EP4072469A1

EP4072469A1 - Intraokularlinse und verfahren zum ersetzen einer natürlichen augenlinse

Info

Publication number: EP4072469A1
Application number: EP20829810.9A
Authority: EP
Inventors: Benjamin SCHREIBER
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2019-12-13
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2022-10-19
Also published as: DE102019134386A1; WO2021116298A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Intraokularlinse, die einen Linsenkörper aufweist und zum Einsetzen in das menschliche Auge (2) ausgebildet ist, wobei der Linsenkörper als flache, planparallele, elastisch-dehnbare Membran (14) aus transparentem Material ausgebildet ist, auf oder in der eine Fresnelzonenstruktur (13) geformt ist.

Description

Intraokularlinse und Verfahren zum Ersetzen einer natürlichen Augenlinse

Die Erfindung betrifft eine Intraokularlinse, die einen Linsenkörper aufweist und zum Einsetzen in das menschliche Auge ausgebildet ist, sowie ein Verfahren zum Ersetzen einer natürlichen Augenlinse.

Zur Behandlung des Katarakts ist das Einsetzen von Intraokularlinsen (IOL) eine übliche Be handlung. Dabei wird die durch den Katarakt getrübte Augenlinse entfernt und durch eine im- plantierte Intraokularlinse ersetzt. Aber auch aus anderen Gründen kann das Einsetzen einer Intraokularlinse notwendig sein. In letzter Zeit sind Optikkonzepte realisiert worden, die die Kor rektur der Presbyopie realisieren und/oder einen Astigmatismus korrigieren. Dadurch erfuhr die Kataraktchirurgie einen Wandel von der klassischen Altersoperation hin zur refraktiven Chirur gie mit dem Ziel, eine Brillenfreiheit über alle Sehdistanzen und bei höchster Sehqualität zu rea- lisieren. Die große Mehrzahl der Intraokular-Augenlinsen wird im verbleibenden leeren Rest des Kapselsacks implantiert. Dazu wird die vordere Kapselsackmembran durch eine Kapsulorhexis geöffnet, die natürliche Augenlinse zerkleinert und entfernt und in den verbleibenden Kapsel sack die Hinterkammer-Intraokularlinse eingesetzt. Hinterkammer-Intraokularlinsen weisen Hal teeinrichtungen auf, die als „Haptiken“ bezeichnet werden und am optisch wirksamen Linsen- körper der Intraokularlinse befestigt sind, um diesen im Kapselsack korrekt zu fixieren und zu positionieren. Eine weitere Möglichkeit, eine Intraokularlinse einzusetzen, ist die Fixierung an der Iris. Hierzu werden sogenannte Vorderkammer-Intraokularlinsen eingesetzt.

Hinsichtlich bekannter Intraokularlinsen wird auf folgende Druckschriften verwiesen: US 4242761 , DE 2605847 A1 , US 4244060, US 2008/183289, DE 2725219 A1 , US 4166293, US 4177526 A, DE 2945349 A1 , US 4268921 A, DE 3130278 A1 , US 2002/128710 A,

DE 10105080 B4, DE 10134072 B4, US 5728155 A, US 2007/010881 A, WO 99/56670 A1 ,

WO 00/21467 A1 , US 2013/190868 A, US 6007579 A, US 2003/158560 A, US 2002/143394 A, US 2007/244561 A, US 2010/204787 A, WO 2012/054854 A2, EP 1667612 A1 , US 5443506 A, US 5066301 , AU 2004/02852, WO 2008/077795 A2, US 9095424 B2, WO 2017/096087 A1 und CA 3002085 A1 .

Aus dem Stand der Technik sind damit sowohl einteilige als auch mehrteilige Intraokularlinsen bekannt. Aus X. Li et al. , „Stretchable Binary Fresnel Lens for Focus Tuning“, Scientific Reports, Mai 2016, DOI: 10.1038, ist eine Fresnel-Linse bekannt, die als Fresnelzonenplatte auf einem flexib len Substrat ausgebildet ist, das unterschiedlich durchgebogen werden kann. Die Fokallänge ändert sich mit der Durchbiegung. EP 560664 A1 sowie CN 104849792 A betreffen ebenfalls Fresnelzonenplatten.

A. Khan et al., „Change in human lens dimensions, lens refractive index distribution and ciliary body ring diameter with accomodation“, Biomedical Optics Express, Vol. 9, Nr. 3, Februar 2018, S. 1272-1282, befasst sich mit Abmessungen im Kapselsack und den beim Akkommodieren auftretenden Größenänderungen.

S. Daya et al., „Parameters affecting anterior capsulotomy tear strength and distension“, Journal of Cataract & Refrative Surgery, Vol. 45, Nr. 3, März 2019, S. 355-360, befasst sich mit Aspek ten der anterioren Kapsulotomie, also der Öffnung der Vorderseite des Kapselsacks, die bei der Kataraktoperation auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Intraokularlinse sowie ein verbes sertes Verfahren zur Katarakt-OP anzugeben.

Die Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen definiert; die abhängigen Ansprüche betref fen bevorzugte Weiterbildungen.

