专利名称：人工晶状体及其制造方法
技术领域：
本发明涉及人工晶状体，尤其涉及提供具有折射率梯度的人工晶状体。此外，本发明的这些人工晶状体可以按特定个体的具体要求来制造。
背景技术：
众所周知，可以用人工晶状体代替患者的天生的晶状体。通常，人工晶状体是用车削、模制或类似方式的形成的。这种人工晶状体可通过例如通常在辅助步骤中接附的襻(haptics)从而被固定在眼睛内。这种人工晶状体可以是能够调节的人工晶状体，它们沿眼睛的光轴移动，从而为远距和近距视觉提供校正。已知的人工晶状体是由刚性材料或柔性材料制成，刚性材料例如聚甲基丙烯酸甲酯和类似材料，柔性材料例如硅树酯、水凝胶、碳氟化合物、羟乙基丙烯酸酯和类似材料。
常规的人工晶状体的缺点在于，该人工晶状体都是单一折射率的，但是它们却被用来代替具有梯度的折射率的天生晶状体。此外，已知的人工晶状体既不能为高阶的视觉像差提供校正，也不能按特定个体的具体要求制造。因此，存在提供用于克服这些缺点的人工晶状体及其制造方法的需求。
图1是本发明的人工晶状体的放大剖面图。
发明简述及其优选实施方式本发明提供一种人工晶状体，该人工晶状体结合有折射率梯度或视觉波阵面像差校正功能，或具有这两者。折射率梯度提供一种比已知的人工晶状体更相似于天生的晶状体的人工晶状体。此外，本发明的人工晶状体提供的视觉校正程度不可能在先前的人工晶状体中获得。
在一个实施例中，本发明提供一种这样的人工晶状体，该人工晶状体包括、基本上具有、以及具有折射率梯度。本发明的人工晶状体是这样一种形式的人工晶状体，其相对于眼睛内的中心固定的，但是由于睫状肌的作用，该人工晶状体可以向前和向后运动。或者，该人工晶状体可以是一种可调节的人工晶状体，这意味着该人工晶状体接附在囊体上，但是它能够改变半径和形状。
本发明的一个发现在于，通过使得人工晶状体具有折射率梯度，改善了人工晶状体的性能。在本发明的人工晶状体中，形成了折射率梯度，这种折射率梯度可通过使用至少两层具有不同折射率的材料来形成。通常，可以使用大约3到12层；最好用大约4到6层。在本发明的人工晶状体中，从人工晶状体的中心或从人工晶状体的最内层到它的最外层，折射率可以增加或减少。优选的是，当从最内层移动到最外层时，折射率减少，折射率的范围从约1.52到约1.38，更优选的是从约1.50到约1.46，更优选的是从约1.44到约1.40。对于由刚性材料制成的人工晶状体，从中心到最外层，优选的是折射率的范围从约1.52到约1.48。对于由柔性材料的人工晶状体，折射率的范围从约1.50到约1.46。各层之间折射率的变化可以是相等的，也可以是不相等的。类似地，各层的厚度可以是不相等的，或最好是相等的。
本发明的人工晶状体可以由适合于形成人工晶状体的任何材料制成。例如，这些人工晶状体可以由刚性材料制成，该刚性材料包括，但是不限于，聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯或类似材料以及这些材料的组合。此外，可以采用柔性材料制成，该柔性材料包括，但是不限于，水凝胶、硅树酯材料、丙烯酸材料、碳氟化合物材料和类似材料，或这些材料的组合。
为了形成该人工晶状体的最内层，可以选择并聚合高折射率的单体，或者可以使具有第一折射率的第一单体与具有第二折射率的第二单体聚合，以便提供所希望的折射率。优选的是，用于形成本发明的单体是自由基活性单体。
在这些使用刚性材料制造的人工晶状体中，可以通过添加芳香甲基丙烯酸酯、卤化甲基丙烯酸酯、或芳香卤化甲基丙烯酸酯、或者它们的组合，使这些材料的有效量增加或减少到所希望的程度，从而改变材料的折射率。合适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、邻-crsyl甲基丙烯酸酯和类似材料，以及它们的组合。在本发明中有利的卤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、氯环己基甲基丙烯酸酯、溴环己基甲基丙烯酸酯和类似材料，或者它们的组合。合适的芳香卤化甲基丙烯酸酯包括，但是不限于，氯苄基甲基丙烯酸酯、溴苄基甲基丙烯酸酯和类似材料，或者它们的组合。
