ES2634107T3

ES2634107T3 - Sistema para formar y modificar lentes y lentes formadas por el mismo

Info

Publication number: ES2634107T3
Application number: ES10707781.0T
Authority: ES
Inventors: Josef F. Bille
Original assignee: Perfect IP LLC
Current assignee: Perfect IP LLC
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2017-09-26
Anticipated expiration: 2030-03-04
Also published as: US20110130677A1; CN102438549A; HK1215527A1; KR101624091B1; CN102939044A; EP2405798A1; KR20120013943A; US9192292B2; MX339104B; KR20150036802A; HK1216984A1; US20150076723A1; CN102939044B; KR101647533B1; US20110130654A1; CA2754774C; CN105147239A; KR20120004983A; JP5797563B2; MX2011009197A

Abstract

Lente dimensionada para su uso en un ojo humano que comprende: a) un cuerpo (12) compuesto de un material óptico polimérico que tiene un primer índice de refracción y que comprende un absorbente de luz UV, teniendo el cuerpo (12) superficies (14) anterior y (16) posterior opuestas y un eje (19) óptico; b) una microestructura de refracción con patrón contiguo formada en una capa (22) del cuerpo (12) que usa una técnica de envoltura de fase de módulo 2p, comprendiendo la microestructura con patrón contiguo una pluralidad de lugares geométricos modificados en los que cada lugar geométrico modificado: (a) se crea mediante exposición a luz láser enfocada que da como resultado un cambio del índice de refracción del material óptico en el lugar geométrico, (b) tiene forma cilíndrica recta y tiene un eje sustancialmente paralelo al eje (19) óptico, y (c) tiene una profundidad axial de al menos 5 μm, en la que la cantidad de cambio en el índice de refracción se altera para posiciones de lugar geométrico diferentes de manera que los lugares geométricos modificados tienen una pluralidad de índices de refracción que son diferentes del primer índice de refracción; en la que la región del cuerpo en el exterior de la microestructura con patrón contiguo no se ve afectada por la luz láser enfocada, en la que cada lugar geométrico modificado comprende al menos un sitio y la cantidad de cambio en el índice de refracción (Dn) de cada lugar geométrico modificado se determina mediante al menos uno de los siguientes: (i) el número de pulsos de luz láser aplicados a cada sitio, en el que cada sitio es un punto sobre el que se enfocan pulsos de luz láser del láser; (ii) la duración de cada pulso de luz láser; y (iii) la energía de cada pulso de luz láser en la que el absorbente de luz UV interactúa con la luz láser enfocada, absorbiendo dicha luz láser en un procedimiento de absorción de dos fotones para formar lugares geométricos modificados, reduciendo el absorbente de luz UV la cantidad de energía requerida para un cambio estructural local permanente, y en la que además la técnica de envoltura de fase de módulo 2p da como resultado una microestructura de refracción con patrón contiguo de lugares geométricos modificados que tiene un patrón de cambios en el índice de refracción del material que comprende una estructura óptica de refracción de desplazamiento de fase, que ajusta uno o más efectos ópticos de la lente, comprendiendo dicha estructura óptica de refracción de desplazamiento de fase una pluralidad de ondas completas, zonas de fase envuelta que compensan diferencias de longitud de trayectoria óptica dentro de un conjunto de haces de luz vecinos, de manera que todos los haces de luz vecinos contiguos están en fase entre sí.

Description

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DESCRIPCION

Sistema para formar y modificar lentes y lentes formadas por el mismo Antecedentes

Se implantan lentes en ojos para mejorar la vision. En general existen dos tipos de lentes intraoculares. Un tipo sustituye la lente natural del ojo, habitualmente para sustituir una lente con cataratas. El otro tipo se usa para complementar a una lente existente y funciona como una lente correctiva permanente. Las lentes de tipo de sustitucion se implantan en la camara posterior. Las lentes de tipo complementario, denominadas como LIO (lente intraocular) faquica, se implanta en la camara anterior o posterior para corregir errores de refraccion del ojo.

Existen dos tecnicas habituales usadas para formar lentes intraoculares. Una tecnica es el moldeo, en la que un material polimerico optico se forma con la forma deseada teniendo una potencia dioptrica predeterminada. Estas lentes estan disponibles en potencias dioptricas estandar, normalmente diferenciandose en aproximadamente 0,5 de potencia dioptrica. Un problema con la tecnica de moldeo es que es una manera muy cara de hacer una lente personalizada, y por tanto para la mayorla de pacientes, solo se obtiene un enfoque aproximado a una vision clara. Para algunos pacientes la potencia dioptrica puede ser erronea un 0,25 o mas. Ademas, tales lentes generalmente no son tan efectivas para pacientes que tienen una cornea de forma anomala, incluyendo aquellos que se han sometido a un procedimiento de cornea, tal como operacion de LASIK.

La otra tecnica usada es torneado y fresado, en la que una pieza en bruto de lente en forma de disco se desbasta hasta una forma deseada. Debido a las propiedades de los materiales usados para lentes intraoculares, es preferible mecanizar las lentes a una temperatura reducida tal como -10°F. Un problema con respecto al torneado y fresado es que las propiedades opticas de una lente a -10°F pueden ser diferentes que las propiedades opticas de la lente a temperatura corporal, y por tanto una lente de este tipo solo se aproxima a una vision optima. Adicionalmente, a medida que la lente se calienta absorbe humedad y pueden cambiar las dimensiones de la lente, alterando por tanto la potencia dioptrica de la lente.

Para algunos pacientes, es deseable que las lentes sean asfericas para corregir aberraciones esfericas o toricas de cornea para corregir o mitigar el astigmatismo de cornea en un intervalo de dioptrlas. Las LIO comercialmente disponibles no pueden corregir generalmente de manera uniforme estos defectos opticos ya que serla necesario un inventario de cientos, si no de miles, de diferentes tipos de lentes, variando todos en la potencia dioptrica y las caracterlsticas asfericas y toricas.

Otro problema asociado con convencional tecnicas de fabricacion es que la lente a menudo no puede adecuarse a las necesidades de los pacientes que han experimentado una operacion de LASIK (keratomileusis in situ asistida por laser). La operacion de LASIK puede corregir la miopia, la hipermetropla y/o el astigmatismo. Sin embargo, alteraciones en la cornea creadas en el procedimiento de LASIK hacen muy diflcil encontrar una LIO con el ajuste apropiado de asfericidad. Generalmente, una LIO habitual no es satisfactoria para pacientes que se hayan sometido a un procedimiento de LASIK o con una cornea anomala, debido a la dificultad de tener en el inventario LIO adecuadas para un paciente de este tipo.

Una tecnica para modificar el Indice de refraccion de un material polimerico optico tal como en una LIO se comenta en Knox et al., publicacion estadounidense n.° 2008/0001320 y publicacion internacional n.° WO 2008/002796. Esta tecnica usa un laser para cambiar el Indice de refraccion de zonas pequenas de material optico, dando como resultado cambios en el indice de refraccion de hasta aproximadamente 0,06, que es un cambio inadecuado en la potencia dioptrica para la mayoria de aplicaciones.

El documento WO 00/41650 da a conocer lentes que pueden tener modificaciones de potencia despues de la fabricacion. En general, las lentes comprenden (i) una primera matriz polimerica y (ii) una composicion de modulacion de refraccion que puede tener polimerizacion inducida por estimulo dispersa en la misma. Cuando al menos una parte de la lente se expone a un estimulo apropiado, la composicion de modulacion de refraccion forma una segunda matriz polimerica. La cantidad y ubicacion de la segunda matriz polimerica puede modificar una caracterlstica de lente tal como la potencia de lente cambiando su Indice de refraccion y/o alterando su forma.

El documento US 2002/100990 da a conocer un metodo y un instrumento para irradiar una lente ajustable por luz, por ejemplo, en el interior de un ojo humano, con una cantidad de radiacion apropiada a un patron de intensidad apropiado midiendo en primer lugar las aberraciones en el sistema optico que contiene la lente; alineando una fuente de la radiacion de modificacion para hacer incidir la radiacion sobre la lente en un patron que neutralizara las aberraciones. La cantidad de la radiacion incidente se controla controlando la intensidad y la duracion de la irradiacion. El patron se controla y monitoriza mientras que se irradia la lente.

Por consiguiente, existe la necesidad de un sistema para formar lentes intraoculares que supere las desventajas de

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las tecnicas de fabricacion de la tecnica anterior, y que tambien permita la personalizacion de lentes para proporcionar multiples caracterlsticas correctivas para aproximarse a una vision optima, incluyendo a aquellos pacientes que se han sometido a un procedimiento de LASIK.

Sumario

La presente invencion proporciona una lente segun la reivindicacion 1 y un metodo de modification de una propiedad optica de una lente segun la reivindicacion 10. Una lente formada por este sistema tiene propiedades unicas. Las lentes normalmente son LIO, pero la invencion tiene otras aplicaciones, tal como se discutira a continuation. Una lente segun esta invencion comprende un cuerpo compuesto de un material optico que tiene un Indice de refraction. El cuerpo tiene superficies interior y posterior opuestas, y un eje optico. El cuerpo contiene lugares geometricos modificados. Los lugares geometricos modificados se han formado por un haz de laser y tienen un Indice de refraccion distinto al del material antes de la modificacion. La lente tiene las caracterlsticas segun la reivindicacion 1 y puede caracterizarse por que tiene adicionalmente al menos uno de las siguientes caracterlsticas, todas las siguientes caracterlsticas o cualquier combination de las siguientes caracterlsticas:

(i) lugares geometricos modificados suficientes en el cuerpo de modo que el Indice de refraccion del cuerpo se ha modificado de manera suficiente para cambiar la potencia dioptrica del cuerpo al menos mas o menos 0,5 (es decir, un cambio de potencia dioptrica positivo de al menos 0,5 o un cambio de potencia dioptrica negativo de -0,5 o mas tal como -10);

(ii) al menos algunos de los lugares geometricos modificados tienen una longitud de trayectoria optica de desde 0,1 hasta aproximadamente 1 de longitud de onda mayor que la longitud de trayectoria optica de un lugar geometrico sin modificar, en el que la longitud de onda es con respecto a una luz de longitud de onda de 555 nm;

(iii) al menos algunos de los lugares geometricos modificados estan en un patron sustancialmente circular alrededor del eje optico;

(iv) lugares geometricos modificados suficientes para que al menos el 90% de luz proyectada sobre la superficie anterior en una direction generalmente paralela al eje optico pase a traves de al menos un lugar geometrico modificado;

(v) al menos algunos de los lugares geometricos modificados tienen forma cillndrica recta con un eje sustancialmente paralelo al eje optico y una altura de al menos 5 pm; (caracterlstica obligatoria)

(vi) tanto las superficies anterior como posterior son sustancialmente planas; y

(viii) cada lugar geometrico modificado tiene una profundidad de desde 5 hasta 50 pm.

Normalmente existen al menos 1.000.000 o mas lugares geometricos modificados ubicados en una primera capa del cuerpo, siendo la primera capa sustancialmente paralela a la superficie anterior, en la que la capa es de aproximadamente 50 pm de espesor. Puede usarse un patron circular, denominado patron de anillo anular, de lugares geometricos modificados.

