防止近视发展的眼用透镜的制作方法

相关专利申请交叉引证

本专利申请是于2007年5月21日提交的美国专利No.11/751,205的部分继续申请，依据美国专利法35U.S.C.121要求其优先权。

技术领域

本发明涉及眼用透镜。具体地讲，本发明提供用于防止或延缓近视发展的眼用透镜。

背景技术：

近视影响着高达25％的美国人口，并且在世界上的某些地区，影响着高达75％的人口。近视眼的眼球形状被拉长，因此进入眼睛的光线聚焦于视网膜前方。常规的近视治疗方法是佩戴校正透镜。然而，常规的校正透镜不能防止近视发展。

已提出多种延缓近视发展的方法，尤其是针对儿童的方法。这些方法包括使用多焦点透镜、使用可引入像差或控制像差的透镜、使用离轴焦度透镜、重塑角膜、练习眼睛以及使用药理学疗法等。

使用多焦点透镜和具有像差的透镜已证明是不利的，因为这些透镜会损害佩戴者的远距视觉。其他方法也有不利影响，包括角膜重塑带来的不适，药物疗法带来的不良副作用。

附图说明

图1示出了本发明透镜的前表面。

图2示出了实例透镜的焦度分布图。

图3示出了本发明的焦度分布图。

图4示出了本发明的焦度分布图。

具体实施方式

本发明提供可显著防止近视发展的眼用透镜及其设计和制备方法。本发明发现，视区中央具有远距视觉焦度区域且该区域被至少一个正纵向球面像差的区域包围的多焦点透镜可显著防止近视发展。

所谓“眼用透镜”是指接触透镜、眼内透镜、覆盖透镜等。本发明的透镜优选地为接触透镜。所谓“远距光焦度”、“远距视觉焦度”和“远距焦度”是指将佩戴者的远视视敏度校正至理想程度所需的屈光力的大小。所谓“纵向球面像差”是指透镜中央与周边之间的焦点屈光差值，计算方法为周边光线焦点的屈光值减去近轴光线焦点的屈光值。所谓“正纵向球面像差”是指周边光线与近轴光线之间的屈光差值是正值。

在本发明的第一实施例中，提供的眼用透镜具有视区，其中视区包括，由或基本上由具有基本上恒定的远距视觉焦度的中央区域以及与中央区域同心且具有正纵向球面像差的至少第一环形区域组成。在可供选择的实施例中，可以提供与第一环形区域同心的第二环形区域，第二区域可提供恒定的焦度或逐渐减小的焦度中的任一种。在另一个实施例中，提供具有视区的透镜，其中视区包括由或基本上由在视区最中央部分的基本上恒定的远距视觉焦度区域以及至少一个在远距视觉焦度区域周边且具有正纵向球面像差的区域组成。

如图1所示，透镜10具有视区11和非光学透镜区14。视区11由中央区域12和周边区域13构成。中央区域12位于透镜光轴的中心，半径为约0.5至2mm，优选地为约1至1.5mm。中央区域12内的焦度是基本上恒定的远距视觉焦度，为约+12.00屈光度至约-12.00屈光度。由于在周边区域加入了正焦度，所以期望过校正中央区域内远距视觉焦度，即焦度大于校正佩戴者的远视视敏度所需的焦度。过校正的量取决于中央区域12的直径和所提供正球面像差的大小。然而，过校正通常为约0.25至约1.00屈光度。

周边区域13具有正纵向球面像差，随着视线从最内层边界14或最靠近透镜光心的边界朝周边区域13的最外层边界15移动时，该球面像差区域会持续逐渐地增大。周边区域13的纵向球面像差的增大范围可为约0.25至约2屈光度，优选地约0.5至约1.50屈光度，半径为距透镜光心约2.5mm。周边区域13可以具有约0.5至约3.5mm的宽度，优选地为约1至约2mm。

如图1所示，中央区域12和周边区域13是其间具有离散接合处的区域。在可供选择的实施例中，基本上恒定的远距视觉焦度区域与正纵向球面像差区域之间不存在离散的接合处，基本上恒定的远距视觉焦度区域与正纵向球面像差区域共同形成一个区域。

在本发明的透镜设计中，提供未考虑佩戴者眼球像差的正纵向球面像差。因此，对本发明而言，优选地首先确定透镜佩戴者的球面像差，然后再提供校正该像差所需的球面像差。作为另外一种选择，球面像差可以使用总体平均值，例如0.1D/mm²。可以通过任何已知和方便的方法测量球面像差，包括但不限于使用可商购获得的像差计。

可以用多种数学函数中的任一种设计本发明透镜的视区，包括但不限于球面、非球面、曲线、锥线、多项式等。在一个优选的实施例中，中央区域优选地为球面，并且中央区域与周边区域之间具有平滑的过渡。可以用大小连续以及一阶和二阶导数的数学函数来确保平滑的过渡。

一个适合用于设计本发明透镜视区的公式为：

$y=\frac{x^2}{r+\sqrt{{\mathrm{\[r}}^2-(1+k)x^2\mathrm{\]}}}---\left(I\right)$

其中y为距透镜中心的距离；

x为垂度值；

r为曲率半径；以及

k为锥形常数，对于球体，k为0；对于椭圆形，-1＜k＜0；对于双曲线，k＜-1。

以下公式类型的锥形可以用于直径为D、并且具有直径为d的中央球面区域的视区，-d/2＜x＜d/2时公式为：

$y=\frac{x^2}{r+\sqrt{{\mathrm{\[r}}^2-x^2\mathrm{\]}}}---\left(II\right)$

d/2＜x＜D/2

时公式为：

$y=\frac{{(x-d/2)}^2}{\{r+\sqrt{\[r^2-{(x-d/2)}^2\]}\}-{(x-d/2)}^2}-\frac{{(x-d/2)}^2}{\{r+\sqrt{\[r^2-(1+k){(x-d/2)}^2\]}\}}---\left(III\right)$

