DE102019134386A1

DE102019134386A1 - Intraokularlinse

Info

Publication number: DE102019134386A1
Application number: DE102019134386.0A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Schreiber
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2019-12-13
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2021-06-17
Also published as: EP4072469A1; WO2021116298A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Intraokularlinse, die einen Linsenkörper aufweist und zum Einsetzen in das menschliche Auge (2) ausgebildet ist, wobei der Linsenkörper als flache, planparallele, elastisch-dehnbare Membran (14) aus transparentem Material ausgebildet ist, auf oder in der eine Fresnelzonenstruktur (13) geformt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Intraokularlinse, die einen Linsenkörper aufweist und zum Einsetzen in das menschliche Auge ausgebildet ist.
Zur Behandlung des Katarakts ist das Einsetzen von Intraokularlinsen (IOL) eine übliche Behandlung. Dabei wird die durch den Katarakt getrübte Augenlinse entfernt und durch eine implantierte Intraokularlinse ersetzt. Aber auch aus anderen Gründen kann das Einsetzen einer Intraokularlinse notwendig sein. In letzter Zeit sind Optikkonzepte realisiert worden, die die Korrektur der Presbyopie realisieren und/oder einen Astigmatismus korrigieren. Dadurch erfuhr die Kataraktchirurgie einen Wandel von der klassischen Altersoperation hin zur refraktiven Chirurgie mit dem Ziel, eine Brillenfreiheit über alle Sehdistanzen und bei höchster Sehqualität zu realisieren. Die große Mehrzahl der Intraokular-Augenlinsen wird im verbleibenden leeren Rest des Kapselsacks implantiert. Dazu wird die vordere Kapselsackmembran durch eine Kapsulorhexis geöffnet, die natürliche Augenlinse zerkleinert und entfernt und in den verbleibenden Kapselsack die Hinterkammer-Intraokularlinse eingesetzt. Hinterkammer-Intraokularlinsen weisen Halteeinrichtungen auf, die als „Haptiken“ bezeichnet werden und am optisch wirksamen Linsenkörper der Intraokularlinse befestigt sind, um diesen im Kapselsack korrekt zu fixieren und zu positionieren. Eine weitere Möglichkeit, eine Intraokularlinse einzusetzen, ist die Fixierung an der Iris. Hierzu werden sogenannte Vorderkammer-Intraokularlinsen eingesetzt.
Hinsichtlich bekannter Intraokularlinsen wird auf folgende Druckschriften verwiesen: US 4242761 , DE 2605847 A1 , US 4244060 , US 2008/183289 , DE 2725219 A1 , US 4166293 , US 4177526 A , DE 2945349 A1 , US 4268921 A , DE 3130278 A1 , US 2002/128710 A , DE 10105080 B4 , DE 10134072 B4 , US 5728155 A , US 2007/010881 A , WO 99/56670 A1 , WO 00/21467 A1 , US 2013/190868 A , US 6007579 A , US 2003/158560 A , US 2002/143394 A , US 2007/244561 A , US 2010/204787 A , WO 2012/054854 A2 , EP 1667612 A1 , US 5443506 A , US 5066301 , AU 2004/02852 , WO 2008/077795 A2 , US 9095424 B2 , WO 2017/096087 A1 und CA 3002085 A1 .
Aus dem Stand der Technik sind damit sowohl einteilige als auch mehrteilige Intraokularlinsen bekannt.
Aus X. Li et al., „Stretchable Binary Fresnel Lens for Focus Tuning“, Scientific Reports, Mai 2016, DOI: 10.1038, ist eine Fresnel-Linse bekannt, die als Fresnelzonenplatte auf einem flexiblen Substrat ausgebildet ist, das unterschiedlich durchgebogen werden kann. Die Fokallänge ändert sich mit der Durchbiegung. EP 560664 A1 sowie CN 104849792 A betreffen ebenfalls Fresnelzonenplatten.
A. Khan et al., „Change in human lens dimensions, lens refractive index distribution and ciliary body ring diameter with accomodation", Biomedical Optics Express, Vol. 9, Nr. 3, Februar 2018, S. 1272-1282, befasst sich mit Abmessungen im Kapselsack und den beim Akkommodieren auftretenden Größenänderungen.
S. Daya et al., „Parameters affecting anterior capsulotomy tear strength and distension“,Journal of Cataract & Refrative Surgery, Vol. 45, Nr. 3, März 2019, S. 355-360, befasst sich mit Aspekten der anterioren Kapsulotomie, also der Öffnung der Vorderseite des Kapselsacks, die bei der Kataraktoperation auftritt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Intraokularlinse anzugeben.
Die Erfindung ist im Anspruch 1 definiert; die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen.