Cuando se usan los lugares geometricos modificados para obtener un efecto optico deseado y no se usan construcciones mas convencionales, entonces existen preferiblemente lugares geometricos suficientes para que al menos el 99% de la luz proyectada sobre la superficie anterior del cuerpo en una direccion generalmente paralela al eje optico pase a traves de al menos un lugar geometrico modificado. Por tanto sustancialmente todos los efectos opticos proporcionados por una lente pueden proporcionarse por los lugares geometricos modificados.

La lente puede proporcionar un ajuste de potencia dioptrica, y tambien puede usarse para proporcionar ajuste torico y/o ajuste asferico.

Una ventaja de la presente invencion es que el cuerpo de la lente puede fabricarse muy delgado, del orden de un grosor maximo de desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 400 pm, que permite una facil insertion en el interior de la camara posterior de un ojo en el caso de una lente intraocular. Esto permite tambien que un facultativo realice una incision mas pequena en el ojo de lo que se podrla si se introducen lentes intraoculares convencionales. Preferiblemente el grosor maximo del cuerpo es de aproximadamente 250 pm.

Una ventaja de la version de la invencion en la que tanto la superficies anterior como posterior son sustancialmente planas es que no existen caracterlsticas en el cuerpo que puedan interferir con la colocation de una LIO en la camara posterior del ojo.

Normalmente los lugares geometricos modificados tienen una profundidad de desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 50 pm. Cada lugar geometrico modificado puede tener desde 1 hasta 10 sitios, estando cada sitio formado normalmente por una secuencia de aproximadamente 100 pulsos de laser de infrarrojos en una unica rafaga enfocada sobre un unico punto, es decir, un sitio. Al menos algunos de los lugares geometricos modificados 5 pueden ser contiguos entre si.

Pueden existir multiples capas de lugares geometricos modificados, en las que cada capa puede tener un grosor de aproximadamente 50 pm. Normalmente las capas estan separadas entre si aproximadamente 5 pm.

En la version de multiples capas de una lente, al menos algunos de los lugares geometricos modificados en la primera capa puede tener una longitud de trayectoria optica de al menos 0,1 de longitud de onda mayor que la 10 longitud de trayectoria optica de un lugar geometrico sin modificar, en la que la longitud de onda es con respecto a la luz de una primera longitud de onda. La segunda capa puede tener lugares geometricos modificados que tienen una longitud de trayectoria optica de al menos 0,1 de longitud de onda mayor que la longitud de trayectoria optica de lugar geometrico sin modificar, con respecto a la luz de una segunda longitud de onda que se diferencia de la primera longitud de onda por al menos 50 nm. Tambien puede existir una tercera capa, en la que la diferencia en la 15 longitud de trayectoria optica es de al menos 0,1 de longitud de onda con respecto a una luz de una tercera longitud de onda, en la que la tercera longitud de onda es de al menos 50 nm distinta de ambas longitudes de onda primera y segunda. Por ejemplo, la primera capa puede ser con respecto a luz verde, la segunda capa con respecto a luz roja y la tercera capa con respecto a luz azul.

En la version de multiples capas de la invencion, la primera capa puede enfocar luz en un primer punto focal. La 20 segunda capa puede enfocar luz en un segundo punto focal, alejado del primer punto focal, y capas adicionales pueden enfocar luz en puntos adicionales mas lejanos.

Normalmente el material para la lente comprende una matriz polimerica. Un absorbente, preferiblemente en una cantidad de al menos el 0,01% en peso del material, puede usarse cuando el absorbente es para la luz de la longitud de onda de haz de laser.

25 El sistema tambien incluye un aparato para modificar las propiedades opticas de un disco polimerico para formar la lente. El aparato puede comprender un laser que emite un haz pulsado, un modulador para controlar la velocidad de pulso del haz, una lente de enfoque para enfocar el haz en una primera region en el disco, y un elemento de exploracion para distribuir el haz enfocado en multiples lugares geometricos en la region. Existe tambien un elemento de sujecion para la lente, y medios para mover el disco de modo que pueden modificarse multiples 30 regiones del disco. Preferiblemente el modulador produce pulsos velocidad de repetition de entre 50 y 100 MHz. El pulso emitido por el laser puede tener una duration de desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 100 femtosegundos y un nivel de energla de aproximadamente 0,2 nJ. La lente de enfoque puede ser un objetivo de microscopio que enfoca hasta un tamano de punto de menos de 5 pm.

El elemento de exploracion puede ser un elemento de exploracion de trama o un elemento de exploracion de punto 35 volante, y en el caso de un elemento de exploracion de trama, cubre un campo de vision de aproximadamente 500 pm.

El sistema tambien proporciona un metodo para formar estas lentes. Cuando se forma una lente se sujeta un disco compuesto de un material optico, y entonces se forman lugares geometricos modificados en el disco sujeto con un haz de laser.

40 El metodo comprende las etapas segun la reivindicacion 10, particularmente, las etapas de emitir un haz pulsado desde el laser, controlar la velocidad de pulso del haz con el modulador, enfocar el haz en una primera region en la lente, distribuir el haz enfocado en multiples lugares geometricos en la region y mover la lente para modificar lugares geometricos en multiples regiones del disco.

El metodo y el sistema tambien pueden usarse para modificar las propiedades opticas de una lente, tales como una 45 lente intraocular ubicada en la camara posterior o la camara anterior, una lente de contacto o una lente natural (no cubierta por la reivindicacion 10). Esto puede realizarse formando lugares geometricos modificados en la lente de la misma manera que si se hubiera estado usando el mismo procedimiento para formar una lente de modification que se usa antes de que se implante la lente. Una diferencia es que la lente no se mueve in situ para modificar regiones diferentes, sino que el sistema de enfoque del aparato se usa para iluminar diferentes regiones de la lente in situ. 50 Durante el procesamiento in situ, el ojo del paciente puede estabilizarse segun tecnicas convencionales usadas durante la operation oftalmologica.

Dibujos

Estos y otros caracterlsticas, aspectos y ventajas de la presente invencion se entenderan mejor con respecto a la

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descripcion, las reivindicaciones adjuntas y los dibujos adjuntos en los que:

la figura 1A es una vista en alzado frontal de una lente intraocular que tiene las caracterlsticas de la presente invencion;

la figura 1B es una vista en planta desde arriba de la lente de la figura 1A;

la figura 2 muestra esquematicamente una parte del cuerpo de una lente intraocular que tiene dos capas de lugares geometricos modificados;

la figura 3 muestra esquematicamente un cuerpo de lente que tiene multiples capas de lugares geometricos modificados, en el que algunas de las capas se forman despues de la colocacion de la lente en un ojo;

la figura 4A es una vista esquematica de una capa de la lente de la figura 1 modificada para generar un efecto de enfoque esferico;

la figura 4B es una vista en planta desde arriba de la capa mostrada en la figura 4A;

la figura 4C es una vista esquematica de una capa de la lente de la figura 1 modificada para generar un efecto de enfoque esferico;

la figura 4D es una vista esquematica de una capa de la lente de la figura 1 que proporciona un meridiano de desenfoque para adecuarse al astigmatismo;

la figura 4E es una vista en plante desde arriba esquematica de la capa de la lente de la figura 4D en el meridiano horizontal;

las figuras 5 y 6 muestran esquematicamente los principios utilizados para formar los lugares geometricos modificados;

la figura 7 muestra esquematicamente el diseno de un aparato segun la presente invencion para formar las lentes mencionadas anteriormente;

la figura 8 muestra un diagrama de flujo para un algoritmo util en el aparato de la figura 7;

la figura 9 muestra graficamente el efecto de incluir un absorbente de UV en el material usado para formar una lente;

la figura 10A muestra graficamente la relacion entre el cambio del Indice de refraccion de lugares geometricos modificados en funcion de la energla de pulso de laser;

la figura 10B muestra graficamente la relacion entre el cambio en el Indice de refraccion de una lente modificada en funcion del numero de pulsos de haz de laser a una energla de pulso fija;

la figura 11 representa esquematicamente la formacion de una lente segun la presente invencion usando un metodo de exploracion de tramas en capas;

la figura 12 representa esquematicamente la formacion de una lente segun la presente invencion usando un metodo de exploracion de punto volante en capas;

la figura 13 muestra esquematicamente un procedimiento para crear una estructura de capa de refraccion mediante la variacion puntual de un cambio en el Indice de refraccion; y

la figura 14 muestra esquematicamente como puede modificarse una lente natural in situ.

Descripcion Vision general

Segun la presente invencion, una lente personalizada intraocular, denominada membrana de desplazamiento de fase intraocular personalizada (C-IPSM), se fabrica usando una unidad de laser que genera un haz de laser pulsado. Mas especlficamente, una unidad de laser puede generar opcionalmente pulsos de haz de laser a 50 MHz, teniendo cada pulso una duracion de aproximadamente 100 femtosegundos y un nivel de energla de aproximadamente de 0,2

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a aproximadamente un nanojulio. Tal como se concibio para la presente invencion, el punto focal del haz de laser se mueve sobre una superficie de material plastico que tiene un indice de refraccion “n0”. Esto altera una capa subsuperficial creando un patron de cambios en el mdice de refraccion del material (An).

Preferiblemente, la lente personalizada intraocular (C-IPSM) se fabrica a partir de una lamina plana de material de plastico que tiene un primer lado y un segundo lado, y un grosor de desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 400 mm entre los dos lados. Durante la fabricacion de la lente personalizada intraocular (CIPSM), la unidad de laser altera una capa subsuperficial que tiene una profundidad de solo aproximadamente 50 micras. El proposito de la capa de material alterado en la capa es compensar las aberraciones opticas del paciente que va a recibir la C-IPSM. Especificamente, esta compensa las aberraciones opticas introducidas en un haz de luz por un sistema optico (por ejemplo un ojo).

El patron de cambios de indice de refraccion creado en la lamina de material plastico resulta de exponer el material plastico a la disruption electronica y al calor creado por la capa de manera predeterminada. En particular, este cambio en el indice de refraccion se consigue enfocando secuencialmente un haz de laser sobre una multitud de lugares geometricos contiguos en el material. El resultado en cada lugar geometrico es una diferencia de trayectoria optica (OPD) para la luz que pasa a traves del punto. Para un material dado (por ejemplo material plastico), que tiene un cambio dado en el indice de refraccion (An) (por ejemplo An = 0,01), y para una distancia dada a traves del material (por ejemplo 5 micras), puede establecerse una OPD (es decir cambio de fase) para la luz de una longitud de onda (A). En particular, puede establecerse una OPD de A/10 para cada 5 micras de profundidad de lugar geometrico. Por tanto, dependiendo de la refraccion requerida para cada punto, la profundidad de punto sera de entre 5 y 50 micras.

La cantidad de cambio en el indice de refraccion (An) puede alterarse para posiciones de lugar geometrico diferentes, por ejemplo de entre un valor mas bajo de An = 0,001 a un valor mas alto de An = 0,01. Por tanto, dependiendo de la refraccion requerida, puede usarse un valor entre An = 0,001 y An = 0,01, aprovechando una tecnica de envoltura de fase modulo 2p.

