-
Die Erfindung bezieht sich auf eine ophthalmologische Vorrichtung zur Verwendung in einem Auge, ein Verfahren zur Herstellung einer ophthalmologischen Vorrichtung zur Verwendung in einem Auge, eine ophthalmologische Mess- und/oder Planungsvorrichtung, ein ophthalmologisches Mess- und/oder Planungsverfahren, eine Verwendung einer ophthalmologischen Vorrichtung und ein Computerprogrammprodukt.
-
Das Ergebnis von Prozeduren zur Behandlung eines Katarakts wird durch Faktoren beeinflusst, wie Design, Material und effektive Position einer Intraokularlinse (IOL) in einem Auge. Typische Materialien für IOLs führen zu dem Nachteil, dass der Linsenkörper der IOLs aufgrund seiner hohen Transparenz nicht ausreichend genau mit ophthalmologischen bildgebenden Verfahren, wie einer Optischen Kohärenztomographie (OCT), erfasst werden können.
-
Für Technologien, bei denen IOL-Implantate eine Rolle spielen, ist es wichtig, die Position der IOL im Auge zu kennen. Eine typische OCT-Aufnahme eines Augenabschnitts eines Patienten ist in 1 gezeigt. Darin ist eine Hinterkammer-Intraokularlinse und eine zusätzliche Hinterkammer-Intraokularlinse im Hinterkammerwinkel (Sulcus) erkennbar, wobei die Linsenoberflächen jedoch nur teilweise sichtbar sind. Auch mit OCT als Bildgebungsmethode für die Auflösung feiner Strukturen innerhalb des Auges ist es daher derzeit nicht möglich, die Position der IOL mit akzeptabler Genauigkeit zu bestimmen. Dies liegt daran, dass das Material der IOL-Optik für die in verschiedenen OCT-Bildgebungsverfahren genutzte Nahinfrarot-(NIR)-Strahlung die in verschiedenen OCT-Bildgebungsverfahren verwendet wird, z.B. 800 bis 1300 nm, transparent ist. Bisher wurden Markierungen verwendet, die auf dem haptischen Teil der IOL angebracht, eingraviert oder eingebettet sind. Jedoch auch bei einer vollständig dilatierten Pupille wird die Haptik der IOL meistens durch die Iris verdeckt und befindet sich nicht im Sichtfeld des OCT-Geräts. Andererseits gibt es keine Möglichkeit, diese Markierungstechniken auf den optischen Teil von IOLs anzuwenden, ohne das Sehvermögen des Patienten zu beeinträchtigen.
-
Bei typischen IOLs, wie z.B. monofokalen Standard-IOLs, schränkt eine chromatische Aberration die Bildqualität für das Sehen in die Ferne ein, weil nach der Implantation die Dispersion des IOL-Materials zu einer Veränderung der chromatischen Aberration des Auges führt. Eine gleichzeitige Reduzierung der sphärischen Aberration und der chromatischen Aberration des Auges kann die Sehschärfe um 0,15 LogMAR verbessern (Artal et al. Visual effect of the combined correction of spherical and longitudinal chromatic aberrations" Optics Express 18(2), 1637-1648 (2010)).
-
Eine IOL mit falscher Brechkraft ist ein Hauptgrund für eine IOL-Explantation. Chirurgen haben keine zuverlässige Methode, um die Richtigkeit der IOL-Brechkraft zu bestätigen, und müssen sich auf die Angaben des Herstellers in Kombination mit ihren biometrischen Daten verlassen. Daher besteht ein Bedarf, Methoden zur genauen Ermittlung der IOL-Position und der IOL-Krümmung im Auge zu entwickeln, was zu besseren chirurgischen Ergebnissen und einer höheren Patientenzufriedenheit führen würde.
-
US8708496 B2 beschreibt Verfahren zum Abbilden von Okularvorrichtungen. Die Verfahren umfassen im Allgemeinen (a) das Auftragen eines Streumittels auf die Okularvorrichtung; und (b) Abbilden der Okularvorrichtung unter Verwendung von optischer Kohärenztomographie (OCT). Die Verfahren werden ex-vivo durchgeführt.
US9554701 B2 offenbart ein Objekt zur Verwendung in einem OCT-Verfahren, wobei das Objekt ein festes Substrat und Nanopartikel umfasst, die in oder auf dem Substrat in mindestens einem lichtdurchlässigen Abschnitt des Objekts dispergiert sind, so dass die Nanopartikel zu einer erhöhten Extinktion des lichtdurchlässigen Abschnitts entlang einer Transmissions-Richtung des lichtdurchlässigen Teils verglichen mit dem Substrat, das frei von Nanopartikeln ist, führen. „
Biocompatible near-infrared quantum dots delivered to the skin by microneedle patches record vaccination. Sci. Transl. Med. 11, eaay7162 (2019)“ beschreibt biocompatible Quantenpunkte sowie ein Haut- Mikroinjektionsverfahren. Aus „
Oxidation of silicon nanoparticles produced by nanosecond laser ablation in liquids", AIP, Conference Proceedings 1624, 174-178 (2014), https://doi.org/10.1063/1.4900474, sind Silizium-Nanopartikel bekannt.
Proc. SPIE 10078, „„Photochemical generation of antimicrobial Agnanoparticles in intraocular lenses"" XII, 1007809 (2017), https://doi.org/10.1117/12.2256300, beschreibt eine photochemische Reduktion von Metall-Ionen zur Erzeugung von Nanopartikeln in einer Polymermatrix. Ag-Nanopartikel wurden im äußeren Bereich einer IOL erzeugt, um deren optische Eigenschaften nicht zu beeinflussen. Die Ag-Nanopartikel hatten im sichtbaren Wellenlängenbereich ihr Absorptionsmaximum. „Dibenzopentarylenebis(dicarboximide)s:
Novel near-infrared absorbing dyes", Chemical Communications (2006), https://doi.org/10.1039/B610318A, beschreibt Nahinfrarotlicht absorbierende Farbstoffe. In „
Designing highly emissive over-1000 nm near-infrared fluorescent dye-loaded polystyrenebased nanoparticles for in vivo deep imaging", RSC Advances ,2021, 11 18930-18937, wird ein Optimierungsverfahren gezeigt, mit dem hoch emissive, im OTN-NIR (over thousand nanometer near infrared, Über-tausend-Nanometer-Infrarot) fluoreszierende, Polystyrol(PSt)-basierte Nanopartikel, die IR-1061 enthalten, erhalten werden.
-
Aufgabe ist es, eine ophthalmologische Vorrichtung zur Verwendung in einem Auge, ein Verfahren zur Herstellung einer ophthalmologischen Vorrichtung zur Verwendung in einem Auge, eine ophthalmologische Mess- und/oder Planungsvorrichtung und ein ophthalmologisches Mess- und/oder Planungsverfahren anzugeben, die eine aussagekräftige Bildgebung einer in einem Auge verwendeten ophthalmologischen Vorrichtung ermöglichen.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine ophthalmologische Vorrichtung zur Verwendung in einem Auge nach Anspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung einer ophthalmologischen Vorrichtung zur Verwendung in einem Auge nach Anspruch 9, eine ophthalmologische Vorrichtung zur Verwendung in einem Auge nach Anspruch 13, eine ophthalmologische Mess- und/oder Planungsvorrichtung nach Anspruch 14, ein ophthalmologisches Mess- und/oder Planungsverfahren nach Anspruch 15, eine Verwendung einer ophthalmologischen Vorrichtung nach Anspruch 16 und ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 17. Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Eine Ausführungsform betrifft eine ophthalmologische Vorrichtung zur Verwendung in einem Auge, insbesondere Intraokularlinse, mit mindestens einem Abschnitt, der für Licht im sichtbaren Bereich zumindest teilweise transparent ist, wobei der Abschnitt ein Basismaterial aufweist und in mindestens einem Abschnittsbereich mit mindestens einem Farbstoff versehen ist, wobei der Farbstoff in Form von Partikeln ausgebildet ist, die Basispartikel aufweisen, welche mit einem biokompatiblen Hüllmaterial bedeckt sind; und wobei der mit dem Farbstoff versehene Abschnittsbereich für Licht im Nahinfrarotbereich eine Transparenz von weniger als 80 % besitzt.
-
Der Abschnittsbereich kann den gesamten Abschnitt oder einen oder mehrere Teile des Abschnitts beinhalten. Die Begriffe „sichtbarer Bereich“ (VIS) und „Nahinfrarotbereich“ (NIR oder (N)IR) bezeichnen jeweils den entsprechenden Wellenlängenbereich des Lichts. Der Begriff „Licht im Nahinfrarotbereich“ kann ein Licht in einem Wellenlängenbereich aus dem Nahinfrarot-Spektrum sein, insbesondere Licht eines Wellenlängenbereichs von 700 nm bis 2500 nm, bevorzugt 700 nm bis 1400 nm, mehr bevorzugt 800 nm bis 1400 nm, besonders bevorzugt 900 bis 1100 nm. Die Formulierung „der Abschnittsbereich besitzt für Licht im Nahinfrarotbereich eine Transparenz von weniger als 80 %“ bedeutet, dass weniger als 80% des einfallenden Lichtes im Nahinfrarotbereich durch den mit den Partikeln des Farbstoffs versehenen Abschnittsbereich gelangt. Beispielsweise sind in dem Abschnittsbereich bei einer Transparenz von 79% im Falle eines hohen Absorptionskoeffizienten des Farbstoffs wenige Partikel entlang des Licht-durchstrahlten Weges vorhanden oder im Falle eines geringen Absorptionskoeffizienten des Farbstoffs viele Partikel entlang des Licht-durchstrahlten Weges vorhanden. Die Partikel des Farbstoffs wirken als Streuzentren, so dass ein Teil des z.B. von einer OCT-Vorrichtung eingestrahlten NIR-Lichtes wieder in Richtung eines Detektors der OCT-Vorrichtung zurück gelenkt werden kann.
