具有中心孔的角膜內透鏡的制作方法

專利名稱：具有中心孔的角膜內透鏡的制作方法
具有中心孔的角膜內透鏡
背景技術：
本發明總體涉及角膜內透鏡，還涉及通過將角膜內透鏡插入患者的眼中校正視力 的方法。通過使用眼內透鏡或角膜內透鏡提供眼鏡和眼外隱形眼鏡的代替物來對視敏度 缺陷進行校正是公知的。眼內透鏡(I0L)通常用于插入在眼房中，眼睛的囊袋中或者虹膜和晶狀體之間。 眼內透鏡通常包括具有光學校正能力的中心部分以及周圍支撐部分。稱為袢(haptic)的 支撐部分通常用來幫助操縱透鏡，以及通常使得可將透鏡保持在眼中的給定位置。美國專利申請公開號US2004/0085511 A1 (Uno et al.)公開了用于插入眼睛的后 房中的眼內透鏡。該透鏡具有光學部分和支撐部分。將透鏡置入眼中時，支撐部分的邊緣 接觸虹膜邊緣和睫狀體之間的后房外邊緣。支撐部分的尺寸選擇為保持光學部分和虹膜正 確對準。光學部分的尺寸選擇為使得虹膜的開口絕對不會超過光學部分的直徑。眼內充滿 了房水，而且透鏡包括槽和小孔，以使得房水可在眼內流動。本發明人的PCT/US05/14439公開了用于插入眼睛后部或前房的眼內透鏡。該透 鏡具有光學部分和支撐/袢部分。用袢部分和眼睛的虹膜角膜角的相互作用將放置在眼睛 前房中的透鏡保持在適當的位置。用袢部分和眼睛的虹膜邊緣與睫狀體之間的角的相互作 用將放置在眼睛后房中的透鏡保持在適當的位置。透鏡包括槽和小孔，以使得房水可在眼 中流動。此外，透鏡的袢部分包括方向標記。透鏡可被以折疊的結構插入眼中，并在眼中展 開。方向標記幫助外科醫生確定透鏡的前面和后面的位置。角膜內透鏡和眼內透鏡有若干方面的區別。角膜內透鏡用于插入角膜內而不是眼 房內。由于角膜內透鏡用于插入角膜內，這種透鏡比眼內透鏡小。因為角膜內透鏡和眼內 透鏡相對于眼睛晶狀體的位置不同，角膜內透鏡和眼內透鏡必須具有不同的光學特性以校 正眼睛的相同異常。圖1示出具有角膜2的眼睛橫截面。已開發了各種用于在有視覺異常的眼睛的角 膜上制備開口的設備。然后，如圖2所示，角膜內透鏡被插入到角膜開口中并被保持在該開 口中。圖2示出眼睛角膜2的開口 6中的角膜內透鏡4。如上所詳述的，眼內透鏡具有和眼房的自然邊緣相互作用的支撐部分，以使透鏡 和眼睛對準。然而，角膜內透鏡插入在角膜的人工開口中，該開口沒有透鏡可與之相互作用 以對準透鏡和眼睛的自然邊緣。然而，通常需要將角膜內透鏡和預定視軸精確對準，以獲得對眼睛異常的期望校 正。Feingold的PCT2001US25376公開了用于在角膜中切出定位和尺寸都精確的袋的 設備，還公開了用于插入該袋中的角膜內透鏡。優選實施例中，袋大致是環形的，帶有比袋 的直徑小的側向入口。透鏡設計為在角膜外時其直徑小于袋的直徑，并且一經放入角膜后， 該透鏡脹大到袋的直徑。這有助于將透鏡保持在角膜內的對準位置。然而，不是所有角膜內透鏡都設計成一經放入角膜后都會膨脹。此外，切出定位和尺寸都精確的袋是困難和/或耗時的。因而，需要一種設備或方法，該設備和方法可允許植入角膜內透鏡，而不需使用設 置成放入角膜后即脹大的透鏡，或者不用在角膜內切出位置和尺寸都精確的袋。

發明內容
本發明通過提供具有中心孔的透鏡滿足上述需要，透鏡中該孔的尺寸小到足以避 免損害透鏡的光學特性，又大到使得將透鏡植入角膜時外科大夫可以看見孔并將孔和示出 眼軸的標記對準。具體而言，本發明提供一種用于植入角膜中的透鏡，包括具有光軸的光學部分， 以及穿過透鏡的孔，其中孔和光軸同心，而且選擇孔的尺寸和形狀使得孔不會損害透鏡的 光學特性并且保持對操作透鏡的人是可見的。根據本發明的一個實施例，孔具有介于50到500微米之間的直徑。根據本發明的一個實施例，透鏡的光軸通過透鏡中心。根據本發明的一個實施例，孔具有大于100微米的直徑。根據本發明的一個實施例，孔具有小于200微米的直徑。根據本發明的一個實施例，透鏡包括至少一個環形的非光學部分，該非光學部分 沒有光學屈光能力并且和孔同心。根據本發明的一個實施例，非光學部分被光學部分環繞。