Die Intraokularlinse (IOL) weist einen Linsenkörper auf und ist zum Einsetzen in das menschliche Auge ausgebildet. Der Linsenkörper ist als flache, elastisch-dehnbare, bevorzugt planparallele Membran aus transparentem Material ausgebildet. Auf oder in dieser Membran ist ein planares Fokussiersystem geformt. Durch die elastische Dehnbarkeit des transparenten Materials wird auch das in der oder auf der Membran ausgeformte Fokussiersystem beim Dehnen der Membran gedehnt, wobei sich mit der Dehnung das Fokussiersystem so verändert, dass sich eine Änderung der Fokallänge ergibt. Beispiele für ein planares Fokussiersystem sind Fresnelzonenstrukturen, die phasen- und/oder amplitudenmoduliert sein können. Ebenfalls möglich sind diffraktive Strukturen. Die Intraokularlinse wird so im Auge platziert, dass die Muskeln des Auges beim Akkommodieren die elastisch-dehnbare Membran dehnen bzw. relaxieren, bevorzugt radialsymmetrisch. Die Membran wird zum Akkommodieren elastisch so gedehnt, dass sich eine Änderung der Fokallänge der Intraokularlinse und damit die gewünschte Anpassung ergibt, die für die visuelle Akkommodation erforderlich ist. Zum Akkommodieren werden damit wie bei der natürlichen Linse die physiologischen Kräfte, die das Auge ausübt, genutzt. Die Membran der implantierten IOL wird durch diejenigen Muskeln elastisch gedehnt, die beim Akkommodationsvorgang natürlich aktiviert werden.
Planare Fokussiersysteme im hier zugrundeliegendem Verständnis sind planare Linsen aus Metamaterialien, hologrammerzeugende Oberflächen und/oder phasen- und/oder amplitudenmodulierte Systeme. Sie basieren insbesondere auf Fresnelzonenstrukturen und deren Spezialfällen. Metamaterialien sind Systeme, wie beispielsweise Nano- oder Mikrostrukturen, welche eine unübliche Brechkraft, z.B. kleiner als 1 oder negative Werte, erlauben. Üblicherweise sind es Mikroresonatoren oder plasmonische Systeme mit Abmessungen im Bereich hunderter Nanometer bis einiger Mikrometer. Die Größe ist abhängig von der Wellenlänge des wechselwirkenden Lichtes. Je nach Resonatorsystem ist die ausschlaggebende Strukturgröße üblicherweise im Bereich von 0,1 bis 2x der Wellenlänge. Die Systeme sind zwar mikroskopisch gesehen dreidimensional, im Vergleich zu der Dicke der Membran jedoch weiterhin als planar anzusehen. Mit solchen Metamaterialien kann eine Linse erzeugt werden, welche makroskopisch gesehen weiterhin ein planares Fokussierungssystem realisiert.
Die Membran kann innerhalb des Kapselsacks und/oder über einer Kapsulorhexisöffnung befestigt werden. Für die Befestigung am Rande der Membran ist optional mindestens eine Haptik zum festen Anbringen der Membran am Kapselsack des Auges vorgesehen.
Die Befestigung der Membran am Kapselsack sorgt dafür, dass mit der Dehnung des Kapselsacks durch die Zillarmuskeln auch die Membran und damit das planare Fokussiersystem gedehnt wird. Hierzu gibt es u. a. zwei Optionen:

Die Membran kann am Rand mit Durchgangsöffnungen versehen werden, die ein Vernähen der Membran mit dem Kapselsack über der Kapsulorhexis erlauben. Alternativ hierzu kann die Membran in den Kapselsack eingebracht und an dessen Innenwand befestigt sein. Hierzu ist es bevorzugt, die Haptiken in Form von Stegen auszubilden, die am Rand der Membran nach außen ragen. Besonders bevorzugt sind die Haptiken dabei am Rand der Membran angeordnet, wobei mehrere Haptiken ringförmig am Rand der Membran angeordnet sind. Derartige Haptiken können besonders bevorzugt am Innenumfang eines Ringes befestigt sein, welcher wiederum zur Befestigung am Kapselsackäquator des Auges ausgebildet ist. Im chirurgischen Eingriff wird der Ring, der besonders bevorzugt segmentiert sein kann, am Kapselsackäquator befestigt, beispielsweise verklebt. An der Innenseite des Rings ist die Membran angebracht, beispielsweise verklebt oder durch Rastverbindungen etc. befestigt.

Da der Linsenkörper aufgrund des planaren Fokussiersystems eine plane Struktur ist, ist die Größe der Intraokularlinse ausschließlich durch die Geometrie der Membran definiert. Die vergleichsweise dünne Membran lässt sich eng aufrollen und kann damit einen sehr kleinen Querschnitt für den Implantationsvorgang realisieren. Die Schnittgrößen bei der Kataraktoperation sind damit gegenüber dem Stand der Technik reduziert, was zu einer verbesserten Wundheilung und einem verbesserten chirurgischen Gesamtresultat führt. Zugleich ist die Schnittgröße unabhängig von der Brechkraft der Intraokularlinse, was bei herkömmlichen Intraokularlinsen nicht der Fall ist.
In einer Ausführungsform weist das planare Fokussiersystem eine Fresnelzonenstruktur auf, die bevorzugt durch eine Abfolge von konzentrischen, lichtabsorbierenden Ringen, die jeweils durch transparente Ringe voneinander getrennt sind, gekennzeichnet ist. Es folgen also Ringe, die das Licht blocken, auf Ringe, die das Licht transmittieren. Eine solche Fresnelzonenstruktur kann besonders bevorzugt durch Einfärben eines transparenten, elastisch-dehnbaren Materials in Membranform erreicht werden, beispielsweise durch entsprechende Partikel, Farbstoffe etc., die auf die Membran gedruckt werden oder in die Membran eingebracht werden.