-
Mit der vorstehenden Ausführungsform wird überraschenderweise eine ophthalmologische Vorrichtung bereitgestellt, die bei oder während einer Verwendung in einem Auge durch ein Bildgebungsverfahren im Nahinfrarotbereich abgebildet werden kann. Dabei wird eine Bildgebung der ophthalmologischen Vorrichtung durchgeführt. Dies wird dadurch erreicht, dass Nahinfrarotlicht (NIR), das auf den biokompatibel ausgebildeten Farbstoff einstrahlt, größtenteils absorbiert, reflektiert und/oder gestreut wird. Dadurch wird eine Transparenz für Licht im Nahinfrarotbereich von weniger als 80 % bereitgestellt. Dies kann beispielsweise durch eine Auswahl der chemischen Struktur und/oder der Kristallisationseigenschaften der Partikel des Farbstoffs erzielt werden. Z.B. besitzt der mit den Partikeln, im Folgenden auch Farbstoffpartikel genannt, versehene Abschnittsbereich eine Transparenz von weniger als 80 % für die Hauptwellenlänge, die von OCT-Bildgebungsgeräten verwendet wird, z. B. 1050 nm für ZEISS IOLMaster. Ferner sind die Basispartikel der Partikel mit dem biokompatiblen Hüllmaterial bedeckt. Dabei können die Basispartikel im Wesentlichen vollständig von dem Hüllmaterial bedeckt, insbesondere eingehüllt und/oder verkapselt, sein. Auf diese Weise wird eine Biokompatibilität der Farbstoffpartikel erreicht, unabhängig von dem Material der Basispartikel. Es kann verhindert werden, dass die Farbstoffpartikel von oder aus dem Abschnittsbereich abgelöst oder aufgelöst werden. Da der Abschnittsbereich für Licht im sichtbaren Bereich zumindest teilweise transparent ist, wird sichtbares Licht von dem Farbstoff weitgehend nicht beeinflusst. Beispielsweise kann der Abschnittsbereich eine Transparenz von mehr als 90 % im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts besitzen. Die erreichte Transparenz im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts und die reduzierte Transmission im NIR-Lichtbereich verbessern die Sichtbarkeit der ophthalmologischen Vorrichtung, z.B. der IOL, für OCT-Systeme (z.B. IOLMaster, RESCAN, etc.). Die ophthalmologische Vorrichtung kann eine IOL oder eine andere in einem Auge verwendete Vorrichtung sein, z.B. ein Katheter oder ein chirurgisches Instrument.
-
Mit der vorstehenden Ausführungsform wird zur Beeinflussung des Lichts einer vorbestimmten Wellenlänge, das die in einem Auge verwendete ophthalmologische Vorrichtung erreicht oder passiert, ein maßgeschneiderter Farbstoff genutzt. Dieser Farbstoff interagiert mit der elektromagnetischen Strahlung des Lichts, indem er aufgrund seiner Eigenschaften, z.B. seiner chemischen Struktur und/oder Kristallstruktur, den vorbestimmten Wellenlängenbereich absorbiert und zu einem höheren Brechungsindex n
2 der ophthalmologischen Vorrichtung bei der gewählten Wellenlänge führt. In Kombination mit dem Brechungsindex n
1 des wässrigen Mediums im Auge kann bei senkrechtem Einfall des auftreffenden Lichts der Anteil des reflektierten Lichts berechnet werden:
-
Da der Unterschied zwischen dem Brechungsindex der ophthalmologischen Vorrichtung und dem Brechungsindex des umgebenden Medium zunimmt, nimmt auch das Reflexionsvermögen R0 des Farbstoffs zu. Die Farbstoffpartikel stellen einen maßgeschneiderten Farbstoff bereit, der im NIR-Bereich absorbiert, um eine höhere Lichtreflexion und Lichtstreuung zu erzielen. Dies ermöglicht eine verbesserte OCT-Sichtbarkeit der ophthalmologischen Vorrichtung, während Licht im sichtbaren Bereich unbeeinflusst bleiben kann. Insbesondere absorbiert der Farbstoff im NIR-Bereich stärker, als im VIS-Bereich. Dies ermöglicht eine Markierung der ophthalmologischen Vorrichtung in ausreichender Schichtdicke, um ein gutes OCT-Signal zu erhalten und gleichzeitig eine Reduktion der optischen Qualität zu vermeiden.
-
Die ophthalmologische Vorrichtung besitzt somit mindestens einen für Licht im sichtbaren Bereich transparenten Abschnitt, der ein Basismaterial aufweist und zumindest teilweise mit mindestens einem Farbstoff in Form von Partikeln versehen ist. Die Farbstoffpartikel sind von dem biokompatiblen Hüllmaterial bedeckt und/oder darin eingekapselt, und daher biokompatibel. Die Farbstoffpartikel sind im Nahinfrarot-Wellenlängenbereich zumindest teilweise opak und können im oder am Basismaterial eines optischen Abschnitts eingesetzt werden. Sie beeinträchtigen im Wesentlichen nicht die Transmission von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich durch den Abschnitt. Die Farbstoffpartikel können selektiv in oder auf dem Abschnitt vorgesehen werden, um abrufbare Informationen zu speichern. Die Basispartikel müssen nicht biokompatibel sein, da sie von einem biokompatiblen Hüllmaterial bedeckt sind. Das Hüllmaterial kann die Vorgänge des Versehens mit den Farbstoffpartikeln und/oder des Fixierens der Farbstoffpartikel unterstützen.
-
Mit der ophthalmologischen Vorrichtung kann eine Multi-Komponenten-IOL bereitgestellt werden, die einen mit dem Farbstoff versehenen optischen Teilabschnitt besitzt, der aufgrund des Farbstoffs ein bestimmtes Ausmaß einer chromatischen Aberration besitzt, die geringer ist als diejenige einer IOL ohne den Farbstoff. Ferner kann eine Einzel-Komponenten-IOL bereitgestellt werden, deren optischer Abschnitt mit dem Farbstoff versehen ist, und mit der in dem pseudophakischen Auge eine vorbestimmte chromatische Aberration erzielt wird, die geringer ist als diejenige einer IOL ohne den Farbstoff.
-
Das Licht im Nahinfrarotbereich kann Licht eines Wellenlängenbereichs beinhalten, der bei einer Optischen Kohärenztomographie (OCT) eingesetzt wird. Das Licht im Nahinfrarotbereich kann insbesondere Licht eines Wellenlängenbereichs von 700 nm bis 2500 nm, bevorzugt 700 nm bis 1400 nm, mehr bevorzugt 800 nm bis 1400 nm, besonders bevorzugt 900 bis 1100 nm beinhalten.
-
Der Abschnittsbereich kann für das Licht im Nahinfrarotbereich eine Transparenz von insbesondere weniger als 70 %, bevorzugt weniger als 60%, mehr bevorzugt weniger als 50%, besitzen. Der Abschnittsbereich kann insbesondere für das Licht im Wellenlängenbereich der Optischen Kohärenztomographie (OCT) eine Transparenz von weniger als 80 %, bevorzugt weniger als 70%, mehr bevorzugt weniger als 60%, weiter bevorzugt weniger als 50 %, besitzen. Der Abschnittsbereich kann für das Licht im Nahinfrarotbereich eine Transparenz im Bereich zwischen 80% und 30 %, bevorzugt zwischen 70% und 40%, mehr bevorzugt zwischen 60% und 50%, besitzen. Der Abschnittsbereich kann für Licht im sichtbaren Bereich transparent sein, insbesondere eine Transparenz von mindestens 90%, bevorzugt mindestens 95 %, mehr bevorzugt mindestens 98%, besitzen. Das Basismaterial kann für Licht im sichtbaren Bereich und/oder für Licht im Nahinfrarotbereich transparent sein, insbesondere eine Transparenz von mindestens 90%, bevorzugt mindestens 95 %, mehr bevorzugt mindestens 98%, besitzen. Das biokompatible Hüllmaterial kann für Licht im sichtbaren Bereich und/oder für das Licht im Nahinfrarotbereich transparent sein. Insbesondere kann das biokompatible Hüllmaterial für Licht im sichtbaren Bereich und/oder für das Licht im Nahinfrarotbereich eine Transparenz von mindestens 90%, bevorzugt mindestens 95 %, mehr bevorzugt mindestens 98%, besitzen. Mit diesen Spezifikationen wird eine besonders gute Sichtbarkeit der im Auge implantierten oder vorgesehenen Ophthalmologischen Vorrichtung bei Bestrahlung mit Licht im Nahinfrarotbereich für ein Bildgebungsverfahren, z.B. bei einer optischen Kohärenztomographie erzielt.
-
Die Basispartikel können ausgewählt sein aus Nanopartikeln enthaltend mindestens ein anorganisches Material, Nanopartikeln enthaltend mindestens ein organisches Material, unbeschichteten Nanopartikeln, beschichteten Nanopartikeln, insbesondere Core-Shell-Nanopartikeln, Nanopartikeln beschichtet mit einem organischen Farbstoff, Nanopartikeln enthaltend ein Polymer und einer beliebigen Kombination davon. Core-Shell-Nanopartikel können auch Kern-Schale-Nanopartikel genannt werden. Ferner können die Basispartikel erzeugt sein durch ein Top-Down-Verfahren oder ein Bottom-Up-Verfahren. Bei einem Top-Down-Verfahren werden z.B. durch Mahlen, Ätzen oder einer anderen mechanischen Bearbeitung größere Stücke eines Stoffes zu nanoskaligen Strukturen verarbeitet. Bei einem Bottom-Up-Verfahren wird die Struktur von Nanopartikeln z.B. aus atomaren oder molekularen Bausteinen synthetisiert.
-
Die Partikel und/oder die Basispartikel können in einer beliebigen räumlichen Form ausgebildet sein, z.B. als Kugeln, Stäbchen, Plättchen und/oder Hohlkugeln. Alternativ oder zusätzlich können die Partikel und/oder die Basispartikel in mindestens einer Form ausgewählt aus Nanoröhrchen, Nanoschalen und Nanoplättchen ausgebildet sein. Die Basispartikel können auch als Quantenpunkte (Quantendots) ausgebildet sein. Es kann also eine Vielzahl verschiedener Basispartikel verwendet werden, unabhängig von ihrer Biokompatibilität, da die Basispartikel mit dem biokompatiblen Hüllmaterial bedeckt sind.