根據本發明的一個實施例，孔是單個孔。根據本發明的一個實施例，孔的直徑隨孔的深度變化。根據本發明的一個實施例，孔壁的第一部分沿著錐體的第一部分，孔的直徑從孔 的入口處的第一外直徑減小到孔中的中間位置處比第一外直徑小的內直徑，而孔壁的第二 部分沿著錐體的第二部分，孔的直徑從內直徑增加到孔的另一入口處的第二外直徑。根據本發明的一個實施例，孔壁的第一部分沿著圓環面的第一部分，孔的直徑從 孔的入口處的第一外直徑減小到孔中的中間位置處比第一外直徑小的內直徑，而孔壁的第 二部分沿著圓環面的第二部分，孔的直徑從內直徑增加到孔的另一入口處的第二外直徑。根據本發明的一個實施例，孔壁的第一部分沿著錐體的一部分，孔的直徑從孔的 入口處的第一外直徑減小到孔中的中間位置處比第一外直徑小的內直徑，而其中孔壁的第 二部分沿著圓環面的一部分，孔的直徑從內直徑增加到孔的另一入口處的第二外直徑。根據本發明的一個實施例，孔壁的第一部分和第二部分之間的孔壁的第三部分沿 著圓柱形，該圓柱形的直徑等于內直徑。根據本發明的一個實施例，孔壁沿著從孔的一個入口到孔的另一入口的錐體。根據本發明的一個實施例，孔壁沿著從孔的一個入口到孔的另一入口的圓柱體。根據本發明的一個實施例，透鏡的前表面和后表面中的每一個包括下述表面類型 中的至少一部分具有單個焦點的球面；具有兩個或多個焦點的球面；具有漸變焦區的非 球面；圓環面；以及平面。根據本發明的一個實施例，前表面和后表面中的至少一個包括臺階狀部分。本發明的另一實施例涉及沿預定視軸校正眼睛角膜的光學特性的方法，該方法包 括
在角膜表面和預定視軸的交點處標記眼睛的角膜；在角膜的最厚處形成開口，開口用于在預定視軸附近容納透鏡，其中開口的尺寸 使得可以調整透鏡在開口中的位置；將如權利要求1到17中的任一項所提供的透鏡插入開口 ；以及將透鏡的孔和角膜的標記對準。


圖1是眼睛的橫截面。圖2是具有設置在眼睛角膜內的角膜內透鏡的眼睛前部的截面圖。圖3是用于容納角膜內透鏡的角膜袋的橫截面圖。圖4a示出根據本發明實施例的透鏡的正視圖。圖4b示出圖4a的透鏡的橫截面。圖4c是圖4b中心的近視圖。圖4d圖示了特定實施例的孔區域。圖5a示出根據本發明的方法。圖5b是具有角膜的眼睛的頂視圖，該角膜帶有根據本發明的角膜內透鏡。圖5c是圖5b的角膜的橫截面圖。圖5d是圖5b的角膜的另一橫截面圖。圖6a示出根據本發明另一實施例的透鏡的正視圖。圖6b示出圖6a的透鏡的橫截面。圖6c是圖6b中心的近視圖。圖7a示出根據本發明另一實施例的透鏡的正視圖。圖7b示出圖7a的透鏡的橫截面。圖7c是圖7b中心的近視圖。圖8a示出根據本發明另一實施例的透鏡的正視圖。圖8b示出圖8a的透鏡的橫截面。圖8c是圖8b中心的近視圖。圖9a示出根據本發明另一實施例的透鏡的正視圖。圖9b示出圖9a的透鏡的橫截面。圖9c是圖9b中心的近視圖。圖10a示出根據本發明另一實施例的透鏡的正視圖。圖10b示出圖10a的透鏡的橫截面。圖10c是圖10b中心的近視圖。圖11a示出根據本發明另一實施例的透鏡的正視圖。圖lib示出圖11a的透鏡的橫截面。圖11c是圖lib中心的近視圖。圖12a示出根據本發明另一實施例的透鏡的正視圖。圖12b示出圖12a的透鏡的橫截面。圖12c是圖12b中心的近視圖。
圖13a示出根據本發明另一實施例的透鏡的正視圖。圖13b示出圖13a的透鏡的橫截面。圖13c是圖13b中心的近視圖。圖14示出光線如何穿過圖12a_c所示的透鏡實施例。圖15示出光線如何穿過圖12a_c所示透鏡的另一實施例。圖16a示出根據本發明另一實施例的透鏡的正視圖。圖16b示出圖16a的透鏡的橫截面并示出光線如何穿過透鏡。圖17a示出根據本發明另一實施例的透鏡的正視圖。圖17b示出圖17a的透鏡的第一橫截面并示出光線如何穿過透鏡橫截面。圖17c示出圖17a的透鏡的第二橫截面并示出光線如何穿過透鏡橫截面。