Die Intraokularlinse (IOL) weist einen Linsenkörper auf und ist zum Einsetzen in das menschli che Auge ausgebildet. Der Linsenkörper ist als flache, elastisch-dehnbare, bevorzugt planparal lele Membran aus transparentem Material ausgebildet. Auf oder in dieser Membran ist ein planares Fokussiersystem geformt. Durch die elastische Dehnbarkeit des transparenten Materi als wird auch das in der oder auf der Membran ausgeformte Fokussiersystem beim Dehnen der Membran gedehnt, wobei sich mit der Dehnung das Fokussiersystem so verändert, dass sich eine Änderung der Fokallänge ergibt. Beispiele für ein planares Fokussiersystem sind Fresnel zonenstrukturen, die phasen- und/oder amplitudenmoduliert sein können. Ebenfalls möglich sind diffraktive Strukturen. Die Intraokularlinse wird so im Auge platziert, dass die Muskeln des Auges beim Akkommodieren die elastisch-dehnbare Membran dehnen bzw. relaxieren, bevor zugt radialsymmetrisch. Die Membran wird zum Akkommodieren elastisch so gedehnt, dass sich eine Änderung der Fokallänge der Intraokularlinse und damit die gewünschte Anpassung ergibt, die für die visuelle Akkommodation erforderlich ist. Zum Akkommodieren werden damit wie bei der natürlichen Linse die physiologischen Kräfte, die das Auge ausübt, genutzt. Die Membran der implantierten IOL wird durch diejenigen Muskeln elastisch gedehnt, die beim Ak kommodationsvorgang natürlich aktiviert werden. Planare Fokussiersysteme im hier zugrundeliegenden Verständnis sind planare Linsen aus Me tamaterialien, hologrammerzeugende Oberflächen und/oder phasen- und/oder amplitudenmo dulierte Systeme. Sie basieren insbesondere auf Fresnelzonenstrukturen und deren Spezialfäl len. Metamaterialien sind Systeme, wie beispielsweise Nano- oder Mikrostrukturen, welche eine unübliche Brechkraft, z.B. kleiner als 1 oder negative Werte, erlauben. Üblicherweise sind es Mikroresonatoren oder plasmonische Systeme mit Abmessungen im Bereich hunderter Nano meter bis einiger Mikrometer. Die Größe ist abhängig von der Wellenlänge des wechselwirken den Lichtes. Je nach Resonatorsystem ist die ausschlaggebende Strukturgröße üblicherweise im Bereich von 0,1 bis 2x der Wellenlänge. Die Systeme sind zwar mikroskopisch gesehen drei dimensional, im Vergleich zu der Dicke der Membran jedoch weiterhin als planar anzusehen.

Mit solchen Metamaterialien kann eine Linse erzeugt werden, welche makroskopisch gesehen weiterhin ein planares Fokussierungssystem realisiert.

Die Membran kann innerhalb des Kapselsacks und/oder über einer Kapsulorhexisöffnung be festigt werden. Für die Befestigung am Rande der Membran ist optional mindestens eine Haptik zum festen Anbringen der Membran am Kapselsack des Auges vorgesehen.

Die Befestigung der Membran am Kapselsack sorgt dafür, dass mit der Dehnung des Kapsel sacks durch die Zillarmuskeln auch die Membran und damit das planare Fokussiersystem ge dehnt wird. Hierzu gibt es u. a. zwei Optionen:

Die Membran kann am Rand mit Durchgangsöffnungen versehen werden, die ein Vernähen der Membran mit dem Kapselsack über der Kapsulorhexis erlauben. Alternativ hierzu kann die Membran in den Kapselsack eingebracht und an dessen Innenwand befestigt sein. Hierzu ist es bevorzugt, die Haptiken in Form von Stegen auszubilden, die am Rand der Membran nach au ßen ragen. Besonders bevorzugt sind die Haptiken dabei am Rand der Membran angeordnet, wobei mehrere Haptiken ringförmig am Rand der Membran angeordnet sind. Derartige Haptiken können besonders bevorzugt am Innenumfang eines Ringes befestigt sein, welcher wiederum zur Befestigung am Kapselsackäquator des Auges ausgebildet ist. Im chirurgischen Eingriff wird der Ring, der besonders bevorzugt segmentiert sein kann, am Kapselsackäquator befestigt, bei spielsweise verklebt. An der Innenseite des Rings ist die Membran angebracht, beispielsweise verklebt oder durch Rastverbindungen etc. befestigt.

Da der Linsenkörper aufgrund des planaren Fokussiersystems eine plane Struktur ist, ist die Größe der Intraokularlinse ausschließlich durch die Geometrie der Membran definiert. Die ver gleichsweise dünne Membran lässt sich eng aufrollen und kann damit einen sehr kleinen Quer schnitt für den Implantationsvorgang realisieren. Die Schnittgrößen bei der Kataraktoperation sind damit gegenüber dem Stand der Technik reduziert, was zu einer verbesserten Wundhei lung und einem verbesserten chirurgischen Gesamtresultat führt. Zugleich ist die Schnittgröße unabhängig von der Brechkraft der Intraokularlinse, was bei herkömmlichen Intraokularlinsen nicht der Fall ist.

In einer Ausführungsform weist das planare Fokussiersystem eine Fresnelzonenstruktur auf, die bevorzugt durch eine Abfolge von konzentrischen, lichtabsorbierenden Ringen, die jeweils durch transparente Ringe voneinander getrennt sind, gekennzeichnet ist. Es folgen also Ringe, die das Licht blocken, auf Ringe, die das Licht transmittieren. Eine solche Fresnelzonenstruktur kann besonders bevorzugt durch Einfärben eines transparenten, elastisch-dehnbaren Materials in Membranform erreicht werden, beispielsweise durch entsprechende Partikel, Farbstoffe etc., die auf die Membran gedruckt werden oder in die Membran eingebracht werden.

Die Fokallänge f dieser Fresnelzonenstruktur mit Ringstruktur ergibt sich wie folgt:

(1 )

In dieser Gleichung steht l für die Wellenlänge, r_n für den n-ten Übergang zwischen einem transparenten und einem absorbierenden Ringbereich sowie D für die Brechkraft in Dioptrien. Der Faktor s ist mit der Vergrößerung der Fresnelzonenstruktur verknüpft, die durch das Deh nen der Membran erzeugt wird. Die Grundgeometrie der (ungedehnten) Fresnelzonenstruktur ist durch die Radii r_n gegeben, welche die Grundfokallänge fo der ungedehnten Struktur festle gen.