Die Fokallänge f dieser Fresnelzonenstruktur mit Ringstruktur ergibt sich wie folgt: $\frac{1}{D} = f (s) = \frac{{(s r_{n})}^{2}}{n λ} = s^{2} f_{0}$
In dieser Gleichung steht λ für die Wellenlänge, r_n für den n-ten Übergang zwischen einem transparenten und einem absorbierenden Ringbereich sowie D für die Brechkraft in Dioptrien. Der Faktor s ist mit der Vergrößerung der Fresnelzonenstruktur verknüpft, die durch das Dehnen der Membran erzeugt wird. Die Grundgeometrie der (ungedehnten) Fresnelzonenstruktur ist durch die Radii r_n gegeben, welche die Grundfokallänge fo der ungedehnten Struktur festlegen.
In einer weiteren Ausführungsform weist das planare Fokussiersystem eine phasenmodulierende Fresnelzonenstruktur auf, die bevorzugt durch eine Abfolge ringförmiger Verdickungen der Platte gekennzeichnet ist. Solche Strukturen sind für sog. Fresnellinsen bekannt. Da sie auf der elastisch dehnbaren Membran ausgebildet sind und aus demselben Material wie die Membran bestehen, führt auch hier die Dehnung der Membran zu einer Lageänderung des Fokus. Die Änderung der Fokallänge ist dabei proportional zum Dehnungsverhältnis und es gilt: $\frac{1}{D} = f (s) = (A / A_{0}) \cdot f_{0}$
In dieser Gleichung steht A für die Fläche der gedehnten Membran und A₀ für die Fläche der ungedehnten Membran.
Solche diffraktiv wirksamen Strukturen haben hinsichtlich der Dehnung die gleiche Wirkung wie eine amplitudenmodulierte Fresnelzonenstruktur mit absorbierenden Ringen und nicht absorbierenden Ringlücken. Sie sind z.B. durch Prägen einer elastischen Membran gefertigt und haben eine nicht ebene Oberfläche. Ihr Transmissionsgrad kann höher sein.
Rein diffraktive Systeme haben den Vorteil einer geringeren chromatischen Aberration. Diffraktive Systeme sind beispielsweise phasen- oder amplitudenmodulierte Systeme. Sie erzeugen durch Blockieren oder Amplitudenverschiebung Interferenzen und nutzen dies, um einen Fokus zu generieren. Hier können Nanopartikelsysteme, beispielsweise bekannt aus D. Werdehausen et al., „Dispersion-engineered nanocomposites enable achromatic diffractive optical elements“, Optica, 2019, zu Erhöhung der Effizienz genutzt werden, da sie mehr Licht in die erste Beugungsordnung lenken.
Die elastischen Eigenschaften der Membran sind bevorzugt auf die Augenphysiologie abgestimmt, indem ein sehr flexibles Material für die Membran eingesetzt wird. Bei einem Elastizitätsmodul zwischen 0,5 MPa und 1,5 MPa, bevorzugt bei 1 MPa ± 10 %, erlaubt die von den Augenmuskeln im Ziliarkörper erreichbare Kraft bei einer Membrandicke von 30 µm bis 50 µm, bevorzugt 35 µm ± 20 %, und einem Durchmesser der Membran (ohne eventuelle Haptiken gemessen) von 4 mm eine Brechzahländerung von etwa 20 Dioptrien auf 26 Dioptrien. Dies entspricht einer Fokusverstellung von 40 cm auf 4 m bei einem Standardauge.
Es zeigte sich weiter, dass im Zentrum der Membran ein Loch von bis etwa 200 µm Durchmesser, bevorzugt bis 50 µm, gelassen werden kann. Dies beeinflusst die optische Wirkung nicht störend und hat weiter den Vorteil, dass der freie Fluss des Humors im Kapselsack möglich ist.
Ebenfalls einen günstigen Dioptrienverstellbereich von etwa 3 Dioptrien erhält man, wenn das Material eine Shore-Härte von 20A bis 50A hat. Dieser Shore-Härtenbereich ist deshalb bevorzugt. Geeignete Materialien zum Herstellen der elastisch-dehnbaren Membran sind Elastomere aus Silikon, Nitril und/oder Latex.
Die geschilderte Intraokularlinse ist i.d.R. hinsichtlich der Fokallänge wellenlängenabhängig, wie z.B. die obige Gleichung (1) zeigt. Diese Problematik stellt sich bei der Anwendung als Intraokularlinse zu einem geringeren Maße, als bei üblichen optischen Anwendungen, da das menschliche Gehirn in der Lage ist, solche Fehler zu korrigieren. Dennoch stellt sich die Aufgabe, eine Linse, die ein planes Fokussiersystem, z.B. als Fresnelzonenstruktur, in einer flexiblen Membran aufweist, so auszugestalten, dass die optische Qualität verbessert ist. Diese Aufgabe stellt sich auch unabhängig vom Einsatz als Intraokularlinse.
Es ist hierzu vorgesehen, eine Linse, die einen Linsenkörper aufweist, der als flache (bevorzugt planparallele), elastisch-dehnbare und/oder elastisch-verformbare Membran aus transparentem Material ausgebildet ist, auf oder in dem planares Fokussiersystem als amplitudenmodulierte Fresnelzonenstruktur geformt ist, wobei die Fresnelzonenstruktur mindestens zwei Zonen aufweist, die sich hinsichtlich ihrer spektralen Selektivität und ihrer Geometrie unterscheiden, wobei jeder Zone in einem Spektralbereich wirkt, in dem die mindestens eine andere Zone nicht wirkt.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Zonen Sätze von konzentrischen, spektral selektiv lichtabsorbierenden Ringzonen der Fresnelzonenstruktur, die spektral-unterschiedlich absorbieren, um die spektral-selektive Wirkung bereitzustellen. Diese Fresnelzonenstruktur weist damit also mehrere Ringzonenstrukturen auf, von denen jede auf eine bestimmte Wellenlänge oder einen bestimmten Wellenlängenbereich optimiert ist. Der Wellenlängenbereich ist durch den Bereich gegeben, in dem die jeweilige Ringzonenstruktur absorbiert. Die Ringzonenstruktur ist auf den jeweiligen Wellenlängenbereich, in dem die entsprechende Ringzonenstruktur absorbiert, abgestimmt.
