UNA SERIE DE LENTES ESFÉRICAS DE CONTACTO
Esta invención se refiere a una serie de lentes de contacto En particular, a una serie de lentes de contacto capaces de lograr mejor ajuste de lente en un ojo y que tienen una aberración esférica controlada incorporada en la misma Las lentes de contacto se usan ampliamente para corregir defectos tales como invidencia de cerca e invidencia de lejos (miopía e ipermetropia, respectivamente) La mayoría de las lentes de contacto disponibles en el mercado para corregir miopía e hipermetropia tienen típicamente diseños esféricos, a saber, cada lente de contacto tiene una superficie anterior esférica y una superficie posterior asférica Aunque las lentes de contacto con diseño de lente esférica proporcionan agudeza visual aceptable, hay varias desventajas asociadas con tal diseño tradicional Primero, un diseño de lente esférica puede conducir a un ajuste inadecuado de la lente sobre un ojo, puesto que la cornea humana tiene generalmente una superficie asférica Segundo, un diseño de lente esférica puede introducir aberraciones esféricas indeseables a una lente debido a su geometría y disminuir por lo tanto la agudeza visual Mediante la provisión de una superficie de lente con asfepcidad, se puede ser capaz de eliminar aberraciones esféricas Sin embargo, eliminando las aberraciones esféricas de una lente, el perfil de potencia óptica de una lente de contacto se cambia de manera inadvertida y como tal, la potencia óptica aparente a una abertura dada (por ejemplo A mm de
tamaño de pupila) de una lente puede ya no ser la potencia óptica deseada y como objetivo Tales cambios en potencias ópticas aparentes pueden obstaculizar grandemente a un facultativo al cuidado de los ojos prescribir correctamente una lente de contacto a un paciente Por lo tanto, existe una necesidad de lentes de contacto que proporcionen buen ajuste de lente y tengan aberraciones esféricas de lente controladas La invención proporciona una serie de lentes de contacto que tienen una potencia óptica que fluctúa desde aproximadamente -15 hasta aproximadamente 10 dioptrías (D) Cada lente comprende una superficie anterior que tiene una primera zona óptica central y una superficie posterior opuesta que tiene una segunda zona óptica central Las primera y segunda zonas ópticas centrales son cada una superficies esféricas La primera zona óptica central de cada lente tiene un diseño esférico que, en combinación con la segunda zona óptica central, proporciona un perfil de potencia óptica seleccionado del grupo que consiste de (a) un perfil de potencia óptica sustancialmente constante, (b) un perfil de potencia que imita el perfil de potencia óptica de una lente esférica con potencia óptica objetivo idéntica, y (c) un perfil de potencia en el cual la aberración esférica de lente a 6 mm de diámetro es desde aproximadamente 0.65 dioptrías hasta aproximadamente 1 8 dioptrías más negativa que la aberración esférica a 4 mm de diámetro La invención proporciona también una sene de lentes esféricas
de contacto que tienen una potencia óptica que fluctúa desde aproximadamente -15 dioptrías hasta aproximadamente -6 dioptrías, en donde cada lente comprende una superficie anterior que tiene una primera zona óptica central y una superficie posterior opuesta que tiene una segunda zona óptica central Una de las primera y segunda zonas ópticas centrales es una superficie esférica mientras que la otra es una superficie asférica La superficie asférica tiene un diseño que, en combinación con la superficie esférica, proporciona un perfil de potencia óptica en el cual la aberración esférica de la lente a 6 mm de diámetro es desde aproximadamente 065 dioptría hasta aproximadamente 1 8 dioptrías más negativa que la aberración esférica a 4 mm de diámetro La invención proporciona además un método para producir una sene de lentes de contacto de la invención Estos y otros aspectos de la invención serán aparentes a partir de la siguiente descripción de las modalidades preferidas tomadas en conjunto con los siguientes dibujos Breve Descripción del Dibujo La Figura 1 muestra esquemáticamente un perfil de aberración esférica de una sene de lentes de contacto de acuerdo con una modalidad preferida de la invención La invención se refiere a una sene de lentes de contacto que tienen potencia óptica que fluctúa desde aproximadamente -15 hasta aproximadamente 10 dioptrías (D), de preferencia desde aproximadamente -10 dioptrías hasta 10 dioptrías Cada lente
