比推压一部件眼内透镜的力更大的力将尖锐的IOL边缘144推向其所插入的眼睛的囊袋15。
这种增强的力可以带来以下显著的医疗好处。后囊混浊(PCO)是白内障手术众所周知的阴性结果或并发症之一。PCO是由后囊上晶状体上皮细胞(LEC)的生长和异常增殖引起的。大多数PCO是纤维状的，或类似珍珠的，或两者结合。在临床上，例如，PCO可以被检测为后囊上有皱纹。PCO的发展一般而言涉及三个基本现象：残余LEC的增殖、迁移和分化。
虽然已经开发出各种药物解决方案来减轻PCO，但是也示出与囊袋15接触形成尖锐的机械屏障可以降低PCO。这种屏障抑制纤维生长并减少LEC迁移，从而降低PCO。
在CLA IOL 100的实施例中，尖锐的IOL边缘144以异常高的力被推向囊袋15，因为消色差透镜的火石透镜具有异常高的侧面142，因为它具有负屈光力，因此其侧面比其中心高。为此，CLA IOL 100的消色差透镜实施例表现出PCO降低的附加医疗好处。
图12A和图12B图示了CLA IOL 100可以有几种组合和设计，其以高于通常的力来按压囊袋15。例如，IOL 110和光可调透镜120的顺序可以颠倒。在其它实施例中，火石和冠的材料可以交换。具有远侧冠状透镜(即，更靠近视网膜的冠状透镜)的CLA IOL 100可以有利地表现出较低的像差，因为这种CLA IOL 100的最远侧表面的形状最接近视网膜的形状。相反，如果火石更靠近视网膜，那么最远侧表面与视网膜的表面大大不同，从而引起更高的像差。
这些具有高侧面的CLA IOL 100的另一个医疗好处是较高的压力引起较高的囊袋张力。与由平坦的规则IOL引起的较低的囊袋张力相比，这种较高的囊袋张力趋于更好地稳定CLA IOL 100的位置和轴线，从而防止CLA IOL 100倾斜或以其它方式未对准。
较高的IOL侧面142可能需要形成更大或更长的手术切口。进而，这会在白内障手术后引起非预期的散光。但是，由于光可调透镜120可以在手术之后进行调节，因此在CLAIOL 100的实施例中，可以通过向光可调透镜120施加像散补偿光调节规程来高效地补偿和消除这种像散。
图13-图14图示了复合光可调IOL 100的实施例，其包括IOL 110以及用光可调铰链140附接到IOL 110的触角114。在这些实施例中，主要不是通过调节光可调透镜120的光学特性而是通过改变光可调铰链140的形状、从而调节IOL 110及其触角114之间的机械关系来提供CLA IOL 100的光可调节性。例如，当修改触角114相对于IOL 110的相对角度时，这使IOL 110在眼球囊袋内移位或旋转，从而调节整个CLA IOL 100的光学性能或屈光力。为了简洁起见，以下有时将触角114-1和114-2总称为触角114，并且将对应的光可调铰链140-1和140-2称为光可调铰链140。虽然下面将明确描述两个触角两个铰链实施例，但是具有一个、两个、三个或更多个触角114以及具有一个、两个、三个或更多个光可调铰链140的CLA IOL 100可以执行类似的功能。
图14A图示了其中光可调铰链140-1和140-2适于旋转CLA IOL 100并且因此被称为旋转光可调铰链140r-1和140r-2的实施例。统称为140r的这些旋转的光可调铰链合被构造为在照明时改变它们的形状，从而调节触角114和IOL 110之间的角度，从而引起触角旋转，并由此引起IOL 110的旋转。
详细说明步骤，施加照明光可以生成光致铰链扩张301a。这种扩张301a可以引起相对于囊袋15的触角旋转301b，然后可以造成扩张引起的IOL旋转301c。类似于在图7A-7C、图8A-8C和图9中描述的步骤和实施例，此类实施例可以使复曲面CLA IOL 100反向旋转，其复曲面轴线在植入之后非预期旋转。
图14B图示了CLA IOL 100的相关实施例，其中光可调铰链140是倾斜的光可调铰链140t-1和140t-2(在下面进一步详细描述)。这些倾斜的光可调铰链140t被构造为在照明时改变形状，从而使触角114相对于IOL 110倾斜，并由此引起CLA IOL 100自身的倾斜。