Cada lugar geometrico puede crearse con la unidad de laser usando un numero de rafagas de laser predeterminado (es decir un numero “i” de rafagas). Preferiblemente, cada rafaga incluye aproximadamente 50 pulsos y es de aproximadamente 1 microsegundo de duration. Durante cada rafaga, se produce una alteration de un volumen de material sustancialmente cilindrico a traves de una profundidad de aproximadamente cinco micras con un diametro de aproximadamente una micra. Por tanto, un lugar geometrico contiene al menos un sitio, y normalmente hasta 10 sitios. En general, cada rafaga produce una OPD de aproximadamente una decima de una longitud de onda (A/10). Para “i” rafagas: OPD = i(x(A/10)). Preferiblemente, para la presente invencion existe un cambio de aproximadamente A/10 para cada 5 micras de profundidad de lugar geometrico (es decir “i” es un intervalo de 1 a 10). Por ejemplo, se considera una situation en la que se desea crear una OPD de 0,3A. En este caso la unidad de laser se enfoca durante una rafaga inicial a una profundidad de veinte micras (es decir i = 3). Despues de eso, la unidad de laser se enfoca de nuevo sobre el lugar geometrico dos veces mas, con el punto focal de la rafaga de laser retirandose cada vez a traves de una distancia de cinco micras para cada rafaga posterior. El numero “i” se selecciona dependiendo de la cantidad de refraccion que se desea en el lugar geometrico (por ejemplo 0,2A para i = 2; y 0,7A para i = 7). Un lugar geometrico puede crearse haciendo avanzar, en lugar de retirando, el punto focal del haz de laser.

Segun otra version de la invencion cada lugar geometrico se crea empleando variaciones de An, usando la unidad de laser un numero de pulsos que varia por cada rafaga de laser. Cada rafaga de laser crea un sitio, existiendo en este caso desde 1 hasta 10 sitios por cada lugar geometrico. Preferiblemente, cada rafaga incluye entre 5 pulsos y 50 pulsos y es de aproximadamente 100 nanosegundos a 1 microsegundo de duracion. Durante cada rafaga, se produce una alteracion de un volumen de material sustancialmente cilindrico a traves de una profundidad de aproximadamente cinco micras con un diametro de aproximadamente una micra. En general, tal como se menciono anteriormente, cada rafaga produce una OPD de aproximadamente una centena de una longitud de onda (A/100) a una decima de una longitud de onda (A/10). Por tanto, al mantener un determinado numero de pulsos por cada rafaga por cada punto, por ejemplo 5 pulsos, en cada ubicacion posterior para un punto particular, se obtiene una OPD predeterminada, en este ejemplo una decima de una longitud de onda (A/10), que resulta de (10 x (A/100)). Se realizan variaciones en la OPD por medio del cambio en An desde un lugar geometrico hasta un lugar geometrico, a medida que el haz de laser de femtosegundo se mueve en una direction transversal, es decir paralelo a la superficie de la membrana de material plastico.

Una vez que se determinan las propiedades de refraccion deseadas para la lente personalizada intraocular (C-IPSM), se calcula una plantilla de la capa de superficie anterior de la lente intraocular. Esta information se envia entonces a una estacion de fabricacion y se usa para planificar los pixeles individuales de las capas de la lente intraocular. Posteriormente, despues de la implantation de esta lente personalizada intraocular, la luz entrante se refracta mediante los componentes opticos en el ojo pseudofaquico para formar una imagen mejorada sobre la retina del ojo.

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La refraccion de un haz entrante mediante la lente personalizada intraocular (C-IPSM) hace que las longitudes de trayectoria optica de haces individuales en cualquier haz entrante parezcan ser sustancialmente iguales entre si. De esta manera, un haz entrante que porta la information de imagen, se compensa mediante la lente personalizada intraocular (CIPSM) para contabilizar las aberraciones de refraccion del ojo pseudofaquico que se demuestran mediante los datos de medicion apropiados.

Con respecto al rendimiento optico de la capa superficial microestructurada de la lente personalizada intraocular (C-IPSM), pueden emplearse diversos principios opticos de difraccion y refraccion para diferentes modificaciones del rendimiento de la lente personalizada intraocular (C-IPSM). Los disenos comprenden estructuras de fase de refraccion, con o sin envoltura de fase, y de difraccion (“GRIN”). Son posibles realizaciones esfericas, asfericas, acromaticas, bifocales y multifocales.

Lentes

Las lentes que tienen las caracteristicas de la presente invention pueden ser cualquier tipo de lente implantable en el ojo, incluyendo lentes de contacto, lentes intraoculares implantables en la camara anterior o posterior, y lentes de cornea. Las LIO situadas en la camara posterior a menudo pueden ser faquicas cuando la lente del cristalino natural esta presente y pseudofaquicas cuando la lente del cristalino natural se ha retirado tal como mediante una operation de cataratas. La invencion tambien es util para lentes modificadas in situ, (no cubiertas por la revindication 10) que incluye lentes tales como lentes de contacto en la camara anterior, las LIO en la camara posterior o la camara anterior, las lentes de cristalino naturales y de cornea naturales.

Con respecto a las figuras 1A y 1B, una lente 10 intraocular que tiene las caracteristicas de la presente invencion comprende un cuerpo 12 en forma de disco central que tiene una superficie 14 anterior y una superficie 16 posterior. Preferiblemente tanto la superficie 14 anterior como la superficie 16 posterior son sustancialmente planas, es decir, tienen poca o ninguna curvatura tal como curvatura concava o convexa. El uso de las tecnicas de la presente invencion permite que se forme una lente intraocular plano-plano. Tal como es convencional con muchas lentes intraoculares, puede haber un par de hapticas 18 para sujetar la lente en la camara posterior.

Los terminos “anterior” y “posterior” hacen referencia a superficies de una lente que estan situadas normalmente en el ojo humano, orientandose la superficie 14 anterior hacia fuera, y la superficie 16 posterior hacia dentro hacia la retina. La lente 10 tiene un eje 19 optico, que es una linea imaginaria que define la trayectoria a lo largo de la que se propaga la luz a traves de la lente 10. En una version de la invencion mostrada en las figuras 1A y 1B, el eje 19 optico es coincidente con el eje mecanico de la lente, pero esto no es necesario.

Aunque se prefiere que todos de los efectos opticos de la lente se proporcionen por lugar geometrico modificado en el cuerpo 12, tal como se describe a continuation, es posible que puedan proporcionarse tambien efectos opticos correctivos de la manera convencional, tales como tener la superficie anterior, la superficie posterior o ambas curvadas, tal como curvatura compleja, concava o convexa. No es necesario que todas las correcciones opticas se proporcionen por lugares geometricos modificados segun la presente invencion, aunque eso sea lo preferible.

Una lente que tiene las caracteristicas de la presente invencion puede usarse para corregir errores de vision, tales como la miopia (miope), la hipermetropia (hipermetrope) y el astigmatismo. La lente puede ser asfericas y/o torica.

El cuerpo 12 de la lente 10 esta compuesto por un material optico, que es cualquier material que existe en el presente o que existe en el futuro que es adecuado para hacer una lente para la implantation en un ojo. Normalmente el material es polimerico. El material usado para el cuerpo 12 muestra un cambio de indice de refraccion cuando se trata con un laser, tal como se describe en detalle a continuacion.

Ejemplos no limitativos de tales materiales incluyen aquellos usados en la fabrication de dispositivos oftalmicos, tales como lentes de contacto y LIO. Por ejemplo, la presente invencion puede aplicarse a polimeros que contienen siloxi, polimeros acrilicos, otros polimeros hidrofilos o hidrofobos, copolimeros de los mismos y mezclas de los mismos.

Ejemplos no limitativos de polimeros que contienen siloxi que pueden usarse como materiales opticos se describen en los documentos de patente estadounidense n.os 6.762.271; 6.770.728; 6.777.522; 6.849.671; 6.858.218; 6.881.809; 6.908.978; 6.951.914; 7.005.494; 7.022.749; 7.033.391; y 7.037.954.

Ejemplos no limitativos de polimeros hidrofilos incluyen polimeros que comprenden unidades de N-vinilpirrolidona, 2- metacrilato de hidroxietilo, N,N-dimetilacrilamida, acido metacrilico, poli(monometacrilato de etilenglicol), eter monovinilico de 1,4-butanediol, eter vinilico de 2-aminoetilo, eter monovinilico de di(etilenglicol), eter vinilico de etilenglicol butilo, eter monovinilico de etilenglicol, eter vinilico de glicidilo, eter vinilico de glicerilo, carbonato de vinilo y carbamato de vinilo.

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Ejemplos no limitativos de pollmeros hidrofobos incluyen pollmeros que comprenden unidades de metacrilatos de alquilo C1-C10 (por ejemplo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de propilo, metacrilato de butilo, metacrilato de octilo o metacrilato de 2-etilhexilo; preferiblemente, metacrilato de metilo para controlar las propiedades mecanicas), acrilatos de alquilo C1-C10 (por ejemplo, acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de propilo o acrilato de hexilo; preferiblemente, acrilato butilo para controlar las propiedades mecanicas), acrilatos de arilalquilo C6-C40 (por ejemplo, acrilato de 2-feniletilo, acrilato de bencilo, acrilato de3-fenilpropilo, acrilato de 4- fenilbutilo, acrilato de 5-fenilpentilo, acrilato de 8-feniloctilo o acrilato de 2-feniletoxi; preferiblemente, acrilato de 2- feniletilo para aumentar el Indice de refraccion), y metacrilatos de arilalquilo C6-C40 (por ejemplo, metacrilato de 2- feniletilo, metacrilato de 3-fenilpropilo, metacrilato de 4-fenilbutilo, metacrilato de 5-fenilpentilo, metacrilato de 8- feniloctilo, metacrilato de 2-fenoxietilo, metacrilato de 3,3-difenilpropilo, metacrilato de 2-(1-naftiletil), metacrilato de bencilo o metacrilato de 2-(2-naftiletil); preferiblemente, metacrilato de 2-feniletilo para aumentar el Indice de refraccion).

Un material preferido es un pollmero acrllico hidrofobo compuesto de N-bencil-N-isopropilacrilamida, metacrilato de etilo y acrilato de butilo reticulado mediante dimetacrilato de etilenglicol.

El material puede contener opcionalmente un inhibidor de luz ultravioleta, tal como derivados acrllicos de benzotriozoles.

Para una LIO tlpica, el cuerpo 12 tiene un diametro de aproximadamente 6 mm y preferiblemente tiene un grosor 20 de desde aproximadamente 50 pm hasta aproximadamente 400 pm, y lo mas preferiblemente de aproximadamente 250 pm. Este es un grosor mas pequeno que con LIO convencionales. Cuando la lente 10 se dobla para situarse en la camara posterior, debido a su delgadez relativa, es posible que un cirujano realice una incision mas pequena que con las lentes convencionales. Esto puede aumentar la seguridad para el paciente, y se cree que puede dar como resultado un tiempo de recuperacion postoperatorio reducido, y un astigmatismo inducido quirurgicamente reducido. Tambien en la version de la invencion en la que las superficies posterior y anterior son planas, es facil insertar la lente, presentando de ese modo algunos ejemplos de operacion de cataratas menos traumaticos.

El efecto optico proporcionado por la lente 10 es un resultado de la presencia de lugares geometricos modificados en el cuerpo 12, en el que los lugares geometricos modificados que se han formado por un haz de laser que provoca que los lugares geometricos modificados tengan un Indice de refraccion distinto al del material de lente antes de la modificacion.

