专利名称：用于眼内透镜的折叠设计的制作方法
用于眼内透镜的折叠设计相关申请的交叉引用本申请要求2009年7月14日提交的美国临时专利申请61/225，323和2009年10 月9日提交的美国临时专利申请61/250，159的权益。
背景技术：
当天然眼睛的晶状体例如由于白内障而变得受损或老化时，能够摘除天然晶状体并用人工眼内透镜(IOL)来替代。在很多情况下，IOL设计用于单焦远视视力，但是一些 I0L，如多焦IOL或适应式I0L，也可以设计为提供近视视力。仍然需要提供能够通过小的切口进行手术植入的I0L。还仍然需要提供能够提供近视视力、中间视力和远视视力的I0L。
发明内容
提供了用于眼内透镜的折叠设计。还提供了植入折叠的眼内透镜、然后在活体中展开眼内透镜的方法。
图1描绘了示例性的眼内透镜，包括两种铰接的可折叠的(A、B和C)和可卷绕设计(D)。这些设计包括用于电活性孔的操作的电子元件的示例性布置。图2描绘了支持电活性孔的操作的电子封装的组装图，包括电池、ASIC、以及天线以支持电池的远程充电。电子元件能够封装到晶圆上并气密地密封在薄晶圆中。图3描绘了包括铰接翼的示例性眼内透镜设计。A示出了可与中心全铰接设计使用的铰接翼，而B示出了可与信箱(letterbox)折叠设计使用的信箱翼。这两个实施例都包括刚性的电活性元件。在这两个实施例中，电子元件示出在远离光路的触觉装置-光学装置结合处。在这些设计中，光学部分变暗，以避免当电活性孔在工作时光穿透光学部分。图4描绘了用于IOL光学元件的示例性可折叠设计，该IOL光学元件包括电活性单元，大多数为刚性的。A.信箱，B.双铰接，C.中心部分铰接，D.中心全铰接，E.偏移单铰接。在图4中，透光中心孔示出为黑色。白色部分(沿着折叠线)较不透光或不透明。图5描绘了通过示例性IOL设计对远视视力的模拟光学结果。图6描绘了通过示例性IOL设计对近视视力的模拟光学结果。图7描绘了用于信箱、中心部分铰接、以及双铰接构型的示例性IOL的调制传递函数(MTF)。其还示出了当电活性孔关闭或打开时在无限远(远距离)和500mm远(中距离) 的物距处对MTF的影响。图8描绘了当电活性孔打开和关闭时，作为从无限远(90m)到500mm的物距的函数的电活性IOL的MTF。具有或不具有孔的视网膜图像的MTF作为物距的函数。图形示出了对于当孔工作(ON)(即关闭)时在800mm(0. 8M)到5000mm(5M)的范围内的物距，看到 MTF的充分提高。
图9描绘了对于70°的角度的玻璃的建模折叠应力。A示出了导致90MPa峰值应力的0. 5mm的间隔和100 μ m的单元厚度。B示出了导致27MPa峰值应カ的0. 5mm的间隔和 200 μ m的单元厚度。C示出了导致63ΜΙ^峰值应カ的Imm的间隔和IOOym的单元厚度。
具体实施例方式本文描述的眼内透镜(IOL)的特征在于改进了植入和/或性能的铰接和/或折叠图案。本文提供的可折叠IOL可选地包括电活性(EA)元件，例如电活性単元，其能够改变透镜的光学功率，以适应包括近距观察、中距观察和远距观察在内的多种视觉要求。在一些实施例中，与柔性的IOL基体材料相比，电活性元件更为刚性。在一个实施例中，IOL元件的折叠设计有利地考虑到IOL的轮廓变窄，以便插入，同时最小化或消除穿过更刚性的EA元件的折叠线。在另ー个实施例中，IOL的特征可以在于柔性的电子元件。电活性元件可以由柔性塑料材料制造，该柔性塑料材料可以被卷绕，以在插入到眼睛的过程中呈较小的轮廓。柔性电活性元件可以结合到可卷绕设计中，如图ID所示。可卷绕设计有利地最小化或消除了