具體實施例方式本發明提出了通過在角膜的袋中放置透鏡持久性地但是可逆地校正視力缺陷的 方法。各個實施例可校正近視、遠視、散光、老花眼或者這些缺陷的組合。應該理解，本發明 不限于治療這些缺陷，對其他眼睛問題的治療也在本發明的保護范圍內。如果校正保持令 人滿意，校正可以是持久性的，也可以通過將透鏡從角膜中取出取消校正。根據本發明的透鏡例如用于插入角膜袋中，該角膜袋用Feigold的 PCT2001US25376中公開的角膜袋角膜刀(Keratome)設備形成。如下文所詳述的，角膜袋必 須比透鏡稍大，以使得有空間用來調整透鏡在袋中的位置。圖3示出角膜2的橫截面，其中切出了袋或開口 6。入口 8允許進入開口 6。圖4a示出根據本發明實施例的折射透鏡40。如下文所詳述的，透鏡40用于插入 如圖3所示的角膜開口中。透鏡40是球面透鏡，如圖4b所示，其中內表面和外表面都是球 面的一部分。透鏡40由具有光學屈光的單個環形光學部分42組成。光學部分42具有光 軸44。如下文所詳述的，本發明的一些實施例中，透鏡可包括光學部分內或圍繞光學部分的 非光學部分，該非光學部分和軸44同心或者不同心。透鏡可具有介于1. 5和6毫米之間的 直徑。透鏡42還包括孔46，孔46和透鏡的光軸44同心，并且穿過透鏡40。根據本發 明，孔的尺寸和形狀選擇為使得孔不損害透鏡的光學特性，而且對操作透鏡的人(如外科 大夫)是可見的。優選地，孔具有介于50和500微米之間的直徑。更優選地，孔具有介于 100和200微米之間的直徑。更優選地，孔具有150微米的直徑。發明人驚訝地發現具有這 種優選尺寸的孔不損害透鏡的光學特性(患者察覺不到)，同時保持對操作透鏡的外科大 夫是可見的。該發現有違直覺，因為人們會認為大到外科大夫可見的孔是如此之大所以一 定會損害透鏡的光學特性，例如由孔的邊緣引起邊緣眩光。然而，孔的優選尺寸的情況并非 如此。對于本發明，認為如果孔沒有引起眼睛佩戴透鏡的使用者可察覺的嚴重眩光，則孔不 損害透鏡的光學特性。如圖4c所示，孔壁可沿著從孔的一個入口到孔的另一入口的圓柱形。為了降低孔 引起的眩光，優選地，將孔的尺寸和形狀選擇為使得孔的表面反射面積最小。例如，圖4d示 出對于孔周圍厚0. 03mm的透鏡以及直徑為150微米的孔，孔的表面積為0. 014平方毫米。 孔周圍的透鏡的厚度可以位于0. 07毫米和0. 005毫米之間。發明人發現這樣的孔表面積不會產生眼睛佩戴透鏡的使用者可察覺的眩光。如下文所詳述的，孔壁也可以不同于簡單的圓柱形，以進一步降低孔的表面反射 面積。根據本發明的透鏡使得可以實現一種根據本發明實施例沿著預定視軸校正眼睛 角膜的光學特性的方法。例如圖5a示出了這種方法。在步驟1，在角膜表面和沿之角膜的光學特性將被校正的預定視軸的交叉處標記 眼睛角膜。可以用激光、鋒利的和/或尖的裝置通過染色或者讓標記裝置臨時釘在或者附 著在角膜表面在角膜外表面上做出標記。在步驟2，在角膜厚度方向形成用于容納透鏡的開口，如圖3所示的開口。可用 PCT2001US25376公開的角膜袋角膜刀(keratome)或者使用激光形成開口，在此通過引用 將PCT2001US25376全部并入。如本領域公知的，在計算機控制下激光可被使用并引導。可 以通過LASIK (激光輔助現場角膜磨削)過程中所用方法類似的方法形成角膜開口。或者， 可以用如Feingold的PCT2007US63568公開的激光和成袋形的掩膜形成角膜袋，在此通過 引用將PCT2007US63568并入。或者，可以由外科醫生用手持器械人工形成角膜袋。可以形成角膜瓣(未示出)作為角膜開口的替代。開口的尺寸必須可以使得可以調整透鏡在開口中的位置。根據角膜的光學性質中 必須校正的、使用的透鏡類型等選擇在角膜外表面下形成開口的深度。適當的話可以改變 步驟1和2的順序。在步驟3，將根據本發明的透鏡插入開口，該透鏡包括具有光軸的光學部分和通過 透鏡的孔，其中孔和光軸同心，而且其中孔的尺寸和形狀選擇為使得孔不損害透鏡的光學 特性，而且保持對操作透鏡的人是可見的。