Патент на изобретение №2355006

(54) МНОГОФОКУСНЫЕ КОНТАКТНЫЕ ЛИНЗЫ, ИЗГОТОВЛЕННЫЕ ИЗ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ПОЛИМЕРНОГО ГЕЛЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области офтальмологии и направлено на создание многофокусной контактной линзы, обеспечивающей точную коррекцию зрения для всех фокусных расстояний. Этот результат обеспечивается за счет того, что предлагается изготавливать многофокусные контактные линзы, по меньшей мере, частично из чувствительного полимерного геля, который имеет достаточно короткое время реакции, чтобы изменение не ощущалось пользователем и он мог иметь возможность всегда видеть четко. 9 з.п. ф-лы.

Настоящее изобретение относится к линзам, в частности контактным линзам, внутриглазным линзам, имплантируемым линзам, вкладным линзам, накладным линзам или любым другим офтальмологическим преломляющим устройствам. Для простоты эти линзы будем именовать как целое “контактными линзами”. Таким образом, любое упоминание “контактных линз”, “контактной линзы”, “линз”, “линзы” и т.п. следует рассматривать как включающее в себя, по меньшей мере, вышеупомянутые линзы.

В одной конфигурации настоящее изобретение относится к бифокальным или многофокусным контактным линзам, выполненным из так называемых интеллектуальных полимеров.

По мере роста популярности контактных линз по сравнению с очками для коррекции зрения возникла необходимость решить проблемы, с которыми сталкиваются пользователи, которым необходима коррекция зрения как для ближнего, так и для дальнего видения. Поэтому желательно разработать бифокальные и предпочтительно многофокусные, контактные линзы.

Примеры конфигураций бифокальных контактных линз известны. Одна конфигурация, именуемая бифокальной линзой Alternating Image (переменного изображения) или бифокальной линзой Alternating Vision (переменного видения), имеет область дальнего видения, находящуюся в верхней части линзы, и область ближнего видения, находящуюся в нижней части линзы. Две области линзы разделены линией, проходящей через линзу, которая может быть прямой или искривленной. Обзор типичных конструкций этих линз приведен в Ruben M. & Guillon M. (1994), Chapter 33 Presbyopia and Influence of Aging on Prescription of Contact Lenses (WJ Benjamin, EM Borish) Chapman & Hall, London, UK.

Эти бифокальные контактные линзы функционируют, занимая разное положение при взгляде вперед и взгляде вниз. Теоретически при взгляде вперед зрачок покрыт дальней зоной, а при взгляде вниз контактная линза оказывается выше и зрачок покрыт ближней зоной. Однако эта конфигурация страдает определенными недостатками.

Один недостаток этой конфигурации в том, что трудно точно управлять движением линзы, чтобы зрачок попеременно оказывался в позиции ближнего и дальнего видения. Для этого требуется сложный процесс, занимающий много времени и не всегда успешный. Неудача в обеспечении оптимального покрытия зрачка имеет тот недостаток, что пользователь одновременно смотрит через позиции дальнего и ближнего видения, что иногда приводит к появлению сразу двух изображений, так называемого “двоения”, и обычно к ухудшению остроты зрения по сравнению с той, которую обеспечивают очки.

Второй недостаток состоит в том, что для того чтобы бифокальная линза переменного видения действовала оптически, необходимо, чтобы она двигалась значительно больше, чем оптимально для комфорта, и, таким образом, пользователь может испытывать некоторый дискомфорт. Кроме того, может потребоваться обеспечить на линзе особенности для управления ее поворотом. Однако эти особенности могут увеличивать толщину и неоднородность контактной линзы, что может делать ее менее удобной по сравнению с традиционной простой конструкцией.

Еще один недостаток этой конфигурации состоит в том, что разделительная линия обеспечивает разрыв на поверхности контактной линзы. Если линия располагается на передней поверхности контактной линзы, она может мешать движению века, создавать неудобство и тянуть линзу из ее положения, по меньшей мере, временно нарушая зрение пользователя. Если разделительная линия находится на задней поверхности линзы, это может приводить к механической травме глазной ткани.