折叠线。电子元件IOL可以包括各种电子元件，这些电子元件包括但不限于诸如可再充电电池的电池、诸如专用集成电路(ASIC)的电路、天线和传感器。电子元件用来操作电活性元件。电子元件可以聚集成組，或者可将它们分隔开。在一个实施例中，电子元件被聚集成组，以形成集成的晶圆。电子元件可以气密地密封在薄的晶圆中。图2示出了还包括电活性単元的电子晶圆的一个实施例。图IA示出了间隔开的构型的一个实施例。在该实施例中，电子元件嵌入在触觉装置的远端边缘处或附近，而电活性単元保留在光学装置的中心处。在该构型中，应当在电子元件与电活性単元之间设置电连接。由于电子元件一般是不透光的，因此它们可以处于IOL上除了透光中心孔以外的几乎任何位置。在一个实施例中，电子元件布置在触觉装置上。同时，电活性孔可以位于光学装置的中心处，从而将电子元件远离从物体到视网膜的射线路径布置。例如，图IA示出了布置在触觉装置的边缘上的电子元件。在另ー个实施例中，电子元件布置在触觉装置-光学装置结合处或附近。例如，电子元件可以嵌入在疏水的亚克カ材料中，其中至少ー个折叠线布置成使得基本刚性的元件不必折叠以使设备能够透过相对较小的切ロ植入。在图IC和图3Α及;3Β中，电子元件示出在触觉装置-光学装置结合处。电子元件在触觉装置-光学装置结合处的布置可与图4所描绘的折叠设计一起使用。折叠设计通过包括策略性布置的折叠线，包括EA元件的IOL能够被折叠，使其可通过小的手术切ロ插入。结合有这种折叠线的设计示出在图1、3和4中。图3示出了ー类名叫“翼” 的设计，因为其包括在两侧由柔性部分包围的中心刚性部分，该柔性部分可以绕中心刚性元件折叠。触觉装置然后被往回折叠以位于折叠翼上方。在一个实施例中，眼内透镜包括基体，该基体包括一个或多个折叠线，使得基体能够呈折叠构型和展开构型；以及容纳在基体中或基体上的电活性元件，其中折叠构型的至少ー个尺寸小于大约5mm。电活性元件容纳在IOL基体上或嵌入在IOL基体内。在一个实施例中，其嵌入在基体内。电活性元件可以利用本领域已知的材料和方法来构建，如US 2006/0091528和US 2008/0208335中的材料和方法。IOL还可以包括容纳在基体上或基体中的电池、电路和传感器中的ー个或多个。IOL的基体由足够柔性以允许折叠到至少一定角度(大约1°到大约180°，至少大约45°，或大约90°到大约180° )的材料构建。示例性材料包括但不限于硅酮和亚克力材料。IOL基体还可以包括透光中心孔。该中心孔具有例如大于60%、大于75%、大于 90%、大于95%或大于99%的透光率。中心孔的直径例如为大约0. 1至大约2mm，大约0.5 至大约1. 5mm，或大约1mm。本文描述的IOL包括ー个或多个折叠线。折叠线产生折叠图案，这些图案可以是跨IOL基体对称或不对称的。当IOL基本为平面时(折叠线定位为小于10°，优选为大约 0° )，IOL处于展开构型。展开构型也称为“在使用中的”构型，因为其为将在由佩戴者使用时在活体内所呈现的构型。当IOL沿折叠图案的所有线折叠吋，IOL处于折叠构型。折叠构型也称为“可植入”构型，因为折叠减小了 IOL的尺寸，用于通过小的手术切ロ植入。(I0L 可以在展开构型下植入，但这将需要较大的切ロ)。当IOL沿一些但非全部折叠线折叠时， 或者当IOL沿一个或多个折叠线折叠但不折叠到对于可植入构型最理想的角度吋，IOL被称为处干“部分折叠”构型。折叠构型可以包括跨ー个或多个折叠线的180°的折叠或小于180°的折叠。