comprende una superficie anterior que tiene una primera zona óptica central y una superficie postepor opuesta que tiene una segunda zona óptica central Las primera y segunda zonas ópticas centrales son, cada una, superficies asfepcas La segunda zona óptica central de todas las lentes en la serie son sustancialmente idénticas una de otra y son superficies asfépcas La primera zona óptica central de cada lente tiene un diseño asférico que, en combinación con la segunda zona óptica central, proporciona un perfil de potencia óptica seleccionado del grupo que consiste de (a) un perfil de potencia óptica sustancialmente constante, (b) un perfil de potencia que imita el perfil de potencia óptica de una lente esférica con idéntica potencia óptica objetivo, y (c) un perfil de potencia en el cual la aberración esférica de lente a 6 mm de diámetro es desde aproximadamente 065 dioptrías hasta aproximadamente 1 8 dioptrías mas negativa que la aberración esférica a 4 mm de diámetro Como se usa en la presente, una "superficie asférica" pretende describir una superficie rotacionalmente simétrica que no es esférica Una "lente de contacto esférica" pretende describir una lente de contacto que tiene una zona óptica central cuyas dos superficies opuestas son esféricas (es decir, cada una puede ser definida mediante una función matemática esférica) Una "potencia óptica objetivo" en referencia a una lente de contacto significa una potencia óptica prescrita por un facultativo al cuidado de los ojos para proporcionar una corrección esférica negativa o positiva Tradicionalmente, la potencia óptica objetivo corresponde
a la potencia óptica en el centro de una lente de contacto Un "perfil de potencia óptica" o "perfil de potencia" en referencia a una lente de contacto pretende describir variaciones de potencia óptica a partir del centro al borde de la zona óptica central de la lente de contacto "Aberración esférica" en referencia a una lente significa que la potencia óptica de la lente varía con la distancia desde el eje central (diámetro), desviada desde la potencia óptica ideal (es decir, en el centro de la lente), y es rotacionalmente simétrica alrededor del eje central Una aberración esférica negativa pretende describir que la potencia óptica de una lente de cualquier diámetro es menor (o más negativa) que la potencia óptica de la lente en el centro Una aberración esférica positiva pretende describir que la potencia óptica de una lente de cualquier diámetro es mas grande (o más positiva) que la potencia óptica de la lente en el centro Un "perfil de aberración esférica" en referencia a una lente de contacto pretende describir variaciones de aberración esférica desde el centro hasta el borde de la zona óptica central de la lente de contacto Un "perfil de potencia óptica sustancialmente constante" en referencia a una lente de contacto pretende describir un perfil de potencia en el cual la aberración esférica en cualquier diámetro (distancia desde el centro de la zona óptica) con una zona óptica de 6 mm de diámetro está entre aproximadamente -0 1 dioptría hasta aproximadamente 01 dioptría
La segunda zona óptica central de la superficie posterior es, de preferencia, una superficie cónica definida mediante una función matemática
] +]??)c)x2
en la cual S-, es la altura sagital, Ci es la curvatura apical (el recíproco del radio apical), x es la distancia radial desde el ápice, y k es una constante cónica Una superficie comea puede ajustarse más adecuadamente a la topografía de la córnea de un ojo y puede proporcionar mayor confort a un usuario Más preferiblemente, todas las lentes en la sene tienen un diseño común de la segunda zona óptica central La primera zona óptica central de la superficie anterior es de preferencia una superficie definida mediante
S2 = + aX + a2x + aX + a4xs + aX° + abxn + a,*1 (2)
en donde S2 es la altura sagital, c2 es la curvatura apical (el recíproco del radio apical), x es la distancia radial desde el ápice, y k2 es una constante cónica, y a-i a a7 son los coeficientes Es bien sabido por aquellos expertos en la técnica que la potencia óptica de una lente de contacto es, ínter alia, una función del índice de refracción del material de la lente y la diferencia algebraica entre las curvaturas de la superficie anterior y la superficie posterior