In einer weiteren Ausführungsform weist das planare Fokussiersystem eine phasenmodulie rende Fresnelzonenstruktur auf, die bevorzugt durch eine Abfolge ringförmiger Verdickungen der Platte gekennzeichnet ist. Solche Strukturen sind für sog. Fresnellinsen bekannt. Da sie auf der elastisch dehnbaren Membran ausgebildet sind und aus demselben Material wie die Memb- ran bestehen, führt auch hier die Dehnung der Membran zu einer Lageänderung des Fokus. Die Änderung der Fokallänge ist dabei proportional zum Dehnungsverhältnis und es gilt: i = f(s) = (A/A₀) - f₀

(2) In dieser Gleichung steht A für die Fläche der gedehnten Membran und Aofür die Fläche der un gedehnten Membran.

Solche diffraktiv wirksamen Strukturen haben hinsichtlich der Dehnung die gleiche Wirkung wie eine amplitudenmodulierte Fresnelzonenstruktur mit absorbierenden Ringen und nicht absorbie renden Ringlücken. Sie sind z.B. durch Prägen einer elastischen Membran gefertigt und haben eine nicht ebene Oberfläche. Ihr Transmissionsgrad kann höher sein.

Rein diffraktive Systeme haben den Vorteil einer geringeren chromatischen Aberration. Diffrak- tive Systeme sind beispielsweise phasen- oder amplitudenmodulierte Systeme. Sie erzeugen durch Blockieren oder Amplitudenverschiebung Interferenzen und nutzen dies, um einen Fokus zu generieren. Hier können Nanopartikelsysteme, beispielsweise bekannt aus D. Werdehausen et al., „Dispersion-engineered nanocomposites enable achromatic diffractive optical elements“, Optica, 2019, zu Erhöhung der Effizienz genutzt werden, da sie mehr Licht in die erste Beu gungsordnung lenken.

Die elastischen Eigenschaften der Membran sind bevorzugt auf die Augenphysiologie abge stimmt, indem ein sehr flexibles Material für die Membran eingesetzt wird. Bei einem Elastizi tätsmodul zwischen 0,5 MPa und 1 ,5 MPa, bevorzugt bei 1 MPa ± 10 %, erlaubt die von den Augenmuskeln im Ziliarkörper erreichbare Kraft bei einer Membrandicke von 30 gm bis 50 gm, bevorzugt 35 gm ± 20 %, und einem Durchmesser der Membran (ohne eventuelle Haptiken ge messen) von 4 mm eine Brechzahländerung von etwa 20 Dioptrien auf 26 Dioptrien. Dies ent spricht einer Fokusverstellung von 40 cm auf 4 m bei einem Standardauge.

Es zeigte sich weiter, dass im Zentrum der Membran ein Loch von bis etwa 200 gm Durchmes ser, bevorzugt bis 50 gm, gelassen werden kann. Dies beeinflusst die optische Wirkung nicht störend und hat weiter den Vorteil, dass der freie Fluss des Humors im Kapselsack möglich ist.

Ebenfalls einen günstigen Dioptrienverstellbereich von etwa 3 Dioptrien erhält man, wenn das Material eine Shore-Härte von 20A bis 50A hat. Dieser Shore-Härtenbereich ist deshalb bevor zugt. Geeignete Materialien zum Herstellen der elastisch-dehnbaren Membran sind Elastomere aus Silikon, Nitril und/oder Latex.

Die geschilderte Intraokularlinse ist i.d.R. hinsichtlich der Fokallänge wellenlängenabhängig, wie z.B. die obige Gleichung (1 ) zeigt. Diese Problematik stellt sich bei der Anwendung als Intraoku larlinse zu einem geringeren Maße, als bei üblichen optischen Anwendungen, da das menschli che Gehirn in der Lage ist, solche Fehler zu korrigieren. Dennoch stellt sich die Aufgabe, eine Linse, die ein planes Fokussiersystem, z.B. als Fresnelzonenstruktur, in einer flexiblen Memb ran aufweist, so auszugestalten, dass die optische Qualität verbessert ist. Diese Aufgabe stellt sich auch unabhängig vom Einsatz als Intraokularlinse.

Es ist hierzu vorgesehen, eine Linse, die einen Linsenkörper aufweist, der als flache (bevorzugt planparallele), elastisch-dehnbare und/oder elastisch-verformbare Membran aus transparentem Material ausgebildet ist, auf oder in dem planares Fokussiersystem als amplitudenmodulierte Fresnelzonenstruktur geformt ist, wobei die Fresnelzonenstruktur mindestens zwei Zonen auf weist, die sich hinsichtlich ihrer spektralen Selektivität und ihrer Geometrie unterscheiden, wo bei jeder Zone in einem Spektralbereich wirkt, in dem die mindestens eine andere Zone nicht wirkt.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Zonen Sätze von konzentrischen, spektral selek tiv lichtabsorbierenden Ringzonen der Fresnelzonenstruktur, die spektral-unterschiedlich absor bieren, um die spektral-selektive Wirkung bereitzustellen. Diese Fresnelzonenstruktur weist da mit also mehrere Ringzonenstrukturen auf, von denen jede auf eine bestimmte Wellenlänge o- der einen bestimmten Wellenlängenbereich optimiert ist. Der Wellenlängenbereich ist durch den Bereich gegeben, in dem die jeweilige Ringzonenstruktur absorbiert. Die Ringzonenstruktur ist auf den jeweiligen Wellenlängenbereich, in dem die entsprechende Ringzonenstruktur absor biert, abgestimmt.

Die einzelnen Geometrien der Zonen sind dabei so gewählt, dass die jeweilige Wellenlänge, in der die entsprechende Zonen wirken, dieselbe Fokallänge erhalten wird, wie für die anderen Zonen. Auf diese Weise ist eine chromatische Korrektur erreicht. Die einzelnen Zonen wechsel wirken damit miteinander hinsichtlich der Fokuserzeugung nicht, da jede Zone nur in einem indi viduellen Wellenlängenbereich wirkt.