-
Die Größe der Basispartikel und/oder der Farbstoffpartikel kann in einem Bereich zwischen 1 nm und 500 nm, bevorzugt 1,5 nm und 250 nm liegen. Der untere Grenzwert ergibt sich aus der geringsten äußeren Dimension des betreffenden Partikels, beispielsweise der Dicke des Stäbchens/Plättchens oder der Schichtdicke der Hohlkugel. Der obere Grenzwert wird von der größten messbaren äußeren Dimension (z.B. Durchmesser der Kugel/ des Plättchens oder Länge des Stäbchens) bestimmt.
-
Die Nanopartikel können verschiedene Materialien und/oder Elemente enthalten. Das anorganische Material kann ausgewählt sein aus Elementen der zweiten bis sechzehnten Gruppe (IUPAC) des Periodensystems, einer Verbindung davon und einer beliebigen Kombination davon, insbesondere Gold, Silber, Silizium, Schwefel, Kohlenstoff, Chrom, Titan, Eisen, Kupfer, Indium, Selen, Zink, und/oder Aluminium. Beispielsweise können die Nanopartikel Titanoxid-Partikel (TiO/TiO2), Gold(Au)-Partikel oder CuInSe2@ZnS:Al-Partikel sein. Das organische Material kann ausgewählt sein aus Polystyrol (PS), einem Vinylpolymer, Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), einem aliphatischen (Meth)Acrylat (z.B. Butylacrylat, Ethylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat), einem aromatischen (Meth)Acrylat (z.B. 2-Phenylethylacrylat) einem Acrylamid (z.B. N-Benzyl-N-Isopropylacrylamid), einem Quervernetzer (z.B. Ethylenglycoldimethacrylat (EGDMA)), aliphatischen oder aromatischen (Meth)Acryl-Monomergemischen (z.B. Acrylmex), und einer beliebigen Kombination davon. Der organische Farbstoff kann ausgewählt sein aus einem Rylen-Chromophor, einem ungeladenen Rylen-Chromophor, insbesondere DB5DI, einem OTN-IR-Farbstoff, insbesondere IR-1040, IR-1048, IR-1061, und einer beliebigen Kombination davon. Beispielhafte Rylen-Chromophore sind Dibenzopentarylene-bis(dicarboximid)e. Das Rylen-Chromophor DB5DI (Hersteller Max Planck Institute for Polymer Research) bezeichnet die 9,10:21,22-Dibenzopentarylene-3,4:15,16-bis(dicarboximid)e, die eine starke Absorption bei 102 bis 1040 nm besitzen. Ferner können polyzyklische organische NIR-absorbierende Farbstoffe eingesetzt werden, die eine geringe Löslichkeit und daher eine hohe räumliche Stabilität am Basispartikel besitzen. Der Begriff OTN-IR steht für im Infrarotlicht über 1000 nm absorbierende Farbstoffe. IR-1061 (erhältlich bei Sigma-Aldrich Chemie GmbH) bezeichnet 4-[2-[2-Chlor-3-[(2,6-diphenyl-4H-thiopyran-4-yliden)-ethyliden]-1-cyclohexen-1-yl]ethenyl]-2,6-diphenyl-thiopyrylium-tetrafluoroborat, in der Hill-Notation auch mit der empirischen Formel C44H34ClS2 · BF4 bezeichnet.
-
Der Farbstoff und/oder das mit dem Farbstoff versehene Volumen des Abschnitts, insbesondere der Abschnittsbereich, kann einen Brechungsindex nD,35°C > 1,40, bevorzugt nD,35°C > 1,48, mehr bevorzugt nD, 35°C > 1,49, besitzen. Mit nD, 35°C ist die der Natrium-D-Linie entsprechende Wellenlänge gemeint und der Brechungsindex ist auf eine Materialtemperatur von 35 °C bezogen.
-
Diese Definitionen des Brechungsindex beziehen sich auf physiologische Normalbedingungen gemessen bei nD 589 nm und 35 °C. Beispielsweise kann der Farbstoff einen Brechungsindex nD,35°C zwischen 1,40 und 1,60 besitzen. Der Brechungsindex des Basismaterials kann z.B. nD, 35°C ≥ 1,48 betragen. Der Brechungsindex des Farbstoffs kann insbesondere größer als der Brechungsindex des Basismaterials sein. Für eine im sichtbaren Licht nicht sichtbare Markierung mit dem Farbstoff können das Basismaterial ohne Farbstoff und das Basismaterial mit Farbstoff im sichtbaren Spektrum einen ungefähr gleichen Brechungsindex besitzen. Auf diese Weise wird ein für die Umgebung des Auges optimaler Brechungsindex der Ophthalmologischen Vorrichtung erreicht. Beispielsweise kann die Ophthalmologische Vorrichtung, die das Basismaterial und den Farbstoff aufweist, einen Brechungsindex zwischen 1,40 und 1,60 besitzen. Der Farbstoff kann im Licht des Nahinfrarotbereichs fluoreszierend sein. Beispielsweise kann CuInSe2@ZnS:Al eine Photolumineszenz im Nahinfrarotbereich zeigen.
-
Der Farbstoff kann mit UV-Licht, einer Laserstrahlung, Wärme und/oder einem Plasma an dem Basismaterial und/oder an dem Abschnitt fixierbar sein. Mit UV-Licht kann beispielsweise die Bildung eines Interpenetrating Polymer Networks, d.h. ein interpenetrierendes Polymer-Netzwerk, induziert werden, z.B. durch Suspendieren des Farbstoffs in einem Monomer des Basismaterials, wobei der Farbstoff mit einer polymerisierbaren Gruppe versehen ist, Zugeben eines Photoinitiators, Quellen und Aushärten mit UV-Licht. Mit Laserstrahlung kann eine Fixierung z.B. über 2+2-Cycloaddition via UV-Laser erfolgen unter Verwendung eines Farbstoffs mit einer Polymerhülle, Cumarin-Gruppen an der Polymerhülle und dem Basismaterial, und einer Additionsreaktion zu Cyclobutan. Mit Wärme kann z.B. eine Fixierung über eine thermische Diels-Alder-Reaktion durchgeführt werden, unter Verwendung eines Farbstoffs mit einer Dien-Gruppe und einem Basismaterial mit einem Dienophil. Mit einem Plasma kann z.B. eine Plasmainduzierte Graft-Polymerisation auf der Linsenoberfläche initiiert werden, unter Bildung von Peroxid-Radikalen und Zugabe eines aktiven Monomers mit dem Farbstoff.
-
Der Farbstoff kann zumindest teilweise abbaubar, insbesondere chemisch und/oder photochemisch abbaubar, und/oder zumindest teilweise bioabbaubar sein. Ein zumindest teilweise abbaubarer Farbstoff kann zum Beispiel mit NIR-Farbstoff beladene Polymermizellen auf der Grundlage des Farbstoffs IR-1061 und des biokompatiblen und amphiphilen BlockCopolymers Poly(ethylenglykol)-Block-Poly(ε-caprolacton) (PEG-b-PCL) zur Verwendung als OTN-NIR-Fluoreszenzsonde für die In-vivo-Bildgebung enthalten. Mit einem abbaubaren Farbstoff kann erreicht werden, dass dieser nach einer vorbestimmten Zeitspanne der Nutzung der ophthalmologischen Vorrichtung zumindest teilweise seine Wirkung verliert, z.B. sich auflöst oder seine optischen Eigenschaften verliert, z.B. zwei Monate nach einer Implantation. Der Farbstoff kann in dem Basismaterial erzeugt sein, insbesondere durch Umwandlung von Ausgangsstoffen des Farbstoffs in dem Basismaterial, z.B. über Quellung der Linse im gewählten Farbstoff und lokale Fixierung des Farbstoffs über 2+2-Cycloaddition (s.o.) oder Photoreduktion von Metallsalzen im Polymerbulkmaterial zur Erzeugung von Nanopartikeln. In beiden Fällen kann eine Zwei-Photonen-Reaktion gewählt werden, um eine hohe Ortsauflösung zu erreichen.
-
In Ausgestaltungen der ophthalmologischen Vorrichtung kann in dem Abschnittsbereich der Farbstoff in dem Basismaterial des Abschnitts und/oder auf mindestens einer Oberfläche des Abschnitts vorgesehen sein. Der Farbstoff kann in dem Basismaterial des Abschnittsbereichs in einem derartigen Mischungsverhältnis vorgesehen sein, dass der Abschnittsbereich in einem posterioren Segment des Auges für das Licht im Nahinfrarotbereich die Transparenz von weniger als 80 % besitzt. Der Farbstoff kann ferner in dem Basismaterial des Abschnittsbereichs in einem derartigen Mischungsverhältnis vorgesehen sein, dass die optische Dispersion des Abschnitts geändert wird, insbesondere zur Feineinstellung der chromatischen Aberration in dem Abschnitt. Hierfür können als Farbstoffe IR-1040, IR-1048, IR-1061 und/oder Farbstoffe auf Nanopartikel-Basis, z.B. Gold-Nanostäbchen (80 x 15 nm), Gold-Nanoshells (240 nm Durchmesser), Silber-Nanoplättchen (150 nm Durchmesser), genutzt werden. Der Farbstoff kann als mindestens eine Markierung auf der mindestens einen Oberfläche vorgesehen sein.
-
Der Abschnitt der ophthalmologischen Vorrichtung kann für Licht im sichtbaren Bereich eine Transparenz von mindestens 90%, bevorzugt mindestens 95 %, mehr bevorzugt mindestens 98%, besitzen. Ferner kann der Abschnitt ein optischer Abschnitt einer Intraokularlinse sein. Der Begriff „optischer Abschnitt“ kann einen optisch wirksamen Bereich der IOL bezeichnen, der eine optische Abbildung bewirkt. Beispielsweise kann der Abschnitt diffraktiv, refraktiv und/oder Lichtstreuend ausgebildet sein.