La figura 2 muestra una parte de un cuerpo 12 de lente a modo de ejemplo que tiene dos capas planas separadas generalmente paralelas a la superficie 14 anterior del cuerpo 12 de lente, una capa 22 superior y una capa 23 inferior. Las capas 22 y 23 son preferiblemente de 50 pm de grosor. Solo se muestra una parte de cada capa y se muestran lugares geometricos modificados a modo de ejemplo solo para la capa 22 superior. La capa 22 contiene lugares 24a-24j geometricos modificados contiguos a modo de ejemplo. Cada lugar 24 geometrico tiene forma cillndrica con un diametro de aproximadamente 1 pm con su eje generalmente paralelo al eje 19 optico de la lente. Cada lugar 24a-j geometrico contiene uno o mas sitios 26 formados por un unico pulso de un laser. Cada sitio es normalmente de aproximadamente 5 pm de altura, y por tanto el intervalo de altura de los lugares geometricos modificados es desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 50pm. Tal como se muestra en la figura 2, el lugar 24a geometrico contiene 10 sitios 26, el lugar 24b geometrico contiene 9 sitios, continuando al lugar 24j geometrico que contiene un sitio.

El cambio en el Indice de refraccion del material presente en los lugares geometricos modificados da como resultado un cambio en la longitud de trayectoria optica. En particular, la longitud de trayectoria optica de cada lugar geometrico modificado se aumenta aproximadamente 0,1 de onda en comparacion con la longitud de trayectoria optica de un lugar geometrico sin modificar, con respecto a una luz de una longitud de onda seleccionada. Generalmente la luz verde que tiene una longitud de onda de aproximadamente 555nm es la base para la modificacion dado que la luz de esta longitud de onda se recibe normalmente de manera optima por el ojo humano. Por tanto, cada lugar geometrico modificado tiene una longitud de trayectoria optica de aproximadamente 0,1 hasta aproximadamente 1 de onda mayor que la longitud de trayectoria optica de un lugar geometrico sin modificar, en el que la longitud de onda es con respecto a una luz de longitud de onda de 555nm.

Preferiblemente, existen lugares geometricos modificados suficientes para que al menos el 90%, y mas preferiblemente al menos el 99% de la luz proyectada sobre la superficie 14 anterior de la lente 10 en una direccion generalmente paralela al eje 19 optico pase a traves de al menos un lugar 24 geometrico modificado.

La figura 3 muestra una vista esquematica de la lente 10 intraocular personalizada microestructurada de multiples capas que tiene forma de membrana, que muestra una apariencia plana en forma de disco, con un diametro 62 de aproximadamente 6 mm y un grosor 64 de aproximadamente 500 pm. Las propiedades de refraccion de la lente intraocular personalizada microestructurada estan inscritas en capas delgadas, indicadas como de 66 a 88, que son normalmente de 50 pm de grosor. Inicialmente, se genera una capa posterior, por ejemplo, entre la superficie 16 posterior y el plano 69, a una profundidad 65. Por consiguiente, las capas 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86 y 88 son

microestructuradas. Las capas 66, 68 y 70 adicionales pueden microestructurarse durante un procedimiento de ajuste fino in-vivo de las propiedades de refraccion de la lente intraocular personalizada implantada, que cubre la parte anterior de la membrana de desplazamiento de fase intraocular entre los planos 69 y 71, que tienen un grosor 67.

5 Cada capa 66-88 contiene lugares geometricos modificados, y normalmente mas de 1.000.000 de lugares geometricos modificados, y hasta aproximadamente 30.000.000 de lugares geometricos, y cada capa normalmente esta en un plano sustancialmente paralelo a la superficie 14 anterior del cuerpo 14 de lente.

La figura 4 muestra un patron de lugares geometricos modificados usados para lograr diferentes efectos opticos. La capa mostrada en las figuras 4A y 4B proporciona un ajuste esferico en la cantidad de aproximadamente +0,4 10 dioptrlas. Este comprende tres anillos 402, 404 y 406 anulares concentricos con el eje 19 optico y rodeando una region 408 central. Por tanto, los lugares geometricos modificados estan en un patron circular concentrico con el eje optico. El borde externo del anillo 402 de radio mas externo esta en r4, que esta a 3 mm del eje 19 optico, es decir, esta en el borde periferico del cuerpo 12. El borde de exterior del segundo anillo 404, r3, esta a 2,5 mm del eje 19 optico. El borde de exterior del tercer anillo 406, esta en r2 que esta a 2 mm del eje 19 optico. La parte 408 central 15 del borde de exterior n esta a 1,4 mm. Cada anillo esta compuesto por una pluralidad de lugares geometricos modificados contiguos en el que el numero de sitios en cada lugar geometrico aumenta a medida que el lugar geometrico esta mas cerca del eje 19 optico. Por tanto, los lugares geometricos modificados en el borde externo del primer anillo 402 tienen un sitio, y por tanto una altura de aproximadamente 5 pm, mientras que el lugar geometrico modificado mas cercano al eje 19 optico tiene 10 sitios, y por tanto es de aproximadamente 50 pm de altura.

20 La capa mostrada en la figura 4C tiene un patron para proporcionar un efecto de enfoque esferico. En esta capa, el anillo 406' mas interno y la region 408' central tienen el mismo patron que el anillo 406 y la region 408 central, respectivamente, en la figura 4A. Sin embargo, los anillos 402' y 404' externos tienen los lugares geometricos modificados invertidos porque existen mas sitios en los lugares geometricos modificados mas lejanos del eje 19 optico de los que existen para lugares geometricos modificados radialmente hacia el interior. Debido a que n, r2, y r3 25 son los mismos en la version mostrada en la figura 4C que en la 4A, la vista esquematica en planta desde arriba de 4B tambien puede aplicarse al diseno mostrado en la figura 4C.

La figura 4D muestra un patron para los lugares geometricos modificados para adecuarse al astigmatismo y/o toricidad tomada en el meridiano horizontal de la lente. En esta version, todos los anillos 402”, 404” y 406”, y la region 408” central disminuyen en altura cuanto mas cerca esten lugares geometricos modificados en cualquier 30 anillo unico que es mas cercano al eje 19 optico, que muestra un efecto de desenfoque en el meridiano horizontal.

La vista del plano superior de la capa de la figura 4D se muestra en la figura 4E en la que la capa mostrada en la figura 4D esta situada horizontalmente. El meridiano vertical de la capa de conexion astigmatica de la figura 4D es el mismo que el mostrado en la figura 4A. El meridiano horizontal proporciona -0,4 de potencia dioptrica y el meridiano vertical proporciona +0,4 de potencia dioptrica. En las diagonales de 45°, no existe efecto de refraccion.

35 Existen transiciones suaves entre las diversas regiones de la capa representada.

Cada lugar geometrico tiene un diametro muy pequeno, del orden de aproximadamente 1 pm. No es necesario que la transition desde el exterior de un anillo hasta el interior de un anillo sea una disminucion de etapa constante en el numero de sitios debido a que puede haber multiples lugares geometricos modificados que tengan el mismo numero de sitios adyacentes entre si.

40 El efecto optico proporcionado por la lente 10 puede aumentarse o disminuirse facilmente cambiando el numero de anillos. Por ejemplo, con la lente esquematicamente mostrada en la figura 4A, cada anillo proporciona una potencia dioptrica de 0,1, y por tanto, la lente mostrada en la figura 4A proporciona una potencia dioptrica de 0,4. Para realizar una lente que tiene una potencia dioptrica de 10, en la que cada anillo contribuye con 0,1 dioptrlas, la lente esta compuesta por aproximadamente 100 anillos, en los que 99 de los anillos tienen la misma configuration general 45 de los anillos 402, 404 y 406 en la figura 4A, y el anillo central tiene la configuracion del anillo 408 central mostrado en la figura 4A. Sin embargo, dado que existen mas anillos en la misma zona superficial, cada anillo tiene una anchura mucho mas pequena que los anillos en la figura 4A.

Las figuras 5 y 6 prueban el principio de una tecnica de envoltura de fase de modulo 2p que puede usarse para caracterizar la presente invention. Especlficamente, la microestructura formada se genera para compensar 50 diferencias de longitud de trayectoria optica dentro de un conjunto de haces vecinos, por ejemplo los haces 542, 544 y 546, de manera que todos de los haces 542, 544 y 546 de luz individuales contiguos estan en fase entre si. Para lo comentado en el presente documento, los haces 542, 544 y 546 de luz contiguos individuales se consideran a modo de ejemplo.

En la figura 5, la caracterlstica sinusoidal de un primer haz 542 de luz y segundo haz 544 de luz se muestra en

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funcion del tiempo. Si los haces 542 y 544 de luz estuvieran en fase entre si, que no lo estan en la figura 5, el segundo haz 544 de luz se mostrarla superpuesto sobre la parte superior del primer haz 542 de luz. Tal como se muestra, sin embargo, los haces 542 y 544 de luz estan fuera de fase entre si, y esta diferencia en fase se muestra como un desplazamiento 590 de fase. Conceptualmente, el desplazamiento 590 de fase puede imaginarse como o bien una diferencia de tiempo o bien una diferencia de distancia recorrida. Por ejemplo, en un punto 592 especlfico de tiempo, el primer haz 542 de luz esta en una posicion determinada en el espacio libre. Debido al desplazamiento 590 de fase, sin embargo, el segundo haz 544 de luz no esta en la misma posicion hasta el punto 594 posterior de tiempo. Para la situacion mostrada en la figura 5, y al considerar que el primer haz 542 de luz discurrira a traves de un periodo o ciclo completo, de 360° (2p radianes) tal como recorre desde el punto 592 de tiempo hasta un punto 596 de tiempo, en el que la magnitud del desplazamiento 590 de fase entre el primer haz 542 de luz y el segundo haz 544 de luz es de menos de 2p.

Con respecto al primer haz 542 de luz y un tercer haz 546 de luz representados en la figura 6, el punto 592 de tiempo para el primer haz 542 de luz corresponde al punto 598 de tiempo para el tercer haz 546 de luz. Por tanto, el desplazamiento 604 de fase total que existe entre el primer haz 542 de luz y el tercer haz 546 de luz es mayor de 2p. Tal como se contempla, para la presente invencion, el desplazamiento 604 de fase total realmente incluye un desplazamiento 500 de fase modular que es igual a 2p y un desplazamiento 502 de fase individual que es menor de 2p. Usando esta notacion, el desplazamiento 604 de fase total entre cualquiera de dos haces de luz puede expresarse como la suma de un desplazamiento 500 de fase modular que es igual a n2p, donde “n” es un numero entero, y un desplazamiento 502 de fase individual, el denominado desplazamiento de fase de modulo 2p, que es de menos de 2p. Por tanto, el numero entero “n” puede tomar diferentes valores (por ejemplo, 0, 1, 2, 3,...) y, especlficamente, para el haz 544 de luz (figura 3A) n = 0, mientras que para el haz 546 de luz (figura 3B) n = 1. En todos los casos, el desplazamiento 604 de fase total para cada haz 544, 546 de luz, se determina comparandolo con el haz 542 de luz correspondiente como referencia. El desplazamiento 500 de fase modular puede restarse entonces del desplazamiento 604 de fase total para obtener el desplazamiento 502 de fase individual para el haz 544, 546 de luz particular. En primer lugar, sin embargo, se determina el desplazamiento 604 de fase total.

Haciendo referencia a la figura 4A, en cada lugar geometrico el desplazamiento 500 de fase modular (= nx2p) se resta del desplazamiento 604 de fase total, para realizar el desplazamiento 502 de fase individual, por ejemplo en la figura 4A, el desplazamiento 500 de fase modular equivale a 0 x 2p= 0 en la zona central, 1 x 2p en la segunda zona (de n a r2), 2 x 2p = 4p en la tercera zona (de r2 a r3) y 3 x 2p = 6p en la cuarta zona (de r3 a r4). Los desplazamientos 502 de fase individuales (de 0 a 2p, que corresponden de 0,0 a 1,0 ondas), estan inscritos en los lugares geometricos, que equivalen a de 5pm a 50pm de profundidad.