將透鏡插入開口中而且透鏡的軸和預定視軸對 準時，透鏡用于校正角膜的光學特性。透鏡和開口設置成使得將孔定于角膜標記的中心可 將透鏡的軸和預定視軸對準。液體可以被注入在開口中，以使透鏡的置入更容易。插管或 者小鏟可被用來將透鏡移動到期望位置。然后，在步驟4，把透鏡的孔和角膜標記對準。孔的尺寸設置成對于操作透鏡的人 而言該孔仍然可透過透鏡所在處的開口之上的角膜部分可見。發明人指出，如果孔的直徑 太大，將孔和角膜標記精確對準就會比較困難。例如，這是由于孔的邊緣離標記太遠，以至 于無法知道邊緣離標記的距離是否相等。而且為此，孔的直徑優選地選擇為上述尺寸。角膜上的開口可以自己愈合，幾天后，上皮細胞覆蓋開口的入口(access)。圖5b示出具有角膜52的眼睛50的頂視圖，該角膜52中有位于角膜開口 56中的 根據本發明的角膜內透鏡54。圖5c是圖5b的角膜沿包括預定視軸58的平面C_C的橫截面圖，而圖5d是圖5b 的角膜沿包括預定視軸58且垂直于平面C-C的平面D-D的橫截面圖。預定視軸相對于角 膜可以位于中心或不位于中心，這取決于要校正的異常。眾所周知的是，角膜細胞通過外部的淚液和內部的房水以及控制角膜的神經纖維 提供的神經營養物質的擴散接收營養。通過空氣接收氧氣。用生物相容材料(這些材料可 以包括硅樹脂、水凝膠、尿烷或丙烯酸樹脂)形成角膜內透鏡是公知的，這些材料允許氣體 充分擴散，從而使眼內組織得到充分的供氧。然而，發明人注意到，將角膜內透鏡植入角膜 中時，在透鏡中提供根據本發明的開口看起來增強了營養物質在角膜內的傳輸，這對角膜是有益的，例如，在透鏡植入后角膜的愈合更容易。此外，發明人還指出，通過提供經過孔的 流動，在愈合期之后不會在角膜內發現陰翳或混濁。有益地，根據本發明的透鏡的孔通過該透鏡中心。發明人注意到，特別是在透鏡的 整體形狀為具有凸面和凹面的穹頂狀時，使孔位于透鏡中心看起來進一步增強了營養物質 在角膜內的傳輸，這對角膜更加有益。圖6a示出根據本發明另一個實施例的透鏡60。透鏡60是球面透鏡，如圖6b所 示，其中透鏡的內表面和外表面都是球面的一部分。透鏡60包括環形光學部分62，該光學 部分具有光軸64和與軸64共軸的孔66。透鏡60還包括位于光學部分62中沒有光學屈光 能力的環形非光學部分68，并且該非光學部分和光學部分62同心。在本發明的一些其他實施例中，光學部分(如圖6a的實施例中的光學部分62)和 非光學部分(如圖6a的實施例中的非光學部分68)的位置可以是反過來的。本發明的一些其他實施例可包括以任何方式交替的多個同心光學和非光學部分 (1-1、1-2、2-1 等)。本發明的一些其他實施例中，非光學部分和光學部分的軸可以不同心。如圖6c所示，孔壁可沿著從孔的一個入口到孔的另一入口的圓柱形。然而，如下 所詳述的，孔壁也可為其他形狀，以降低在孔壁上產生眩光的風險。圖7a示出根據本發明另一實施例的透鏡70。透鏡70是球面透鏡，如圖7b所示， 其中透鏡的內表面和外表面都是球面的一部分。透鏡70包括環形光學部分72，該光學部分 具有光軸74和與軸74共軸的孔76。透鏡70還包括位于光學部分72中沒有光學屈光能力 的環形非光學部分78，并且該非光學部分和光學部分72同心。如圖7c所示，孔76的直徑沿孔的深度變化。孔壁的第一部分沿著圓環面的第一 部分，孔的直徑從孔的入口處的第一外直徑減小到孔中的中間位置處比第一外直徑小的內 直徑。孔壁的第二部分沿著圓環面的第二部分，從內直徑增加到孔的另一入口處的第二外 直徑。圓環面的旋轉環的曲率半徑可被包含在0.01微米和0.002微米之間。孔壁的第一 部分和第二部分之間的孔壁的第三部分是圓柱形的，其具有等于內直徑的直徑。圖7c中， 顯示的第一和第二外直徑是相等的。然而，第一和第二外直徑也可以不同。圖7a_c所示的透鏡是球面形的。然而，如下所詳述的，根據本發明的透鏡也可以 是非球面形的。