-
Das biokompatible Hüllmaterial kann mindestens eine Komponente enthalten ausgewählt aus PMMA (Polymethylmethacrylat), Polyethylenglycol (PEG), Acrylmex, Heparin, Hyaluronsäure, Cyclodextrin und dem Basismaterial. Das biokompatible Hüllmaterial kann ferner derart ausgebildet sein, dass die Basispartikel mit einer elastischen und/oder flexiblen Hülle bedeckt sind. Das biokompatible Hüllmaterial kann ausgewählt sein aus einem organischen Hüllmaterial und einem nicht-organischen Hüllmaterial. Beispiele für ein nicht-organisches Hüllmaterial sind Siliziumdioxid oder Gold. Mit einem nicht-organischen Hüllmaterial kann die Oberfläche des Basispartikels passiviert werden. Als das organische Hüllenmaterial kann das vorstehend genannte organische Material, insbesondere Acrylmex, genutzt werden. Als das Hüllenmaterial kann insbesondere das Basismaterial eingesetzt werden. Der Vorteil bei Verwendung eines Hüllenmaterials, das auch als das Basismaterial (z.B. Acrylmex) genutzt wird, zur MikroVerkapselung des Farbstoffes (z.B. Gold-Nanopartikel) liegt darin, dass es sich hinsichtlich seines Brechungsindex nicht von der IOL unterscheidet. Somit werden die Partikel vor Aufbringen auf die Linse sicher „verpackt“ und die gewählte Hülle wird nach dem Aufbringen unsichtbar, sodass störende optische Effekte (z.B. Streulichtphänomene vgl. mit einer Milchglasscheibe) vermieden werden können. Das Basismaterial kann biokompatibel und/oder hydrophob sein. Das Basismaterial kann mindestens eine Komponente enthalten ausgewählt aus dem vorstehend genannten anorganischen Material und dem vorstehend genannten organischen Material.
-
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer ophthalmologischen Vorrichtung zur Verwendung in einem Auge nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Ausgestaltungen, insbesondere zur Herstellung einer Intraokularlinse, mit Bereitstellen der Basispartikel des mindestens einen Farbstoffs; Bedecken der Basispartikel mit dem biokompatiblen Hüllmaterial, wodurch der Farbstoff in Form der Partikel erzeugt wird; Bereitstellen des Basismaterials und/oder des mindestens einen Abschnitts, der das Basismaterial aufweist; und Versehen des Basismaterials und/oder des Abschnitts mit dem Farbstoff in dem mindestens einen Abschnittsbereich.
-
In dem Verfahren kann der Farbstoff in das Basismaterial gemischt werden bei dem Versehen des Basismaterials und/oder des Abschnitts mit dem Farbstoff in dem Abschnittsbereich. Auf diese Weise kann der Farbstoff in dem Basismaterial des Abschnittsbereichs verteilt werden. Der Farbstoff kann in dem Basismaterial des Abschnittsbereichs in einem derartigen Mischungsverhältnis vorgesehen werden, dass der Abschnittsbereich in einem posterioren Segment des Auges für das Licht im Nahinfrarotbereich die Transparenz von weniger als 80 % besitzt. Der Farbstoff kann in dem Basismaterial des Abschnittsbereichs in einem derartigen Mischungsverhältnis vorgesehen werden, dass die optische Dispersion des Abschnitts geändert wird, insbesondere zur Feineinstellung der chromatischen Aberration in dem Abschnitt.
-
Der Farbstoff kann des Abschnittsbereichs zumindest teilweise auf mindestens eine Oberfläche des Abschnitts ausgewählt aus einer inneren Oberfläche und einer äußeren Oberfläche des Abschnitts aufgebracht werden, um den Abschnitt mit dem Farbstoff zu versehen. Der Farbstoff kann derart vorgesehen werden, dass die betreffende Oberfläche bereichsweise bedeckt ist. In oder auf dem Abschnitt kann in dem Abschnittsbereich mit dem Farbstoff mindestens eine Markierung, insbesondere eine zwei-dimensionale oder eine drei-dimensionale Markierung, erzeugt werden. So kann die durch den Farbstoff an oder in der ophthalmologischen Vorrichtung bereitgestellte Information maximiert werden. Das Sehvermögen des Patienten kann dadurch nicht beeinträchtigt werden.
-
Der Farbstoff kann in dem Basismaterial des Abschnittsbereichs erzeugt werden, insbesondere durch Umwandlung von Ausgangsstoffen des Farbstoffs, die in dem Basismaterial vorhanden sind oder vorgesehen werden, beispielsweise photochemisch. Zum Beispiel kann ein Ring aus Ag-Nanopartikeln als Farbstoff in dem Basismaterial des Abschnittsbereichs erzeugt werden.
-
Dies kann mittels photochemischer Reduktion mit einem Laser erfolgen, ausgehend von geladenen Ag-Ionen in dem optischen Abschnitt. Ein Silbersalz und ein Reduktionsmittel können durch Diffusion aus einer Lösung in die Matrix des optischen Abschnitts eingebracht werden. Danach kann der Abschnitt mit Laserlicht bestrahlt werden, wobei der Fokus des Laserstahls so eingestellt wird, dass der Ring aus Ag-Farbstoffpartikeln in einer vorbestimmten Position, d.h. im gewünschten Abschnittsbereich des Abschnitts entsteht. In diesem Beispiel ist das Basismaterial auch das Hüllmaterial. Statt einer Verkapselung der Farbstoffpartikel kann das Bedecken der Partikel mit dem Hüllmaterial durch das Erzeugen der Partikel innerhalb des Basismaterials des Abschnitts erfolgen.
-
Der Abschnitt kann in dem Abschnittsbereich durch mindestens ein Beschichtungsverfahren ausgewählt aus einer Tauchbeschichtung, einem Tintenstrahldrucken und einer Lithographie mit dem Farbstoff versehen werden. Der Abschnitt kann in dem Abschnittsbereich mit dem Farbstoff durch Mikronadelinjektion versehen werden. Ferner kann der Abschnitt, insbesondere eine Oberfläche des Abschnitts, vor dem Versehen mit dem Farbstoff mit einem Haftvermittler oder Adhäsiv, insbesondere Heparin, zumindest teilweise beschichtet werden, insbesondere in dem Abschnittsbereich. Dadurch kann die Anhaftung des Farbstoffs an dem Abschnitt gefördert werden. Der Farbstoff kann mit UV-Licht, einer Laserstrahlung, Wärme und/oder einem Plasma an dem Basismaterial und/oder an dem Abschnitt fixierbar sein, auf die mindestens eine Oberfläche des Abschnitts gleichmäßig aufgebracht werden und durch Behandlung mit dem UV-Licht, der Laserstrahlung, der Wärme und/oder dem Plasma in dem Abschnittsbereich, insbesondere auf vorbestimmten Regionen der Oberfläche, fixiert werden, wie vorstehend erläutert. Die Bereiche, in denen der Farbstoff nicht fixiert wird, können z.B. durch einen Waschvorgang von dem dort vorhandenen Farbstoff befreit werden. Zum Beispiel wird der verkapselte Farbstoff in der Monomerlösung des Basismaterials suspendiert und/oder gelöst und die Monomerlösung nach Zugabe eines Photoinitiators lokal auf der Oberfläche des Abschnittsbereichs ausgehärtet. Durch leichtes Einquellen entsteht ein „interpenetrating network“, d.h. ein interpenetrierendes Netzwerk, also eine stabile Verbindung zwischen dem Farbstoff und dem Abschnittsbereich.
-
Das Bedecken kann mittels einem Verkapselungsverfahren oder einem Mikroverkapselungsverfahren erfolgen. Das Bedecken der Basispartikel mit dem Hüllmaterial kann ferner durch mindestens ein Verfahren ausgewählt aus PVD (Physical Vapour Deposition), CVD (Chemical Vapour Deposition), Verdampfen einer Emulsion des Hüllmaterials in einem Lösungsmittel, und einer Minipolymerisation erfolgen. Als Minipolymerisation kann z.B. eine Mikroemulsionspolymerisation durchgeführt werden. Hierbei wird eine Emulsion bestehend aus dem Monomer des gewünschten Hüllenmaterials in einer wässrigen Lösung erzeugt und ausgehärtet. Dafür wird sowohl ein Tensid, als auch ein Initiator und der gewünschte Farbstoff zugegeben, welcher verkapselt werden soll (z.B. Nanopartikel).
-
Eine andere Ausführungsform betrifft eine ophthalmologische Vorrichtung zur Verwendung in einem Auge, insbesondere Intraokularlinse, insbesondere ophthalmologische Vorrichtung nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Ausgestaltungen, erhalten oder erhältlich durch ein Verfahren nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Ausgestaltungen.
-
In einer Ausführungsform wird eine ophthalmologische Mess- und/oder Planungsvorrichtung bereitgestellt, insbesondere zum Ausführen einer Optischen Kohärenztomographie (OCT), mit einer Einrichtung zur Bildgebung im Nahinfrarot-Wellenlängenbereich, insbesondere eine Einrichtung zur OCT; und mit mindestens einer Komponente ausgewählt aus
- - einer Einrichtung zum Ermitteln einer Position der ophthalmologischen Vorrichtung nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Ausgestaltungen in einem Auge anhand des Farbstoffs;
- - einer Einrichtung zum Ermitteln eines Vorhersagemodells für ophthalmologische Behandlungsverfahren aus einer anhand des Farbstoffs ermittelten Position der ophthalmologischen Vorrichtung nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Ausgestaltungen in einem Auge;
- - einer Einrichtung zum Berechnen von Anpassungs-Parametern für die in einem Auge vorgesehene ophthalmologische Vorrichtung nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Ausgestaltungen aus einer anhand des Farbstoffs ermittelten Position der ophthalmologischen Vorrichtung in dem Auge;
- - einer Einrichtung zum Erfassen der Form und/oder von der Form ableitbare Parameter, z.B. den Brechwert, der ophthalmologischen Vorrichtung nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Ausgestaltungen in einem Auge anhand des Farbstoffs und/oder zum Ermitteln eines Brechwerts; und
- - einer Einrichtung zum Ermitteln der Orientierung der ophthalmologischen Vorrichtung nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Ausgestaltungen in einem Auge anhand des Farbstoffs, insbesondere für eine Ausrichtung der ophthalmologischen Vorrichtung, insbesondere einer Intraokularlinse, z.B. einer torischen Intraokularlinse.
