專利名稱：人工晶狀體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人工晶狀體，尤其涉及提供具有折射率梯度的人工晶狀體。此外，本發(fā)明的這些人工晶狀體可以按特定個體的具體要求來制造。
背景技術(shù)：
眾所周知，可以用人工晶狀體代替患者的天生的晶狀體。通常，人工晶狀體是用車削、模制或類似方式的形成的。這種人工晶狀體可通過例如通常在輔助步驟中接附的襻(haptics)從而被固定在眼睛內(nèi)。這種人工晶狀體可以是能夠調(diào)節(jié)的人工晶狀體，它們沿眼睛的光軸移動，從而為遠距和近距視覺提供校正。已知的人工晶狀體是由剛性材料或柔性材料制成，剛性材料例如聚甲基丙烯酸甲酯和類似材料，柔性材料例如硅樹酯、水凝膠、碳氟化合物、羥乙基丙烯酸酯和類似材料。
常規(guī)的人工晶狀體的缺點在于，該人工晶狀體都是單一折射率的，但是它們卻被用來代替具有梯度的折射率的天生晶狀體。此外，已知的人工晶狀體既不能為高階的視覺像差提供校正，也不能按特定個體的具體要求制造。因此，存在提供用于克服這些缺點的人工晶狀體及其制造方法的需求。
圖1是本發(fā)明的人工晶狀體的放大剖面圖。
發(fā)明簡述及其優(yōu)選實施方式本發(fā)明提供一種人工晶狀體，該人工晶狀體結(jié)合有折射率梯度或視覺波陣面像差校正功能，或具有這兩者。折射率梯度提供一種比已知的人工晶狀體更相似于天生的晶狀體的人工晶狀體。此外，本發(fā)明的人工晶狀體提供的視覺校正程度不可能在先前的人工晶狀體中獲得。
在一個實施例中，本發(fā)明提供一種這樣的人工晶狀體，該人工晶狀體包括、基本上具有、以及具有折射率梯度。本發(fā)明的人工晶狀體是這樣一種形式的人工晶狀體，其相對于眼睛內(nèi)的中心固定的，但是由于睫狀肌的作用，該人工晶狀體可以向前和向后運動?；蛘撸撊斯ぞ铙w可以是一種可調(diào)節(jié)的人工晶狀體，這意味著該人工晶狀體接附在囊體上，但是它能夠改變半徑和形狀。
本發(fā)明的一個發(fā)現(xiàn)在于，通過使得人工晶狀體具有折射率梯度，改善了人工晶狀體的性能。在本發(fā)明的人工晶狀體中，形成了折射率梯度，這種折射率梯度可通過使用至少兩層具有不同折射率的材料來形成。通常，可以使用大約3到12層；最好用大約4到6層。在本發(fā)明的人工晶狀體中，從人工晶狀體的中心或從人工晶狀體的最內(nèi)層到它的最外層，折射率可以增加或減少。優(yōu)選的是，當(dāng)從最內(nèi)層移動到最外層時，折射率減少，折射率的范圍從約1.52到約1.38，更優(yōu)選的是從約1.50到約1.46，更優(yōu)選的是從約1.44到約1.40。對于由剛性材料制成的人工晶狀體，從中心到最外層，優(yōu)選的是折射率的范圍從約1.52到約1.48。對于由柔性材料的人工晶狀體，折射率的范圍從約1.50到約1.46。各層之間折射率的變化可以是相等的，也可以是不相等的。類似地，各層的厚度可以是不相等的，或最好是相等的。
本發(fā)明的人工晶狀體可以由適合于形成人工晶狀體的任何材料制成。例如，這些人工晶狀體可以由剛性材料制成，該剛性材料包括，但是不限于，聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯或類似材料以及這些材料的組合。此外，可以采用柔性材料制成，該柔性材料包括，但是不限于，水凝膠、硅樹酯材料、丙烯酸材料、碳氟化合物材料和類似材料，或這些材料的組合。
為了形成該人工晶狀體的最內(nèi)層，可以選擇并聚合高折射率的單體，或者可以使具有第一折射率的第一單體與具有第二折射率的第二單體聚合，以便提供所希望的折射率。優(yōu)選的是，用于形成本發(fā)明的單體是自由基活性單體。
在這些使用剛性材料制造的人工晶狀體中，可以通過添加芳香甲基丙烯酸酯、鹵化甲基丙烯酸酯、或芳香鹵化甲基丙烯酸酯、或者它們的組合，使這些材料的有效量增加或減少到所希望的程度，從而改變材料的折射率。合適的芳香甲基丙烯酸酯包括，但是不限于，苯基甲基丙烯酸酯、萘基甲基丙烯酸酯、苯乙基甲基丙烯酸酯、甲氧苯基甲基丙烯酸酯、鄰-crsyl甲基丙烯酸酯和類似材料，以及它們的組合。在本發(fā)明中有利的鹵化甲基丙烯酸酯包括，但是不限于，多氟烷基甲基丙烯酸酯、2-氯乙烷基甲基丙烯酸酯、2-溴化甲基丙烯酸酯、氯環(huán)己基甲基丙烯酸酯、溴環(huán)己基甲基丙烯酸酯和類似材料，或者它們的組合。合適的芳香鹵化甲基丙烯酸酯包括，但是不限于，氯芐基甲基丙烯酸酯、溴芐基甲基丙烯酸酯和類似材料，或者它們的組合。