详细说明步骤，施加照明光可以生成光致铰链扩张302a。这种扩张302a可以引起扩张引起的触角倾斜302b，这会造成扩张引起的IOL倾斜302c。
在一些实施例中，可以通过为每个触角114安装两个倾斜铰链140来实现向前和向后倾斜可调节性：向前倾斜光可调铰链140t-2f和向后倾斜光可调铰链140t-2b。显然，向前倾斜铰链140t-2f的扩张302a可以使IOL 110向前倾斜，向后倾斜铰链140t-2b的扩张302a可以使IOL 110向后倾斜。
要注意的是，在以上实施例中，光可调铰链140r或140t的光致扩张301a或302a修改触角114相对于IOL 110的角度，这两者在该角度处相遇。因此，触角114的长臂以杠杆臂的方式大大地放大光可调铰链140r或140t的扩张。因此，光可调铰链140的相对小的扩张会导致IOL 110的放大并因此医学上有益的旋转和倾斜。
图14C图示了光可调铰链的许多其它设计可以递送相关的功能。这些包括旋转铰链140r和倾斜铰链140t的组合，以及光可调环、杠杆和致动器。其中值得注意的是柱面光可调铰链套筒140s。这些柱面光可调铰链套筒140s-1和140s-2可以简单地滑到触角114上，并并推动并附接到与IOL 110的接合点。对圆柱形套筒140s的任何部分施加照明将把IOL 110推向或旋转至相反方向。包括140r、140t和140s在内的任何所述的光可调铰链140可以在白内障手术后非侵入性地将IOL 110移入眼内，从而调节并改善其光学性能和医疗好处。
虽然本文档包含许多细节、详情和数值范围，但这些不应当被解释为对本发明和权利要求范围的限制，而应当被解释为对特定于本发明的特定实施例的特征的描述。在单独的实施例的上下文中在本文档中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分开在多个实施例中或以任意合适的子组合实现。而且，虽然以上可以将特征描述为以某些组合起作用并且甚至最初就是如此宣称的，但是在一些情况下，可以从该组合中切除要求保护的组合中的一个或多个特征，并且要求保护的组合可以针对另一个子组合或子组合的变体。

Claims (30)

1.一种复合光可调眼内透镜，包括：
眼内透镜IOL；
光可调透镜，附接到眼内透镜；以及
触角。
2.如权利要求1所述的复合光可调眼内透镜，其特征在于以下至少一个：
所述触角附接到所述IOL；
所述触角与所述IOL一起成型；
所述触角附接到所述光可调透镜；以及
所述触角附接到所述IOL和所述光可调透镜二者。
3.如权利要求1所述的复合光可调眼内透镜，其中：
所述光可调透镜在所述IOL的近侧表面处附接到所述IOL。
4.如权利要求1所述的复合光可调眼内透镜，其中：
所述光可调透镜在所述IOL的远侧表面处附接到所述IOL。
5.如权利要求1所述的复合光可调眼内透镜，所述IOL包括：
单体、大分子单体和聚合物中的至少一种，包括
丙烯酸酯、丙烯酸烷基酯、丙烯酸芳基酯、取代的丙烯酸芳基酯、取代的丙烯酸烷基酯、乙烯基以及结合丙烯酸烷基酯和丙烯酸芳基酯的共聚物中的至少一种。
6.如权利要求5所述的复合光可调眼内透镜，所述丙烯酸烷基酯包括：
丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸苯酯及其聚合物和共聚物。
7.如权利要求5所述的复合光可调眼内透镜，所述IOL还包括：
基于硅树脂的单体或大分子单体中的至少一种，与丙烯酸酯、丙烯酸烷基酯、丙烯酸芳基酯、取代的丙烯酸芳基酯、取代的丙烯酸烷基酯、乙烯基以及结合丙烯酸烷基酯和丙烯酸芳基酯的共聚物形成聚合物或共聚物中的至少一种。
8.如权利要求5所述的复合光可调眼内透镜，其中：
所述IOL的单体、大分子单体和聚合物中的至少一种具有至少一个官能团，其中所述官能团
包括羟基、氨基和乙烯基、巯基、异氰酸酯、腈、羧基、氢化物，并且
是阳离子、阴离子和中性之一。
9.如权利要求1所述的复合光可调眼内透镜，所述光可调透镜包括：
第一聚合物基体；以及
折射调制组合物，分散在所述第一聚合物基体中的；其中
所述折射调制组合物能够进行刺激诱发的聚合，其调制所述光可调透镜的折射。
10.如权利要求9所述的复合光可调眼内透镜，所述第一聚合物基体包括：
