DE3924838A1

DE3924838A1 - Intraokularlinse zum aphakieausgleich

Info

Publication number: DE3924838A1
Application number: DE19893924838
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Phys Dr Re Ludwig
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1988-10-03
Filing date: 1989-07-27
Publication date: 1990-04-05

Description

Die Erfindung findet in der augenärztlichen Versorgung von Patienten nach Verlust der Augenlinse, insbesondere nach Kataraktoperationen, Anwendung.

Zum Ausgleich des mit der Kataraktoperation verbundenen Brech kraftverlustes gibt es seit langem die sogenannte Starbrille, deren Trageigenschaften und funktionellen Eigenschaften wenig befriedigen. Seit vielen Jahren werden zur Korrektur der Lin senlosigkeit (Aphakie) vermehrt Haftschalen und in jüngster Zeit bevorzugt Intraokularlinsen eingesetzt. Die Verwendung von Haftschalen ist mit Forderungen bezüglich Hygiene, Geschick lichkeit und Zuverlässigkeit der Handhabung und nach indivi dueller physiologischer Verträglichkeit verbunden, welche den Benutzerkreis einschränken. Den Intraokularlinsen kommt des halb nach dem gegenwärtigen Stand die größte Bedeutung zu. Allen Hilfsmitteln zum Ausgleich der Aphakie ist im Vergleich zur natürlichen akkommodationsfähigen Augenlinse der Nachteil eigen, daß die scharfe Abbildung auf die Netzhaut für nur eine Objektentfernung möglich ist und die Anpassung an andere Ob jektentfernungen zusätzliche Brechkraftkorrektur erfordert. Dabei wird es als besonders nachteilig empfunden, daß gerade im Nahbereich die Schärfentiefe der Abbildung gering ist und der zur jeweiligen Brechkraft gehörige Objektabstand genau eingehalten werden muß.

Auch der altersabhängige Akkommodationsverlust zwingt zum Ein satz von Korrekturgläsern unterschiedlicher Brechkraft, um die Sehleistung für unterschiedliche Entfernungen zu gewährleisten. Das bedeutet für die Betroffenen häufigen Brillenwechsel oder den Gebrauch von Bifokal-, Trifokal- oder Gleitsichtbrillen.

Häufiger Brillenwechsel ist unbequem; Bifokal- und Trifokal gläser werden wegen der Trennlinien und der Gesichtsfeldbe schränkung nicht immer akzeptiert. Gleitfokusgläser sind trotz erheblichem Aufwand mit Kompromissen hinsichtlich der Qualität der optischen Abbildung verbunden und deshalb nur beschränkt einsetzbar.

Es wurden auch schon bifokale Haftschalen eingesetzt. Das Pro blem der sicheren Positionierung der Trennlinie konnte nicht befriedigend gelöst werden, die Haftschalen verdrehen und ver schieben sich auf der Hornhaut und da dies für beide Seiten unabhängig geschieht, wird dadurch das Binokularsehen erheb lich gestört. Modelle mit einseitiger Verdickung, bei denen sich die Orientierung der Haftschalen durch Schwerkraft oder Liddruck einstellen soll, haben sich wegen unbefriedigender Trageigenschaften nicht eingeführt.