類似地，這些材料可以用于將諸如水凝膠或丙烯酸材料之類柔性材料的折射率改變到所希望的程度。此外，還可以采用氯代苯乙烯或溴代苯乙烯。對于由硅樹脂材料制成的人工晶狀體，可以在這些材料中采用聚(二甲基-共-苯甲基)硅氧烷來獲得所希望折射率。
可以通過任何已知的手段，例如采用包括，但是不限于，熱引發(fā)劑、紫外線引發(fā)劑、可見光引發(fā)劑和類似的引發(fā)劑、或者它們的組合的任何適合的引發(fā)劑的熱固化、光化學(xué)固化和輻射固化，從而使用于形成該人工晶狀體的材料聚合。為了形成本發(fā)明的人工晶狀體，通過鑄塑具有所希望的折射率的材料的棒料，并且把該棒料置于一模具的中央，就可以形成其最內(nèi)層。隨后，把下一層折射率較低的材料配置到模具中，并使其聚合。為了形成人工晶狀體的坯料，可以重復(fù)這一過程，以便添加所需數(shù)量的折射率變化的層。然后，從模具取出此棒料，再對它進行切割和機械加工，從而形成具有折射率梯度的人工晶狀體。
或者，可以使用層流混合配料，其中，把至少兩種不同折射率的單體使用直列混合而配置在一模具中，在高折射率的材料之前先配置低折射率的材料。流量調(diào)整成使得在模具中不發(fā)生混合。隨后，使所配置的材料固化，從而形成折射率具有線性梯度的人工晶狀體。
材料固化所處的條件取決于制造人工晶狀體所選擇的方法以及形成人工晶狀體所采用的材料。確定精確的固化條件是本技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員的已知技術(shù)。
在形成人工晶狀體時，當(dāng)從最內(nèi)層移動到最外層時，材料的柔性越關(guān)鍵，則最外層應(yīng)該越柔軟。這可以由多個因素來控制，該因素包括但不限于，該材料的璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度、模數(shù)和含水量。在形成構(gòu)造成人工晶狀體的各層時，在添加下一層之前，通過諸如等離子處理之類的處理，可以增加一層與加到其上的另一層的相容性。
可以通過諸如使用襻之類的任何已知的方法，把本發(fā)明的人工晶狀體固定在人工晶狀體的囊體內(nèi)。此外，可以使用一種包括但不限于，纖維蛋白、氰基丙烯酸酯、光致固化凝膠等或它們的組合的光致反應(yīng)的組織粘合劑。對于固定的和可調(diào)節(jié)的人工晶狀體，用于將人工晶狀體固定在眼睛內(nèi)的方法是已知的?？梢园驯景l(fā)明的人工晶狀體植入人工晶狀體通常植入的任何部位，例如前室或后室，或角膜中或角膜上的任何不同位置。
圖1示出了本發(fā)明的人工晶狀體10。人工晶狀體10具有一折射率為1.50的最內(nèi)層11。折射率為1.49的層12重疊在層11上。相似地，層13和14分別重疊在層12和13上，它們的折射率分別為1.48和1.47。
在另一個實施例中，本發(fā)明提供一種用于特定個體的人工晶狀體，其包括、基本上具有、以及具有前表面和后表面，其中這些表面的中一個或者兩個表面適合于大致校正該特定個體的一個或多個波陣面像差。在又一實施例中，本發(fā)明提供一種用于特定個體的的人工晶狀體，其包括、基本上具有、以及具有折射率梯度、前表面和后表面，其中這些表面中的一個或者兩個表面適合于大致校正該特定個體的一個或多個視覺波陣面像差。
視覺波陣面像差通常是在波陣面的任意位置處偏離球形波陣面的眼睛的波陣面像差。對這些像差的典型的描述是球面像差、散光、慧形像差和畸變。
或者，像差可以用數(shù)學(xué)方法，例如可以用澤爾尼克(Zernike)多項式來描繪。進行像差測量的裝置包括但不限于像差鏡、用點分布或線分布測量視覺調(diào)制傳遞函數(shù)的裝置、或任何測量、估算、插值計算或計算視覺光學(xué)波陣面的任何類似的裝置。由美國新墨西哥州Albuquerque城的Wavefront Sciences公司生產(chǎn)的像差鏡是一種可用的實施這種測量的合適的像差鏡。優(yōu)選的是，本發(fā)明的人工晶狀體能夠校正高階視覺波陣面像差。
本發(fā)明的人工晶狀體還可以設(shè)計成提供多焦點校正。例如，在可調(diào)節(jié)的人工晶狀體的結(jié)構(gòu)的情況下，可以通過在至少兩個不同距離(第一距離和第二距離)處提供人工晶狀體佩帶者可看見的目標來實施眼睛的波陣面測量。例如，在人工晶狀體佩帶者的遠距離視區(qū)中可以提供一個目標，該目標離眼睛約15英尺或者還遠一些。在人工晶狀體佩帶者的近距離視區(qū)中可以提供第二個目標，該目標離眼睛約30到約50厘米。優(yōu)選的是，在人工晶狀體佩帶者的中等距離視區(qū)中也提供一個目標，該目標離眼睛約50到約80厘米。在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)使用可用于在遠、近和中等距離處的像差測量裝置的方法是已知的。