-
Mindestens eine der genannten Komponenten kann ein Computerprogrammprodukt, z.B. Software, beinhalten, mit der aus der Bildgebung der Einrichtung zur Bildgebung die genannten Informationen ermittelt werden.
-
Mit dem Begriff „Ausrichtung“ ist eine Einstellung der Orientierung der ophthalmologischen Vorrichtung im Auge gemeint. Die Anpassungs-Parameter können postoperativ, z.B. nach dem Implantieren, berechnet werden. Die Orientierung der ophthalmologischen Vorrichtung kann eine Orientierung einer Querschnittsebene der ophthalmologischen Vorrichtung innerhalb des Auges sein. Für das Vorhersagemodell können Messungen mehrerer Augen unterschiedlicher Personen mit einer entsprechenden implantierten Vorrichtung genutzt werden, z.B. wenn anhand der Messungen ein Machine-Learning-Modell trainiert wird.
-
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein ophthalmologisches Mess- und/oder Planungsverfahren, insbesondere zum Ausführen einer Optischen Kohärenztomographie (OCT), mit mindestens einem Schritt ausgewählt aus
- - Ausführen eines Bildgebungsverfahrens im Nahinfrarot-Wellenlängenbereich, insbesondere eine OCT, zur Bildgebung einer ophthalmologischen Vorrichtung nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Ausgestaltungen in einem Auge;
- - Ermitteln einer Position der ophthalmologischen Vorrichtung nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Ausgestaltungen in einem Auge anhand des Farbstoffs;
- - Ermitteln eines Vorhersagemodells für ophthalmologische Behandlungsverfahren aus einer anhand des Farbstoffs ermittelten Position der ophthalmologischen Vorrichtung nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Ausgestaltungen in einem Auge;
- - Berechnen von Anpassungs-Parametern für die in einem Auge vorgesehene ophthalmologische Vorrichtung nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Ausgestaltungen aus einer anhand des Farbstoffs ermittelten Position der ophthalmologischen Vorrichtung in dem Auge;
- - Erfassen der Form und/oder von der Form ableitbare Parameter der ophthalmologischen Vorrichtung nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Ausgestaltungen in einem Auge anhand des Farbstoffs und/oder Ermitteln eines Brechwerts; und
- - Ermitteln der Orientierung der ophthalmologischen Vorrichtung nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Ausgestaltungen in einem Auge anhand des Farbstoffs, insbesondere für eine Ausrichtung der ophthalmologischen Vorrichtung, insbesondere einer Intraokularlinse, z.B. einer torischen Intraokularlinse.
-
Eine weitere Ausführungsform betrifft eine Verwendung einer ophthalmologischen Vorrichtung nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Ausgestaltungen in einem ophthalmologischen Mess- und/oder Planungsverfahren nach der vorstehenden Ausführungsform.
-
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Computerprogrammprodukt, umfassend mindestens einen Programmcode, der bewirkt, dass die ophthalmologische Mess- und/oder Planungsvorrichtung nach der vorstehenden Ausführungsform, mindestens einen Schritt des ophthalmologischen Mess- und/oder Planungsverfahrens nach der vorstehenden Ausführungsform ausführt, insbesondere wenn der Programmcode in eine Speichereinheit der ophthalmologischen Mess- und/oder Planungsvorrichtung geladen wird.
-
Durch die Ausführungsformen und Ausgestaltungen davon können folgende Vorteile erzielt werden. Das Schneiden von Markierungen, z.B. torischen Markierungen, in eine IOL kann ersetzt werden durch das Versehen, z.B. Dotieren, der IOL mit dem Farbstoff. Explantierte IOLs müssen nicht zum Hersteller zurückgesandt werden, um den Brechwert zu bestätigen, vielmehr kann dies durch eine in-situ-Messung der implantierten IOLs im Auge ersetzt werden. Chirurgen können eine Explantation einer IOL vermeiden, indem sie die implantierte IOL im Auge mit einer OCT-Messung untersuchen und sie näher charakterisieren, z.B. den Brechwert im Auge bestätigen. Eine Verwendung von Augentropfen, um die Iris zu erweitern und IOL-Markierungen zu erkennen, ist nicht erforderlich, wenn der Farbstoff in und/oder auf dem optischen Abschnitt der IOL vorgesehen ist.
-
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es gilt für die Beschreibung von Wertebereichen, dass die Angabe eines breiten Bereichs mit engeren alternativen oder bevorzugten Bereichen auch Bereiche offenbart, die durch eine beliebige Kombination angegebener unterer Bereichsgrenzen mit angegebenen oberen Bereichsgrenzen gebildet werden können.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele auch alternative Elemente und Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder Komponenten enthalten. Elemente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden gleiche oder einander entsprechende Elemente in verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht mehrmals erläutert. Von den Figuren zeigen:
- 1 eine typische OCT-Aufnahme eines Augenabschnitts eines Patienten mit IOLs;
- 2a, b, c, d Bilder von beispielhaften Basispartikeln CuInSe2@ZnS:Al mit einer PMMA-Hülle sowie deren Photolumineszenz-Intensität vor und nach dem Bedecken mit PMMA und Absorptions-/Emissionsspektren;
- 3a, b schematische Darstellungen zweier Beispiele einer IOL 10 mit Farbstoffpartikeln;
- 4a bis c eine schematische Darstellung eines beispielhaften Mikroinjektionsverfahrens zum Versehen eines Abschnitts einer IOL mit Farbstoffpartikeln;
- 5 ein Absorptionsspektrum eines beispielhaften Basispartikels;
- 6 ein schematisches Diagramm der Herstellung eines mit PEG umhüllten und mit einem OTN-NIR-Farbstoff beladenen Basispartikels aus Polystyrol;
- 7a ein schematisches Flussdiagramm von Beispielen des Verfahrens zur Herstellung der ophthalmologischen Vorrichtung;
- 7b eine SEM-Aufnahme von beispielhaften, eingekapselten Au-Nanopartikeln;
- 7c bis 7g ein Transmissionsspektrum und OCT-Aufnahmen beispielhafter IOLs mit fixierten, eingekapselten Au-Nanopartikeln;
- 8 schematisch eine ophthalmologische Mess- und/oder Planungsvorrichtung 100, und
- 9 schematisch ein ophthalmologisches Mess- und Planungsverfahren.
-
Beispiel 1
-
In diesem Beispiel wurde eine als IOL 10 ausgebildete ophthalmologische Vorrichtung erzeugt. Als Farbstoff wurden mit dem Hüllmaterial PMMA bedeckte CuInSe2@ZnS:Al-Basispartikel verwendet. Die CuInSe2@ZnS:Al-Basispartikel werden im Folgenden auch Quantendots (QDs) genannt.
-
Stöchiometrische Kupfer-Indium-Selenid (CuInSe2)-Kerne wurden durch Mischen von 1,5 mmol Kupfer(I)-Iodid und 1,5 mmol Indium(III)-Acetat in 1,5 mL 1-Dodecanthiol und 45 mL 1-Octadecen (ODE) synthetisiert. Das Reaktionsgemisch wurde dann 20 min im Vakuum entgast, 20 min mit Stickstoff gespült und weitere 45 min bei 120°C entgast. Anschließend wurden 1,5 mL Ölsäure in die Mischung gegeben und die Lösung 20 Minuten lang entgast. Nach einer weiteren 20-minütigen Stickstoffspülung wurde die Lösung vor der Injektion der Selen-Stammlösung auf 175 °C erhitzt. Eine Selen-Stammlösung wurde zunächst durch Mischen von 3 mmol Selenpulver und 3 mL Oleylamin (OLA) in 3 mL 1-Dodecanthiol hergestellt. Die Selenlösung wurde unter Vakuum mindestens 30 Minuten lang bei 60 °C entgast, bevor sie in das Reaktionsgemisch eingespritzt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde auf 200 °C erhitzt und 30 Minuten lang unter Stickstoffschutz auf dieser Temperatur gehalten. ZnS:Al-Hüllen wurden um die CuInSe2-Kerne herum durch tropfenweise Zugabe einer Zink und Aluminium enthaltenden Stammlösung gebildet. Der Zinkvorläufer der Stammlösung wurde durch Mischen von 30 mmol Zinkacetat in 30 mL OLA und 30 mL ODE, 20-minütiges Entgasen und 20-minütiges Spülen mit Stickstoff hergestellt. Anschließend wurde die Lösung auf 120 °C erhitzt und unter Vakuum entgast. Die Al-Vorläufermischung, bestehend aus 9 mmol Al(IPA)3, 5,4 mL 1-Dodekanthiol und 36 mL ODE, wurde 20 Minuten lang entgast und 20 Minuten lang mit Stickstoff gespült. Anschließend wurde das Gefäß verschlossen und 1 Stunde lang bei 60 °C beschallt. Die Aluminium-Stammlösung wurde dann mit einer Glasspritze und einer langen Nadel zu der Zink-Stammlösung gegeben. Nach dem Mischen der Zink- und Aluminiumvorläufer wurden die resultierende Schalenvorratslösung und 1-Dodecanthiol (DDT) tropfenweise mit einer gasdichten 25-mL-Spritze bei 0,1 mL/min zu der Reaktionsmischung aus CuInSe2-Kernen gegeben. Gleichzeitig wurden 15 mL DDT mit einer Geschwindigkeit von 0,5 mL/min zugegeben, um die Freisetzung von Schwefel thermisch auszulösen. Die Reaktion, d.h. das Schalenwachstum wurde je nach Formulierung unterschiedlich lange laufen gelassen. Danach wurde die Reaktionslösung auf Raumtemperatur abgekühlt und zweimal in Aceton, einmal in eine 50:50-Lösung aus Aceton und Methanol und zweimal in Methanol ausgefällt. Zwischen den einzelnen Fällungsschritten wurden die QDs in einer minimalen Menge an Toluol und Ölsäure resuspendiert, die tropfenweise zugegeben wurde, bis die Lösung transparent wurde. Nach dem letzten Fällungsschritt wurden die QDs in Toluol dispergiert.