Eine stark eingeschränkte Lösung des Problems des Akkommoda tionsverlustes wird durch den Gebrauch von stenopäischen Bril len erreicht, bei denen der Benutzer durch eine enge Lochblen de in einer opaken Scheibe, die im Brillengestell gefaßt ist, hindurchblickt. Ihre Wirkung besteht darin, daß auf Grund der Aperturverkleinerung die Aberration des optischen Systems des Auges (gekrümmte Hornhaut und Augenlinse) vermindert wird und gleichzeitig die Tiefenschärfe der Abbildung zunimmt. Da eine einzelne Lochblende in einer solchen Brille keine Augenbe wegung zuläßt, wird eine Vielzahl von Löchern verwendet, wel che um die Mitte der besagten Scheibe angeordnet sind; bei Augenbewegung sucht sich das Auge dasjenige Loch zum Durch blick aus, bei dem axialer Durchblick mit minimaler Ände rung der Kopfhaltung ermöglicht wird. Da aber Lochblende und Augenpupille bei stenopäischen Brillen um den Abstand Brille- Hornhautscheitel plus Vorderkammertiefe auseinanderliegen, ist mit dem Gebrauch derartiger Brillen zwangsläufig eine drastische Gesichtsfeldeinschränkung verbunden. Es gibt auch stenopäische Brillen mit schlitzartigen Durchblicköffnungen. Bei ihnen sind die optischen Wirkungen (Tiefenschärfe, Auf lösungsvermögen) von der Orientierung des Schlitzes oder der Schlitze zum Objekt abhängig.

Stenopäische Brillen mit Schlitzen haben deshalb keine nennens werte praktische Bedeutung für Korrekturzwecke erlangt. Sie sind lediglich als Arbeitsschutzbrillen zum Schutz gegen herum fliegende Splitter (bei Steinmetzarbeiten oder im Bergbau) im Gebrauch, bei Arbeiten also, die keine hohen Anforderungen an die Sehleistung stellen.

Die mit der stenopäischen Brille erzielten Wirkungen und die unerwünschte Einschränkung des Gesichtsfeldes durch diese Brillen führten zur Übertragung des Prinzips auf Haftschalen (vergl. WP 69 464 vom 6. 11. 67) bei denen die Lochblende näher an der Aperturblende des Auges, der Augenpupille, liegt und sich bei Augenbewegung mit dem Auge mitbewegt; bei dieser Blendenlage wird die Einschränkung des Gesichtsfeldes weit ge ringer als bei einer stenopäischen Brille.

Im US-Patent 35 07 566 vom 21. 4. 70 werden sowohl stenopäische Brille als auch Haftschale mit stenopäischen Blendenöffnungen (pinholes) beschrieben, bei denen das opake Blendenmaterial auf eingefärbten, teildurchlässigen Untergrund (Sonnenschutz glas) angebracht ist. Dadurch wird die Wirkung der stenopäischen Brille bzw. der Haftschale mit der Wirkung der Sonnenschutz brille kombiniert.

In der OS 20 63 174 vom 22. 12. 70 werden Kontaktschalen mit stenopäischen Öffnungen besonderer Gestalt beschrieben. Die Besonderheit besteht in mehreren schlitzartigen Öffnungen, die im wesentlichen radial um eine zentrale Blendenöffnung herum angeordnet sind und die opake Zone in keilförmige Be reiche zerlegen, wobei der opake Bereich den Durchmesser der geöffneten Augenpupille hat.

Den stenopäischen Blenden in opaken Scheiben (Brillen) oder Haftschalen ist gemeinsam, daß die Lichtstärke des Netzhaut bildes im Verhältnis (d _S/d _A)² vermindert wird (d _S = Durch messer der stenopäischen Blende, d _A = Durchmesser der geöff neten Augenpupille). Die Beleuchtungsstärke auf der Retina wird beispielsweise bei einer stenopäischen Blende vom Durch messer d _S = 1 mm gegenüber dem Fall der maximalen geöffneten Augenpupille d _A = 6 mm auf <3% herabgesetzt.

Schlitzartige Anschlußbereiche an die zentrale Blendenöffnung, wie in OS 20 63 175 beschrieben, verbessern das Helligkeits verhältnis, erzeugen aber stark richtungsabhängige Auflösung und, da zwischen den Schlitzblenden vor dem rechten und dem linken Auge keine feste Verbindung besteht, rechts und links unterschiedliche Bildeindrücke. Daraus ergibt sich eine Stö rung des Binokularsehens und des Stereosehvermögens.