在獲得像差測量結(jié)果后，要把該測量結(jié)果從數(shù)學(xué)上轉(zhuǎn)換成高度差，從而提供在某一指定平均球體值之上和之下的高度映射，其稱之為光程差。通過引入光程差或像差逆濾波器以彌補由于視覺像差引起的畸變，從而提供對像差的校正。
使用換算差(converted difference)以提供所希望的人工晶狀體?？梢园言摂?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到直線的、極同心的、螺旋形式的網(wǎng)格圖上，以便傳送到這樣的機構(gòu)上，該機構(gòu)應(yīng)用計算機數(shù)控(CNC)車床來加工人工晶狀體表面或加工用于形成人工晶狀體的模具。為實現(xiàn)校正像差所需的人工晶狀體表面的升高或斜率的變化可結(jié)合到人工晶狀體的前表面、后表面或它們的組合上。
在本發(fā)明的人工晶狀體是多焦點的情況下，人工晶狀體的前或凸表面和后或凹表面中的一個或兩個表面可以包含一對于遠距離視覺、近距離視覺、和可選擇的中等視覺距離用于校正人工晶狀體佩帶者的視覺波陣面像差的視區(qū)。在替代實施例中，可以在前表面和后表面之間分配像差校正。
除了波陣面像差補償表面外，人工晶狀體的一個或多個表面也可以具有基本上相應(yīng)于人工晶狀體佩帶者角膜的幾何形狀。人工晶狀體佩帶者的角膜外形的數(shù)據(jù)可以使用常規(guī)的外形測量器來獲得。
權(quán)利要求
1.一種人工晶狀體，其包括折射率梯度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工晶狀體，其特征在于，其還包括至少兩層具有不同折射率的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的人工晶狀體，其特征在于，其還包括大約3到12層具有不同折射率的材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的人工晶狀體，其特征在于，從所述人工晶狀體的最內(nèi)層到它的最外層，所述層的折射率范圍從約1.52到約1.38。
5.一種用于特定個體的包括前表面和后表面的人工晶狀體，其中，所述表面中的一個或兩個表面適合于大致校正所述特定個體的一個或多個視覺波陣面像差。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人工晶狀體，其特征在于，其還包括折射率梯度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的人工晶狀體，其特征在于，其還包括至少兩層具有不同折射率的材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的人工晶狀體，其特征在于，其還包括大約3到12層具有不同折射率的材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的人工晶狀體，其特征在于，從所述人工晶狀體的最內(nèi)層到它的最外層，所述層的折射率范圍從約1.52到約1.38。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人工晶狀體，其特征在于，其還包括大致相應(yīng)于該特定個體的角膜的外形的幾何形狀的一個或多個表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的人工晶狀體，其特征在于，其還包括大致相應(yīng)于該特定個體的角膜的外形的幾何形狀的一個或多個表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的人工晶狀體，其特征在于，其還包括大致相應(yīng)于該特定個體的角膜的外形的幾何形狀的一個或多個表面。
全文摘要
本發(fā)明提供具有折射率梯度的人工晶狀體。此外，本發(fā)明的人工晶狀體可以按特定個體的具體要求制造，以便校正該特定個體的視覺波陣面像差。
文檔編號A61F2/16GK1482889SQ01821296
公開日2004年3月17日 申請日期2001年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月24日
發(fā)明者J·H·羅夫曼, F·F·莫洛克, G·A·希爾, J H 羅夫曼, 希爾, 莫洛克 申請人:莊臣及莊臣視力保護公司