de la lente. La primera zona óptica central y la segunda zona óptica central se combinan para proporcionar una potencia óptica para corregir la miopía o la hipermetropía. Se puede obtener cualquier perfil de potencia ajustando uno o más de c, k y a, a a7 en la ecuación (2). En una modalidad preferida, donde una lente de contacto en la serie tiene una potencia óptica objetivo desde 0 hasta aproximadamente 10 dioptrías, tiene un perfil de potencia óptica sustancialmente constante. En otra modalidad preferida, donde una lente de contacto en la serie tiene una potencia óptica objetivo desde aproximadamente -1 hasta aproximadamente -6 dioptrías, tiene un perfil de potencia que imita el perfil de potencia óptica de una lente esférica con idéntica potencia óptica objetivo. En una modalidad preferida adicional, donde una lente de contacto en la serie tiene una potencia óptica objetivo desde aproximadamente -6 dioptrías hasta aproximadamente -15 dioptrías, de preferencia desde aproximadamente -6 dioptrías hasta aproximadamente -10 dioptrías, tiene un perfil de potencia en donde la aberración esférica de la lente a 6 mm de diámetro es desde aproximadamente 0.65 dioptría hasta aproximadamente 1.8 dioptrías, más preferíblemente desde aproximadamente 0.9 hasta aproximadamente 1.4, más negativa que la aberración esférica a 4 mm de diámetro Aún más preferible, la lente tiene un perfil de aberración esférica constante que es sustancialmente idéntico a aquel de una
lente que tiene -6 dioptrías Se ha descubierto que para una lente de contacto plana o una lente de contacto con potencia óptica positiva, la eliminación de la aberración esférica de la lente no cambiaría sustancialmente la potencia óptica aparente de la lente mientras que proporciona una mejor agudeza visual Se ha descubierto también que para una lente de contacto que tiene una potencia óptica desde aproximadamente -1 hasta aproximadamente -6, la eliminación de la aberración esférica de la lente disminuiría significativamente (es decir, con relación a porcentaje de cambios) la potencia óptica aparente de la lente a una abertura relativamente mayor Tal lente puede no ser capaz de proporcionar una potencia óptica de objetivo definida tradicionalmente Puesto que los facultativos al cuidado de los ojos prescriben típicamente lentes para pacientes con base en la definición tradicional de potencias objetivo, la lente de contacto sin aberración esférica y que tiene una potencia óptica objetivo desde aproximadamente -1 dioptría hasta aproximadamente -10 dioptrías puede no ser capaz de proporcionar una buena agudeza visual Es bien sabido que una lente esférica de contacto que tiene una potencia óptica objetivo desde aproximadamente -1 dioptría hasta aproximadamente -10 dioptrías tiene de manera inherente aberraciones esféricas negativas La introducción de aberraciones esféricas negativas adicionales en una lente esférica de contacto para corregir la aberración esférica intrínseca de un ojo humano puede
alterar también la potencia óptica aparente Por lo tanto, existe una necesidad para equilibrar entre la necesidad de controlar aberraciones esféricas de la lente y la necesidad de mantener una potencia óptica objetivo definida tradicionalmente Es más benéfico para una lente esférica de contacto una potencia óptica desde aproximadamente -1 dioptría hasta aproximadamente -6 dioptrías para tener un perfil de potencia óptica que imita (o se parece estrechamente a o es sustancialmente idéntico a) aquel de una lente esférica que tiene potencia óptica objetivo idéntica Se ha descubierto además que para una lente de contacto de alta negatividad (es decir, que tiene una potencia óptica desde aproximadamente -6 hasta aproximadamente -15, se podría alcanzar mejor agudeza visual mediante la introducción de una aberración esférica a 4 mm de diámetro desde aproximadamente -065 hasta aproximadamente -1 2 dioptrías y una aberración esférica a 6 mm de diámetro desde aproximadamente -1 6 hasta aproximadamente -24 dioptrías Se cree que una población más grande de ojos humanos tiene generalmente una aberración esférica a 4 mm de diámetro desde aproximadamente 065 hasta aproximadamente 1 2 dioptrías y una aberración esférica a 6 mm de diámetro desde aproximadamente 1 6 hasta aproximadamente 24 dioptrías La incorporación de tal cantidad de aberración esférica en una lente de contacto que tiene una potencia óptica objetivo más negativa de -6 dioptrías puede proporcionar una mejor agudeza aunque cause un porcentaje tolerable de cambios en la potencia óptica aparente Cuando una lente tiene