In allen Fällen wird durch opake Aperturblenden das Auflö sungsmögen (A. V.) der Abbildung vermindert, denn das A. V. ist umgekehrt proportional zum Blendendurchmesser d; bei einer kreisförmigen Blende vom Durchmesser d gilt A. V. = 1,22 × f × λ/d (f = Brennweite, λ = Wellenlänge).

In einem Unteranspruch von OS 20 63 175 wird eine Haftschale mit einer Lochblende in einer teildurchlässigen Schicht be schrieben. Diese Konstruktion vermag den Nachteil des verrin gerten Auflösungsvermögens zu vermeiden und verringert den Ver lust an Bildhelligkeit. Die mögliche Verschiebung der Haft schale mit der zentralen Blende relativ zum Zentrum der Augen pupille und ein gewisser Beschnitt des Gesichtsfeldes wegen des Abstandes zwischen der Lochblende und der eigentlichen Aperturblende des Auges sowie die aus den Verschiebungen re sultierende Störung des Binokularsehens bleiben dabei unver meidbar.

Es hat auch Vorschläge gegeben, Intraokularlinse mit opaken rotations-symmetrischen Strukturen (Zonenplatten) oder mit Fresnellinsen zu versehen, um die Tiefenwahrnehmung zu ver bessern. Schlitzförmige und ringförmige Strukturen sowie eine Vielzahl von stenopäischen Öffnungen sowohl in Haftschalen als auch in Intraokularlinsen haben den gemeinsamen Nachteil, daß an den Rändern dieser Strukturen insbesondere bei Gegen licht der Kontrast des Netzhautbildes durch Lichtstreuung und Beugung verringert wird.

Haftschalen der beschriebenen Art und stenopäische Brillen haben sich im wesentlichen wegen der geschilderten Nachteile nicht in der Praxis eingeführt.

Der Vorschlag zur Lösung des Akkommodationsproblems für Aphake, eine Intraokularlinse mit einschwenkbarer Zusatzlinse für den Nahbereich zu verwenden (EP 00 94 158) ist bisher nicht reali siert, da die Beweglichkeit der Zusatzlinse im Auge nicht zu gewährleisten ist und nicht mit der Dauerfunktionsfähigkeit eines solchen Systems bei Einbettung in das biologische Me dium gerechnet werden kann.

Es gibt auch einen Vorschlag, das Lichtschutzproblem zu lösen, indem in die Intraokularlinse eine Folie aus bräunlich ge färbten durchsichtigem Kunststoff integriert ist (OS 36 10 833). Diese Folie hat keinerlei Auswirkung auf Art und Güte der op tischen Abbildung, insbesondere nicht auf die Tiefenschärfe.

Ziel der Erfindung ist es, Intraokularlinsen bereitzustellen, die die Verwendung von Brillen unterschiedlicher Stärke, Bifokal- und Trifokalbrillen bzw. Haftschalen zur Anpassung an unterschiedliche Entfernungen praktisch unnötig machen.

Aufgabe der Erfindung ist die Realisierung von Intraokular linsen mit einer Vorrichtung zur Kompensation des Akkommo dationsverlustes, wobei die eingesetzten Mittel gleichzeitig für die Verbesserung des Schutzes der Retina gegen unzulässige Lichtbelastung (Blendaphakie) nutzbar sein sollen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß inner halb der Linse mindestens zwei konzentrische Bereiche unter schiedlicher Transmission vorgesehen sind, wobei ein zentra ler Bereich einen Durchmesser zwischen 0,7 und 1 mm sowie eine im wesentlichen ungeschwächte Transmission und ein äuße rer Bereich eine Transmission unterhalb 50% aufweist, wobei es vorteilhaft ist, daß sich der äußere Bereich vollständig im Innern der Linse befindet und der äußere Bereich Wellen längen unterhalb 400 nm vollständig absorbiert und im übrigen sichtbaren Spektralbereich eine im wesentlichen gleichmäßige spektrale Absorption aufweist, die einen Neutralgraufilter nahekommt.