圖8a示出根據本發明另一實施例的透鏡80。透鏡80是球面透鏡，如圖8b所示， 其中透鏡的內表面和外表面都是球面的一部分。透鏡80包括環形光學部分82，該光學部分 具有光軸84和與軸84共軸的孔86。透鏡80還包括位于光學部分82中沒有光學屈光能力 的環形非光學部分88，并且該非光學部分和光學部分82同心。如圖8c所示，孔的直徑沿孔的深度變化。孔壁的第一部分沿著圓環面的第一部 分孔的直徑從孔的入口處的第一外直徑減小到孔中的中間位置處比第一外直徑小的內直 徑。孔壁的第二部分沿著圓環面的第二部分，從內直徑增加到孔的另一入口處的第二外直 徑。圓環面的旋轉環的曲率半徑可被包含在0.025微米和0.0025微米之間。圖8c中，顯 示的第一和第二外直徑是相等的。然而，第一和第二外直徑也可以不同。圖9a示出根據本發明另一實施例的透鏡90。透鏡90是球面透鏡，如圖9b所示， 其中透鏡的內表面和外表面都是球面的一部分。透鏡90包括環形光學部分92，該光學部分具有光軸94和與軸94共軸的孔96。透鏡90還包括位于光學部分92中沒有光學屈光能力 的環形非光學部分98，并且該非光學部分和光學部分92同心。如圖9c所示，孔的直徑沿孔的深度變化。孔壁的第一部分沿著錐體的一部分，孔 的直徑從透鏡前面上孔的入口處的第一外直徑減小到孔中的中間位置處比第一外直徑小 的內直徑。孔壁的第二部分沿著圓環面的一部分，從內直徑增加到透鏡的后面上孔的另一 入口處的第二外直徑。孔壁所沿著的錐體部分可以屬于通過繞著孔軸旋轉角度為10到30 度的三角形形成的錐體。圖10a示出根據本發明另一實施例的透鏡100。透鏡100是球面透鏡，如圖10b所 示，其中透鏡的內表面和外表面都是球面的一部分。透鏡100包括環形光學部分102，該光 學部分具有光軸104和與軸104共軸的孔106。透鏡100還包括位于光學部分102中沒有 光學屈光能力的環形非光學部分108，并且該非光學部分和光學部分102同心。如圖10c所示，孔的直徑沿孔的深度變化。孔壁的第一部分沿著錐體的一部分，孔 的直徑從透鏡的后面上孔的入口處的第一外直徑減小到孔中的中間位置處比第一外直徑 小的內直徑。孔壁的第二部分沿著圓環面的一部分，從內直徑增加到透鏡的前面上孔的另 一入口處的第二外直徑。圖11a示出根據本發明另一實施例的透鏡110。透鏡110是球面透鏡，如圖lib所 示，其中透鏡的內表面和外表面都是球面的一部分。透鏡110包括環形光學部分112，該光 學部分具有光軸114和與軸114共軸的孔116。透鏡110還包括位于光學部分112中沒有 光學屈光能力的環形非光學部分118，并且該非光學部分和光學部分112同心。如圖11c所示，孔的直徑沿孔的深度變化。孔壁的第一部分沿著錐體的第一部分， 孔的直徑從孔的入口處的第一外直徑減小到孔中的中間位置處比第一外直徑小的內直徑。 孔壁的第二部分沿著錐體的第二部分，從內直徑增加到孔的另一入口處的第二外直徑。圖 11c中，顯示的第一和第二外直徑是相等的。然而，第一和第二外直徑也可以不同。根據本實施例(未示出)，孔壁可以沿著從孔的一個入口到孔的另一入口的錐體。圖4a_c和圖6a_c到圖lla_c中所示的透鏡都是折射球面透鏡，其中內表面和外 表面都是球面的一部分。然而，本發明不限于這種透鏡。例如，根據本發明的透鏡可以是衍 射透鏡，例如是多級透鏡，并且包括透鏡的外邊緣和透鏡的中心部分之間的一系列環形透 鏡部分。由多級透鏡提供的更大折射范圍和折射控制對于使用本發明的方法和裝置校正老 花眼特別有用。多級透鏡的環形脊可防止橫向移動，但是多級透鏡也可以被給予保留特征。 多級透鏡可有一個可以是球面的一部分的外表面(前表面或后表面)，而另一個外表面由 一系列大小遞減的透鏡環形部分組成。圖12a示出根據本發明實施例的厚度減小的多階透鏡(multi-step lens) 120。如 圖12b所示，透鏡120的外表面是球面的一部分。透鏡120包括環形光學部分122，該光學 部分具有光軸124和與軸124共軸的孔126。