Die einzelnen Geometrien der Zonen sind dabei so gewählt, dass die jeweilige Wellenlänge, in der die entsprechende Zonen wirken, dieselbe Fokallänge erhalten wird, wie für die anderen Zonen. Auf diese Weise ist eine chromatische Korrektur erreicht. Die einzelnen Zonen wechselwirken damit miteinander hinsichtlich der Fokuserzeugung nicht, da jede Zone nur in einem individuellen Wellenlängenbereich wirkt.
Die Fresnelzonenstruktur besteht somit im Ergebnis aus einer Überlagerung von mindestens zwei Ringzonenstrukturen, die in einem individuellen Wellenlängenbereich absorbieren, in dem die anderen Ringzonenstrukturen bzw. die andere Ringzonenstruktur transparent ist. Diese Ringzonenstrukturen haben Ringgeometrien, die auf den jeweiligen Wellenlängenbereich abgestimmt sind. Alle Ringzonenstrukturen sind so gestaltet, dass sie dieselbe Fokallänge im ihnen zugeordneten Wellenlängenbereich bewirken. Da im Wellenlängenbereich einer Ringzonenstruktur die anderen Ringzonenstrukturen nicht absorbieren, ist auf diese Weise sehr einfach eine chromatische Korrektur erreicht. Die einzelnen Ringzonenstrukturen wechselwirken miteinander hinsichtlich der Fokuserzeugung nicht, da jede Ringzonenstruktur nur in einem individuellen Wellenlängenbereich wirkt.
Auf diese Weise lässt sich beispielsweise mit drei Ringzonenstrukturen eine Anpassung für blau, grün und rot erzeugen.
Dieses Prinzip kann natürlich besonders bevorzugt für die eingangs genannte Intraokularlinse angewendet werden. Es ist aber gleichermaßen auch ganz allgemein für optische Systeme (z.B. Linsen), deren Fokallänge verstellt werden soll, vorgesehen. Die Membran muss dabei auch nicht zwingend einer in einer Ebene liegenden Dehnung unterworfen werden, wie dies bei der Intraokularlinse der Fall ist. Vielmehr ist auch gleichermaßen eine Deformation möglich, wie sie im genannten Artikel von X. Li et al. beschrieben ist. Soweit nachfolgend die Anwendung dieses Prinzips zur Weiterbildung einer Intraokularlinse beschrieben wird, ist dies nicht einschränkend zu verstehen; vielmehr kann eine entsprechende Zonen, die eine chromatische Korrektur bewirkt, auch unabhängig von einer Intraokularlinse und insbesondere auch unabhängig von Haptiken oder Befestigungstechniken, die oben oder nachfolgend im Zusammenhang mit einer Intraokularlinse beschrieben werden, zur Anwendung kommen.
Die Dehnung der Membran wird in den Ausführungsformen durch die natürliche Akkommodationstätigkeit bewirkt. Die Intraokularlinse ist dazu geeignet mit dem Kapselsack verbunden. Dies kann in Ausführungsformen so geschehen, dass die Vergrößerung des maximalen Kapselsackdurchmessers auch die Dehnung der Intraokularlinse bewirkt. Dazu ist in Ausführungsformen die Intraokularlinse im oder nahe dem Kapselsackäquator befestigt. In anderen Ausführungsformen erfolgt die Dehnung indirekt, indem die mit dem Dehnen des Kapselsacks einhergehende axiale Stauchung des Kapselsacks über eine Mechanik in die Dehnung der Membran umgesetzt wird. Diese Bauweise hat den Vorteil, dass keine kraftschlüssige Befestigung am oder nahe des Kapselsackäquators erforderlich ist.