任意点处的垂度值可以转换为半径，该点处的透镜焦度可以用以下公式计算：

$P=(n-1)\[\frac{1}{r_1^2}-\frac{1}{r_2^2}\]---\left(IV\right)$

其中P为焦度；以及

n为透镜材料的折射指数。

远视焦度和正纵向球面像差可以并且优选地都在透镜的正面或背面，或者各自在透镜的正面或背面中的一面上。透镜的一个表面可以提供远视焦度和正纵向球面像差，另一个表面可以是球面、非球面或结合的柱镜焦度，以校正佩戴者的散光。本领域的普通技术人员将会认识到，对于其中存在柱镜焦度的接触透镜实施例，透镜中需要结合稳定装置。合适的稳定装置为本领域已知的任何静态和动态稳定装置，包括但不限于棱镜压载、薄厚区域、圆形突出物等以及它们的组合。

在具有中央区域和至少一个同心区域的实施例中，可以提供围绕第一此类区域的第二区域。第二区域可以提供基本上恒定的焦度，或优选地为随着人向区域周边移动而提供逐渐减小的焦度。第二同心区域对较大瞳孔的透镜佩戴者有效，例如低照明度下的年轻人。第二区域优选地开始于半径为约3.5mm处，并且延伸至半径为约4.5mm处。对于焦度在区域内逐渐减小的实施例，优选减小量达到区域最里面部分焦度的约一半。例如，如果透镜在第一同心区域内半径约2.5mm处具有1.0屈光度的正纵向球面像差，那么第二区域最外面部分的焦度将减小至约0.5屈光度。对于恒定远视焦度与正纵向球面像差之间没有离散接合处的实施例，可以在正纵向球面像差的区域周边提供具有此恒定焦度或逐渐减小的焦度的第二区域。包括第二周边区域可以是有利的，因为它可用来减小周边的正焦度，从而降低因不良照明条件下正焦度引起的视力损害。

本发明的透镜优选地为由适于制备此类透镜的任何材料制成的软接触透镜。形成接触透镜的示例性材料包括但不限于硅氧烷弹性体、含硅氧烷的大分子单体(包括但不限于美国专利No.5,371,147、5,314,960和5,057,578中所公开的材料，这些专利全文以引用的方式并入本文)、水凝胶、含硅氧烷的水凝胶等，以及它们的组合。更优选的是，表面为硅氧烷，或包含硅氧烷官能度，包括但不限于聚二甲基硅氧烷大分子单体、异丁烯酰氧基丙基聚烷基硅氧烷以及它们的混合物、硅氧烷水凝胶或水凝胶，例如依他菲康A。

优选的镜片形成材料为聚2-甲基丙烯酸羟乙酯聚合物，即最大分子量介于约25,000与约80,000之间、多分散性小于约1.5至小于约3.5，并且其上共价地键合至少一个可交联的官能团。此材料在美国专利No.6,846,892中有所描述，该专利全文以引用的方式并入本文。形成眼内透镜的合适材料包括但不限于聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、惰性透光塑料、硅氧烷基聚合物等，以及它们的组合。

可以用任何已知的方法固化透镜形成材料，包括但不限于热、照射、化学、电磁辐射固化等，以及它们的组合。优选使用紫外光或可见光的全光谱来模制透镜。更具体地讲，适于固化镜片材料的精确条件将取决于所选材料和要形成的镜片。眼镜片(包括但不限于隐形镜片)的聚合反应工艺是公知的。合适的工艺在美国专利No.5,540,410中有所公开，该专利全文以引用的方式并入本文。

本发明的隐形眼镜镜片可以周任何常规方法形成。例如，以通过金刚石车削或将金刚石车削成可用于形成本发明镜片的模具来制备视区。随后，将合适的液体树脂注入模具之间，然后压缩和固化树脂，以形成本发明的镜片。作为另外一种选择，可以通过金刚石车削将该区域制成镜片钮。

可以通过以下实例进一步说明本发明：

实例

实例1

提供本发明的透镜，该透镜具有曲率半径为8.8mm的背面，根据公式II计算得出的前表面，其中k+10⁵，r＝1.1，d＝0.75mm。中央区域的焦度为-3.00屈光度，在5mm处提供+1屈光度的正纵向球面像差。透镜的制备方法为：用单点金刚石车削技术车削成黄铜插件，然后利用插件注塑出透镜模具，再根据常规透镜制造方法使用依他菲康A浇注出透镜。图2图表中的实线示出了该透镜视区的焦点分布情况。图3和4绘出了可供选择的实施例的焦度分布图。

比较例1

根据美国专利No.6,045,578公开的方法设计的现有技术的透镜设置有曲率半径为8.8mm的背面和使用公式I计算得出的k+3.5的前表面。视区的中央区域的焦度为3.00屈光度，在5mm处具有+1屈光度的正纵向球面像差。透镜的制备方法为：用单点金刚石车削技术车削成黄铜插件，然后利用插件注塑出透镜模具，再根据常规透镜制造方法使用依他菲康A浇注出透镜。图2图表中的虚线示出了该透镜视区的焦度分布情况。