透鏡120還包括位于光學部分122中沒有光 學屈光能力的環形環形非光學部分128，并且該非光學部分和光學部分122同心。如圖12c 所詳細顯示的，光學部分122由形成在透鏡的內表面上的以臺階狀排列的一系列同心圓環 1220、1222、1224、1226等組成。在圖12c所示的實施例中，同心環1220、1222、1224、1226 等每個都沿著和軸124垂直的平面。此外，用壁1221、1223、1225、1227等將同心環1220、 1222、1224、1226等彼此連接，壁1221、1223、1225、1227等每個沿著和透鏡具有同一軸的圓柱形。環1220、1222、1224、1226等和圓柱形壁1221、1223、1225、1227等之間的連接可以是 圓的。透鏡120的外邊緣可以例如為斜面的，并沿著和軸124同心的錐體1201的一部分。圖12a_c沒有示出孔126的形狀。然而，根據本發明的透鏡的孔可以具有前面的 圖中所示的任何形狀或者任何其他的適當形狀。圖12a-c所示的環1220、1222、1224、1226等的數量和大小僅為示例。可以使用任 何適當的數量和大小。此外，顯示每個環沿著平行平面，但是，適當的話，每個環或者一些環 可以沿著和其他環不平行的平面，或者沿著錐形、球面、圓環面、橢圓面、拋物面或者雙曲面 或者多面體(具有平面或非平面)的一部分。而且，顯示環1220、1222、1224、1226等為圓形的且是同心的，但是，適當的話，每 個環可以具有不同的形狀，例如是拋物面，或者具有不同中心。圖13a示出根據本發明另一實施例的厚度減小的多階透鏡130。如圖13b所示，透 鏡130的外表面是球面的一部分。透鏡130包括環形光學部分132，該光學部分具有光軸 134和與軸134共軸的孔136。透鏡130還包括位于光學部分132中沒有光學屈光能力的 環形非光學部分138，并且該非光學部分和光學部分132同心。如圖13c所詳細顯示的，光 學部分132由形成在透鏡的內表面上的、以臺階狀排列的一系列大小遞減的同心錐體部分
1322、1324、1326等組成，并且這些錐體部分的每一個具有和透鏡的軸134相同的軸。在圖 13c所示的實施例中，用壁1323、1325、1327等將錐體部分1322、1324、1326等彼此連接，壁
1323、1325、1327等每個沿著和透鏡具有同一軸的圓柱形。錐體部分1322、1324、1326等和 圓柱形壁1323、1325、1327之間的連接可以是圓的。圖13c中，平面環1320連接透鏡的邊 緣和錐體部分1322的最外側邊緣。透鏡130的外邊緣可以例如為斜面的，并沿著和軸134 同心的錐體1301的一部分。根據本發明的某些實施例，作為替代，錐體部分可以是球面部分或者圓環面、橢圓 面、拋物面或者雙曲面的一部分。或者，每個錐體部分可以用一系列具有不同角度的錐體部 分代替。圖中示出的錐體的數量和大小僅作為示例。可以使用任何適當的數量和大小。圖12a_c和圖13a_c示出的透鏡具有是球面的一部分的前表面，和臺階狀的后表 面。然而，作為替代，根據本發明的透鏡可具有是球面的一部分的后表面，和臺階狀的前表 面。作為替代，根據本發明的透鏡也可具有臺階狀的前表面和后表面。根據本發明的透鏡可具有單焦距。通常，這種透鏡足以校正簡單的近視和遠視。圖14示出在透鏡具有單個焦點142的實施例中光線如何穿過如圖12a_c所示的 透鏡120的橫截面的上部。然而，折射率或者透鏡形狀有變形的透鏡或者這兩者均有變形的透鏡可以有益地 用作本發明的一部分，以形成多焦點透鏡。這種透鏡的焦距不是恒定的，而是隨著透鏡的范 圍改變。這種透鏡的多焦點特性可用于通過以下方式補償老花眼源位于遠處時，使射入眼 睛的一部分光線聚焦，而在源位于近處時(例如看書時)，聚焦另一部分光線。如本發明所 提供的，這種焦距可變透鏡的有效性取決于透鏡的可靠定位，以避免透鏡未對準，并且通過 視覺處理設備簡化對多個焦距的適應。例如，老花眼可以通過將一例如直徑小于3mm的小 面積的焦距縮小的透鏡放在角膜中央來校正。瞳孔小的時候，該位置在強光條件(如看書 時)效果更好，而瞳孔大的時候，在例如晚上開車的弱光條件下效果相應地減弱。因而，必 須保持透鏡相對于瞳孔的位置，大腦會更容易適應眼睛的非均勻至少是恒定的聚焦。