Die Intraokularlinse kann zusätzlich zur dehnbaren Membran eine nicht akkommodierende Zusatzlinse aufweisen. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Intraokularlinse eine vergleichsweise hohe Brechkraft bereitstellen muss, die alleine von der flexiblen Membran nicht oder nur mit optischen Einschränkungen realisiert werden könnte. Auch in anderen Fällen, kann die Zusatzlinse Vorteile bringen, da die Brechkraft des planaren Fokussiersystems reduziert werden kann. Die Intraokularlinse umfasst dann zusätzlich eine i.d.R. gewölbte, Zusatzlinse, die beispielsweise posterior oder anterior der elastischen Membran angeordnet ist und die nicht von der Akkommodationstätigkeit des Auges beeinflusst ist. Sie stellt eine Grundbrechkraft bereit, die z.B. aus medizinischen und/oder optionalen Gründen erwünscht ist.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele auch alternative Elemente und Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder Komponenten enthalten. Elemente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbespiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden gleiche oder einander entsprechende Elemente in verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht mehrmals erläutert. Von den Figuren zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Auges mit eingesetzter, elastischer Intraokularlinse,
2 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Akkommodationsfähigkeit mit der Intraokularlinse der 1,
3 eine Draufsicht und eine Schnittdarstellung auf einen elastischen Teil der Intraokularlinse der 1 und 2, der als amplitudenmodulierte Fresnelzonenplatte ausgebildet ist,
4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Implantation und Verankerung der Intraokularlinse im Auge,
5 eine Draufsicht ähnlich der 3, die Haptiken der Intraokularlinse zusätzlich zeigt,
6 eine Darstellung ähnlich der 4 betreffend eine andersartige Verankerung der Intraokularlinse,
7 eine Ausschnittsvergrößerung der 6 zur Erläuterung der Verankerung der Intraokularlinse,
8 und 9 Schemadarstellungen ähnlich der 3 betreffend eine chromatisch korrigierte Linse,
10 Absorptionsspektren von Ringstrukturen der Linse der 8 und 9,
11 und 12 Schnittdarstellungen ähnlich der 3, jedoch für eine Ausführungsform, die eine phasenmodulierte Fresnelzonenplatte aufweist,
13 eine Darstellung ähnlich der 4, wobei die Fresnelzonenplatte in einer gewölbten Membran ausgebildet ist,
14 und 15 Ausführungsformen, bei denen zusätzlich zur elastisch dehnbaren Intraokularlinse noch eine Zusatzlinse vorgesehen ist, um die optische Wirkung der Intraokularlinse zu steigern, und
16 eine Ausführungsform ähnlich der der 14, wobei ein anderes mechanisches Prinzip verwendet ist, um die Verformung des Kapselsacks, welche bei der Akkommodation auftritt, in eine Dehnung eines elastischen Teils der Intraokularlinse umzusetzen.

1 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung durch ein Auge 2, das eine Kornea 4 aufweist. In das Auge 2 ist eine Intraokularlinse 6 implantiert, die akkommodationsfähig ist und im Detail noch erläutert werden wird. Die Intraokularlinse 6 ist dabei in einem Kapselsack 8 befestigt, aus dem durch eine nicht näher bezeichnete Öffnung die natürliche Augenlinse entfernt wurde. Der Kapselsack 8 wird von einem Ziliarmuskel 10 über Zillarfasern 12 zur Akkommodation gedehnt. Die Befestigung der Intraokularlinse 6 im Kapselsack 8 ist derart, dass die Intraokularlinse 6 dieser Dehnung folgt, also beim Verkürzen der Zillarmuskeln 10 gedehnt wird. Die entsprechende Wirkung ist in 2 zu sehen. Die Dehnung der Intraokularlinse 6 wechselt die Fokuslänge zwischen einem Nahfokus fN und einem Fernfokus fF. Die Intraokularlinse 6 wird dabei dadurch gedehnt, dass sie der Vergrößerung des Kapselsacks folgt, die bei der Akkommodation auftritt. Sie ist dazu beispielsweise am Kapselsackäquator geeignet befestigt bzw. mit diesem zugfest verbunden. Die Umsetzung der Tätigkeit der Ziliarmuskeln 10 in eine Dehnung der Intraokularlinse 6 kann jedoch, wie nachfolgend noch erläutert werden wird, auch auf andere Weise geschehen. Soweit nachfolgend auf eine Befestigung der Intraokularlinse im Bereich des Kapselsackäquators abgestellt wird, ist dies nur exemplarisch zu verstehen.
3 zeigt schematisch eine Draufsicht auf die Intraokularlinse 6, wobei jedoch Strukturelemente, die zur Befestigung der Intraokularlinse 6 im Auge derart, dass sie von den Zillarmuskein 10 gedehnt werden können, nicht eingezeichnet sind. Die Intraokularlinse 6 umfasst in der dargestellten Ausführungsform eine amplitudenmodulierte Fresnelzonenstruktur 13, die auf einer transparenten Membran 14 ausgebildet ist. Auf dieser transparenten Membran 14 ist eine Ringstruktur 15 aus strahlungsabsorbierenden Ringen 16 gebildet. Die Amplitudenmodulierung ist nicht zwingend. Gleichermaßen kann alternativ eine Phasenmodulierung zum Einsatz kommen, wie nachfolgend anhand der 11 und 12 noch erläutert werden wird. Wesentlich ist, dass die Intraokularlinse eine elastische Membran 14 aufweist und auf/in dieser ein planares Fokussiersystem aufweist, dessen Fokallänge von der Dehnung der elastischen Membran 14 abhängt. Dadurch wird eine Dehnung der Membran 14 in eine Änderung der Brechkraft und damit der optischen Wirkung der Intraokularlinse 6 umgesetzt, so dass die natürliche Akkommodationsfähigkeit erhalten bleibt oder wieder möglich wird.
Eine Dehnung der in der Membran 14 ausgebildeten, amplitudenmodulierten Fresnelzonenstruktur 13 verändert die Geometrie der Ringstruktur 15 (z.B. die Abstände zwischen den Ringen 16) und damit die Fokallänge. Gleiches gilt im Fall der phasenmodulierten Fresnelzonenstruktur und/oder bei diffraktiven Strukturen. Auf diese Weise kann eine Dehnung der Membran 14, die aus einem elastisch-dehnbaren Material besteht, zur Akkommodation umgesetzt werden.
Die Intraokularlinse 6 ist so im Auge befestigt, dass die natürliche Akkommodationstätigkeit eine entsprechende Dehnung der Membran 14 der Intraokularlinse 6 bewirkt. Es hat sich dabei als besonders bevorzugt herausgestellt, dass der Elastizitätsmodul der Membran 14 bei etwa 1 MPa ± 30% liegt. Weiter liegt die Poissonzahl bevorzugt geringfügig unter 0,5, besonders bevorzugt bei 0,49. Die im allgemeinen Teil der Beschreibung vorstehend genannten Wertebereiche haben sich als brauchbar zum Erzeugen der gewünschten Fokallängenänderung bei der Akkommodation herausgestellt.