由于折叠的角度越大，置于IOL元件上的内部应カ则越大，所以一些实施例被折叠到小于 180°，甚至在可植入构型下。在某一实施例中，IOL被折叠大约1°到大约180°，大约45° 到大约180°，大约70°到大约90°，大约90°到大约135°，或者大约90°到大约180°。 在一个实施例中，折叠角度是导致小于大约70MPa、小于大约65MPa、小于大约60MPa、小于大约50MPa、小于大约40MPa、小于大约30MPa、或者小于大约25MPa的峰值应カ的任何角度。 这些峰值应力水平能够在IOL的表面、在IOL基体内和/或在単元之间评估。在一个实施例中，折叠线可以具有大约0. Imm到大约1mm、大约0. 25到大约 0. 75mm、大约0. 3mm到大约0. 8mm、大约0. 5mm到大约0. 6、或者大约0. 5mm的宽度(铰接尺寸)。该量度评估了与IOL的剰余部分相比处于折叠应カ下的部分，所述剩余部分即使在折叠构型下也保持基本是平面的。在一个实施例中，IOL基体的厚度为大约0. 1到大约2mm，大约0. 5到大约1. 5mm, 或者大约1mm。在另ー个实施例中，电活性元件的厚度为大约50 μ m到大约500 μ m,大约100 μ m 到大约300 μ m,大约150 μ m到大约250 μ m,或者大约200 μ m或更小。折叠线能够透光或吸光。例如，折叠线能够具有大于99%、大于95%、大于90%、 大约70%到大约90%、大约50%到大约75%、大约30%到大约50%、小于大约20%、小于大约10%或者小于大约5%的透光率。当折叠线设计成透光吋，其被设计成使当IOL处于囊膜(capsular sac)内的位置时由其发射的光线的变形最小化。因此，在一个实施例中，折叠线具有最少为90%的透光率。当通过折叠线透射的光线的变形不能够避免吋，使得折叠线较不透光或是不透明的，以避免在视网膜上引入变形的光线。因此，在另ー个实施例中， 折叠线具有小于20%的透光率。在一个实施例中，折叠图案包括两条平行的折叠线。在一个实施例中，每个折叠线到最近的IOL基体的外边缘之间的距离是相同的，使得折叠线将基本为圆形的IOL分成两个相等的片段(segment)以及中心部分。这种类型的示例性折叠图案包括图4A所示的信箱图案和图4B所示的双铰接图案。在另ー个实施例中，每个折叠线到最近的IOL基体的外边缘之间的距离与折叠线之间的距离也是相同的，使得片段和中心部分都具有相同的宽度。在优选实施例中，IOL包括信箱折叠图案，其中IOL沿着两条平行的折叠线被折叠到大于90°、大于135°或大约180°。在一个实施例中，IOL沿着折叠线被折叠到大约 180°，使得IOL被折叠成像折了三次的信用于插入到信封中。信箱设计允许驱动电活性孔所需的所有电子元件布置在被IOL聚焦的光线的路径以外的触觉装置-光学装置结合处。 其还允许基本刚性的电子封装，包括电活性孔，以在将IOL折叠到能够穿过小于5mm的切ロ 植入的尺寸的同时保持不被折叠。在另ー个实施例中，IOL包括双铰接折叠图案，其中IOL沿两条平行的折叠线被折叠到大约30°到大约90°，大约45°到大约90°，或者大约90°或更小。在一个实施例中，IOL沿着折叠线被折叠到大约90°。在一个实施例中，至少一条折叠线穿过中心孔。这种类型的示例性折叠图案包括图4D所示的中心全铰接和图4E所示的偏移单铰接。在一个实施例中，至少一条折叠线将 IOL基体二等分，即折叠线穿过IOL的中心点。