Por tanto, haciendo referencia adicional a la figura 4A se traza el desplazamiento de fase local dependiendo de la distancia desde el eje de las pupilas, impuesta por la lente intraocular personalizada microestructurada, que cambia desde un desplazamiento de fase de 2p, equivalente a 1,0 ondas, en el eje 19 optico esta en cero en la posicion radial ri. Se supone que el haz optico inicial, que incide sobre una lente intraocular personalizada microestructurada esta colimado, mostrando haces individuales con longitudes de trayectoria optica identicas, conformando una onda optica plana. Como resultado del recorrido de los haces individuales a traves de la lente intraocular personalizada microestructurada, se genera una onda optica enfocada. En la parte central del haz optico, en el interior de un area limitada por el radio n, el desplazamiento de fase optico cambia cuadraticamente con respecto a la distancia del eje optico. En la posicion n, se implementa un desplazamiento de fase de cero, equivalente a 0,0 ondas. El haz adyacente, lateralmente desde el radio n, se somete a un desplazamiento de fase de 2p, equivalente a 1,0 ondas, dando como resultado los saltos de fase caracterlsticos de 2p, equivalentes a 1,0 ondas, en las fronteras de zona de una tecnica de envoltura de fase de 2p de modulo. Con respecto a la figura 5, tales saltos de fase por una cantidad de 2p, respectivamente un multiplo de 2p (“desplazamiento 500”) puede visualizarse como “que alcanza la siguiente onda” que esta retrasada un ciclo 2p completo, en relacion con el haz adyacente de luz. En general, en cada una de las posiciones radiales n, r3, r4, los saltos de desplazamiento de fase local de 2p, que corresponden a 1,0 ondas, mientras que en entre estos saltos la fase cambia cuadraticamente, desde un valor de 2p equivalente a 1,0 ondas, hasta cero, equivalente de 0,0 ondas.

Generalmente existen lugares geometricos modificados suficientes para que el Indice de refraccion del cuerpo se haya modificado suficientemente para cambiar la potencia dioptrica del cuerpo al menos +0,5 (de +0,5 a +X) o al menos -0,5 (de -0,5 a -Y) donde X puede ser de aproximadamente 48 e Y puede ser de aproximadamente 15.

En las versiones de multiples capas de la invencion, normalmente las capas estan separadas al menos una micra, y preferiblemente por al menos 5 pm.

En la version de multiples capas, es posible optimizar las diversas capas para una longitud de onda particular seleccionada de la luz. Por ejemplo, una primera capa puede optimizarse para la luz de una primera longitud de onda, tal como verde, la segunda capa para la luz de una segunda longitud de onda, que se diferencia de la primera longitud de onda por al menos 50nm, tal como luz roja, y una tercera capa puede optimizarse para la luz de una tercera longitud de onda que difiere de tanto la primera como de la segunda por al menos 50nm, tal como luz azul.

Tambien pueden formarse capas diferentes para enfocar luz en diferentes puntos focales.

Otro uso de las multiples capas es para tener una unica capa que realiza multiples correcciones opticas en lugar de tener todas las correcciones de vision en una unica capa. Por tanto es posible tener una primera capa que proporciona un ajuste de dioptrlas, y otras capas que proporcionan otras correcciones opticas tales como un ajuste 5 torico o un ajuste asferico. Por tanto la primera capa puede proporcionar un ajuste de dioptrlas, los lugares geometricos de la segunda capa pueden proporcionar un ajuste torico, y una tercera capa puede proporcionar un ajuste asferico.

Sistema para realizar y modificar lentes

La presente invencion usa pulsos de laser muy cortos de energla suficiente estrechamente enfocados sobre un 10 material polimerico optico para formar las lentes. Alta intensidad de luz en el punto de enfoque produce una absorcion de fotones no lineal (normalmente absorcion de multiples fotones) y lleva a un cambio en el Indice de refraccion del material en el punto de enfoque. La region del material solo en el exterior de la region focal esta mlnimamente afectado por la luz laser. Por consiguiente, regiones seleccionadas de un material polimerico optico estan modificadas con un laser dando como resultado un cambio en el Indice de refraccion positivo en estas 15 regiones.

Por tanto, pueden formarse lentes irradiando regiones seleccionadas de un material polimerico optico con un laser enfocado, visible o cercano al IR que tiene una energla de pulso de desde 0,05 nJ hasta 1000 nJ. Las regiones irradiadas presentan poca o ninguna perdida por dispersion, lo que significa que las estructuras formadas en las regiones irradiadas no son claramente visibles bajo una ampliation apropiada sin potenciacion de contraste.

20 La energla de pulso del laser enfocado usado en el metodo depende en parte del tipo de material optico que va a irradiarse, cuanto cambio en el Indice de refraccion se desea y el tipo de estructuras que se quiere grabar en el material. La energla de pulso seleccionada tambien depende de la velocidad de exploration a la que las estructuras se escriben en el material optico. Normalmente, se necesitan mayores energlas de pulso para mayores velocidades de exploracion. Por ejemplo, algunos materiales exigen una energla de pulso desde 0,2 nJ hasta 100 nJ, mientras 25 que otros materiales opticos exigen una energla de pulso de desde 0,5 nJ hasta 10 nJ.

La anchura de pulso se preserva de modo que la potencia de maxima de pulso es suficientemente fuerte para superar el umbral de absorcion no lineal del material optico. Sin embargo, el vidrio de un objetivo de enfoque usado puede aumentar significativamente la anchura de pulso debido a la dispersion positiva del vidrio. Un esquema de compensation se usa para proporcionar una dispersion negativa correspondiente que puede compensar la 30 dispersion positiva introducida por el(los) objetivo(s) de enfoque. Por consiguiente, el termino “enfocado” en esta aplicacion se refiere al enfoque de luz desde un laser en un material polimerico optico usando un esquema de compensacion para corregir la dispersion positiva introducida por el(los) objetivo(s) de enfoque. El esquema de compensacion puede incluir una disposition optica seleccionada del grupo que consiste en al menos dos prismas y al menos un espejo, al menos dos rejillas de difraccion, un espejo gorjeado y espejos compensadores de dispersion 35 para compensar la dispersion positiva introducida por el objetivo de enfoque.

El uso del esquema de compensacion con el objetivo de enfoque puede generar pulsos con energla de pulso desde 0,01 nJ hasta 100 nJ, o desde 0,01 nJ hasta 50 nJ, y una anchura de pulso de desde 4 fs hasta 200 fs. A veces, puede ser ventajoso generar un pulso de laser con energlas desde 0,2 nJ hasta 20 nJ, y una anchura de pulso de desde 4 fs hasta 100 fs. Alternativamente, puede ser ventajoso generar un pulso de laser con energlas desde 0,2 nJ 40 hasta 10 nJ y una anchura de pulso de desde 5 fs hasta 50 fs.

El laser puede generar luz con una longitud de onda en el intervalo desde la radiation violeta hasta la cercana al infrarrojo. En diversas realizaciones, la longitud de onda del laser esta en el intervalo desde 400 nm hasta 1500 nm, desde 400 nm hasta 1200 nm o desde 600 nm hasta 900 nm.

La figura 7 muestra esquematicamente un aparato 702 preferido para formar lugares geometricos modificados. El 45 aparato 702 comprende un laser 704, preferiblemente un laser de femtosegundo tal como se usa en microscopios de dos fotones, una unidad 706 de control, una unidad 708 de exploracion, un elemento 710 de sujecion para el disco 12 de lente, y medios 712 para mover el disco 12 en el que se van a formar lugares geometricos modificados. Un laser adecuado esta disponible por Calmar Laser, Inc, Sunnyvale, California. Cada pulso emitido por el laser puede tener una duration de desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 100 femtosegundos y un nivel de 50 energla de al menos aproximadamente 0,2 nJ. Preferiblemente el laser 704 genera aproximadamente 50 millones de pulsos por cada segundo a una longitud de onda de 780 nm, una longitud de pulso de aproximadamente 50 fs, teniendo cada pulso una energla de pulso de aproximadamente 10 nJ, siendo el laser un laser de 500 mW. Un haz 721 de laser emitido se dirige mediante un espejo 722 giratorio a traves de un modulador 724 acustooptico que controla la frecuencia de los pulsos, normalmente a aproximadamente de 50 MHz hasta 100 MHz de velocidad de 55 repetition. El haz 721 de laser normalmente tiene un diametro de 2 mm cuando se emite por el laser. El haz 721 de

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laser se desplaza entonces a traves de la unidad 708 de exploracion que distribuye entonces los pulsos en numerosos haces. El patron puede ser un patron de exploracion por trama o patron de punto volante. La unidad 708 de exploracion se controla mediante un sistema 726 de control de ordenador para proporcionar la configuracion deseada de los lugares geometricos modificados en el disco 12.

El haz 721 emitido del laser tiene un diametro desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 2,5 nm. El haz 721, despues de salir del elemento 708 de exploracion, se enfoca entonces a un tamano adecuado para formar lugares geometricos modificados, normalmente para formar lugares geometricos que tienen un diametro desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 3 pm. El enfoque puede efectuarse con par de lentes 742 y 744 telescopicas, y un objetivo 746 microscopico, en el que otro espejo 748 giratorio dirige el haz desde el par de lentes hasta el objetivo microscopico. El objetivo de microscopio de enfoque puede ser un objetivo de 40 x/0,8 con una distancia de trabajo de 3,3 mm. La distancia de trabajo de exploracion y la unidad de control son preferiblemente unas unidades de exploracion de Heidelberg Spectralis HRA disponibles de Heidelberg Engineering ubicados en Heidelberg, Alemania.

Las opticas en la unidad de exploracion permiten que una region que tiene un diametro de aproximadamente de 150 a aproximadamente 450 pm se modifique sin tener que mover o bien el disco 14 o las opticas. Normalmente, una unica capa de 50mm de grosor puede microestructurarse en una region en aproximadamente un minuto.

Para modificar otras regiones del disco 12 es necesario mover el elemento 710 de sujecion con los medios 712 de movimiento. Los medios 712 de movimiento permiten el movimiento en la direccion “z” para proporcionar lugares geometricos modificados en diferentes capas, y tambien en las direcciones “x” y “y” para tratar regiones diferentes a la misma profundidad. Los medios 712 de movimiento sirven como un sistema de colocacion preciso para cubrir el diametro completo de un disco intraocular, que normalmente tiene un diametro de 6 mm.

El elemento 710 de sujecion puede ser un soporte, una cinta transportadora con rebajes dimensionados para la lente, una bandeja que tiene rebajes para la lente y cualquier otra estructura que pueda sujetar la lente de manera suficientemente estable para la formacion de un patron de refraccion deseado.

Los medios de movimiento pueden ser cualquier estructura mecanica, normalmente accionada por motores, que proporciona movimiento en las direcciones x, y y z, es decir, movimiento tridimensional. Los motores pueden ser motores paso a paso. Normalmente el movimiento es de hasta aproximadamente 10 mm/segundo.