una potencia óptica objetivo dentro del rango desde -1 dioptría hasta -6 dioptrías, el porcentaje de cambios en la potencia óptica aparente puede no ser tolerable por un paciente Las primera y segunda zonas ópticas centrales pueden tener una forma de cualquier lente convencional De preferencia, es circular Mas preferiblemente, es concéntrica con el eje central Las primera y segunda zonas ópticas centrales pueden tener tamaño idéntico y diferente Típicamente, el tamaño de cualquiera de las dos zonas ópticas puede ser desde aproximadamente 5 mm hasta 10 mm de diámetro, de preferencia desde aproximadamente 6 mm hasta 8 mm de diámetro En una modalidad preferida, tanto la primera zona óptica central en la superficie anterior como la segunda zona óptica central en la superficie posterior son concéntricas con un eje central Se entiende que cada lente en la sene de lentes de contacto puede tener una o más zonas no ópticas que rodean la zona óptica central Una persona experta en la técnica sabrá muy bien como incorporar una familia de zonas no ópticas comunes en un diseño de lente La Figura 1 ilustra esquemáticamente perfiles de potencia de una sene de lentes de contacto de acuerdo con una modalidad preferida Esta sene de lentes está dividida en tres sub-sepes, una primera sub-sepe de lentes que tienen una potencia óptica desde aproximadamente plano (0) hasta 10 dioptrías, una segunda sub-sepe de lentes que tienen una potencia óptica desde aproximadamente -1
hasta aproximadamente -6 dioptrías, y una tercera sub-sepe de lentes que tienen una potencia óptica desde aproximadamente -7 hasta aproximadamente -15 dioptrías El eje de las X representa una distancia desde el centro de la lente El eje de las Y representa diferencias en potencia óptica entre cualquier posición diferente al centro de la lente y en el centro de la lente Las potencias ópticas objetivo son plano, -1, -2, -3, -4, -5 y -6 respectivamente desde la parte superior hasta el fondo en la Figura 1 Estos perfiles de potencia son casi idénticos a los perfiles de potencia de lentes esféricas con potencia óptica objetivo correspondiente Cada lente en la primera sub-sepe tiene un perfil de potencia idéntico a aquel de la lente plana Cada lente en la segunda sub-sepe tiene uno de los perfiles de potencia mostrados en la Figura 1 para una potencia óptica objetivo dada Cada lente en la tercera sub-sepe tiene un perfil de aberración esférica sustancialmente idéntico a aquel de una lente que tiene una potencia óptica de -6 dioptrías Usando un sistema de diseño óptico auxiliado por computadora (CAD) y un sistema CAD mecánico, se puede diseñar cada lente en una serie de lentes de contacto de la invención Un sistema CAD óptico se usa para diseñar una lente óptica de modelo "Una lente óptica de modelo" se refiere a una lente oftálmica que está diseñada en un sistema de computadora y generalmente no contiene otros sistemas no ópticos que sean partes de una lente oftálmica Sistemas no ópticos ejemplares de una lente de contacto incluyen, pero no están limitados a, bisel, zona de mezclado periférica, zona periférica,
lenticular y borde que une las superficies anterior y posterior de una lente de contacto. Un "bisel" se refiere a una zona de superficie no óptica colocada en el borde de la superficie posterior de una lente de contacto. Generalmente, el bisel es una curva significativamente más plana y se mezcla usualmente con la curva de base (superficie posterior óptica) de una lente de contacto y aparece como ahusamiento hacia arriba cerca del borde. Esto mantiene el radio de la curva de base pronunciado fuera del agarre del ojo y permite que el borde se levante ligeramente. Este levantamiento del borde es importante para el flujo apropiado de lágrimas a través de la córnea y hace el ajuste de la lente más confortable. Un "lenticular" se refiere a una zona de superficie no óptica de la superficie anterior de una lente de contacto adyacente al borde. La función principal del lenticular es controlar el espesor del borde de la lente. Se puede usar cualquier sistema de diseño auxiliado por computadora (CAD) óptico conocido, adecuado para diseñar una lente de modelo óptico. Sistemas de diseño auxiliado por computadora óptico ejemplares incluyen, pero no están limitados a, el programa de Análisis de Sistema Avanzado (ASAP) de Breault Research Organization y ZEMAX (Focus Software, Inc.). De preferencia, el diseño óptico será realizado usando el programa de Análisis de Sistema Avanzado (ASAP) de Breault Research Organization con entrada de ZEMAX (Focus Software, Inc.).