-
Die CuInSe2@ZnS:Al-Basispartikel (QDs) wurden mit einer PMMA-Hülle versehen durch Emulsions/Lösungsmittel-Verdampfen. Dabei wurden mit den QDs beladene PMMA-Mikropartikel mit einer Öl-in-Wasser-Emulsion/Lösungsmittelverdampfungstechnik hergestellt. 150 mg Ölsäure-funktionalisierte QDs und 100 mg PMMA wurden in 2 ml Dichlormethan gelöst. Diese Lösung wurde dann zu 50 mL einer 1%igen PVA-Lösung (88% hydrolysiert, Mw 31.000) in Wasser hinzugefügt. Die resultierende Lösung wurde 1 Minute lang bei 5.000 U/min mit einem digitalen ULTRA-TURRAX-Homogenisator T 18 (IKA Works) emulgiert und anschließend 3 Stunden lang bei 250 U/min gerührt, damit das Lösungsmittel verdampfen konnte. Die Partikel wurden bei 1.000 Umdrehungen pro Minute zentrifugiert, und der Überstand wurde entfernt. Anschließend wurden die Partikel viermal durch Zugabe von entionisiertem Wasser gewaschen, bei 1.000 RCF zentrifugiert und der Überstand abgenommen.
-
2a und b zeigen mit einem Lichtmikroskop (Olympus MX40) und mit SEM (Scanning Electron Microscope; JEOL JSM-5600LV Rasterelektronenmikroskop, Beschleunigungsspannung 5 kV) erzeugte Bilder der CuInSe2@ZnS:Al-Basispartikel mit der PMMA-Hülle. Die so hergestellten Farbstoffpartikel enthielten 60 Gew.% CuInSe2@ZnS:Al--Quantendots und den Rest PMMA. Die Basispartikel CuInSe2@ZnS:Al werden vorliegend auch S10C5H genannt.
-
2c stellt die Photolumineszenz-Intensität der Basispartikel (linker Peak) und der erzeugten Farbstoffpartikel nach dem Bedecken mit PMMA (rechter Peak) bei Nahinfrarotlicht einer Wellenlänge über 700 nm dar.
-
Die CuInSe2@ZnS:Al-Basispartikel sind als Core-Shell-Partikel ausgebildet. 2d zeigt Absorptions-/Emissionsspektren der Core-Shell-Nanopartikel, deren Emissions-Peak mit zunehmender Zeitdauer (0 bis 5 Stunden (h)) des Schalen-Wachstums zu niedrigeren Wellenlängen verschoben wird. Die gestrichelte Linie zeigt die Absorption durch den nach 5 Stunden erhaltenen Core-Shell-Nanopartikel. Die Pfeile zeigen die relevante y-Achse für die Anregung (linke Achse) und die Emission (rechte Achse) an. Die Emission verschiebt sich mit zunehmender Zeitdauer des Schalenwachstums. Somit kann die Absorptionswellenlänge des Farbstoffs anhand der Zeitdauer des Schalen-Wachstums an die Haupt-Wellenlänge einer bildgebenden Vorrichtung, wie eine OCT-Vorrichtung, angepasst werden.
-
Diese Farbstoffpartikel wurden bei der Herstellung der IOL 10 mit einem optischen Abschnitt 12 in das Basismaterial des optischen Abschnitts 12 in einem Anteil von 0,1 bis 2 Gew.% gemischt. Als Basismaterial wurde Acrlymex (Hersteller Carl Zeiss Meditec, hydrophobes Acrylat, Zusammensetzung (Hauptbestandteile): Butylacrylat, Ethylmethacrylat, N-Benzyl-N-isopropylpropenamid, Brechungsindex: 1.49, Abbe Zahl: 51) verwendet. Dann wurde der Abschnitt 12 mit zwei Haptiken 13 versehen. Es wurde die IOL 10 erhalten wie in 3a schematisch gezeigt.
-
Es wurde eine Transmissionsmessung durchgeführt. Der gesamte Wellenlängenbereich der Transmissionsmessung betrug 200 bis 1100 nm, mit einem IR-Bereich von 700 bis 1100 nm. Die IOL 10 wurde auf diese Weise mit NIR-Licht bestrahlt und zeigte dabei im mit den Farbstoffpartikeln versehenen optischen Abschnitt 12 eine Transparenz von weniger als 80 %. Dies bedeutet, weniger als 80% des Lichtes im Nahinfrarotbereich gelangen durch das mit den Partikeln des Farbstoffs versehene Volumen des Abschnitts 12.
-
Die Transmissionsmessungen aller Beispiele wurden mit einem Gerät Perkin Elmer, Lambda 35 (verwendet für Messungen im Bereich: 200 - 1100 nm) und einem Gerät Perkin Elmer, Lambda 650 (verwendet für Messungen im Bereich: 200 - 900 nm) durchgeführt. Dabei wurden die Spektren mit einer Scangeschwindigkeit von 266,75 nm/min aufgenommen. Für die Analyse von Polymerscheiben wurde ein entsprechender Probenhalter und zusätzlich eine Ulbricht-Kugel des Typs 60mm verwendet. Die Messungen in Lösung wurden in PMMA- und PS-Küvetten (Firma: Brand, Dicke: 10 mm) und Quarzglasküvetten (Firma: Carl Roth, Mikro, Dicke: 10 mm) durchgeführt.
-
In diesem Beispiel wurden die Basispartikel in dem PMMA-Polymer eingekapselt. Dieser Farbstoff, d.h. die Farbstoffpartikel, wurde in das Basismaterial des Abschnitts 12 der IOL 10 eingemischt. Dadurch wird eine gleichmäßig starke Reaktion auf NIR ermöglicht, die von OCT-Bildgebungssystemen erkannt werden kann. Das Mischungsverhältnis der Farbstoffpartikel in dem Basismaterial kann angepasst werden, um die Durchdringung von OCT-Probenstrahlen zur Abbildung eines hinteren Augenabschnitts zu ermöglichen. Ferner werden durch die Beimischung des Farbstoffs die Dispersionseigenschaften des Basismaterials verändert. Dies kann zu einer Feinabstimmung der chromatischen Aberration genutzt werden, durch Anpassen des Mischungsverhältnisses der Farbstoffpartikel in dem Basismaterial. Aufgrund der Verkapselung der Basispartikel entfällt auch die Einschränkung, dass nur bestimmte Elemente in der Zusammensetzung der Basispartikel genutzt werden können, die biokompatibel und inert sind. Durch das Bedecken mit dem Hüllmaterial, insbesondere durch die Verkapselung, kann ein breiteres Spektrum von Basispartikeln genutzt werden, wobei das Bedecken oder die Verkapselung die optischen Eigenschaften der IOL nur geringfügig verändert.
-
In einer Abwandlung dieses Beispiels wurden die Farbstoffpartikel durch Strahldrucken mit einem Strahldrucker Dimatrix Materials Printer DMP-2850 von Fujifilm in Form von Markierungen 14, 15 auf die Oberfläche des Abschnitts 12 aufgebracht. Die Einstellungen beim Drucken betrugen: Tropfengröße 10 pL, Auflösung 25 µm, Temperatur 25°C, Viskosität 10 mPa*s, mehrere Durchläufe. Als Kartuschen wurden Dimatrix Samba DMC verwendet. Nach dem Einladen des Linsenprofils der IOL 10 wurden in diesem Beispiel torische Marker der IOL 10 mit den Farbstoffpartikeln gefüllt. Die Markierungen 14, 15 sind also in mindestens einem Abschnittsbereich 14, 15 des Abschnitts 12 ausgebildet. Die Markierungen wurden vorliegend als Ausrichtungs-Markierungen 14 und als ein Code 15 ausgebildet, wie in 3b schematisch dargestellt. Die Markierungen können auch als Datenmatrix-Muster oder Kunden-spezifische Muster erzeugt werden. Die Markierung in Form des Codes 15 ermöglicht, eine Information über die IOL 10 an dieser bereitzustellen. Diese Information über die IOL ist durch ein OCT-Gerät lesbar. Mit den Markierungen 14 und 15 kann die IOL 10 intra-operativ, prä-operativ oder postoperativ identifiziert werden und/oder ihre Position und Orientierung im Auge kann erfasst werden. Dies gilt insbesondere für nicht-symmetrische IOLs, z.B. torische, multifokale oder Kunden-spezifische IOLs, die aufgrund der Markierung mit den Farbstoffpartikeln, die gemäß dem Beispiel transparent für sichtbares Licht sind, auch bei weit gestellter Pupille das Sehvermögen des Patienten nicht beeinträchtigen.
-
Beispiel 2
-
In diesem Beispiel wurde das Beispiel 1 abgewandelt, indem der Abschnitt 12 der IOL 10 mittels des Mikroinjektors Dimatrix Materials Printer DMP-2850 von Fujifilm durch ein Mikroinjektionsverfahren mit den Farbstoffpartikeln CuInSe2@ZnS:Al-PMMA versehen wurde. Dabei wurden die CuInSe2@ZnS:Al-Basispartikel zunächst mit dem Hüllmaterial PMMA wie im Beispiel 1 angegeben verkapselt. Die erzeugten Farbstoffpartikel, die als mit PMMA verkapselte Quantendots ausgebildet sind, wurden unter die Oberfläche des Abschnitts 12 der IOL 10 injiziert. 4a bis c zeigen eine schematische Darstellung des Mikroinjektionsverfahrens zum Versehen des Abschnitts 12 der IOL 10, im perspektivischen Querschnitt vereinfacht dargestellt, mit Markierungen 17 aus Farbstoffpartikeln. Die Markierungen 17 sind in mindestens einem Abschnittsbereich 17 des Abschnitts 12 ausgebildet.
-
Beispiel 3
-
Dieses Beispiel unterscheidet sich von Beispiel 1 durch die Basispartikel und das Hüllmaterial. Es wurden Silizium-Nanopartikel hergestellt. Die Synthese von Si-SiO2-Nanopartikeln erfolgte durch ns-Laserablation in Flüssigkeit. Ein n-Typ Si (100)-Wafer mit einer Dicke von 0,5 mm, der als Target diente, wurde auf dem Boden eines Bechers platziert, der 8 mL deionisiertes Wasser enthielt. Ein gepulster Nd:YAG-Laser (Quanta System SYL 201, =1064 nm, Repetitionsrate 10Hz, Pulsbreite 5 ns) wurde mit einer Linse (150 mm Brennweite) fokussiert. Der Durchmesser des Laserspots auf dem Target betrug ~1 mm, und die Energiedichte betrug ~5 J/cm2 pro Puls, die Bestrahlungszeit betrug 45 Minuten. Während der Laserablation wurde das Target mit Hilfe einer Drehbühne bewegt.