El procedimiento de fabricacion de la lente usa el escalonamiento por medio de posicionamiento xyz desde un campo de exploracion (normalmente de 450 pm diametro) hasta el siguiente campo de exploracion del microscopio de dos fotones (exploracion por tramas o exploracion de punto volante). El microscopio de dos fotones proporciona la exploracion de profundidad. Normalmente, una capa de refraccion pude completarse dentro del intervalo del microscopio de dos fotones. Alternativamente, el posicionamiento en z se proporciona por posicionamiento en z mecanico, con el fin de proporcionar alcance extendido a capas mas profundas en el disco 14.

La unidad 706 de control puede ser cualquier ordenador que incluye memoria de almacenamiento, un procesador, un elemento de visualizacion, y medios de entrada tales como un raton, y/o un teclado. La unidad de control se programa para proporcionar el patron deseado de los lugares geometricos modificados en el disco 12 proporcionando instrucciones de control a la unidad 708 de exploracion, y cuando sea necesario a los medios 712 de movimiento.

Un programa a modo de ejemplo para formar un disco se muestra en la figura 8, en la que el haz se mantiene estacionario (es decir, el elemento de exploracion no se usa) y el disco objetivo se mueve mecanicamente. Cuando comienza el programa, se solicita al usuario que seleccione la lente deseada en la etapa 801. Despues, el usuario proporciona la velocidad de exploracion deseada el disco 14 durante el pulso de laser en la etapa 802. Solo cuando el ordenador termina esta velocidad es una velocidad segura, normalmente de 4 mm o menos de recorrido por cada segundo, hace que el programa acepte la entrada en la etapa 803. El programa establece despues que el laser usa la maxima potencia, y solicita al usuario la confirmacion para continuar en la etapa 804. En esta fase el programa proporciona al usuario una ultima oportunidad de impedir la escritura de la lente antes de la etapa 805. Si el usuario ha elegido abortar la escritura, el programa termina. De otra manera, el programa modifica un archivo de registro en la etapa 806 para grabar las variables apropiadas para grabar el mantenimiento y los avances.

El laser comienza en una posicion en un extremo en tanto la direccion x como y, que constituyen la posicion inicial. Cada capa en una lente modificada puede imaginarse como una pila de minicapas de una profundidad igual al grosor de un sitio. En una minicapa dada, el laser avance a traves de una dimension (por ejemplo x), al tiempo que sujeta las otras dos constantes (por ejemplo y y z), escribiendo de ese modo una serie de sitios. El programa comienza cada serie encontrando una ubicacion de red que constituye el punto de inicio de la serie actual en la etapa 807. A continuacion, el programa escribe esa serie siempre que sea apropiada en la etapa 808. Cuando el programa ha explorado el laser hasta el extremo exterior de una serie dada, modifica el archivo de registro para

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reflejar que esa serie esta completa en la etapa 809. El programa entonces consulta las instrucciones de entrada para determinar si existen series posteriores que van a formarse en la etapa 810. Este procedimiento continua hasta que se forman todas las series de lugares geometricos modificados de una minicapa dada. Siempre que una nueva serie necesita prepararse, el programa avanza a la segunda variable (por ejemplo y), y restablece la primera dimension (por ejemplo x) para comenzar una nueva serie 807. Una vez que el laser ha terminado de explorar a traves de todas las ubicaciones de red de la minicapa, que han considerado cada una sucesivamente y que ha escrito las series cuando era apropiado, el programa se realiza con la escritura para esta minicapa. El elemento de exploracion entonces restablece las dimensiones primera y segunda a sus posiciones originales en la etapa 811, volviendo de ese modo el laser a su posicion inicial. El programa actualiza el archivo de registro para mostrar que la capa esta completa en la etapa 812.

Entonces, el programa pregunta para determinar si son necesarias mas en la etapa 813 para lograr la lente deseada del usuario. Si se necesitan mas minicapas, el programa avanza a la tercera dimension (por ejemplo z) y repite el procedimiento anterior, comenzando con encontrar la primera ubicacion de red para la primera llnea de la nueva capa 817. Si no se necesitan mas minicapas, el programa devuelve el laser a su posicion de partida, original para las tres dimensiones en la etapa 814, modifica el registro de actividad para reflejar tanto que la redaccion esta completa como que el sistema una vez en la etapa 815, y termina de ejecutarse. Una vez que una capa, que normalmente tiene de desde 1 hasta 10 minicapas se completa, entonces cualquier capa adicional que necesite preparacion puede prepararse usando el mismo procedimiento. En un programa opcional, el punto de enfoque del elemento 708 de exploracion puede desplazarse en la direccion z (profundidad) para formar sitios mas profundos. Generalmente, se forman todos los sitios a la misma profundidad, y entonces se forman todos los sitios en la siguiente profundidad

dentro de una capa, hasta que se completan todos los sitios en una capa.

La memoria de almacenamiento puede ser uno o mas dispositivos para almacenar datos, incluyendo memoria de solo lectura (ROM), memoria de acceso aleatorio (RAM), medios de almacenamiento de discos magneticos, medios de almacenamiento optico, dispositivos de memoria flash y/u otros medios legibles mediante maquina para almacenar informacion.

El control puede implementarse mediante hardware, software, firmware, middleware, microcodigo o una combinacion de los mismos. Cuando se implementa en software, firmware, middleware o microcodigo, el codigo de programa o segmentos de codigo para realizar las tareas necesarias puede almacenarse en un medio legible mediante maquina tal como un medio de almacenamiento u otro(s) almacenamiento(s). Un procesador puede realizar las tareas necesarias. Un segmento de codigo puede representar un procedimiento, una funcion, un subprograma, un

programa, una rutina, una subrutina, un modulo, un paquete de software, una clase o una combinacion de

instrucciones, estructuras de datos o requisitos de programa. Un segmento de codigo puede acoplarse a otro segmento de codigo o a un circuito de hardware pasando y/o recibiendo informacion, datos, argumentos, parametros o contenidos de memoria. Informacion, argumentos, parametros, datos, etc. pueden procesarse, enviarse o transmitirse a traves de medios adecuados lo que incluye compartir memoria, intercambio de mensajes, control por slmbolo, transmision de redes, etc.

Opcionalmente modulo optico adaptativo (modulo AO) puede usarse para simular el efecto de una correccion refractiva, con respecto a claridad de imagen y profundidad de enfoque. El modulo AO puede estar compuesto por a compensador de punto de fase y un espejo activo con el fin de precompensar haces de luz individuales generados por el laser 704. Un dispositivo optico adaptado para compensar aberraciones asimetricas en un haz de luz es util para la invencion descrita en la patente estadounidense n.° 7.611.244. Un metodo y aparato para precompensar las propiedades de refraccion del ser humano con un control de realimentacion optico adaptativo se describe en la patente estadounidense n.° 6.155.684. El uso de espejos activos se describe en la patente estadounidense n.° 6.220.707.

La resolucion optica (Dxy, Dz) para una senal de dos fotones asciende a: 2 Dxy = 2x(0,325A)/(NA0,91) = 622nm (1/e2 diametro), (NA=apertura numerica, por ejemplo 0,8). Esto produce el tamano de un sitio.

Los campos de exploracion habituales en el modo de exploracion por trama ascienden a: 150mm de campo de vision: 1536x1536 plxeles a 5 Hz o 786x786 plxeles a 10 Hz; 300mm de campo de vision: 1536x1536 plxeles a 5 Hz o 786x786 plxeles a 9 Hz; 450mm de campo de vision: 1536x1536 plxeles a 5 Hz o 786x786 plxeles a 9 Hz.

Para el control de calidad al formar los lugares geometricos modificados, el laser puede usarse para generar luz a partir de la autoflorescencia del material de la lente. Los lugares geometricos modificados general mas fluorescencia que el material no modificado. Si no se detecta un aumento adecuado en la luz de fluorescencia emitida, esto indica que el procedimiento para formar los lugares geometricos modificados no esta llevandose a cabo apropiadamente. Un sistema adecuado para detectar autoflorescencia se muestra en la figura 7 de la solicitud de patente estadounidense con numero de serie 12/717.866 codependiente (publicada como documento US2010225014) publicada en la misma fecha, titulada “System for Characterizing A Cornea And Obtaining An Ophtalmic Lens”. (expediente del representante 19330-1). Asimismo, la autoflorescencia detectada puede usarse para colocar el punto focal del sistema de la rafaga de laser desde el objetivo 746 de microscopio para formar lugares geometricos

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adicionales, usando lugares geometricos modificados detectados como posicion de referenda.

Los efectos opticos proporcionados por la lente 10 para cualquier paciente particular pueden determinarse usando tecnicas convencionales para disenar una lente. Veanse, por ejemplo, las tecnicas descritas en las patentes estadounidenses n.os 5.050.981 (Roffman); 5.589.982 (Faklis); 6.626.535 (Altman); 6.413.276 (Werblin); 6.511.180 (Guirao et al); y 7.241.311 (Norrby et al). Tambien se describe una tecnica adecuadas en la solicitud de patente estadounidense, n.° de serie n.° 12/717,866. (Docket n.° 19330-1) codependiente mencionada anteriormente.

Opcionalmente, puede incluirse un absorbente de luz de la longitud de onda de haz de laser en el disco para reducir la cantidad de energla necesaria para formar los lugares geometricos modificados. Es deseable disponer de la menor cantidad de energla posible usada para este fin, dado que una exposicion a energla en exceso puede dar como resultado un agrietamiento u otros cambios mecanicos no deseados en el cuerpo 12. A modo de ejemplo de absorbentes de UV que pueden usarse con el laser 704 son los derivados de benzotriozoles, tales como 2-(5-cloro- 2-H-benzotriazol-2-il)-6-(1,1-dimetil-etil)-4-(propieniloxipropil) fenol, y derivados de benzofenol, tales como 3-vinil-4- fenilazofenilamina, que es un tinte amarillo que absorbe a una longitud de onda de 390 nm. Preferiblemente, la cantidad de absorbente de UV prevista es de al menos el 0,01% en peso, y hasta aproximadamente el 1% en peso del material usado para formar el cuerpo 12 de lente.

En la figura 9, se muestra la energla (I) (nJ) umbral para lograr un cambio estructural en material de plastico en funcion del (%) de concentracion de un absorbente de UV aromatico. La caracterlstica tlpica demuestra una fuerte dependencia de la energla umbral con respecto a la concentracion del absorbente de UV, que indica el realce del cambio estructural local permanente con la concentracion del absorbente de UV, debido a la probabilidad aumentada de procedimientos de absorcion de dos fotones a 390 nm de longitud de onda, la mitad de la longitud de onda de los pulsos de laser en femtosegundos accidentales de 780 nm. La interaction local de las moleculas del material del huesped de plastico da como resultado una microcristalizacion parcial, localizada del material de plastico, que produce un aumento An del Indice n de refraction. A una concentracion del 0,8% del absorbente de UV, tal como se usa en materiales de lente intraocular comerciales, se requiere una energla umbral de aproximadamente 0,1nJ. Por el contrario, en material plastico en bruto, sin purificar, es necesaria una energla umbral de aproximadamente 1nJ. Las energlas umbral especificadas se basan en un tamano de punto de aproximadamente 1mm de diametro, que produce unas fluencias de laser umbrales de aproximadamente 0,01 J/cm2 y 0,1 J/cm2, respectivamente.