Gestaltung und optische Wirkung der erfindungsgemäßen Intra okularlinse ist durch Fig. 1-4 schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 - Intraokularlinse mit Blende (Aufsicht),

Fig. 1′ - Intraokularlinse mit Blende (Querschnitt),

Fig. 2 - Auge mit Intraokularlinse,

Fig. 3 - Optische Wirkung (Strahlengang),

Fig. 4.1.-4.5. Technologische Schritte.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Intraokularlinse in Drauf sicht und Fig. 1′ dieselbe Linse im Schnitt. Die Bezugszeichen haben folgende Bedeutung: 1 ist ein Linsenkörper, 2 ist eine im Inneren der Linse befindliche Lochblende aus teildurchläs sigem Material, 3 ist eine kreisförmige Blendenöffnung, auf der optischen Achse von 1 gelegen mit einem Durchmesser, der vorzugsweise zwischen 0,7 und 1 mm liegt. 4 ist die äußere Be randung des teildurchlässigen Materials 3, die außerhalb des äußeren optisch wirksamen Bereiches von 1 liegt.

5 sind Befestigungsbügel und 6 sind Löcher für deren Verbindung mit dem Linsenkörper 1. Die Art der Befestigungsbügel und ihre Verbindung mit dem Linsenkörper ist für die vorliegende Er findung nicht relevant; die schematisch dargestellt Ausfüh rung dient nur als allgemeines Beispiel.

Fig. 2 zeigt schematisch die Positionierung der Intraokularlin se im Inneren des Auges, etwa an Stelle der natürlichen Augen linse. Es bedeuten 7 - der Bulbus, 8 - die Hornhaut, 9 - die Netzhaut, 10 - die Iris, 11 - die Intraokularlinse, bestehend aus den Elementen 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Fig. 3 zeigt den Strahlenverlauf bei der Abbildung mit einer erfindungsgemäßen Intraokularlinse. Dabei ist zur Vereinfachung der Darstellung die brechende Wirkung der gekrümmten Hornhaut nicht eingezeichnet. 12 und 12′ sind zwei Strahlen, welche von einem unendlich entfernten Objekt in axialer Richtung auf die Linse fallen; diese Strahlen werden in einer Ebene 15, der Brennebene der Linse, zu einem Brennfleck vereinigt.

Im Auge befindet sich die Retina 9 am Ort der Brennebene des gesamten Abbildungssystems. Die Lichtverteilung im Brennfleck ist durch die Größe des dort erzeugten, von der Augenpupille herrührenden Beugungsscheibe charakterisiert; ihr Durchmesser beträgt d _S = 1,22 × f × λ/d _A mit d _A = Durchmesser der Augen pupille, annähernd gleich dem äußeren Durchmesser der teil durchlässigen Blende 2, die beispielsweise eine Transmission von 30% aufweist. In diesem Fall beträgt die Helligkeit der Beugungsscheibe 30% derjenigen, welche von der gleichen Linse 1 und bei gleicher Pupillengröße ohne die Wirkung der teildurchlässigen Blende 2 erzeugt wurde. 16 ist ein Objekt punkt, der in einer relativ geringen Entfernung von der Linse liegt. 14 und 14′ sind Strahlen, die von diesem Objektpunkt 16 ausgehen, die Linse 1 in der Randzone durchdringen und die gemäß der Abbildungsgleichung in Punkt 19 vereinigt werden. Dieser Punkt 19 liegt außerhalb der Brennebene 15. Die von 16 ausgehenden Randstrahlen durchdringen die Brennebene 15 im Abstand 18 von der optischen Achse 20. Strahlen 13 und 13′ gehen vom Objektpunkt 16 und durchdringen die äußere Beran dung des Loches 3 in der Lochblende 2; sie werden ebenfalls im Punkt 19 vereinigt, durchstoßen aber die Brennebene 15 im Abstand 17 von der optischen Achse 20. Liegt der Abstand 17 in der Größenordnung des Beugungsscheibchens, so ist die Tiefenschärfe des mit dem als Aperturblende wirkenden zen tralen Loches 3 der Lochblende erzeugten Bildes ausreichend, um in der Ebene 15 ein scharfes Bild des Punktes 16 zu er zeugen, obwohl die exakte Bildschnittweite durch den Punkt 19 bestimmt ist.