Альтернативная конфигурация линзы известна под общим названием бифокальной или многофокусной линзы Simultaneous Image (одновременных изображений). Эти контактные линзы обычно выполнены из двух или более концентрических зон попеременно дальнего и ближнего видения или одной зоны непрерывной изменяющейся силы (постепенного добавления). Имеются оба варианта выполнения. В первом известна контактная линза с ближним центром, в которой зона ближнего видения находится в центре линзы. Во втором известна контактная линза с дальним центром, имеющая противоположную конфигурацию. Для конструкции постепенного добавления в центре обычно расположена зона ближнего видения, но известна и противоположная конфигурация. Конструкция концентрических зон общедоступна в обоих вариантах – ближнего центра и дальнего центра (Ruben M. & Guillon M. (1994), Chapter 33 Presbyopia and Influence of Aging on Prescription of Contact Lenses (WJ Benjamin, DVI Borish) Chapman & Hall, London, UK).

Одно преимущество этих линз в том, что они не требуют движения, чтобы действовать как бифокальные линзы. Однако они требуют точной центровки при дальнем и ближнем взгляде. Это требование является недостатком по сравнению с однофокусными контактными линзами, поскольку затрудняет подгонку. Главный недостаток этих конструкций обусловлен тем фактом, что для их работы они должны все время фокусировать на сетчатке дальнее и ближнее изображения.

Другой недостаток состоит в том, что они создают на сетчатке изображение худшего качества, чем контактные линзы или очки одинарного видения. Например, при взгляде вдаль только часть зрачка покрывается дальней оптикой, которая формирует сфокусированное изображение, а остальная часть зрачка покрывается нефокусирующими промежуточными и/или ближними зонами, что ухудшает качество изображения, создаваемого на сетчатке, и, следовательно, снижает остроту зрения.

Еще один недостаток связан с тем, что у разных пациентов разный размер зрачка и, что важнее, размер зрачка каждого пациента зависит от уровня освещенности. Недостаток состоит в том, что точный процент света, формирующего дальнее и ближнее изображения, не поддается управлению. Для решения этой проблемы были выдвинуты различные предложения, например использовать конфигурации “чувствительные к зрачку” и/или использовать “бинокулярную пару”, где одна контактная линза обеспечивает ближнее, а другая – дальнее видение. Например, одна линза может иметь конструкцию ближнего центра, а другая – конструкцию дальнего центра. Однако даже эти модификации не избавляют от вышеупомянутых недостатков.

В еще одной альтернативной конфигурации было предложено использовать два материала с разными показателями преломления для создания бифокальных или многофокусных линз либо переменного видения, либо одновременного видения. Однако эти видоизмененные процессы производства не решают ни механических проблем первых, ни визуальных проблем последних.

В других альтернативных конфигурациях бифокальные линзы одновременного видения создаются с использованием принципов дифракции, а не преломления. В обоих случаях недостаток ухудшения зрения аналогичен, и, кроме того, значительное количество света теряется, что еще более ухудшает зрение ночью по сравнению с преломляющими контактными линзами.

Примеры контактных линз, отвечающих уровню техники, приведены в US6511178, US6364482, US5835192, US6179420, US5835192, US5485228 и US5448312.

Таким образом, желательно обеспечить двух- или многофокусные контактные линзы, позволяющие преодолеть вышеперечисленные недостатки. Для простоты двух- и многофокусные контактные линзы будем в целях этой заявки именовать как целое многофокусными линзами.

Кроме того, желательно обеспечить многофокусную контактную линзу, которая обеспечивает другие преимущества, например одно или более из следующих: качество зрения, достижимое с помощью традиционных контактных линз одинарного видения, как для дальнего, так и для ближнего видения; качество зрения, аналогичное достижимому с помощью контактных линз одинарного видения, для любых расстояний промежуточного видения; отсутствие необходимости в значительном перемещении контактной линзы, когда взгляд переходит от дальнего расстояния к ближнему и наоборот, чтобы пользователь достигал ожидаемой остроты зрения; и такая же простота подгонки, как для традиционных линз одинарного видения.

Контактную линзу, имеющую некоторые или все из этих желаемых характеристик, можно получить с использованием чувствительного полимерного геля. Эти чувствительные полимеры также называют “умными полимерами” или “интеллектуальными полимерами”.

Итак, согласно настоящему изобретению предусмотрена многофокусная контактная линза, в которой линза изготовлена, по меньшей мере, частично из чувствительного полимерного геля.