Die Dicke h der transparenten Membran 14 beträgt beispielshalber 35 µm, ihr Durchmesser d 4 mm. Da der zentrale Bereich der Fresnelzonenstruktur 13 keine optische Wirkung hat, ist hier ein optionales Loch 18 ausgebildet. Dies erlaubt den Fluss des Kammerwassers zwischen Abschnitten posterior und Abschnitten anterior der Intraokularlinse 6. Die Fresnelzonenstruktur 13 erzeugt einen Fokus und ist so gemessen, dass die optische Wirkung der entfernten natürlichen Augenlinse ersetzt wird.
Für die Befestigung der Intraokularlinse 6 derart, dass die Membran 14 bei der natürlich ausgeführten Akkommodationstätigkeit entsprechend gedehnt wird, kommen mehrere Varianten in Frage. Eine erste Variante ist in 4 gezeigt. Hier ist die Intraokularlinse 6 am Rand der flexiblen Membran 14 mit Haptiken 20 versehen, die entweder aus demselben Material wie die flexible Membran 14 geformt sein können, oder steifer sind. Als steifes Material sind u.a. PMMA, Silikone, IOL-Material wie hydrophobes oder hydrophiles Acrylat nutzbar. Die Haptiken 20 sind einerseits am Rand der Membran 14 befestigt und andererseits an einem Ring 22, der wiederum im Kapselsackäquator fest angebracht ist. Der Vorteil einer derartigen Ausgestaltung mit einem steiferen Rand besteht darin, dass die Dehnung auf einen zentralen Bereich der Membran 14 beschränkt wird, wodurch eine größere Lageänderung der Fokuslage möglich ist.
Der Ring 22 kann dabei, wie die Draufsicht der 5 zeigt, segmentiert sein. Er weist dann Ringsegmente 24 auf, in denen der Ring 22 vergrößert und zum Anbringen der Haptiken 20 ausgebildet ist. Die Haptiken 20 sind bevorzugt als feste Stege gestaltet, so dass zwischen den einzelnen Haptiken 20 eine Öffnung besteht, die dem Flüssigkeitsaustausch dient. Gleichzeitig stellen die Stege den nötigen Krafttransfer zwischen Kapselsack 8 und elastisch-dehnbarer Membran 14 sicher. Aus diesem Grund sind auch andere, insbesondere radialsymmetrische, Anordnungen mit mehr oder weniger Haptiken, welche die Kraftübertragung zwischen Kapselsack 8 und Membran 14 sicherstellen, möglich. Alternativ oder zusätzlich können die Haptiken 20 auch ihrerseits Öffnungen 24 aufweisen. Gleichermaßen ist es möglich, die Haptiken 20 als einzige ringförmige Haptik auszubilden.
Besonders bevorzugt ist es für die Dehnung, die elastisch-dehnbare Membran 14 mit der Fresnelzonenstruktur 13 so im Auge 2 zu befestigen, dass sie radial symmetrisch gedehnt wird. In 5 sind deshalb die Haptiken 20 ringförmig mit einem Winkelabstand von 45° angeordnet. Natürlich kann die Zahl der Haptiken auch reduziert oder verringert werden. In vereinfachten Ausführungen kann es genügen, auch nur zwei Haptiken 20 zu verwenden.
Eine zweite Variante der Befestigung der Fresnelzonenstruktur 13 auf der elastisch-dehnbaren Membran 14 derart, dass die Akkommodationstätigkeit zu einer Dehnung der Fresnelzonenstruktur 13 führt, ist in 6 sowie in einer Ausschnittsvergrößerung in 7 gezeigt. Die Membran 14 wird dabei bevorzugt auf der Vorderseite oder alternativ der Rückseite des Kapselsacks 8 befestigt. In 6 befindet sich die Membran über der (dadurch nicht mehr zu sehenden) Öffnung, die bei der Kapsulorhexis erzeugt wurde, um den Linsenkern zu entnehmen. Die Membran kann dabei mit geeigneten Mitteln am Kapselsack 8 fixiert werden. 7 zeigt hierfür anteriore (oder posteriore) Verbindungsringe, welche durch eine der Öffnungen 24 gesetzt werden und am Kapselsack 8 verankert sind, beispielsweise vernäht werden. Gleichermaßen ist auch eine Klebung möglich.