这种类型的示例性折叠图案包括图4C所示的中心部分铰接和图4D所示的中心全铰接。穿过中心孔的折叠线可以需要或不需要中心孔的折叠。在一些实施例中，折叠线穿过中心孔完全延伸横跨IOL基体。在其他实施例中， 折叠线可以如图4C的中心部分铰接图案那样是不连续的。在一个实施例中，中心孔在折叠和展开IOL构型下都保持基本是平面的。这能够通过例如1) 一条或多条折叠线不穿过中心孔的折叠图案、或幻包括穿过中心孔的不连续折叠线的折叠图案来实现。通常，本文描述的折叠图案允许IOL通过小于大约5mm的手术切ロ而被植入。由于IOL基体的直径通常为大约6mm(或者包括触觉装置为大约12mm)，所以与在“在使用中的”构型下插入IOL所需的切ロ相比，折叠允许较小的切ロ。因此，在一个实施例中，折叠构型包括小于大约5mm、小于大约4mm、小于大约3. 5mm、小于大约3mm、小于大约2. 5mm或者小于大约2mm的尺寸。在一个实施例中，折叠构型包括3. 5mm或更小的尺寸。在另ー个实施例中，折叠构型包括大约3. 2mm到大约3. 5mm的尺寸。这些用于折叠IOL的尺寸參数与用于将在下面进ー步详细讨论的植入IOL的方法的手术切ロ尺寸直接相关。IOL还可以包括将IOL在活体内固定在适当位置的触觉装置。触觉装置的布置和设计是本领域公知的。在本文的一些实施例中，IOL包括铰接触觉装置。触觉装置(一般为两个)可以同心地延伸至基本为圆形的IOL基体的圆周。在一个实施例中，IOL还包括将触觉装置与IOL基体的外边缘间隔开的翼。翼可以柔性地连接于IOL基体，使它们可以相对于IOL基体铰接和/或枢转。见图3。植入可折叠IOL的方法
在另ー个实施例中，植入眼内透镜的方法包括以下步骤提供上文描述的可折叠眼内透镜；提供处于折叠构型的眼内透镜；将折叠的眼内透镜插入到眼睛中；以及将眼内透镜展开到其展开构型。在一个实施例中，将折叠的IOL插入到眼中包括通过小于大约5mm、小于大约4mm、 小于大约3. 5mm、小于大约3mm、小于大约2. 5mm或小于大约2mm的手术切ロ将折叠的IOL插入。在一个实施例中，手术切ロ为3. 5mm或更小。在另ー个实施例中，手术切ロ为大约3. 2 至大约3. 5mmο展开IOL可以包括主动地展开IOL或被动地允许IOL呈其展开状态(取决于IOL 材料的弾性)。图像质量分析本文提供的可折叠IOL即使折叠中断也可以提供卓越的视觉性能。下面对视觉性能的測量在折叠和展开IOL之后实现。在一个实施例中，IOL实现了至少大约5%、至少大约10%、至少大约15%、至少大约20%或至少大约25%的调制传递函数(MTF)。见图7。在一个实施例中，IOL实现了对于远视视力、中间视カ和/或近视视カ焦点任务的该MTF。在一个实施例中，IOL实现了对于近视视カ的该MTF。在另ー个实施例中，IOL实现了对于中间视カ的该MTF。在另ー个实施例中，IOL实现了对于远视视カ的该MTF。在又一个实施例中，IOL实现了对于所有近视视カ、中间视カ和远视视力的该MTF。示例示例1 光学建模通过分析利用ZEMAX software中的Liou Brennan眼睛模型的示例性折叠IOL 设计的图像质量来评估光学性能。结果示出在图5-6中。如图5所示，利用示例性折叠IOL基本保持了远视视力。通过在EA単元开启时添加EA单元提高了近视视カ。提高的程序取决于IOL的机械设计，并且发现对于信箱设计的