La figura 10 muestra el procedimiento de interaccion de material de laser para cambiar el Indice de refraccion de un material plastico con pulsos de laser en femtosegundos. En la figura 10A, el cambio An del Indice de refraccion se representa en funcion de la energla de pulso; en la figura 10B, el cambio An del Indice de refraccion se representa en funcion del numero de pulsos en la zona focal a una energla de pulso fija (por ejemplo 0,2 nJ). la curva 1050 en la figura 10A demuestra que con una energla de pulso creciente de desde 0,1nJ hasta 8nJ, el cambio An del Indice de refraccion n se ve potenciado de desde aproximadamente el 0,1% hasta aproximadamente el 1,0%. El umbral para que se produzca inicialmente un cambio medible An del Indice de refraccion n se representa en la posicion 1052 de la curva 1050; a un nivel de energla de pulso de aproximadamente 8nJ, correspondiente a un flujo de laser de aproximadamente 0,8 J/cm2, se alcanza el umbral para la fotodisrupcion del material de plastico, dando como resultado un dano colateral del material y opacificaciones, que facilitan perdidas de dispersion no deseadas de la luz que se transmite a traves del material de plastico. Tal como puede observarse a partir de la 1050, el intervalo de las energlas de laser de pulso posibles se extiende sobre dos ordenes de magnitud, desde 0,05 nJ hasta 8 nJ, permitiendo un funcionamiento seguro del procedimiento de fabrication que se produce en el extremo inferior del intervalo, a una energla de pulso de aproximadamente 0,2 nJ. En material de plastico sin impurificar, el intervalo seguro para un procedimiento de fabricacion correspondiente solo se extiende sobre cerca de un orden de magnitud. Adicionalmente, las energlas de pulso bajas, que se facilitan mediante la incorporation del absorbente de UV, permiten una modification especialmente facil de las propiedades del material, proporcionando una membrana de desplazamiento de fase intraocular con perdidas de dispersion de luz extremadamente bajas. En la figura 10B, la curva 1060 indica que el efecto acumulativo de aproximadamente 50 pulso de laser en el volumen focal provoca cambios del Indice de refraccion An del orden del 1%, suficientes para lograr una diferencia de longitud de trayectoria optica (OPD = (An) x grosor) de 1,0 de ondas en una capa de material de plastico de 50mm de grosor, eligiendo una energla de pulso baja de 0,2nJ.

En la figura 11, se ejemplifica el procedimiento de fabricacion de una lente de desplazamiento de fase intraocular en la que la unidad 708 de exploration proporciona un patron de exploration por trama. Un procedimiento que muestra la colocation sucesiva a menudo adyacente de minicapas, se demuestra comprendiendo cada campo un patron de exploracion por trama densamente espaciado. Se muestra una pila 1170 de minicapas 1176, 1178, 1180, 1182, 1184, 1186, 1188, 1190, 1192 y 1194 exploradas por trama en un sistema de coordenadas x-(1172) e y-(1174) y se extiende sobre un grosor 1202 de aproximadamente 50 pm, es decir, cada minicapa amontona hasta aproximadamente 5mm. El tamano lateral de minicapas individuales normalmente varla entre 150 pm y 450 pm para las dimensiones de x (1198) e y (1199), lo que permite un cambio en la disposition de pulso de laser en el volumen focal de 1mm de diametro por cada punto por un factor de diez. La superficie 1996 es el final de una capa.

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En la figura 12, se presenta la fabricacion de una lente de desplazamiento de fase intraocular en la que la unidad 708 de exploracion proporciona un patron de punto que vuela en capas. A modo de un ejemplo, se muestra la colocacion sucesiva de diez exploraciones circulares separadas firmemente. Se muestra una pila 1210 de exploraciones 1216, 1218, 1220, 1222, 1224, 1226, 1228, 1230, 1232 y 1234 circulares en un sistema de coordenadas x (1212) e y (1214) y se extiende sobre un grosor 1238 de aproximadamente 50 pm, es decir, la distancia entre exploraciones circulares individuales o cantidades de minicapas hasta aproximadamente 5 pm. El diametro 1236 de las exploraciones circulares puede ser desde tan pequeno como unas pocas micras hasta

aproximadamente 450 pm, de modo que la cantidad de cobertura de pulso de laser por punto resolvible puede

cambiarse sobre un amplio intervalo. La velocidad de la secuencia de puntos por cada llnea puede elegirse segun se requiera, cambiando la longitud de una llnea de exploracion. Las llneas de exploracion individuales pueden exhibir diversas formas. La resolucion de los detalles de exploracion mas pequenos puede cumplir con el llmite de resolution del microscopio de dos fotones en aproximadamente pm diametro, mientras que el procedimiento de exploracion por trama, tal como se describio con respecto a la figura 11, se limita a una resolucion de

aproximadamente 150 pm, tal como se facilita por los campos de exploracion por trama mas pequenos de un

microscopio de dos fotones. Para aplicaciones practicas, el procedimiento de fabricacion de membrana de desplazamiento de fase intraocular se logra mediante el sistema de exploracion dual de manera complementaria: La parte en bruto del procedimiento se realiza con el metodo de exploracion por trama de tiempo optimo, mientras que los detalles finos de las propiedades de refraction requeridas se facilitan por el elemento de exploracion de punto volante con su resolucion espacial alta inherente.

En la figura 13, se demuestra la creation de una estructura en capas refractiva mediante variation con respecto a los puntos del cambio del Indice de refraccion An. En general, la estructura de refraccion se incorpora en una capa con forma rectangular en el cuerpo 12 de lente de desplazamiento de fase intraocular. En la figura 13, se muestra una parte del dispositivo de membrana de desplazamiento de fase intraocular, comprendido por ejemplo, tres franjas 1344, 1348, 1350 y 1384 proximas con una anchura de 150mm, 300 pm y 450 pm, respectivamente. Las dimensiones globales de la region 14 de cuerpo ascienden a una anchura de 1340 de 900 pm y un grosor 1342 de 50 pm. Dado que el numero de plxeles homologado por cada llnea de exploracion en las direcciones x-y se elige como 1536 X 1536 plxeles, las densidades de pulsos por cada llnea 1346, 1350 y 1354 de exploracion ascienden a 10 pulsos por cada micra, 5 pulsos por cada micra y 3 pulsos por cada micra, respectivamente, produciendo un factor de cubrimiento bidimensional de 100 pulsos por cada punto, 25 pulsos por cada punto y 9 pulsos por cada punto, respectivamente.

MODIFICACION IN SITU (no cubierta por la revindication 10)

Sustancialmente el mismo metodo y aparato comentados anteriormente pueden usarse para lentes modificadas in situ. Esto incluye lentes intraoculares, lentes de cornea, lentes de cornea de contacto y lentes de cristalino naturales. En muchos casos, la lente ya tiene caracterlsticas opticas, tales como potencia dioptica, toricidad y/o asfericidad. Este metodo es util para lentes de ajuste fino, y proporciona una option para operation de LASIK.

Para una modification in situ, se usa el aparato de la figura 7, a exception de si no hay necesidad de una elemento 710 de sujecion de lente o de medios 712 para mover la lente. En cambio, mientras el campo de modificacion proporcionado por el sistema de enfoque cubra solo una parte de la lente que se esta modificando, el sistema de enfoque puede cambiarse para el enfoque de regiones adicionales. Con referencia a la figura 14, puede modificarse una capa 1410 de aproximadamente 6 pm en diametro de una lente natural usando el aparato de la figura 7. La capa 1410 contiene lugares geometricos modificados, teniendo cada lugar geometrico modificado desde 1 hasta 10 sitios. Normalmente, se modifica una region de aproximadamente 2 pm de diametro como un campo de exploracion. Entonces el sistema de lente del aparato de la figura 7 se desplaza de manera secuencial para modificar regiones adicionales. Cada region puede tener uno o mas planos de lugares geometricos modificados.

El concepto del diseno de lente personalizada y la modificacion in situ pueden usarse para lograr correcciones refractivas personalizadas en ojos humanos in-vivo, por ejemplo, al modificar la cornea. Puede elegirse la creacion de una capa refractiva en una cornea humana usando metodos descritos en el presente documento. Por ejemplo, asumiendo una alteration del Indice de refraccion del 1% en tejido de colageno, la exposition de una capa de 50mm grosor en el interior del estroma anterior de la cornea es suficiente para facilitar correcciones refractivas de hasta +/- 20 dioptrlas. Una serie de capas de lugares geometricos modificados se coloca preferiblemente de desde 100 pm hasta 150 pm por debajo de superficie de la cornea. Pueden conseguirse las correcciones de errores de refraccion toricos y asfericos, as! como las aberraciones opticas de orden alto. El calculo de la correction requerida puede lograrse de manera similar al caso de diseno de LIO personalizado, mediante tecnicas bien conocidas en la tecnica, o mediante las tecnicas descritas en la solicitud con n.° de serie 12/717,866, (expediente del representante 19330-1) codependiente mencionada anteriormente. El procedimiento de alteracion in situ del tejido puede facilitarse mediante el microscopio 704 de 2 fotones, que proporciona un control del procedimiento en llnea, basandose en la obtencion de imagenes de autoflorescencia de los diversos tejidos de la cornea.

En contraste a los materiales de lente polimericos, el tejido de la cornea no es homogeneo. La estructuera de la cornea puede visualizarse mediante microscopla de 2 fotones, utilizando un modo de obtencion de imagenes de

fluoresdencia y de segunda generation armonica (SHG).

En la figura 14, se representa la creation de una capa refractiva en el interior de la parte anterior una lente de cristalino humano. Preferiblemente, se selecciona una capa 1410, que se coloca a aproximadamente 100 pm por debajo de la capsula de lente anterior. La aplicacion para tejido de lente modificada se crea especialmente para 5 crear multifocalidades en el ojo humano con presbicia para facilitar la vision de cerca o para corregir la miopia (la vision de cerca) o la hipermetropla (la vision de lejos) y el astigmatismo (toricidad).

Se considera que la modification in situ de la cornea y los tejidos de lente puede, eventualmente sustituir a la operation de LASIK, a los procedimientos de intercambio de lentes refractivas (RLE), y a los procedimientos de lente faquica al proporcionar una alternativa confortable para el paciente y no invasiva.