Die Fresnelzonenstruktur besteht somit im Ergebnis aus einer Überlagerung von mindestens zwei Ringzonenstrukturen, die in einem individuellen Wellenlängenbereich absorbieren, in dem die anderen Ringzonenstrukturen bzw. die andere Ringzonenstruktur transparent ist. Diese Ringzonenstrukturen haben Ringgeometrien, die auf den jeweiligen Wellenlängenbereich abge stimmt sind. Alle Ringzonenstrukturen sind so gestaltet, dass sie dieselbe Fokallänge im ihnen zugeordneten Wellenlängenbereich bewirken. Da im Wellenlängenbereich einer Ringzonen struktur die anderen Ringzonenstrukturen nicht absorbieren, ist auf diese Weise sehr einfach eine chromatische Korrektur erreicht. Die einzelnen Ringzonenstrukturen wechselwirken mitei nander hinsichtlich der Fokuserzeugung nicht, da jede Ringzonenstruktur nur in einem individu ellen Wellenlängenbereich wirkt. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise mit drei Ringzonenstrukturen eine Anpassung für blau, grün und rot erzeugen.

Dieses Prinzip kann natürlich besonders bevorzugt für die eingangs genannte Intraokularlinse angewendet werden. Es ist aber gleichermaßen auch ganz allgemein für optische Systeme (z.B. Linsen), deren Fokallänge verstellt werden soll, vorgesehen. Die Membran muss dabei auch nicht zwingend einer in einer Ebene liegenden Dehnung unterworfen werden, wie dies bei der Intraokularlinse der Fall ist. Vielmehr ist auch gleichermaßen eine Deformation möglich, wie sie im genannten Artikel von X. Li et al. beschrieben ist. Soweit nachfolgend die Anwendung dieses Prinzips zur Weiterbildung einer Intraokularlinse beschrieben wird, ist dies nicht ein schränkend zu verstehen; vielmehr kann eine entsprechende Zonen, die eine chromatische Korrektur bewirkt, auch unabhängig von einer Intraokularlinse und insbesondere auch unabhän gig von Haptiken oder Befestigungstechniken, die oben oder nachfolgend im Zusammenhang mit einer Intraokularlinse beschrieben werden, zur Anwendung kommen.

Die Dehnung der Membran wird in den Ausführungsformen durch die natürliche Akkommodati onstätigkeit bewirkt. Die Intraokularlinse ist dazu geeignet mit dem Kapselsack verbunden. Dies kann in Ausführungsformen so geschehen, dass die Vergrößerung des maximalen Kapselsack durchmessers auch die Dehnung der Intraokularlinse bewirkt. Dazu ist in Ausführungsformen die Intraokularlinse im oder nahe dem Kapselsackäquator befestigt. In anderen Ausführungsfor men erfolgt die Dehnung indirekt, indem die mit dem Dehnen des Kapselsacks einhergehende axiale Stauchung des Kapselsacks über eine Mechanik in die Dehnung der Membran umge setzt wird. Diese Bauweise hat den Vorteil, dass keine kraftschlüssige Befestigung am oder nahe des Kapselsackäquators erforderlich ist.

Die Intraokularlinse kann zusätzlich zur dehnbaren Membran eine nicht akkommodierende Zu satzlinse aufweisen. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Intraokularlinse eine ver gleichsweise hohe Brechkraft bereitstellen muss, die alleine von der flexiblen Membran nicht o- der nur mit optischen Einschränkungen realisiert werden könnte. Auch in anderen Fällen, kann die Zusatzlinse Vorteile bringen, da die Brechkraft des planaren Fokussiersystems reduziert werden kann. Die Intraokularlinse umfasst dann zusätzlich eine i.d.R. gewölbte, Zusatzlinse, die beispielsweise posterior oder anterior der elastischen Membran angeordnet ist und die nicht von der Akkommodationstätigkeit des Auges beeinflusst ist. Sie stellt eine Grundbrechkraft be reit, die z.B. aus medizinischen und/oder optionalen Gründen erwünscht 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 Kombinatio nen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch nä her erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung eines Ausführungsbei- spiels 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. Ele mente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbespiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsbei spiele 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:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Auges mit eingesetzter, elastischer Int raokularlinse,

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Akkommodati onsfähigkeit mit der Intraokularlinse der Fig. 1 , Fig. 3 eine Draufsicht und eine Schnittdarstellung auf einen elastischen Teil der In traokularlinse der Fig. 1 und 2, der als amplitudenmodulierte Fresnelzonen platte ausgebildet ist,

Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Implantation und Veran kerung der Intraokularlinse im Auge, Fig. 5 eine Draufsicht ähnlich der Fig. 3, die Haptiken der Intraokularlinse zusätz lich zeigt,

Fig. 6 eine Darstellung ähnlich der Fig. 4 betreffend eine andersartige Verankerung der Intraokularlinse,

Fig. 7 eine Ausschnittsvergrößerung der Fig. 6 zur Erläuterung der Verankerung der Intraokularlinse,

Fig. 8 und 9 Schemadarstellungen ähnlich der Fig. 3 betreffend eine chromatisch korri gierte Linse,

Fig. 10 Absorptionsspektren von Ringstrukturen der Linse der Fig. 8 und 9, Fig. 11 und 12 Schnittdarstellungen ähnlich der Fig. 3, jedoch für eine Ausführungsform, die eine phasenmodulierte Fresnelzonenplatte aufweist,

Fig. 13 eine Darstellung ähnlich der Fig. 4, wobei die Fresnelzonenplatte in einer gewölbten Membran ausgebildet ist, Fig. 14 und 15 Ausführungsformen, bei denen zusätzlich zur elastisch dehnbaren Intraoku larlinse noch eine Zusatzlinse vorgesehen ist, um die optische Wirkung der Intraokularlinse zu steigern, und