圖15示出在透鏡是具有三個焦點152、154和156的實施例中光線150如何穿過 如圖12a_c所示的透鏡120的橫截面的上部。根據本發明的實施例，還可用具有非球面表面的非多階透鏡也可實現多焦點特 性。圖16a示出具有非球面表面的非多階透鏡的正視圖。圖16b示出這種透鏡的上部 的橫截面。圖16a-16b的透鏡160包括中心非球面穹頂部分162，其限定沿透鏡的軸165的 第一焦區164。中心部分162被周圍非球面環形部分166環繞，周圍非球面環形部分166限 定沿透鏡的軸166的第二焦區167。根據本發明的孔168穿過透鏡的中心。非球面表面可 如此以使得沿透鏡軸的表面的橫截面沿著橢圓、拋物線或者雙曲線的一部分。根據本發明的實施例，透鏡的圓環面的可變焦距可用來校正散光。根據本發明的 透鏡可以是多焦點透鏡，其同時校正或補償包括近視、遠視、散光和老花眼的各種缺陷組
口 o圖17a示出根據本發明的這種透鏡170。透鏡170的前外表面沿著復雜的圓環表 面。透鏡170包括環形光學部分172，該光學部分具有光軸174和與軸174共軸的孔176。 透鏡170還包括位于光學部分172中沒有光學屈光能力的環形非光學部分178，并且該非光 學部分和光學部分172同心。圖17b示出透鏡170沿圖17a所示平行于軸174的平面A_A的半橫截面。圖17c 示出透鏡170沿圖17a所示平行于軸174的平面C-C的半橫截面。透鏡170的外表面沿著沿平面A-A的第一圓環表面和沿著平面C-C的第二圓環表面。如圖17b所詳細顯示的，光學部分172由形成在透鏡的內表面上的、以臺階狀排列 的_例如以和圖12a_c所示實施例類似的方式_ 一系列同心圓環組成。如圖17b所示，該圖還示出光線如何穿過透鏡，第一圓環表面和透鏡的臺階狀內 表面共同作用，使得透鏡在平面A-A內具有第一焦點1701。另一方面，如圖17c所示，第二 圓環表面和透鏡的臺階狀內表面共同作用，使得透鏡在平面C-C內具有第二焦點1702。根據本發明，可用生物相容材料(這些材料可以包括硅樹脂、水凝膠、尿烷或丙烯 酸樹脂)形成透鏡，這些材料允許充分的氣體擴散，以使眼內組織得到充分的供氧。可用于 形成眼內透鏡的材料是本領域公知的，例如在美國專利號5，217，491中進行公開的，在此 通過引用并入本文。優選地，根據本發明的透鏡是可變形的。應該理解，上述內容僅涉及本發明的示例實施例，而在不背離以下權利要求的保 護范圍的情況下可以進行修改。例如，根據本發明的透鏡的前表面和后表面中的每一個可以具有以下任一表面類 型中的至少一部分具有單個焦點的球面；具有兩個或多個焦點的球面；具有漸變焦區的 非球面；圓環面；非球面以及平面。此外，根據本發明的透鏡的前表面和后表面中的每一個 可以為平滑的或者臺階狀的。根據本發明實施例的透鏡的一部分的前表面和后表面中的曲率半徑可以是相同 的或不同的。此外，透鏡一部分的表面可以沿部分周邊具有多個曲率半徑，這使得透鏡可以 補償角膜球面畸形。而且，本發明的實施例可包括具有上述光學部分以及圍繞所述光學部分的袢部分的角膜內透鏡，其中，袢部分是波浪形的。眼內透鏡可包括內部穹頂狀部分以及具有設置在 外部分外圍的多個葉片的外部分，其中，穹頂狀部分沿軸向和多個葉片間隔開。本發明的實 施例還可包括具有中心光學部分和外部袢部分的角膜內透鏡，其中袢部分包括靠近光學部 分設置且從該光學部分沿徑向向外的環形部分；靠近環形部分設置且從該環形部分沿徑向 向外的一對內部弧形波形物，這一對內部弧形波形物設置在光學部分的相對側；以及靠近 該一對內部弧形波形物設置且從該一對內部弧形波形物沿徑向向外的另一對外部弧形波 形物。袢部分可包括至少一個沿徑向設置在所述袢內的沖洗通道。一對波形物的弧形波形 物可以是同心的。上述透鏡中的每一個可包括一個孔。然而，本發明的實施例可包括透鏡的其他部 分中的其他孔。其他的孔例如可用于傳輸營養物質，而非用于對準，這些孔的直徑可小于中 心孔的直徑。這會使邊緣孔小到操作透鏡的人不可見，但是這有助于不損害透鏡的光學特 性。本發明不限于前述實施例，而是由下面的權利要求限定。