基于硅氧烷的聚合物，由具有烷基或芳基中的至少一个的大分子单体和单体构建单元形成。
11.如权利要求9所述的复合光可调眼内透镜，所述第一聚合物基体包括：
丙烯酸酯、丙烯酸烷基酯、丙烯酸芳基酯、取代的丙烯酸芳基酯、取代的丙烯酸烷基酯、乙烯基以及结合丙烯酸烷基酯和丙烯酸芳基酯的共聚物中的至少一种，
与所述第一聚合物基体的化合物形成聚合物和共聚物中的至少一种。
12.如权利要求9所述的复合光可调眼内透镜，所述光可调透镜包括：
光引发剂，
以吸收折射调制照明；
以在吸收照明后被激活；以及
以发起折射调制化合物的聚合。
13.如权利要求12所述的复合光可调眼内透镜，所述光引发剂包括：
紫外线吸收剂。
14.如权利要求9所述的复合光可调眼内透镜，其中：
所述折射调制组合物不溶于所述IOL。
15.如权利要求1所述的复合光可调眼内透镜，其中：
所述IOL的弹性常数比所述光可调透镜的对应弹性常数软。
16.如权利要求1所述的复合光可调眼内透镜，所述光可调透镜包括以下至少之一：
在所述光可调透镜的远侧表面处的紫外线吸收层；以及
分散在整个光可调透镜中的紫外线吸收材料。
17.如权利要求1所述的复合光可调眼内透镜，其中：
所述光可调透镜在所述IOL的近侧表面处附接到所述IOL；以及
所述IOL至少包括以下之一
分散在整个IOL中的紫外线吸收材料；以及
紫外线吸收层。
18.如权利要求1所述的复合光可调眼内透镜，其中：
所述光可调透镜通过化学反应、热处理、照明处理、聚合过程、成型步骤、固化步骤、车削步骤、冷冻车削步骤、机械过程、粘合剂的应用或通过这些方法的组合中的至少一种附接到所述IOL。
19.如权利要求1所述的复合光可调眼内透镜，包括：
附接结构，用于将所述光可调透镜附接到所述IOL。
20.如权利要求19所述的复合光可调眼内透镜，其中：
所述附接结构包括柱面、环、开口桶和扣环中的至少一种。
21.如权利要求1所述的复合光可调眼内透镜，其中：
所述IOL是多焦点IOL、非球面IOL和衍射IOL之一。
22.如权利要求1所述的复合光可调眼内透镜，其中：
所述IOL是复曲面IOL。
23.如权利要求22所述的复合光可调眼内透镜，其中：
所述IOL是用于校正大于2D的柱面的复曲面IOL；以及
所述光可调透镜适于校正高达2D的柱面。
24.如权利要求1所述的复合光可调眼内透镜，其中：
所述IOL具有IOL色移变化；
所述光可调透镜具有光可调透镜色移变化；
移去晶状体的眼睛具有眼睛色度变化；以及
植入了所述复合光可调眼内透镜的眼睛的色移变化小于在所述晶状体处于适当位置的情况下的眼睛的色移变化，其中
所述色移变化由450nm与650nm处的色移之差来定义。
25.如权利要求24所述的复合光可调眼内透镜，其中：
所述IOL的屈光力为负；
所述光可调透镜的屈光力为正；以及
植入了所述复合光可调眼内透镜的眼睛的色移变化小于0.5D。
26.一种调节植入的复合光可调眼内透镜的方法，所述方法包括以下步骤：
计划将所述复合光可调眼内透镜植入眼睛的目标光学结果；
将所述复合光可调眼内透镜植入所述眼睛内；
执行诊断测量，以评估所述植入的植入的光学结果；
基于计划的光学结果与植入的光学结果的比较来确定校正；以及
施加刺激以调节所述复合光可调眼内透镜的光学特点，以引起所确定的校正。
27.如权利要求26所述的方法，其中：
所述目标光学结果是目标柱面；
植入的光学结果是植入的经旋转的柱面；以及
所确定的校正是反向旋转的柱面。
28.一种复合光可调眼内透镜，包括：
眼内透镜IOL；以及
触角，用光可调铰链附接到所述IOL。
29.如权利要求28所述的复合光可调眼内透镜，其中：
所述光可调铰链是旋转光可调铰链，
以在照明时改变形状，由此
调节所述触角和所述IOL之间的角度，从而引起所述触角旋转，并由此
引起所述IOL的旋转。
30.如权利要求28所述的复合光可调眼内透镜，其中：
所述光可调铰链是倾斜光可调铰链，
以在照明时改变形状，由此
相对于所述IOL倾斜触角，并由此
引起所述IOL的倾斜。
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