Fig. 16 eine Ausführungsform ähnlich der der Fig. 14, wobei ein anderes mechani sches Prinzip verwendet ist, um die Verformung des Kapselsacks, welche bei der Akkommodation auftritt, in eine Dehnung eines elastischen Teils der Intraokularlinse umzusetzen.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung durch ein Auge 2, das eine Kornea 4 aufweist. In das Auge 2 ist eine Intraokularlinse 6 implantiert, die akkommodationsfähig ist und im Detail noch erläutert werden wird. Die Intraokularlinse 6 ist dabei in einem Kapselsack 8 befestigt, aus dem durch eine nicht näher bezeichnete Öffnung die natürliche Augenlinse entfernt wurde. Der Kapselsack 8 wird von einem Zillarmuskel 10 über Zillarfasern 12 zur Akkommodation gedehnt. Die Befestigung der Intraokularlinse 6 im Kapselsack 8 ist derart, dass die Intraokularlinse 6 dieser Dehnung folgt, also beim Verkürzen der Zillarmuskeln 10 gedehnt wird. Die entspre- chende Wirkung ist in Fig. 2 zu sehen. Die Dehnung der Intraokularlinse 6 wechselt die Fokus länge zwischen einem Nahfokus fN und einem Fernfokus fF. Die Intraokularlinse 6 wird dabei dadurch gedehnt, dass sie der Vergrößerung des Kapselsacks folgt, die bei der Akkommoda tion auftritt. Sie ist dazu beispielsweise am Kapselsackäquator geeignet befestigt bzw. mit die sem zugfest verbunden. Die Umsetzung der Tätigkeit der Ziliarmuskeln 10 in eine Dehnung der Intraokularlinse 6 kann jedoch, wie nachfolgend noch erläutert werden wird, auch auf andere Weise geschehen. Soweit nachfolgend auf eine Befestigung der Intraokularlinse im Bereich des Kapselsackäquators abgestellt wird, ist dies nur exemplarisch zu verstehen.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Draufsicht auf die Intraokularlinse 6, wobei jedoch Strukturele- mente, die zur Befestigung der Intraokularlinse 6 im Auge derart, dass sie von den Zillarmus keln 10 gedehnt werden können, nicht eingezeichnet sind. Die Intraokularlinse 6 umfasst in der dargestellten Ausführungsform eine amplitudenmodulierte Fresnelzonenstruktur 13, die auf ei ner transparenten Membran 14 ausgebildet ist. Auf dieser transparenten Membran 14 ist eine Ringstruktur 15 aus strahlungsabsorbierenden Ringen 16 gebildet. Die Amplitudenmodulierung ist nicht zwingend. Gleichermaßen kann alternativ eine Phasenmodulierung zum Einsatz kom men, wie nachfolgend anhand der Fig. 11 und 12 noch erläutert werden wird. Wesentlich ist, dass die Intraokularlinse eine elastische Membran 14 aufweist und auf/in dieser ein planares Fokussiersystem aufweist, dessen Fokallänge von der Dehnung der elastischen Membran 14 abhängt. Dadurch wird eine Dehnung der Membran 14 in eine Änderung der Brechkraft und da mit der optischen Wirkung der Intraokularlinse 6 umgesetzt, so dass die natürliche Akkommoda tionsfähigkeit erhalten bleibt oder wieder möglich wird.

Eine Dehnung der in der Membran 14 ausgebildeten, amplitudenmodulierten Fresnelzonen struktur 13 verändert die Geometrie der Ringstruktur 15 (z.B. die Abstände zwischen den Rin gen 16) und damit die Fokallänge. Gleiches gilt im Fall der phasenmodulierten Fresnelzonen struktur und/oder bei diffraktiven Strukturen. Auf diese Weise kann eine Dehnung der Membran 14, die aus einem elastisch-dehnbaren Material besteht, zur Akkommodation umgesetzt wer den.

Die Intraokularlinse 6 ist so im Auge befestigt, dass die natürliche Akkommodationstätigkeit eine entsprechende Dehnung der Membran 14 der Intraokularlinse 6 bewirkt. Es hat sich dabei als besonders bevorzugt herausgestellt, dass der Elastizitätsmodul der Membran 14 bei etwa 1 MPa ± 30% liegt. Weiter liegt die Poissonzahl bevorzugt geringfügig unter 0,5, besonders be vorzugt bei 0,49. Die im allgemeinen Teil der Beschreibung vorstehend genannten Werteberei che haben sich als brauchbar zum Erzeugen der gewünschten Fokallängenänderung bei der Akkommodation herausgestellt.

Die Dicke h der transparenten Membran 14 beträgt beispielshalber 35 gm, ihr Durchmesser d 4 mm. Da der zentrale Bereich der Fresnelzonenstruktur 13 keine optische Wirkung hat, ist hier ein optionales Loch 18 ausgebildet. Dies erlaubt den Fluss des Kammerwassers zwischen Ab schnitten posterior und Abschnitten anterior der Intraokularlinse 6. Die Fresnelzonenstruktur 13 erzeugt einen Fokus und ist so gemessen, dass die optische Wirkung der entfernten natürlichen Augenlinse ersetzt wird.