Wie bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert, ist die Fokallänge für eine gegebene Ringstruktur 15 wellenlängenabhängig. Es ist deshalb in einer Weiterbildung bevorzugt, in der Fresnelzonenstruktur 13 zwei oder, wie 8 und 9 zeigen, drei (alternativ auch mehr) einzelne Ringstrukturen 15a, 15b und 15c vorzusehen, die für verschiedene Wellenlängen dieselbe Fokallänge erzeugen. In 8 steigt die Wellenlänge dabei von der Ringstruktur 15a zu 15b und zu 15c. Weiter sind die einzelnen Ringe 16a, 16b und 16c der Ringstrukturen 15a, 15b und 15c in unterschiedlichen Spektralbereichen absorbierend und/oder reflektierend. Dies ist schematisch in 10 gezeigt. Die Ringe 16a der Ringstruktur 15a haben dabei das Absorptionsspektrum 28a, die Ringe 16b der Ringstruktur 15b das Absorptionsspektrum 28b und die Ringe 16c der Ringstruktur 15c das Absorptionsspektrum 28c. Analoges gilt im Falle der Reflektion oder Rückstreuung für ein Reflektions- oder Streuspektrum. Wie 10 zeigt, sind die Ringstrukturen jeweils in einem individuellen Spektralbereich absorbierend und absorbieren insbesondere nicht im Spektralbereich, in dem eine der anderen Ringstrukturen absorbiert. Somit wirkt jede Ringstruktur nur innerhalb des Spektralbereichs, in dem sie absorbierend ist, und auf diesen Spektralbereich ist die Geometrie der Ringstruktur dann auch ausgelegt. Dadurch ist erreicht, dass die Ringstrukturen 15a bis 15c in ihrem jeweiligen Spektralbereich dieselbe Fokallänge erzeugen. Durch Überlagerung der Ringstrukturen 15a bis 15c, wie es in 9 gezeigt ist, wird damit eine Fresnelzonenstruktur erhalten, die chromatisch korrigiert ist.
Wie bereits erwähnt, ist die Realisierung der Intraokularlinse 6 nicht auf amplitudenmodulierte Fresnelzonenstrukturen eingeschränkt. Gleichermaßen kommen alternativ oder zusätzlich phasenmodulierende Strukturen in Frage, wie dies 11 zeigt. Die auf der flexiblen Membran 14 vorgesehene (z.B. durch Prägen hergestellte) Ringstruktur 15 weist dann Ringe 16 auf, welche die Phase der einfallenden Strahlung modulieren und damit die Bündelung der Strahlung in einem Fokus 30 bewirken. Die Fokallänge fo im ungedehnten Zustand entspricht dabei nicht der Fokallänge im gedehnten Zustand, der in 12 dargestellt ist. Der Fokus 30 verschiebt sich vielmehr entsprechend dem Flächenverhältnis zwischen gedehntem und ungedehntem Zustand (vgl. obige Gleichung 2). Auf diese Weise kann eine Dehnung der Membran 14 mit der Ringstruktur 15 gleichermaßen zur Akkommodation eingesetzt werden. Natürlich sind Kombinationen aus phasenmodulierten Fresnelzonenplatten gemäß 11/12 und amplitudenmodulierte Fresnelzonenplatten gemäß 3 möglich, entweder als zwei getrennte Platten oder auf einer einzigen Membran 14.
Obgleich in den Ausführungsformen bislang planparallele Membranen 14 als Träger für die fokussierenden Strukturen genannt wurden, ist es für gewisse Konfigurationen vorteilhaft, die Membran 14 mit einer Krümmung 34 zu versehen. Diese Ausführungsform ist in 13 rein exemplarisch für eine amplitudenmodulierte Fresnelzonenstruktur dargestellt und gilt gleichermaßen auch für die phasenmodulierte Variante der 11 und 12. Sie hat den Vorteil, dass die Krümmung 34 ebenfalls eine optische Brechkraft erzeugt, so dass der gewünschte Akkommodationverstellbereich quasi um einen Offset angehoben werden kann. Dies kann in bestimmten Anwendungsfällen erforderlich sein, wenn nämlich für einen Patienten eine vergleichsweise große Brechkraft durch die implantierte Intraokularlinse bereitgestellt werden soll. Da die Krümmung 34 durch die mit Pfeilen 32 symbolisierte Dehnung sich ebenfalls ändert (vgl. die in 13 gestrichelte Linie), hat die Intraokularlinse der 13 zugleich auch den Vorteil, dass der Vestellbereich, der mit der Akkommodation erreicht werden kann, vergrößert ist. Diese Ausführungsform ist damit nicht nur in Fällen vorteilhaft, in denen eine größere Brechkraft gewünscht ist, sondern sie kann auch bei Anwendungen, die keine besonders große Brechkraft zu optischen Korrektur bei der Kataraktoperation benötigen, vorteilhaft sein, weil die nötige Brechkraft der Fresnelzonenplatte auf Grund der durch die Krümmung 34 bewirkten Brechkraft reduziert ist. Dadurch kann eine größere optisch aktive Zone für die Fresnelzonenplatte verwendet werden, was Nebeneffekte wie Beugung und Transmission verbessert.
Bevorzugt ist bei der Wahl der Krümmung ein Abgleich hinsichtlich chromatischen Fehlern erfolgt. Sie kann beispielsweise so gering gewählt sein, dass die auftretenden chromatischen Fehler vernachlässigbar sind.
Die akkommodationsfähige Intraokularlinse 6 kann, wie die 14-16 zeigen, zusätzlich um einen nicht akkommodationsfähigen Teil ergänzt werden, der in Form einer Zusatzlinse 36 vorgesehen wird, welche entweder posterior oder anterior des elastischen Teils (i.d.R. der Membran 14) der Intraokularlinse 6 liegt. Dadurch kann nicht nur die mögliche Grundbrechkraft der Intraokularlinse 6 gesteigert werden, zugleich lassen sich Emmetropie oder Astigmatismus korrigieren. Auch ist es möglich, durch die Zusatzlinse 36 für die Fresnelzonenplatte eine geringere optische Korrektur zu realisieren, wodurch sich die Ringstrukturen vergrößern und die Abstände der Ringe günstig wählen lassen.