El diseño de la lente de modelo óptico puede transformarse, por ejemplo, mediante un sistema mecánico CAD, en un diseño mecánico de lente que incluye zonas ópticas, zonas no ópticas y aspectos no ópticos De preferencia, cuando se transforma el diseño de una lente de modelo óptico optimizado en un diseño mecánico de lente, se pueden incorporar algunos aspectos comunes de una familia de lentes de contacto, tales como, por ejemplo, bisel, zona periférica, lenticular y borde Se puede utilizar una zona periférica de mezclado para mezclar uniformemente la zona óptica central con zonas no ópticas en las superficies anterior y posterior Se puede usar cualquier sistema mecánico CAD conocido, adecuado, en la invención De preferencia, se usa un sistema mecánico CAD capaz de representar de manera precisa y matemática superficies de orden superior para diseñar una lente de contacto Un ejemplo de tales sistemas mecánicos CAD es el Pro/Engineer Una serie de lentes de contacto de la invención puede ser ya sea de lentes duros o suaves Las lentes de contacto suaves de la invención se hacen de preferencia a partir de un material para lente de contacto suave, tales como hidrogeles Se puede usar cualesquiera hidrogeles adecuados conocidos en la invención De preferencia, se usa un hidrogel que contiene silicón, en la invención Después de completar un diseño deseado, las lentes de contacto de la invención se pueden producir en un sistema de fabricación controlado por computadora Un dispositivo de fabricación controlado por computadora es un dispositivo que puede ser controlado mediante
un sistema de computadora y que es capaz de producir directamente una lente oftálmica o herramientas ópticas para producir una lente oftálmica Se puede usar cualquier dispositivo de fabricación controlable por computadora conocido, adecuado, en la invención Un dispositivo de fabricación controlable por computadora es de preferencia un torno controlado numéricamente, mas preferiblemente un torno de dos ejes con un piezo cortador de 45° o un aparato de torno como se describe por Durazo y Morgan en la patente de E U No 6,122,999 Aun mas preferible, un torno controlado numéricamente es un torno Optoform® de ultra-precision (modelos 30, 40 50 y 80) de Precitech, Inc , que tiene accesorio servo de herramienta rápida de piezo-ceramica Vapform® Las lentes de contacto de la invención se pueden producir mediante cualquier medio conveniente, por ejemplo, tal como torneado y moldeo De preferencia, las lentes de contacto se moldean a partir de moldes para lente de contacto que incluyen superficies de moldeo que reproducen las superficies de la lente de contacto cuando se vacia una lente en los moldes Por ejemplo, se puede usar una herramienta de corte óptico con un torno controlado numéricamente para formar herramientas ópticas metálicas Las herramientas se usan entonces para hacer moldes de superficies convexa y cóncava que se usan después, en conjunto una con otra, para formar las lentes de la invención usando un material líquido adecuado formador de lente colocado entre los moldes seguido por compresión y curado del material formador de lente
En consecuencia, las lentes de contacto de acuerdo con la invención se pueden fabricar proporcionando moldes para lente de contacto con dos superficies de moldeo, una primera superficie de moldeo y una segunda superficie de moldeo Los moldes que tienen la primera superficie de moldeo o la segunda superficie de moldeo, en conjunto una con otra, forman cada una de una serie de lentes de contacto, cada una que comprende una superficie cóncava (posterior) que tiene una primera zona óptica central y una superficie convexa (anterior) que tiene una segunda zona óptica central, en donde la primera zona óptica central y la segunda zona óptica central se combinan para proporcionar una potencia óptica objetivo para corregir miopía o hipermetropía y un perfil de potencia óptica seleccionado del grupo que consiste de (a) un perfil de potencia óptica sustancialmente constante, (b) un perfil de potencia que imita al perfil de potencia óptica de una lente esférica con idéntica potencia óptica objetivo, y (c) un perfil de potencia en el cual la aberración esférica de la lente a 6 mm de diámetro es desde aproximadamente 065 dioptría hasta aproximadamente 1 8 dioptrías más negativa que la aberración esférica a 4 mm de diámetro. En otro aspecto, la presente invención proporciona un método para producir una serie de lentes de contacto de la invención El método comprende los pasos de formar cada lente de contacto en la serie mediante un medio de fabricación para tener una superficie cóncava (posterior) que tiene una primera zona óptica central y una superficie convexa (anterior) que tiene una segunda zona óptica
central, en donde la primera zona óptica central y la segunda zona óptica central se combinan para proporcionar una potencia óptica objetivo para corregir miopía o hipermetropia y un perfil de potencia óptica seleccionado del grupo que consiste de (a) un perfil de potencia óptica sustancialmente constante, (b) un perfil de potencia que imita al perfil de potencia óptica de una lente esférica con idéntica potencia óptica objetivo, y (c) un perfil de potencia en el cual la aberración esférica de la lente a 6 mm de diámetro es desde aproximadamente 065 dioptría hasta aproximadamente 1 8 dioptrías más negativa que la aberración esférica a 4 mm de diámetro Las lentes de contacto de la invención pueden tener mejor ajuste de lente en un ojo y tener un perfil de aberración esférica controlado