Für die Befestigung der Intraokularlinse 6 derart, dass die Membran 14 bei der natürlich ausge führten Akkommodationstätigkeit entsprechend gedehnt wird, kommen mehrere Varianten in Frage. Eine erste Variante ist in Fig. 4 gezeigt. Hier ist die Intraokularlinse 6 am Rand der flexib len Membran 14 mit Haptiken 20 versehen, die entweder aus demselben Material wie die fle xible Membran 14 geformt sein können, oder steifer sind. Als steifes Material sind u.a. PMMA, Silikone, IOL-Material wie hydrophobes oder hydrophiles Acrylat nutzbar. Die Haptiken 20 sind einerseits am Rand der Membran 14 befestigt und andererseits an einem Ring 22, der wiede rum im Kapselsackäquator fest angebracht ist. Der Vorteil einer derartigen Ausgestaltung mit einem steiferen Rand besteht darin, dass die Dehnung auf einen zentralen Bereich der Memb ran 14 beschränkt wird, wodurch eine größere Lageänderung der Fokuslage möglich ist. Der Ring 22 kann dabei, wie die Draufsicht der Fig. 5 zeigt, segmentiert sein. Er weist dann Ringsegmente 24 auf, in denen der Ring 22 vergrößert und zum Anbringen der Flaptiken 20 ausgebildet ist. Die Flaptiken 20 sind bevorzugt als feste Stege gestaltet, so dass zwischen den einzelnen Haptiken 20 eine Öffnung besteht, die dem Flüssigkeitsaustausch dient. Gleichzeitig stellen die Stege den nötigen Krafttransfer zwischen Kapselsack 8 und elastisch-dehnbarer Membran 14 sicher. Aus diesem Grund sind auch andere, insbesondere radialsymmetrische, Anordnungen mit mehr oder weniger Haptiken, welche die Kraftübertragung zwischen Kapsel sack 8 und Membran 14 sicherstellen, möglich. Alternativ oder zusätzlich können die Haptiken 20 auch ihrerseits Öffnungen 24 aufweisen. Gleichermaßen ist es möglich, die Haptiken 20 als einzige ringförmige Haptik auszubilden.

Besonders bevorzugt ist es für die Dehnung, die elastisch-dehnbare Membran 14 mit der Fres nelzonenstruktur 13 so im Auge 2 zu befestigen, dass sie radial symmetrisch gedehnt wird. In Fig. 5 sind deshalb die Haptiken 20 ringförmig mit einem Winkelabstand von 45° angeordnet. Natürlich kann die Zahl der Haptiken auch reduziert oder verringert werden. In vereinfachten Ausführungen kann es genügen, auch nur zwei Haptiken 20 zu verwenden.

Eine zweite Variante der Befestigung der Fresnelzonenstruktur 13 auf der elastisch-dehnbaren Membran 14 derart, dass die Akkommodationstätigkeit zu einer Dehnung der Fresnelzonen struktur 13 führt, ist in Fig. 6 sowie in einer Ausschnittsvergrößerung in Fig. 7 gezeigt. Die Membran 14 wird dabei bevorzugt auf der Vorderseite oder alternativ der Rückseite des Kapsel sacks 8 befestigt. In Fig. 6 befindet sich die Membran über der (dadurch nicht mehr zu sehen den) Öffnung, die bei der Kapsulorhexis erzeugt wurde, um den Linsenkern zu entnehmen. Die Membran kann dabei mit geeigneten Mitteln am Kapselsack 8 fixiert werden. Fig. 7 zeigt hierfür anteriore (oder posteriore) Verbindungsringe, welche durch eine der Öffnungen 24 gesetzt wer den und am Kapselsack 8 verankert sind, beispielsweise vernäht werden. Gleichermaßen ist auch eine Klebung möglich.

Wie bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert, ist die Fokallänge für eine gege bene Ringstruktur 15 wellenlängenabhängig. Es ist deshalb in einer Weiterbildung bevorzugt, in der Fresnelzonenstruktur 13 zwei oder, wie Fig. 8 und 9 zeigen, drei (alternativ auch mehr) ein zelne Ringstrukturen 15a, 15b und 15c vorzusehen, die für verschiedene Wellenlängen die selbe Fokallänge erzeugen. In Fig. 8 steigt die Wellenlänge dabei von der Ringstruktur 15a zu 15b und zu 15c. Weiter sind die einzelnen Ringe 16a, 16b und 16c der Ringstrukturen 15a, 15b und 15c in unterschiedlichen Spektralbereichen absorbierend und/oder reflektierend. Dies ist schematisch in Fig. 10 gezeigt. Die Ringe 16a der Ringstruktur 15a haben dabei das Absorpti onsspektrum 28a, die Ringe 16b der Ringstruktur 15b das Absorptionsspektrum 28b und die Ringe 16c der Ringstruktur 15c das Absorptionsspektrum 28c. Analoges gilt im Falle der Reflek- tion oder Rückstreuung für ein Reflektions- oder Streuspektrum. Wie Fig. 10 zeigt, sind die Ringstrukturen jeweils in einem individuellen Spektralbereich absorbierend und absorbieren ins besondere nicht im Spektralbereich, in dem eine der anderen Ringstrukturen absorbiert. Somit wirkt jede Ringstruktur nur innerhalb des Spektralbereichs, in dem sie absorbierend ist, und auf diesen Spektralbereich ist die Geometrie der Ringstruktur dann auch ausgelegt. Dadurch ist er reicht, dass die Ringstrukturen 15a bis 15c in ihrem jeweiligen Spektralbereich dieselbe Fokal länge erzeugen. Durch Überlagerung der Ringstrukturen 15a bis 15c, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, wird damit eine Fresnelzonenstruktur erhalten, die chromatisch korrigiert ist.

Wie bereits erwähnt, ist die Realisierung der Intraokularlinse 6 nicht auf amplitudenmodulierte Fresnelzonenstrukturen eingeschränkt. Gleichermaßen kommen alternativ oder zusätzlich pha senmodulierende Strukturen in Frage, wie dies Fig. 11 zeigt. Die auf der flexiblen Membran 14 vorgesehene (z.B. durch Prägen hergestellte) Ringstruktur 15 weist dann Ringe 16 auf, welche die Phase der einfallenden Strahlung modulieren und damit die Bündelung der Strahlung in ei nem Fokus 30 bewirken. Die Fokallänge fo im ungedehnten Zustand entspricht dabei nicht der Fokallänge im gedehnten Zustand, der in Fig. 12 dargestellt ist. Der Fokus 30 verschiebt sich vielmehr entsprechend dem Flächenverhältnis zwischen gedehntem und ungedehntem Zustand (vgl. obige Gleichung 2). Auf diese Weise kann eine Dehnung der Membran 14 mit der Ringstruktur 15 gleichermaßen zur Akkommodation eingesetzt werden. Natürlich sind Kombina tionen aus phasenmodulierten Fresnelzonenplatten gemäß Fig. 11/12 und amplitudenmodu lierte Fresnelzonenplatten gemäß Fig. 3 möglich, entweder als zwei getrennte Platten oder auf einer einzigen Membran 14.