Чувствительные полимеры получили известность некоторое время назад и представляют собой полимерные материалы, обладающие способностью реагировать на внешние стимулы, как-то температуру, pH, ионную силу, свет, электрическое поле, магнитное поле, силы сдвига или химический инициатор. Чувствительные полимеры обычно представляют собой полимерные сетки. Эти сетки являются полимер-полимерными композициями, в которых между составляющими полимерами существуют преимущественные взаимодействия. Взаимодействие может представлять собой ковалентную связь, кулоновское взаимодействие, водородную связь, притяжение Ван-дер-Ваальса и физические взаимодействия, например сцепление. Примеры чувствительных полимеров приведены в US 5503893, WO 97/00275, US 4188373, US 5252318, WO 95/24430, Katoaka К et al. Journal of the American Chemical Society. Dec 1998, Tanaka T et al Faraday Discuss, 101, 201 (1995), Li Y, Hu Z, Chen Y. “Shape memory gels made by the modulated gel technology, J Appl Poly Sci 63: 1173-1178 (1997), Hu Z. Science 269:525 (1995), Tanaka et al Collapse of gels in an electric field Science 218: 457-469 (1982), Osada Y, Ross-Murphy SB. Intelligent gels Scientific American, May 1993, pp42 and Karauchi T et al “Deformation behaviors of polymer gels in electric field” In Polymer Gels. Ed. D. DeRossi et al Plenum Press, NY, 1991, pp 237, которые включены сюда посредством ссылки.

В настоящем изобретении можно использовать любой подходящий чувствительный полимерный гель. Предпочтительно, чтобы полимерный гель был совместим с глазной тканью. Если полимерный гель несовместим с глазной тканью, он может быть заключен в контактную линзу во избежание прямого взаимодействия между полимером и глазной тканью. В частности, предпочтительны полимеры, изменяющие форму и/или показатель преломления при изменении условий окружающей среды и/или при приложении стимула, например электрического или магнитного поля.

Стимул для изменения формы линзы может обеспечиваться глазной средой вокруг контактной линзы или альтернативно любым искусственным средством в контактной линзе.

Устройство может включать в себя детектор и отдельное устройство, обуславливающее стимул.

В одной конфигурации устройство, внедренное в одну или обе контактные линзы, будет создавать локальные изменения, которые будут инициировать обратное изменение формы чувствительного полимера.

В одной конфигурации настоящего изобретения контактная линза будет изменять форму с изменением стимула. Это изменение формы будет изменять фокусное расстояние линзы.

Изменение формы контактной линзы может ограничиваться передней поверхностью, и/или задней поверхностью, и/или внедренной зоной в контактной линзе.

В одной альтернативной конфигурации чувствительный полимер будет содержать только оптическую зону и/или будет внедрен в переднюю или заднюю поверхность контактной линзы.

Очевидно, что настоящее изобретение позволит пользователю фокусироваться на любой нужной дальности, не испытывая проблем, связанных с линзами, известными из уровня техники. В частности, не будет необходимости в перемещении с управляемой амплитудой при изменении взгляда. Кроме того, при каждой дальности взгляда наблюдение осуществляется через всю линзу, что позволяет избавиться от недостатков, связанных с оптическими искажениями и/или сложными движениями головы, упомянутых в конфигурациях, отвечающих уровню техники.

Еще одно достоинство настоящего изобретения состоит в том, что линзы легче подгонять по сравнению с линзами, отвечающими уровню техники, поскольку они не будут требовать ни сложной механической подгонки или регулировки оптической силы контактной линзы из наилучшей сферической коррекции для очков, ни ближнего добавления, кроме как компенсации дальности задней вершины.

Стимул для изменения формы поверхностей контактной линзы или формы внедренной части линзы может обеспечиваться электрическим полем, создаваемым средством, внедренным в саму контактную линзу. Для обеспечения электрического поля можно использовать любое подходящее средство. В одной конфигурации в контактную линзу внедрена микросхема. Микросхема может быть микронных или нанометровых размеров и в общем случае сконструирована так, чтобы пользователь ее не видел. Микросхема может инициироваться для излучения электрического поля любыми пригодными средствами.