權利要求
一種用于植入角膜中的透鏡，包括具有光軸的光學部分；以及通過所述透鏡的孔；其中所述孔和光軸同心，而且選擇所述孔的尺寸和形狀使得所述孔不會損害所述透鏡的光學特性并且保持對操作所述透鏡的人是可見的。
2.根據權利要求1所述的透鏡，其中所述孔具有介于50到500微米之間的直徑。
3.根據權利要求1或2所述的透鏡，其中所述透鏡的光軸通過透鏡中心。
4.根據權利要求1到3所述的透鏡，其中所述孔具有大于100微米的直徑。
5.根據權利要求1到4所述的透鏡，其中所述孔具有小于200微米的直徑。
6.根據權利要求1到5中任一項所述的透鏡，其中所述透鏡包括至少一個環形的非光 學部分，所述非光學部分沒有光學屈光能力并且和所述孔同心。
7.根據權利要求6所述的透鏡，其中所述非光學部分被所述光學部分環繞。
8.根據權利要求1到7中任一項所述的透鏡，其中所述孔是單個孔。
9.根據權利要求1到8中任一項所述的透鏡，其中所述孔的直徑隨孔的深度變化。
10.根據權利要求9所述的透鏡，其中孔壁的第一部分沿著錐體的第一部分，所述孔的 直徑從孔的入口處的第一外直徑減小到所述孔中的中間位置處比第一外直徑小的內直徑， 而其中孔壁的第二部分沿著錐體的第二部分，從內直徑增加到所述孔的另一入口處的第二 外直徑。
11.根據權利要求9所述的透鏡，其中孔壁的第一部分沿著圓環面的第一部分，所述孔 的直徑從孔的入口處的第一外直徑減小到所述孔中的中間位置處比第一外直徑小的內直 徑，而其中孔壁的第二部分沿著圓環面的第二部分，從內直徑增加到所述孔的另一入口處的第二外直徑。
12.根據權利要求9所述的透鏡，其中孔壁的第一部分沿著錐體的一部分，所述孔的直 徑從孔的入口處的第一外直徑減小到所述孔中的中間位置處比第一外直徑小的內直徑，而 其中孔壁的第二部分沿著圓環面的一部分，從內直徑增加到所述孔的另一入口處的第二外直徑。
13.根據權利要求10到12中任一項所述的透鏡，其中孔壁的第一部分和第二部分之間 的孔壁的第三部分沿著圓柱形，圓柱形的直徑等于所述內直徑。
14.根據權利要求9所述的透鏡，其中孔壁沿著從孔的一個入口到孔的另一入口的錐體。
15.根據權利要求8所述的透鏡，其中孔壁沿著從孔的一個入口到孔的另一入口的圓 柱體。
16.根據權利要求1到15中任一項所述的透鏡，其中所述透鏡的前表面和后表面中的 每一個包括下述表面類型中的至少一部分具有單個焦點的球面； 具有兩個或多個焦點的球面； 具有漸變焦區的非球面； 圓環面；以及 平面。
17.根據權利要求1到17中任一項所述的透鏡，其中所述前表面和后表面中的至少一個包括臺階狀部分。
18. 一種用于沿預定視軸校正眼睛的角膜的光學特性的方法，所述方法包括 在角膜表面和預定視軸的交點處標記眼睛的角膜；在角膜的厚度方向上形成開口，所述開口用于在預定視軸附近容納透鏡，其中所述開 口的尺寸使得可以調整透鏡在開口中的位置；將如權利要求1到17中的任一項提供的透鏡插入開口 ；以及 將透鏡的孔和角膜的標記對準。
全文摘要
一種用于植入角膜中的透鏡，其包括具有光軸的光學部分；以及通過透鏡的孔。孔和光軸同心，而且選擇孔的尺寸和形狀使得孔不會損害透鏡的光學特性并且保持對操作透鏡的人是可見的。
文檔編號G02C7/02GK101896853SQ200780101886
公開日2010年11月24日 申請日期2007年12月12日 優先權日2007年12月12日
發明者A·科斯梅寧, V·費恩戈爾德 申請人:紐普提科斯有限公司