类似地，这些材料可以用于将诸如水凝胶或丙烯酸材料之类柔性材料的折射率改变到所希望的程度。此外，还可以采用氯代苯乙烯或溴代苯乙烯。对于由硅树脂材料制成的人工晶状体，可以在这些材料中采用聚(二甲基-共-苯甲基)硅氧烷来获得所希望折射率。
可以通过任何已知的手段，例如采用包括，但是不限于，热引发剂、紫外线引发剂、可见光引发剂和类似的引发剂、或者它们的组合的任何适合的引发剂的热固化、光化学固化和辐射固化，从而使用于形成该人工晶状体的材料聚合。为了形成本发明的人工晶状体，通过铸塑具有所希望的折射率的材料的棒料，并且把该棒料置于一模具的中央，就可以形成其最内层。随后，把下一层折射率较低的材料配置到模具中，并使其聚合。为了形成人工晶状体的坯料，可以重复这一过程，以便添加所需数量的折射率变化的层。然后，从模具取出此棒料，再对它进行切割和机械加工，从而形成具有折射率梯度的人工晶状体。
或者，可以使用层流混合配料，其中，把至少两种不同折射率的单体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。流量调整成使得在模具中不发生混合。随后，使所配置的材料固化，从而形成折射率具有线性梯度的人工晶状体。
材料固化所处的条件取决于制造人工晶状体所选择的方法以及形成人工晶状体所采用的材料。确定精确的固化条件是本技术领域中普通技术人员的已知技术。
在形成人工晶状体时，当从最内层移动到最外层时，材料的柔性越关键，则最外层应该越柔软。这可以由多个因素来控制，该因素包括但不限于，该材料的璃态转化温度、模数和含水量。在形成构造成人工晶状体的各层时，在添加下一层之前，通过诸如等离子处理之类的处理，可以增加一层与加到其上的另一层的相容性。
可以通过诸如使用襻之类的任何已知的方法，把本发明的人工晶状体固定在人工晶状体的囊体内。此外，可以使用一种包括但不限于，纤维蛋白、氰基丙烯酸酯、光致固化凝胶等或它们的组合的光致反应的组织粘合剂。对于固定的和可调节的人工晶状体，用于将人工晶状体固定在眼睛内的方法是已知的。可以把本发明的人工晶状体植入人工晶状体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。
图1示出了本发明的人工晶状体10。人工晶状体10具有一折射率为1.50的最内层11。折射率为1.49的层12重叠在层11上。相似地，层13和14分别重叠在层12和13上，它们的折射率分别为1.48和1.47。
在另一个实施例中，本发明提供一种用于特定个体的人工晶状体，其包括、基本上具有、以及具有前表面和后表面，其中这些表面的中一个或者两个表面适合于大致校正该特定个体的一个或多个波阵面像差。在又一实施例中，本发明提供一种用于特定个体的的人工晶状体，其包括、基本上具有、以及具有折射率梯度、前表面和后表面，其中这些表面中的一个或者两个表面适合于大致校正该特定个体的一个或多个视觉波阵面像差。
视觉波阵面像差通常是在波阵面的任意位置处偏离球形波阵面的眼睛的波阵面像差。对这些像差的典型的描述是球面像差、散光、慧形像差和畸变。
或者，像差可以用数学方法，例如可以用泽尔尼克(Zernike)多项式来描绘。进行像差测量的装置包括但不限于像差镜、用点分布或线分布测量视觉调制传递函数的装置、或任何测量、估算、插值计算或计算视觉光学波阵面的任何类似的装置。由美国新墨西哥州Albuquerque城的Wavefront Sciences公司生产的像差镜是一种可用的实施这种测量的合适的像差镜。优选的是，本发明的人工晶状体能够校正高阶视觉波阵面像差。