Стимул для изменения формы поверхностей контактной линзы или формы внедренной части линзы может обеспечиваться магнитным полем, создаваемым средством, внедренным в саму контактную линзу. Для обеспечения магнитного поля можно использовать любое подходящее средство. В одной конфигурации в контактную линзу внедрена микросхема. Микросхема может быть микронных или нанометровых размеров и в общем случае сконструирована так, чтобы пользователь ее не видел. Микросхема может инициироваться для излучения магнитного поля любыми пригодными средствами.

В одной конфигурации микросхема будет отслеживать движение глаза и изменение движения глаза будет приводить к тому, что микросхема будет испускать поле, необходимое, чтобы заставить чувствительный полимер изменить форму. Отслеживание движения глаза может осуществляться самой микросхемой или отдельным детектором, связанным с микросхемой.

Например, микросхема может инициироваться, когда пользователь смотрит внутрь, и линза может изменять форму так, чтобы пользователь мог четко фокусироваться на ближнем материале.

В одной альтернативной конфигурации микросхема или отдельный детектор может идентифицировать расстояние между зрачками, т.е. расстояние между зрачками правого и левого глаза. Когда пользователь смотрит прямо перед собой, расстояние между его глазами максимально. В одной конфигурации желательно, чтобы микросхема в этом случае не создавала никакого поля или могла создавать максимальное или минимальное поле. Когда пользователь смотрит в точку, которая ближе к пользователю, зрачки его глаз сближаются, и это будет обнаружено. Микросхема будет реагировать на изменение расстояния и модулировать имеющееся поле, чтобы вызвать изменение формы чувствительного полимера для обеспечения фокусировки. Когда пользователь смотрит на все более близкие точки, его глаза сближаются, ток, создаваемый микросхемой, будет изменяться по интенсивности, обеспечивая пропорциональное изменение передней поверхности контактной линзы, что приведет к изменению силы линзы. Когда пользователь снова посмотрит вдаль, интенсивность поля изменится и форма линзы вернется к той, которая необходима для дальнего видения.

Во второй альтернативной конфигурации микросхема будет отслеживать относительное расстояние пары контактных линз. Когда пользователь переводит взгляд издали на более близкий предмет, контактные линзы перемещаются вместе с глазами и сближаются. Изменение относительного расстояния между двумя контактными линзами будет вызывать изменение силы.

Таким образом, в наиболее предпочтительной конфигурации линза будет обеспечивать точную коррекцию для всех фокусных расстояний. Это, в частности, возможно с чувствительными полимерами, которые имеют достаточно короткое время реакции, чтобы изменение не ощущалось пользователем и, таким образом, он всегда видел четко.

В альтернативной предпочтительной конфигурации линза будет обеспечивать коррекцию фокусного расстояния по достижении заданного порога или ряда заданных порогов стимула.

Дополнительно или альтернативно току, приводящему к изменению формы, поле может вызывать изменение показателя преломления.

Хотя выше было приведено конкретное описание со ссылкой на микросхему, создающую электрическое поле, очевидно, что можно использовать другие средства для создания подходящего стимула.

Формула изобретения

1. Многофокусная контактная линза, в которой линза изготовлена, по меньшей мере частично, из чувствительного полимерного геля.

2. Многофокусная контактная линза по п.1, в которой чувствительный полимерный гель изменяет форму и/или показатель преломления.

3. Многофокусная контактная линза по п.1, в которой чувствительный полимерный гель реагирует на приложение стимула.

4. Многофокусная контактная линза по п.2, в которой чувствительный полимерный гель реагирует на приложение стимула.

5. Многофокусная контактная линза по п.3, в которой стимулом является электрическое поле или магнитное поле.

6. Многофокусная контактная линза по любому из пп.3-5, в которой стимул создается средством, внедренным в саму контактную линзу.

7. Многофокусная контактная линза по п.6, в которой средством для создания стимула является микросхема микронных или нанометровых размеров.

8. Многофокусная контактная линза по п.7, в которой микросхема отслеживает движение глаза, так что изменение движения глаза приводит к тому, что микросхема порождает стимул.

9. Многофокусная контактная линза по п.7, в которой микросхема отслеживает межзрачковое расстояние и порождает стимул, когда оно изменяется.

10. Многофокусная контактная линза по п.7, в которой микросхема отслеживает расстояние между правой и левой контактными линзами и порождает стимул, когда оно изменяется.