10 Aunque la presente invention se ha descrito en detalle considerable con referencia a las versiones preferidas de la misma, son posibles otras versiones. Por tanto, el alcance de las reivindicaciones adjuntas no debe limitarse a la description de las versiones preferidas contenidas en el mismo.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Lente dimensionada para su uso en un ojo humano que comprende:

a) un cuerpo (12) compuesto de un material optico polimerico que tiene un primer Indice de refraccion y que comprende un absorbente de luz UV, teniendo el cuerpo (12) superficies (14) anterior y (16) posterior opuestas y un eje (19) optico;

b) una microestructura de refraccion con patron contiguo formada en una capa (22) del cuerpo (12) que usa una tecnica de envoltura de fase de modulo 2p, comprendiendo la microestructura con patron contiguo una pluralidad de lugares geometricos modificados en los que cada lugar geometrico modificado:

(a) se crea mediante exposicion a luz laser enfocada que da como resultado un cambio del Indice de refraccion del material optico en el lugar geometrico,

(b) tiene forma cillndrica recta y tiene un eje sustancialmente paralelo al eje (19) optico, y

(c) tiene una profundidad axial de al menos 5 pm,

en la que la cantidad de cambio en el Indice de refraccion se altera para posiciones de lugar geometrico diferentes de manera que los lugares geometricos modificados tienen una pluralidad de Indices de refraccion que son diferentes del primer Indice de refraccion;

en la que la region del cuerpo en el exterior de la microestructura con patron contiguo no se ve afectada por la luz laser enfocada,

en la que cada lugar geometrico modificado comprende al menos un sitio y la cantidad de cambio en el Indice de refraccion (An) de cada lugar geometrico modificado se determina mediante al menos uno de los siguientes:

(i) el numero de pulsos de luz laser aplicados a cada sitio, en el que cada sitio es un punto sobre el que se enfocan pulsos de luz laser del laser;

(ii) la duracion de cada pulso de luz laser; y

(iii) la energla de cada pulso de luz laser

en la que el absorbente de luz UV interactua con la luz laser enfocada, absorbiendo dicha luz laser en un procedimiento de absorcion de dos fotones para formar lugares geometricos modificados, reduciendo el absorbente de luz UV la cantidad de energla requerida para un cambio estructural local permanente, y

en la que ademas la tecnica de envoltura de fase de modulo 2p da como resultado una microestructura de refraccion con patron contiguo de lugares geometricos modificados que tiene un patron de cambios en el Indice de refraccion del material que comprende una estructura optica de refraccion de desplazamiento de fase, que ajusta uno o mas efectos opticos de la lente, comprendiendo dicha estructura optica de refraccion de desplazamiento de fase una pluralidad de ondas completas, zonas de fase envuelta que compensan diferencias de longitud de trayectoria optica dentro de un conjunto de haces de luz vecinos, de manera que todos los haces de luz vecinos contiguos estan en fase entre si.
2. Lente segun la reivindicacion 1 en la que la cantidad de cambio en el Indice de refraccion (An) se altera para posiciones de lugar geometrico diferentes entre un valor mas bajo de An = 0,001 y un valor mas alto de An = 0,01.
3. Lente segun la reivindicacion 1 en la que la microestructura de refraccion con patron contiguo comprende al menos uno de los siguientes:

a) una estructura de refraccion;

b) los lugares geometricos modificados que estan configurados en una capa plana;

c) los lugares geometricos modificados que estan configurados en una capa plana que es sustancialmente perpendicular al eje optico;

d) un patron de anillo anular;

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e) el efecto optico comprende cambiar la potencia dioptrica del cuerpo por al menos mas o menos 0,5;

f) al menos algunos de los lugares geometricos modificados tienen una longitud de trayectoria optica de longitud de onda de desde 0,1 hasta aproximadamente 1 mayor que la longitud de trayectoria optica de un lugar geometrico sin modificar, en la que la longitud de onda es con respecto una luz de longitud de onda de 555 nm;

g) al menos algunos de los lugares geometricos modificados estan configurados en un patron sustancialmente circular alrededor del eje optico;

h) el cuerpo (12) incluye lugares geometricos modificados suficientes configurados en la microestructura de refraccion con patron contiguo formada en la capa para que al menos el 90% de la luz proyectada sobre la superficie anterior en una direccion generalmente paralela al eje optico pase a traves de al menos un lugar geometrico modificado;

i) existen al menos 1.000.000 de lugares geometricos modificados en la microestructura con patron contiguo formada en la capa del cuerpo;

j) tanto las superficies (16) posterior como (14) anterior son sustancialmente planas;

k) el material incluye un absorbente de luz UV de al menos 0,01% en peso, y en el que opcionalmente el absorbente de luz UV comprende preferiblemente un tinte amarillo que absorbe a una longitud de onda de 390 nm; y

l) el material incluye un absorbente de luz UV en una concentracion del 0,01% en peso al 1% en peso, preferiblemente de 0,8% en peso.
4. Lente segun la reivindicacion 1 en la que se produce uno cualquiera de los siguientes:

a) se proporcionan sustancialmente todos los efectos opticos correctivos proporcionados por la lente mediante los lugares geometricos modificados;

b) el efecto optico comprende una potencia dioptrica de desde aproximadamente -15 hasta aproximadamente +42;

c) el efecto optico proporciona un ajuste torico a la lente (10);

d) . el efecto optico proporciona un ajuste asferico a la lente (10);

e) al menos una de las superficies es sustancialmente concava;

f) el cuerpo tiene forma de disco; y

g) el efecto optico comprende una potencia dioptrica de al menos 15.
5. Lente segun la reivindicacion 1 en la que se aplica al menos uno de los siguientes:

(i) la lente esta dimensionada para ser una lente (10) intraocular, y preferiblemente el cuerpo (12) tiene al menos una haptica (18);

(ii) al menos una de las superficies es sustancialmente convexa y preferiblemente al menos una de las superficies es sustancialmente concava;

(iii) el grosor maximo del cuerpo es de desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 400 pm y preferiblemente el grosor maximo del cuerpo es de aproximadamente 250 pm; y

(iv) cada capa es sustancialmente perpendicular al eje (19) optico.
6. Lente segun la reivindicacion 1 en la que cada lugar geometrico modificado tiene un diametro de aproximadamente 1 pm y una profundidad axial de no mas de aproximadamente 50 pm y preferiblemente en la que cada lugar geometrico modificado tiene una profundidad axial de desde 5 hasta 50 pm, y en la que opcionalmente la capa tiene un grosor de aproximadamente 50 pm.

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7. Lente segun la reivindicacion 1 que comprende ademas una segunda capa, en la que existen al menos dos lugares geometricos modificados en la segunda capa y la segunda capa esta alejada de la capa.
8. Lente segun la reivindicacion 7 en la que la segunda capa tiene un grosor de aproximadamente 50 pm, en la que existen al menos dos lugares geometricos modificados en la segunda capa y la segunda capa esta alejada de la capa por al menos una micra, y en la que opcionalmente, la segunda capa esta alejada de la capa al menos cinco micras y preferiblemente en la que cada lugar geometrico modificado en la segunda capa tiene una profundidad axial de al menos cinco micras.
9. Lente segun cualquier reivindicacion anterior en la que cada lugar geometrico modificado tiene desde 1 hasta 10 sitios, estando dispuestos los sitios en una direccion axial, estando formado cada sitio por una unica rafaga de laser.
10. Metodo para modificar una propiedad optica de una lente dimensionada para la colocacion en un ojo humano que comprende las etapas de:

a) sujetar un cuerpo (12) externo a un ojo, teniendo el cuerpo (12) una superficie (14) anterior y (16) posterior y un eje optico, y estando compuesto por un material optico polimerico que tiene un primer Indice de refraccion y comprendiendo un absorbente de luz UV;

b) formar una microestructura de refraccion con patron de tres dimensiones contiguo dentro de una capa (22) del cuerpo (12) usando una tecnica de envoltura de fase de modulo 2p formando una pluralidad de lugares geometricos modificados contiguos en la capa, teniendo cada lugar geometrico modificado forma cillndrica recta y teniendo un eje sustancialmente paralelo al eje (19) optico y teniendo una profundidad axial de al menos 5 pm, y formado exponiendo los lugares geometricos a un haz de laser pulsado enfocado en cada lugar geometrico de dicha pluralidad de lugares geometricos contiguos, provocando que un procedimiento de absorcion de dos fotones mediante el material optico polimerico de cada lugar geometrico modificado de como resultado un cambio del Indice de refraccion, teniendo el material optico polimerico de cada lugar geometrico modificado uno de una pluralidad de Indices de refraccion que son diferentes del primer Indice de refraccion, de manera que se altera la cantidad de cambio en el Indice de refraccion (An) para posiciones de lugar geometrico diferentes;

en el que cada lugar geometrico modificado comprende al menos un sitio y la cantidad de cambio en el Indice de refraccion (An) de cada lugar geometrico modificado se controla por al menos uno de los siguientes:

(i) el numero de pulsos de luz laser aplicados a cada sitio, en el que cada sitio es un punto sobre el que se enfocan pulsos del laser;

(ii) la duracion de cada pulso de luz laser; y (ii) la energla de cada pulso de luz laser; y

en el que el absorbente de luz UV interactua con la luz laser enfocada, absorbiendose dicha luz laser en un procedimiento de absorcion de dos fotones para formar lugares geometricos modificados, reduciendo el absorbente de luz UV la cantidad de energla requerida para un cambio estructural local permanente; y

en el que la tecnica de envoltura de fase de modulo 2p da como resultado una microestructura de refraccion con patron contiguo de lugares geometricos modificados que tiene un patron de cambios en el Indice de refraccion del material que comprende una estructura optica de refraccion de desplazamiento de fase, que ajusta uno o mas efectos opticos de la lente, comprendiendo dicha estructura optica de refraccion de desplazamiento de fase una pluralidad de ondas completas, zonas de fase envuelta que compensan diferencias de longitud de trayectoria optica dentro de un conjunto de haces de luz vecinos, de manera que todos los haces de luz vecinos contiguos estan en fase entre si.
11. Metodo segun la reivindicacion 10 en el que se altera la cantidad de cambio en el Indice de refraccion (An) para posiciones de lugar geometrico diferentes entre un valor mas bajo de An = 0,001 y un valor mas alto de An = 0,01.
12. Metodo segun la reivindicacion 10, que comprende al menos uno de los siguientes:

(a) la microestructura de refraccion con patron contiguo de tres dimensiones formada en la etapa de formacion comprende una estructura de refraccion;

(b) la capa que es plana;

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(c) la capa que es sustancialmente perpendicular al eje (19) optico;

(d) la microestructura de refraccion con patron de tres dimensiones contiguo que comprende un patron de anillo anular;

(e) ajustar el efecto optico comprende ajustar la potencia dioptrica de la lente (12) en al menos mas o menos 0,5;

(f) al menos algunos de los lugares geometricos modificados durante la etapa de formacion tienen una longitud de trayectoria optica de longitud de onda desde 0,1 hasta aproximadamente 1 mayor que la longitud de trayectoria optica de un lugar geometrico sin modificar, en el que la longitud de onda es con respecto una luz de longitud de onda de 555 nm;

(g) al menos algunos de los lugares geometricos modificados durante la etapa de formacion estan configurados en un patron sustancialmente circular alrededor del eje (19) optico;

(h) lugares geometricos suficientes estan modificados en la microestructura con patron de tres dimensiones contiguo durante la etapa de formacion de modo que al menos el 90% de la luz proyectada sobre la superficie anterior en una direction generalmente paralela al eje (19) optico pasa a traves de al menos un lugar geometrico modificado;

(i) existen al menos 1.000.000 lugares geometricos modificados en la microestructura con patron contiguo formada en la capa del cuerpo;

(j) tanto la superficie (16) posterior como la (14) anterior del cuerpo que son sustancialmente planas;

(k) el material incluye un absorbente de luz UV en una concentration del 0,01% en peso al 1% en peso, preferiblemente 0,8% en peso, y la energla de pulso es de aproximadamente 0,2nJ;y

(l) la longitud de onda de la rafaga de laser es desde 400nm hasta 1500nm y preferiblemente desde 600nm hasta 900nm.
13. Metodo segun la reivindicacion 10 en el que se aplica al menos uno de los siguientes:

(i) cada lugar geometrico modificado durante la etapa de formacion tiene una profundidad axial de desde 5 hasta 50 pm; y

(ii) cada lugar geometrico modificado durante la etapa de formacion tiene desde 1 hasta 10 sitios, estando dispuestos los sitios en una direccion axial, estando formado cada sitio por una unica rafaga de laser.
14. Metodo segun la reivindicacion 10 en el que la estructura optica de desplazamiento de fase genera un ajuste asferico a la lente (12).
15. Metodo segun la reivindicacion 10 en el que la estructura optica de desplazamiento de fase genera un ajuste torico a la lente (12).