-
Das Absorptionsspektrum der erhaltenen Si-SiO2-Nanopartikeln ist in 5 gezeigt. Diese wurden als Basispartikel in einer Menge von 150 mg eingesetzt und mit 100 mg Polyethylenglykol (PEG) als biokompatibles Hüllmaterial durch Emulsions/Lösungsmittel-Verdampfen wie in Beispiel 1 beschrieben eingekapselt. Die erhaltenen Farbstoffpartikel wurden wie in Beispiel 1 beschrieben in oder auf dem Abschnitt 12 der IOL 10 vorgesehen.
-
Beispiel 4
-
In diesem Beispiel wurden Farbstoffpartikel 34 erzeugt wie in 6 dargestellt.
-
Styrol wurde von Chuo Kasei Co., Ltd (Osaka, Japan) bezogen. Acrylsäurelösung (80%) wurde von Toagosei Co, Ltd. (Tokio, Japan) erworben. Itaconsäure wurde von Fuso Chemical Co., Ltd (Osaka, Japan) erworben. Natriumdodecylbenzol-Sulfonat wurde von Kao Co. (Tokio, Japan) erworben. Kaliumpersulfat wurde von ADEKA Co. (Tokio, Japan) erworben. IR-1061 und Pluronic F127 wurden von Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) bezogen. Dimethylsulfoxid (DMSO) wurde von Fujilm Wako Pure Chemical Co. (Osaka, Japan) erhalten. Methoxy-Polyethylenglycol(PEG), modifiziert mit Oligoamin an einem Ende, Blockmaster™ CE210, wurde von JSR Life Sciences Co. Sciences Co. (Tokio, Japan) erworben. 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimid-hydrochlorid (EDC) wurde von Dojindo Laboratories (Kumamoto, Japan) bezogen.
-
Polystyrol-basierte Nanopartikel (PSt-NPs) wurden durch konventionelle Öl-in-Wasser-Emulsionen synthetisiert. Eine Mischung aus 403 ml Wasser, 4,1 g (11,8 mmol), Natriumdodecylbenzolsulfonat, 78,0 g (749 mmol), Styrol, 20,9 g (288 mmol) Acrylsäure und 1,10 g (8,49 mmol) Itaconsäure wurden in ein 500 ml trennbares Gefäß gegeben und 30 Minuten lang unter Stickstoffatmosphäre bei 80 C gehalten. Die Polymerisation begann, als 0,301 g (1,11 mmol) Kaliumpersulfat in 8,6 ml Wasser in die Schale gegeben wurden. Nach einer Reaktion bei 80 C für 5 h, wurden die erhaltenen PSt-NPs durch Dialyse gereinigt (MWCO 14 000, Sekisui Medical Co. Ltd, Tokio, Japan), um nicht umgesetzte Komponenten zu entfernen und das Dispersionsmedium durch Wasser zu ersetzen. Anschließend wurden 0,25-4 mg IR-1061, 1,0 g PSt-NPs und 140 mg Pluronic F127 in 100 ml einer wässrigen Lösung von 5-50% DMSO unter Rühren für 10 Minuten gemischt, um IR-1061 in die PSt-NPs einzubringen. Die erhaltenen OTN(Über-tausend-Nanometer-Nahinfrarot)-PSt-NPs 30 wurden durch Dialyse (MWCO 50 000, Spectrum Chemical Mfg Co., NJ, USA) gereinigt, um das Dispersionsmedium durch Wasser zu ersetzen. In eine Mischung aus 3 ml einer 5%igen (w/w) OTN-PSt-NP-Dispersion und 3,75 ml Blockmaster™ CE210, also Methoxy-PEG 32, das mit Oligoamin an einem Ende modifiziert ist, wurden 1,5 ml 1 % (w/w) EDC in MES-Puffer (pH 5) gegeben. Das Gemisch reagierte bei 20 C° für 2 Stunden. Die so erhaltenen OTN-PSt-PEG-NPs 34 (6) wurden durch Dialyse (MWCO 300 000, Spectrum Chemical Mfg) gereinigt, um die nicht umgesetzten Komponenten zu entfernen und das Dispersionsmedium durch Wasser zu ersetzen.
-
Dabei wurden die Basispartikel 30 erzeugt in Form von Polystyrol-Nanopartikeln (PSt-NPs), die mit IR-1061 als organischen Farbstoff beladen sind. Diese Basispartikel 30 wurden mit einem Oligoamin-modifizierten PEG als das Hüllmaterial 32 mittels Tauchbeschichtung umhüllt. Es wurden Farbstoffpartikel 34 erhalten, die eine Absorption bei 980 nm und eine Emission bei 1100 nm zeigen und für eine Fluoreszenz-Bildgebung per OCT geeignet sind. Die erhaltenen Farbstoffpartikel 34 wurden wie in Beispiel 1 beschrieben in oder auf dem Abschnitt 12 der IOL 10 vorgesehen.
-
Beispiel 5
-
Dieses Beispiel veranschaulicht das Verfahren zur Herstellung einer ophthalmologischen Vorrichtung zur Verwendung in einem Auge. Es wurden verschiedene IOLs als beispielhafte ophthalmologische Vorrichtungen erzeugt. Die IOLs wurden mit mikroverkapselten Farbstoffen dotiert, die als die Basispartikel TiO/TiO2-Nanopartikel, Gold(Au)-Nanopartikel, Platin(Pt)-Gold(Au)-Nanopartikel und Silber(Ag)-Nanopartikel beinhalten. Details sind in 7a anhand eines Flussdiagramms dargestellt.
-
Im Wesentlichen kugelförmige Gold(Au)-Nanopartikel wurden aus HAuCl4 und aus Natriumcitrat hergestellt. Dazu wurde eine 0,02%-ige HAuCl4 und eine 2%-ige Natriumcitrat Lösung hergestellt. Die HAuCl4-Ausgangslösung wurde mit einer Magnetrührplatte (Magnetrührplatte, VWR Professional Series, Keramik, 250mmx250mm) für 20 min bis zur Siedetemperatur erhitzt. Andere Gold-Nanopartikel wurden als Nanoröhrchen, Nanostäbchen und als Nanoschalen durch eine chemische Wachstumsreaktion erhalten. Dazu wurde eine Wachstumslösung bestehend aus Cetyltrimethylammoniumbromid (0,1 M), HAuCl4 (0,01 M), Silbernitrat (0,01 M) und Ascorbinsäure (0,1 M) hergestellt. Zu der Lösung wurde eine definierte Menge (650 ml) einer Goldsaat-Lösung, welche für 20 min sanft erhitzt wurde, bestehend aus HAuCl4 (0,01 M), Cetyltrimethylammoniumbromid (0,1 M) und Natriumborhydrid (0,01 M) hinzugegeben. Die Reaktion wurde für 24h bei Raumtemperatur gerührt. Weitere Gold-Nanopartikel in Form von Nanoröhrchen, Nanostäbchen oder Nanoschalen wurden von der Firma NanoComposix erhalten.
-
Silber-Nanopartikel, TiO/TiO2-Nanopartikel und Platin(Pt)-Gold(Au)-Nanopartikel wurden von NanoComposix bezogen. Die jeweiligen Spezifikationen und Absorptionsmaxima der Basispartikel sind in 7a angegeben. Zusätzlich wurden von NanoComposix mit Silizium beschichtete Silber-Nanopartikel als Nanoplättchen bereitgestellt.
-
Die Mikroverkapselung der Nanopartikel mit den biokompatiblen Hüllmaterialien Heparin, Hyaluronsäure, Cyclodextrin, EMA oder PMMA und Acrylmex erfolgte mittels Emulsions/Lösungsmittel-Verdampfung wie in Beispiel 1 beschrieben. Alternativ wurden die Nanopartikel mittels einer Mini-Emulsions-Polymerisation mithilfe eines Sonicators (Fisherbrand, Model 120 Sonic Dismembrator; Parameter: 15 min, 30% Amplitude) mikroverkapselt. Dafür wurde zunächst eine wässrige Phase aus deionisiertem Wasser und Natriumdodecylsulfat und eine organische Phase, bestehend aus dem Monomer des betreffenden Hüllmaterials und Hexadecan, hergestellt. Die Nanopartikel wurden der organischen Phase beigemischt. Anschließend wurde die organische Phase zu der wässrigen Phase unter starkem Rühren auf einer Rührplatte hinzugegeben. Nachdem die Lösung mithilfe des Sonicators bearbeitet wurde, wurde die Lösung mit Stickstoff gespült und in ein Heizbad (85°C) gestellt. Zu der Lösung wurde anschließend Kaliumperoxodisulfat gegeben und für 3h erhitzt.
-
Dann wurden die so erhaltenen biokompatiblen, mikroverkapselten Farbstoffpartikel auf dem Abschnitt 12 der IOL 10, die vorliegend hydrophob war, fixiert oder bei deren Herstellung dem Basismaterial beigemischt. Die Fixierung erfolgte photochemisch, Laser-induziert oder durch thermische oder Plasma-induzierte Aktivierung. Dabei wurden für die oberflächliche photochemische Fixierung die verkapselten Farbstoffpartikel in das Monomer des Basismaterials gemischt, mit einem Photoinitiator versehen, auf den Abschnitt 12 der IOL aufgebracht und mit Licht einer Wellenlänge von 380 bis 780 nm für 10 Minuten bestrahlt, wodurch eine voll-flächige Fixierung der Farbstoffpartikel erreicht wurde. Alternativ wurde eine thermische Fixierung mit Azo-bis-(isobutylonitril) AIBN durchgeführt durch Aufbringen einer Monomerlösung des Basismaterials mit den Farbstoffpartikeln auf den Abschnitt 12 der IOL, Aushärten im Ofen bei 70 °C für 24 h und bei 120 °C für weitere 24 h.