Die Abbildung mit der erfindungsgemäßen Intraokularlinse er zeugt also im wesentlichen zwei Bilder in der Ebene 15, die einander überlagert sind: Eines, dessen Tiefenschärfe, Auf lösungsvermögen und Bildhelligkeit durch die zentrale Loch blende 3 in dem teildurchlässigen Material 2 und ein anderes, dessen Tiefenschärfe, Auflösungsvermögen und (durch die Ab sorption des teildurchlässigen Materials 2 verminderte) Bild helligkeit durch die Öffnung der Augenpupille bestimmt wird.

Fig. 4.1.-4.5. zeigt den technologischen Aufbau einer er findungsgemäßen Intraokularlinse in fünf Einzelschritten:
Eine scheibenförmige Hälfte 21 einer Intraokularlinse (Fig. 4.1.) wird mit einer teildurchlässigen Schicht 2 versehen, die eine zentrale Öffnung 3 aufweist (Fig. 4.2.) und danach in ein Glasgefäß 23 gelegt (Fig. 4.3.) und mit dem Monomer 22 überschichtet. Das Monomer 22 verbindet sich mit der Ober fläche des gleichartigen Materials von 21 und bildet nach Abschluß der Polymerisation einen fest mit 21 verbundenen zylindrischen Block 24 (Fig. 4.4.). In einem letzten Ver fahrensschritt wird die Oberfläche von 24 mit den bekannten Mitteln der Optiktechnologie so bearbeitet, daß sie eine vorgegebene Gestalt 25 hat (Fig. 4.5.) und zusammen mit 21 eine vorgegebene Brechkraft aufweist.

Die so entstandene IOL besteht aus bekannten, gewebsverträg lichem Material und enthält die erfindungsgemäß wirkende Blende vollständig im Inneren eingeschlossen.

Nach einem anderen Herstellungsverfahren werden die Intra okularlinsen durch je eine beiderseits aufgeklebte Maske in Form von Punktblenden mit Durchmesser zwischen 0,7 und 1 mm abgedeckt. Danach wird das Kunststoffmaterial in bekannter Weise auf einen vorgegebenen Transmissionswert (zwischen 30% und 50%) eingefärbt und anschließend werden die Masken 1 entfernt. Es werden dazu Farbstoffe verwendet, die physio logisch unbedenklich und sowohl stofflich als auch in der einmal eingefärbten Konzentration stabil sind.

Claims

1. Intraokularlinse zum Aphakieausgleich, insbesondere Hinter kammerlinse aus gewebsverträglichem Kunststoff, dadurch ge kennzeichnet, daß innerhalb der Linse mindestens zwei kon zentrische Bereiche unterschiedlicher Transmission vorge sehen sind, wobei ein zentraler Bereich einen Durchmesser zwischen 0,7 und 1 mm sowie eine im wesentlichen ungeschwäch te Transmission und ein äußerer Bereich eine Transmission unterhalb 50% aufweist.

2. Intraokularlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der äußere Bereich vollständig im Inneren der Linse befindet.

3. Intraokularlinse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß der äußere Bereich Wellenlängen unterhalb 400 nm vollständig absorbiert und im übrigen sichtbaren Spektral bereich eine im wesentlichen gleichmäßige spektrale Ab sorption aufweist, die einem Neutralgraufilter nahekommt.