提高程度最佳。示例2 调制传递函数多个示例性I0L(中心部分铰接、双铰接、以及信箱)的调制传递函数(MTF)被模拟，并与没有折叠线的控制系统进行比较。在将电活性元件设置在无限远处聚焦的同时对于500mm远处的物体模拟MTF。如图7所示，示例性IOL示出了近视视カ的显著改迸。接下来，在将物距从无限远(90m)改变到500mm的同时模拟MTF，以评价中间距离处的视力。能够看到对于100线对/mm(如对于ISO 11979-2所使用的)、40Ip/mm、和 27. 5Ip/mm的MTF随着液晶透光率从60% (清晰)变化到6% (不透明)而提高。见图8。示例3 应カ测试为了创建可折叠I0L，玻璃元件必须能够抵抗一定量的折叠应カ。玻璃应カ测试被建摸。变量參数和产生的峰值应カ示出在图9中并且提供如下模型间隔(mm) 单元厚度(μ m) 峰值应カ(MPa)A 0.510090B 0. 520027
C110063对于Imm厚的透镜，玻璃优选表现出小于70MPa的峰值应力。如这些建模应カ测试所显示的，可以通过増大间隔(将模型A与C相比较)和/或通过增加単元厚度(将模型A与B相比较)来减小玻璃应カ。
权利要求
1.一种眼内透镜，包括，基体，所述基体包括一个或多个折叠线，使得所述基体能够呈折叠构型和展开构型；和容纳在所述基体中或所述基体上的电活性元件， 其中，所述折叠构型的至少一个尺寸小于大约5mm。
2.根据权利要求1所述的眼内透镜，包括两条平行的折叠线。
3.根据权利要求1所述的眼内透镜，包括穿过中心孔的折叠线。
4.根据权利要求1所述的眼内透镜，包括将所述基体二等分的折叠线。
5.根据权利要求1所述的眼内透镜，其中，所述中心孔在所述眼内透镜基体的折叠构型和展开构型下都保持基本是平面的。
6.根据权利要求1所述的眼内透镜，其中，所述折叠构型的至少一个尺寸小于大约4mm ο
7.根据权利要求6所述的眼内透镜，其中，所述折叠构型的至少一个尺寸小于大约 3. 5mmο
8.根据权利要求7所述的眼内透镜，其中，所述折叠构型的至少一个尺寸小于大约3mm ο
9.根据权利要求1所述的眼内透镜，其中，在进行了折叠和展开之后的所述眼内透镜实现至少大约5%的调制传递函数。
10.根据权利要求1所述的眼内透镜，其中，所述眼内透镜还包括铰接的触觉装置。
11.根据权利要求10所述的眼内透镜，还包括柔性连接于所述基体的翼，其中所述触觉装置从所述翼绕所述基体的周边同心地延伸。
12.根据权利要求11所述的眼内透镜，其中，所述翼能够相对于所述基体铰接和/或枢转。
13.根据权利要求1所述的眼内透镜，其中，所述眼内透镜还包括从由电池、电路、天线和传感器构成的组中选择的一个或多个电子元件。
14.根据权利要求13所述的眼内透镜，其中，一个或多个电子元件定位在触觉装置上。
15.根据权利要求13所述的眼内透镜，其中，一个或多个电子元件定位在触觉装置-光学装置结合处。
16.一种植入眼内透镜的方法，包括 提供如权利要求1所述的眼内透镜； 将所述眼内透镜折叠到折叠构型； 将折叠的眼内透镜插入到眼睛中； 将眼内透镜展开到其展开构型。
全文摘要
提供了用于眼内透镜的折叠图案。在第一实施例中，公开了一种眼内透镜，其包括基体，所述基体包括一个或多个折叠线，使得所述基体能够呈折叠构型和展开构型；和容纳在所述基体中或所述基体上的电活性元件，其中，所述折叠构型的至少一个尺寸小于大约7mm。
文档编号A61F2/16GK102596100SQ201080041836
公开日2012年7月18日 申请日期2010年7月14日 优先权日2009年7月14日
发明者A·古普塔, A·索雷尔, J-N·费尔, U·施内尔 申请人:伊兰扎公司