16 zeigt, wie die Dehnung der Membran 14 der Intraokularlinse 6 mittels eines Hebelsystems 38, das sich an der nicht akkommodierenden Zusatzlinse 36 abstützt, vergrößern lässt. Die durch den Pfeil 32 angezeigte Dehnung wird durch die Haptiken 20 mit einem als zweiseitigen Hebel wirkenden Element 38 in eine vergleichsweise größere Dehnung 40 des flexiblen Teils der Intraokularlinse 6, d.h. der Membran 14 umgesetzt. Damit steigt der durch die Vergrößerung des Kapselsackäquators, die physiologisch hinsichtlich ihrer maximalen Vergrößerung vorgegeben ist, erreichbare Akkommodationsumfang.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4242761 [0003]
DE 2605847 A1 [0003]
US 4244060 [0003]
US 2008183289 [0003]
DE 2725219 A1 [0003]
US 4166293 [0003]
US 4177526 A [0003]
DE 2945349 A1 [0003]
US 4268921 A [0003]
DE 3130278 A1 [0003]
US 2002128710 A [0003]
DE 10105080 B4 [0003]
DE 10134072 B4 [0003]
US 5728155 A [0003]
US 2007010881 A [0003]
WO 9956670 A1 [0003]
WO 0021467 A1 [0003]
US 2013190868 A [0003]
US 6007579 A [0003]
US 2003158560 A [0003]
US 2002143394 A [0003]
US 2007244561 A [0003]
US 2010204787 A [0003]
WO 2012/054854 A2 [0003]
EP 1667612 A1 [0003]
US 5443506 A [0003]
US 5066301 [0003]
AU 2004/02852 [0003]
WO 2008/077795 A2 [0003]
US 9095424 B2 [0003]
WO 2017/096087 A1 [0003]
CA 3002085 A1 [0003]
EP 560664 A1 [0005]
CN 104849792 A [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

A. Khan et al., „Change in human lens dimensions, lens refractive index distribution and ciliary body ring diameter with accomodation“, Biomedical Optics Express, Vol. 9, Nr. 3, Februar 2018, S. 1272-1282 [0006]

Claims

Intraokularlinse, die einen Linsenkörper aufweist und zum Einsetzen in das menschliche Auge (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Linsenkörper als flache, planparallele, elastisch-dehnbare Membran (14) aus transparentem Material ausgebildet ist, auf oder in der ein planares Fokussiersystem geformt ist.
Intraokularlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das planare Fokussiersystem eine phasen- und/oder amplitudenmodulierte Fresnelzonenstruktur (13) und/oder eine diffraktive Struktur aufweist.
Intraokularlinse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (14) ein Elastizitätsmodul zwischen 0,5 und 1,5 MPa und bevorzugt eine Poissonzahl zwischen 0,3 und 0,5 aufweist.
Intraokularlinse nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (14) im ungedehnten Zustand eine Dicke von 20 µm bis 100 µm und einen Durchmesser (d) von 1 mm bis 6 mm, insbesondere von 2 mm bis 4mm, hat.
Intraokularlinse nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material Elastomere aus Silikon, Nitril und/oder Latex aufweist.
Intraokularlinse nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (14) mind. eine Durchgangsöffnung (24) aufweist.
Intraokularlinse nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Rande der Membran (14) mind. eine Haptik (20) zum festen Anbringen der Membran (14) am Kapselsack (8) des Auges (2) vorgesehen ist.
Intraokularlinse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Haptiken (20) von Form von Stegen ausgebildet sind, die am Rand der Membran (14) nach außen ragen.
Intraokularlinse nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich eine nicht akkommodationsfähige Zusatzlinse (32) aufweist, die zur Befestigung am Kapselsack (8) posterior oder anterior der Membran (14) ausgebildet ist.
Intraokularlinse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzlinse (32) und die Membran (14) über eine Hebelstruktur (38) verbunden sind, an der die Haptiken (20) so angebracht sind, dass ein zweiseitiger Hebel gebildet ist, der eine Verschiebung der Haptiken (20) in eine vergrößerte Dehnung der Membran (14) umsetzt.
Intraokularlinse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzlinse (36) und die Membran (14) über eine Hebelstruktur (38) verbunden sind und die Intraokularlinse (6) zusätzlich eine posterior der flexiblen Membran (14) am Kapselsack (8) anzubringende Betätigungsstruktur (44, 46) umfasst, die eine bei der Akkommodation auftretende axiale Stauchung des Kapselsacks (8) über die Hebelstruktur (38) in eine laterale Dehnung der Membran (14) umsetzt.
Intraokularlinse nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (14) am Rand mehrere Durchgangsöffnungen (24) aufweist, welche zum Anbringen der Membran (14) an Haptiken und/oder am Kapselsack (8) des Auges (2) ausgebildet sind.
Intraokularlinse nach einem der obigen Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fresnelzonenstruktur (13) eine Abfolge von konzentrischen, lichtblockierenden Ringzonen aufweist, die jeweils durch transparente Ringe (16) voneinander getrennt sind.
Intraokularlinse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fresnelzonenstruktur (13) mind. zwei Sätze (15a-c) von konzentrischen, spektral selektiv lichtabsorbierenden Ringzonen (16a-c), die sich hinsichtlich ihrer spektralen Selektivität und ihrer Ringzonengeometrie unterscheiden, wobei jeder Satz (15a-c) von Ringzonen (16a-c) in einem Spektralbereich (28a-c) absorbiert, in dem der mind. eine andere Satz (15a-c) von Ringzonen nicht absorbiert.