-
7b zeigt eine SEM-Aufnahme von mit Styrol eingekapselten, im Wesentlichen kugelförmigen Au-Nanopartikeln mit einem Durchmesser (z.B. Da 1) im Bereich von 95 bis 110 nm.
-
7c zeigt ein Transmissionsspektrum von exemplarischen Gold-Nanostäbchen einer Größe von ungefähr 60 nm x 10 nm. Die Absorption der Nanostäbchen lag bei 1000 nm bei einer optischen Dichte OD = 2,75. Diese Nanostäbchen wurden verkapselt und im OCT wurden Untersuchungen durchgeführt. 7d bis 7g zeigen erhaltene OCT-Aufnahmen. Alle Aufnahmen wurden in vitro unter Idealbedingungen durchgeführt.
-
7d gibt eine OCT-Aufnahme einer hydrophoben IOL 10a auf Acrylmex-Basis ohne Beschichtung (Querschnitt) wieder. Die IOL 10a wurde mit tiefen torischen Marker angefertigt, hier mit Markern einer Tiefe von 240 µm, welche als Vertiefungen im Übergangsbereich zwischen Optik und Haptik sichtbar sind. 7e zeigt eine OCT-Aufnahme einer hydrophoben IOL 10a auf Acrylmex-Basis mit Beschichtung. Die Beschichtung beinhaltete verkapselte Gold Nanostäbchen mit einer Länge von 59,9 nm ± 9,3 nm und Breite von 10,1 nm ± 1,2 nm. Diese verkapselten Nanostäbchen waren in eine Matrix aus dem gleichen Acrylmex-Material wie die IOL 10a eingebettet und füllten die Vertiefungen der torischen Marker aus. Die Partikel sind im OCT deutlich als helle Bereiche (Markierungen) sichtbar und die Oberfläche ist im Wesentlichen eben im Übergang zwischen Optik und Haptik.
-
7f zeigt eine OCT-Aufnahme einer hydrophoben IOL 10b auf Acrylmex-Basis ohne Beschichtung (Querschnitt). Die torischen Marker wiesen eine für torische IOLs gängige Tiefe von 20 µm auf und sind im OCT nur schwer erkennbar. 7g zeigt eine OCT-Aufnahme einer hydrophoben IOL 10b mit Beschichtung. Die Beschichtung beinhaltete verkapselte Gold Nanostäbchen mit einer Länge von 59,9 nm ± 9,3 nm und einer Breite von 10,1 nm ± 1,2 nm. Die verkapselten Nanostäbchen waren in eine Matrix aus dem gleichen Acrylmex-Material wie die IOL 10b eingebettet und füllten die Vertiefungen der torischen Marker aus. Wie die 7e und 7g belegen, wurde die Sichtbarkeit der torischen Marker der IOLs 10a und 10b durch die jeweiligen Farbstoffpartikel im OCT deutlich verbessert.
-
Mit Laserstrahlung kann eine Fixierung über 2+2-Cycloaddition via UV-Laser durchgeführt werden unter Verwendung des Farbstoffs mit einer Polymerhülle, Cumarin-Gruppen an der Polymerhülle und dem Basismaterial, und einer Additionsreaktion zu Cyclobutan. Mit einem Plasma kann eine Plasmainduzierte Graft-Polymerisation auf der Oberfläche der Abschnitts 12 der IOL initiiert werden, unter Bildung von Peroxid-Radikalen und Zugabe eines aktiven Monomers mit dem Farbstoff.
-
Beispiel 6
-
Dieses Beispiel betrifft eine ophthalmologische Mess- und/oder Planungsvorrichtung 100 zum Ausführen einer Optischen Kohärenztomographie (OCT). Die Vorrichtung 100 enthält eine OCT-Einrichtung 110 und führt ihre Messungen mit einer Haupt-Wellenlänge von 1050 nm aus. Bei dieser Wellenlänge besitzen die im Nahinfrarotbereich absorbierenden Farbstoffpartikel der Beispiele 1 bis 5 ein Emissionsmaximum mit einer Transparenz von weniger als 80 %
-
Die Vorrichtung 100 ist in 8 dargestellt und beinhaltet mindestens eine Komponente ausgewählt aus
- - eine Einrichtung 112a zum Ermitteln einer Position der ophthalmologischen Vorrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele in einem Auge anhand des Farbstoffs;
- - eine Einrichtung 112b zum Ermitteln eines Vorhersagemodells für ophthalmologische Behandlungsverfahren aus einer anhand des Farbstoffs ermittelten Position der ophthalmologischen Vorrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele in einem Auge;
- - eine Einrichtung 112c zum Berechnen von Anpassungs-Parametern für die in einem Auge vorgesehene ophthalmologische Vorrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele aus einer anhand des Farbstoffs ermittelten Position der ophthalmologischen Vorrichtung in dem Auge;
- - eine Einrichtung 112d zum Erfassen der Form und/oder von der Form ableitbare Parameter der ophthalmologischen Vorrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele in einem Auge anhand des Farbstoffs und/oder zum Ermitteln eines Brechwerts; und
- - eine Einrichtung 112e zum Ermitteln der Orientierung der ophthalmologischen Vorrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele in einem Auge anhand des Farbstoffs, insbesondere für eine Ausrichtung der ophthalmologischen Vorrichtung, insbesondere einer Intraokularlinse, z.B. einer torischen Intraokularlinse.
-
Die Anpassungs-Parameter können postoperativ, z.B. nach dem Implantieren, berechnet werden. Die Orientierung der ophthalmologischen Vorrichtung kann eine Orientierung einer Querschnittsebene der ophthalmologischen Vorrichtung innerhalb des Auges sein.
-
Mit der Vorrichtung 100 wird ein in 9 schematisch dargestelltes ophthalmologisches Mess- und Planungsverfahren durchgeführt, das eine optische Kohärenztomographie (OCT) beinhaltet, mit mindestens einem Schritt ausgewählt aus
- - Ausführen eines Bildgebungsverfahrens im Nahinfrarot-Wellenlängenbereich (S1), insbesondere eine OCT, zur Bildgebung einer ophthalmologischen Vorrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele in einem Auge;
- - Ermitteln einer Position der ophthalmologischen Vorrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele in einem Auge anhand des Farbstoffs (S2a);
- - Ermitteln eines Vorhersagemodells für ophthalmologische Behandlungsverfahren aus einer anhand des Farbstoffs ermittelten Position der ophthalmologischen Vorrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele in einem Auge (S2b);
- - Berechnen von Anpassungs-Parametern für die in einem Auge vorgesehene ophthalmologische Vorrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele aus einer anhand des Farbstoffs ermittelten Position der ophthalmologischen Vorrichtung in dem Auge (S2c);
- - Erfassen der Form und/oder von der Form ableitbare Parameter der ophthalmologischen Vorrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele in einem Auge anhand des Farbstoffs und/oder Ermitteln eines Brechwerts (S2d); und
- - Ermitteln der Orientierung der ophthalmologischen Vorrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele in einem Auge anhand des Farbstoffs (S2e), insbesondere für eine Ausrichtung der ophthalmologischen Vorrichtung, insbesondere einer Intraokularlinse, z.B. einer torischen Intraokularlinse.
-
In den Beispielen wurden schalenlose Nanopartikel oder Kern-Schale-Nanopartikel oder Nanopartikel, die mit einem organischen Farbstoff beschichtet sind, als Basispartikel genutzt, welche von einem biokompatiblen Hüllmaterial bedeckt und so mit einer Hülle aus dem Hüllmaterial bedeckt, insbesondere eingekapselt, wurden. Dadurch wurde der partikelförmige Farbstoff hergestellt, der für den In-vivo-Einsatz geeignet ist. Die Farbstoffpartikel ermöglichen eine Interaktion mit Licht (wie z. B. Absorption, Reflexion und/oder Streuung) im NIR-Bereich, während die Hülle vorzugsweise sowohl im VIS- als auch im (N)IR-Bereich vollständig transparent ist. Die Hülle führt zu einer Passivierung der Oberfläche des Farbstoffpartikels und zu einem Schutz vor Agglomeration, Oxidation oder Hydrolyse. Ferner kann die Hülle genutzt werden, die Farbstoffpartikel räumlich zu fixieren. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass der menschliche Körper direkt mit den Basispartikeln interagiert. Das Hüllmaterial besteht aus einem biokompatiblem Material wie PMMA oder Acrylmex, das auch als Basismaterial genutzt werden kann, und kann leicht auf oder in dem Abschnitt 12 fixiert werden.
-
Der Farbstoff kann zur Beschichtung der äußeren Oberfläche des Abschnitts 12, z.B. einer Linsenoptik, aber auch einer inneren Oberfläche des Abschnitts 12 verwendet werden. Die Beschichtung wurde gleichmäßig auf der gesamten Oberfläche des Abschnitts 12 oder lokal in bestimmten Bereichen aufgetragen. Alternativ wurde der Farbstoff durch konzentrierte Abscheidetechniken auf die Oberfläche des Abschnitts 12 aufgebracht. Dabei können Markierungen erzeugt werden, die auslesbare Informationen beinhalten.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 8708496 B2 [0006]
- US 9554701 B2 [0006]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- Artal et al. Visual effect of the combined correction of spherical and longitudinal chromatic aberrations" Optics Express 18(2), 1637-1648 (2010 [0004]
- Biocompatible near-infrared quantum dots delivered to the skin by microneedle patches record vaccination. Sci. Transl. Med. 11, eaay7162 (2019 [0006]
- Oxidation of silicon nanoparticles produced by nanosecond laser ablation in liquids“, AIP, Conference Proceedings 1624, 174-178 (2014), https://doi.org/10.1063/1.4900474 [0006]
- Proc. SPIE 10078, „„Photochemical generation of antimicrobial Agnanoparticles in intraocular lenses"" XII, 1007809 (2017), https://doi.org/10.1117/12.2256300 [0006]
- Novel near-infrared absorbing dyes“, Chemical Communications (2006), https://doi.org/10.1039/B610318A [0006]
- Designing highly emissive over-1000 nm near-infrared fluorescent dye-loaded polystyrenebased nanoparticles for in vivo deep imaging“, RSC Advances ,2021, 11 18930-18937 [0006]