Obgleich in den Ausführungsformen bislang planparallele Membranen 14 als Träger für die fo kussierenden Strukturen genannt wurden, ist es für gewisse Konfigurationen vorteilhaft, die Membran 14 mit einer Krümmung 34 zu versehen. Diese Ausführungsform ist in Fig. 13 rein exemplarisch für eine amplitudenmodulierte Fresnelzonenstruktur dargestellt und gilt gleicher maßen auch für die phasenmodulierte Variante der Fig. 11 und 12. Sie hat den Vorteil, dass die Krümmung 34 ebenfalls eine optische Brechkraft erzeugt, so dass der gewünschte Akkommo dationverstellbereich quasi um einen Offset angehoben werden kann. Dies kann in bestimmten Anwendungsfällen erforderlich sein, wenn nämlich für einen Patienten eine vergleichsweise große Brechkraft durch die implantierte Intraokularlinse bereitgestellt werden soll. Da die Krüm mung 34 durch die mit Pfeilen 32 symbolisierte Dehnung sich ebenfalls ändert (vgl. die in Fig.

13 gestrichelte Linie), hat die Intraokularlinse der Fig. 13 zugleich auch den Vorteil, dass der Verstellbereich, der mit der Akkommodation erreicht werden kann, vergrößert ist. Diese Ausfüh rungsform ist damit nicht nur in Fällen vorteilhaft, in denen eine größere Brechkraft gewünscht ist, sondern sie kann auch bei Anwendungen, die keine besonders große Brechkraft zu opti schen Korrektur bei der Kataraktoperation benötigen, vorteilhaft sein, weil die nötige Brechkraft der Fresnelzonenplatte auf Grund der durch die Krümmung 34 bewirkten Brechkraft reduziert ist. Dadurch kann eine größere optisch aktive Zone für die Fresnelzonenplatte verwendet wer den, was Nebeneffekte wie Beugung und Transmission verbessert.

Bevorzugt ist bei der Wahl der Krümmung ein Abgleich hinsichtlich chromatischen Fehlern er folgt. Sie kann beispielsweise so gering gewählt sein, dass die auftretenden chromatischen Fehler vernachlässigbar sind.

Die akkommodationsfähige Intraokularlinse 6 kann, wie die Fig. 14-16 zeigen, zusätzlich um ei nen nicht akkommodationsfähigen Teil ergänzt werden, der in Form einer Zusatzlinse 36 vorge sehen wird, welche entweder posterior oder anterior des elastischen Teils (i.d.R. der Membran 14) der Intraokularlinse 6 liegt. Dadurch kann nicht nur die mögliche Grundbrechkraft der Intra okularlinse 6 gesteigert werden, zugleich lassen sich Emmetropie oder Astigmatismus korrigie ren. Auch ist es möglich, durch die Zusatzlinse 36 für die Fresnelzonenplatte eine geringere op tische Korrektur zu realisieren, wodurch sich die Ringstrukturen vergrößern und die Abstände der Ringe günstig wählen lassen.

Fig. 16 zeigt, wie die Dehnung der Membran 14 der Intraokularlinse 6 mittels eines Hebelsys tems 38, das sich an der nicht akkommodierenden Zusatzlinse 36 abstützt, vergrößern lässt.

Die durch den Pfeil 32 angezeigte Dehnung wird durch die Haptiken 20 mit einem als zweiseiti gen Hebel wirkenden Element 38 in eine vergleichsweise größere Dehnung 40 des flexiblen Teils der Intraokularlinse 6, d.h. der Membran 14 umgesetzt. Damit steigt der durch die Vergrö ßerung des Kapselsackäquators, die physiologisch hinsichtlich ihrer maximalen Vergrößerung vorgegeben ist, erreichbare Akkommodationsumfang.

Claims

Patentansprüche

1. Intraokularlinse, die einen Linsenkörper aufweist und zum Einsetzen in das menschliche Auge (2) ausgebildet ist, wobei der Linsenkörper als flache, planparallele, elastisch-dehnbare

Membran (14) aus transparentem Material ausgebildet ist, auf oder in der ein planares Fokus siersystem geformt ist, das mindestens eines der folgenden Strukturen aufweist: eine phasen modulierte Fresnelzonenstruktur, eine amplitudenmodulierte Fresnelzonenstruktur (13) und eine diffraktive Struktur.

2. Intraokularlinse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das planare Fokussier system eine Fresnelzonenstruktur (13) umfassend eine Abfolge von konzentrischen, lichtblo ckierenden Ringzonen aufweist, die jeweils durch transparente Ringe (16) voneinander getrennt sind.

3. Intraokularlinse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fresnelzonenstruk tur (13) mind. zwei Sätze (15a-c) von konzentrischen, spektral selektiv lichtabsorbierenden Ringzonen (16a-c), die sich hinsichtlich ihrer spektralen Selektivität und ihrer Ringzonengeo metrie unterscheiden, wobei jeder Satz (15a-c) von Ringzonen (16a-c) in einem Spektralbereich (28a-c) absorbiert, in dem der mind. eine andere Satz (15a-c) von Ringzonen nicht absorbiert.

4. Intraokularlinse nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Rande der Membran (14) mind. eine Haptik (20) zum dehnungsfesten Anbringen der Membran (14) am Kapselsack (8) des Auges (2) vorgesehen ist, so dass die Membran (14) und das planare Fokussiersystem durch den Kapselsack dehnbar ist.

5. Intraokularlinse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haptiken (20) von Form von Stegen ausgebildet sind, die am Rand der Membran (14) nach außen ragen.