本发明的人工晶状体还可以设计成提供多焦点校正。例如，在可调节的人工晶状体的结构的情况下，可以通过在至少两个不同距离(第一距离和第二距离)处提供人工晶状体佩带者可看见的目标来实施眼睛的波阵面测量。例如，在人工晶状体佩带者的远距离视区中可以提供一个目标，该目标离眼睛约15英尺或者还远一些。在人工晶状体佩带者的近距离视区中可以提供第二个目标，该目标离眼睛约30到约50厘米。优选的是，在人工晶状体佩带者的中等距离视区中也提供一个目标，该目标离眼睛约50到约80厘米。在本技术领域内使用可用于在远、近和中等距离处的像差测量装置的方法是已知的。
在获得像差测量结果后，要把该测量结果从数学上转换成高度差，从而提供在某一指定平均球体值之上和之下的高度映射，其称之为光程差。通过引入光程差或像差逆滤波器以弥补由于视觉像差引起的畸变，从而提供对像差的校正。
使用换算差(converted difference)以提供所希望的人工晶状体。可以把该数据转换到直线的、极同心的、螺旋形式的网格图上，以便传送到这样的机构上，该机构应用计算机数控(CNC)车床来加工人工晶状体表面或加工用于形成人工晶状体的模具。为实现校正像差所需的人工晶状体表面的升高或斜率的变化可结合到人工晶状体的前表面、后表面或它们的组合上。
在本发明的人工晶状体是多焦点的情况下，人工晶状体的前或凸表面和后或凹表面中的一个或两个表面可以包含一对于远距离视觉、近距离视觉、和可选择的中等视觉距离用于校正人工晶状体佩带者的视觉波阵面像差的视区。在替代实施例中，可以在前表面和后表面之间分配像差校正。
除了波阵面像差补偿表面外，人工晶状体的一个或多个表面也可以具有基本上相应于人工晶状体佩带者角膜的几何形状。人工晶状体佩带者的角膜外形的数据可以使用常规的外形测量器来获得。
权利要求
1.一种人工晶状体，其包括折射率梯度。
2.根据权利要求1所述的人工晶状体，其特征在于，其还包括至少两层具有不同折射率的材料。
3.根据权利要求2所述的人工晶状体，其特征在于，其还包括大约3到12层具有不同折射率的材料。
4.根据权利要求2所述的人工晶状体，其特征在于，从所述人工晶状体的最内层到它的最外层，所述层的折射率范围从约1.52到约1.38。
5.一种用于特定个体的包括前表面和后表面的人工晶状体，其中，所述表面中的一个或两个表面适合于大致校正所述特定个体的一个或多个视觉波阵面像差。
6.根据权利要求5所述的人工晶状体，其特征在于，其还包括折射率梯度。
7.根据权利要求6所述的人工晶状体，其特征在于，其还包括至少两层具有不同折射率的材料。
8.根据权利要求7所述的人工晶状体，其特征在于，其还包括大约3到12层具有不同折射率的材料。
9.根据权利要求7所述的人工晶状体，其特征在于，从所述人工晶状体的最内层到它的最外层，所述层的折射率范围从约1.52到约1.38。
10.根据权利要求5所述的人工晶状体，其特征在于，其还包括大致相应于该特定个体的角膜的外形的几何形状的一个或多个表面。
11.根据权利要求6所述的人工晶状体，其特征在于，其还包括大致相应于该特定个体的角膜的外形的几何形状的一个或多个表面。
12.根据权利要求7所述的人工晶状体，其特征在于，其还包括大致相应于该特定个体的角膜的外形的几何形状的一个或多个表面。
全文摘要
本发明提供具有折射率梯度的人工晶状体。此外，本发明的人工晶状体可以按特定个体的具体要求制造，以便校正该特定个体的视觉波阵面像差。
文档编号A61F2/16GK1482889SQ01821296
公开日2004年3月17日 申请日期2001年9月21日 优先权日2000年10月24日
发明者J·H·罗夫曼, F·F·莫洛克, G·A·希尔, J H 罗夫曼, 希尔, 莫洛克 申请人:庄臣及庄臣视力保护公司