6. Intraokularlinse nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die

Membran (14) am Rand mehrere Durchgangsöffnungen (24) aufweist, welche zum dehnungs festen Anbringen der Membran (14) an Haptiken und/oder am Kapselsack (8) des Auges (2) ausgebildet sind, so dass die Membran (14) und das planare Fokussiersystem durch die Hapti ken und/oder den Kapselsack dehnbar ist.

7. Intraokularlinse nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (14) ein Elastizitätsmodul zwischen 0,5 und 1 ,5 MPa und bevorzugt eine Poissonzahl zwischen 0,3 und 0,5 aufweist.

8. Intraokularlinse nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (14) im ungedehnten Zustand eine Dicke von 20 gm bis 100 gm und einen Durch messer (d) von 1 mm bis 6 mm, insbesondere von 2 mm bis 4mm, hat.

9. Intraokularlinse nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material Elastomere aus Silikon, Nitril und/oder Latex aufweist.

10. Intraokularlinse nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (14) mind. eine Durchgangsöffnung (24) aufweist.

11 . Intraokularlinse nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zu sätzlich eine nicht akkommodationsfähige Zusatzlinse (32) aufweist, die zur Befestigung am Kapselsack (8) posterior oder anterior der Membran (14) ausgebildet ist.

12. Intraokularlinse nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzlinse (32) und die Membran (14) über eine Hebelstruktur (38) verbunden sind, an der die Haptiken (20) so angebracht sind, dass ein zweiseitiger Hebel gebildet ist, der eine Verschiebung der Haptiken (20) in eine vergrößerte Dehnung der Membran (14) umsetzt.

13. Intraokularlinse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzlinse (36) und die Membran (14) über eine Hebelstruktur (38) verbunden sind und die Intraokularlinse (6) zusätzlich eine posterior der flexiblen Membran (14) am Kapselsack (8) anzubringende Betäti gungsstruktur (44, 46) umfasst, die eine bei der Akkommodation auftretende axiale Stauchung des Kapselsacks (8) über die Hebelstruktur (38) in eine laterale Dehnung der Membran (14) umsetzt.

14. Verfahren zum Ersetzen einer natürlichen Augenlinse, umfassend die folgenden Schritte: Entfernen der natürliche Augenlinse,

Einsetzen einer Intraokularlinse, die einen Linsenkörper aufweist, der als flache, planpa rallele, elastisch-dehnbare Membran (14) aus transparentem Material ausgebildet ist, auf oder in der ein planares Fokussiersystem geformt ist, wobei die Fokussierungseigenschaften des planaren Fokussiersystems von einem Dehnungszustand der Membran abhängen und Herstellen einer dehnungsfesten Verbindung zwischen dem Linsenkörpers und Augen strukturen derart, dass eine natürliche Akkommodationstätigkeit des Auges zu einer Dehnung der Membran führt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, weiter umfassend

Bereitstellen des planaren Fokussiersystems durch mindestens eine der folgenden Struk turen: eine phasenmodulierte Fresnelzonenstruktur, eine amplitudenmodulierte Fresnelzonen struktur (13) und eine diffraktive Struktur.

16. Verfahren nach Anspruch 15, weiter umfassend

Bereitstellen des planaren Fokussiersystems durch eine Fresnelzonenstruktur (13) um fassend eine Abfolge von konzentrischen, lichtblockierenden Ringzonen aufweist, die jeweils durch transparente Ringe (16) voneinander getrennt sind.

17. Verfahren nach Anspruch 16, weiter umfassend

Bereitstellen des planaren Fokussiersystems durch eine Fresnelzonenstruktur (13) um fassend mind. zwei Sätze (15a-c) von konzentrischen, spektral selektiv lichtabsorbierenden Ringzonen (16a-c), die sich hinsichtlich ihrer spektralen Selektivität und ihrer Ringzonengeo metrie unterscheiden, wobei jeder Satz (15a-c) von Ringzonen (16a-c) in einem Spektralbereich (28a-c) absorbiert, in dem der mind. eine andere Satz (15a-c) von Ringzonen nicht absorbiert.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, weiter umfassend

Bereitstellen mind. einer Haptik (20) am Rande der Membran (14), wobei der Schritt des Herstellens der dehnungsfesten Verbindung ein Anbringen der Haptik am Kapselsack (8) des Auges (2) umfasst, so dass die Membran (14) und das planare Fokussiersystem durch den Kapselsack dehnbar ist.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, weiter umfassend

Ausbilden von Stegen, die am Rand der Membran (14) nach außen ragen, um Haptiken bereitzustellen.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, weiter umfassend

Bereitstellen der Membran (14), so dass diese mehrere Durchgangsöffnungen (24) an ei nem Rand der Membran (14) aufweist, wobei der Schritt des Herstellens der dehnungsfesten Verbindung ein Befestigen der Membran (14) an Haptiken und/oder am Kapselsack (8) des Au ges (2) umfasst, so dass die Membran (14) und das planare Fokussiersystem durch die Hapti ken und/oder den Kapselsack dehnbar ist.

21 . Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei der Schritt des Einsetzens um fasst, dass die Intraokularlinse zusätzlich eine nicht akkommodationsfähige Zusatzlinse (32) aufweist und die Zusatzlinse am Kapselsack (8) posterior oder anterior der Membran (14) be festigt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Zusatzlinse (32) und die Membran (14) über eine Hebelstruktur (38) verbunden sind, an der die Haptiken (20) so angebracht sind, dass ein zwei seitiger Hebel gebildet ist, der eine Verschiebung der Haptiken (20) in eine vergrößerte Deh nung der Membran (14) umsetzt.

23. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzlinse (36) und die Membran (14) über eine Hebelstruktur (38) verbunden sind und die Intraokularlinse (6) eine Be tätigungsstruktur (44, 46) umfasst, die eine bei der Akkommodation auftretende axiale Stau chung des Kapselsacks (8) über die Hebelstruktur (38) in eine laterale Dehnung der Membran (14) umsetzt, wobei die Betätigungsstruktur (44, 46) posterior der flexiblen Membran (14) am

Kapselsack (8) befestigt wird.