DE69817325T2

DE69817325T2 - Verfahren zur verringerung der blendung bei multifokalen ophthalmischen linsen

Info

Publication number: DE69817325T2
Application number: DE69817325T
Authority: DE
Inventors: S. Anilbhai PATEL; M. William GRAHAM
Original assignee: Alcon Laboratories Inc
Current assignee: Alcon Vision LLC
Priority date: 1997-12-04
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2018-11-06
Also published as: WO1999028769A1; DK0958513T3; JP2001510388A; JP2007181726A; PT958513E; EP0958513A1; US6158862A; EP0958513B1; AU1384499A; ATE247437T1; DE69817325D1; AU738893B2; ES2203991T3; BR9807140A

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der intraocularen Linsen und insbesondere bifokale, varifokale oder multifokale intraocualre Linsen (IOLs).
Das menschliche Auge funktioniert, einfach ausgedrückt, so, daß das Sehvermögen durch Transmettieren und Brechen von Licht durch einen klaren äußeren Abschnitt, der sogenannten Kornea, und Fokussieren des Bildes mittels einer Linse auf eine Retina. Die Qualität des fokussierten Bildes hängt von vielen Faktoren ab, welche die Größe und die Form des Auges und die Transparenz der Kornea und der Linse umfassen. Wenn durch Alter oder durch eine Erkrankung die Linse eine geringere Transparenz erhält, läßt die Sehkraft aufgrund einer unzureichenden Abbildung oder aufgrund des gestreuten und verringerten Lichts, das zu der Retina transmittieren kann, nach. Dieser Fehler der Augenlinse ist medizinisch als Katarakt bekannt. Eine anerkannte Behandlung dieses Zustandes ist die chirurgische Entfernung der Linse und die Ersetzung der Linsenfunktion durch eine IOL.
Die Mehrzahl der ophthalmischen Linsen, einschließlich Kontaktlinsen und IOLs, die derzeit benutzt werden, besitzen einen monophokalen Aufbau (d. h. mit fester Brennweite). Die Brennweite der implatierten IOL wir im allgemeinen so gewählt, daß die Sehkraft bei 3 Metern vor den Patienten optimiert wird. Die meisten Patienten, die eine IOL erhalten, benötigen noch Brillen für einen klare Nah- und Fernsicht.
Verschiedenen Bauformen multifokaler ophthalmischer Linsen werden derzeit untersucht und diese Bauformen fallen allgemein in eine von zwei Kategorien: refraktive Linsen und diffraktive Linsen. Refraktive Linsen werden ausführlicher in den US-Patenten Nr. 5 147 393, 5 217 489 (Van Noy, et al.), US-Patent Nr. 5 152 787 (Hamblen), US-Patent Nr. 4 813 955 (Achatz, et al.), US-Patenten Nr. 5 089 024, 5 112 351 (Christie, et al.), US-Patenten Nr. 4 769 033, 4 917 68, 5 019 099, 5 074 877, 5 236 452, 5 326 348 (Nordan), 5 192 318, 5 366 500 (Schneider, et al.), US-Patenten Nr. 5 139 519, 5 192 317 (Kalb), US-Patent Nr. 5 158 572 (Neilsen), US-Patent Nr. 5 507 806 und in der PCT-Anmeldung Nr. WO 95/31156 (Blake) und in dem US-Patent Nr. 4 636 211 (Nielsen, et al.) beschrieben. Diffraktive Linsen benutzen nahezu periodische mikroskopische Strukturen auf der Linse, um Licht gleichzeitig in verschiedene Richtungen zu beugen. Dies ist ähnlich zu eine Beugungsgitter, und die verschiedenen Beugungsordnungen fokussieren das Licht in verschiedene Abbildungen, die verschiedenen Brennweiten der Linse entsprechen. Diffraktive, multifokale Kontaktlinsen und IOLs werden ausführlicher in folgenden US-Patenten beschrieben: 5 178 636 (Silberuran), 4 162 122, 4 210 391, 4 338 005, 4 340 283, 4 995 714, 4 881 804, 4 881 805, 5 017 000, 5 054 905, 5 056 908, 5 120 120, 5 121 979, 5 121 980, 5 144 483, 5 117 306 (Cohen), 5 076 684, 5 116 111 (Simpson, et al.), 5 129 718 (Futhey, et al.) und 4 637 697, 4 641 934 und 4 655 565 (Freeman).
Während eine diffraktive IOL mehrere Brennweiten haben kann, sind allgemein IOLs mit nur zwei Brennweiten (nah und fern) am weitesten verbreitet. Wie bei jeder multifokalen Simultansicht-Linse, wird aufgrund der zweiten Linsenstärke ein defokussiertes Bild (oder Bilder) auf den fokussierten Anteil überlagert, wobei jedoch das defokussierte Bild von dem Benutzer, der sich auf das interessante Bild konzentriert, selten wahrgenommen wird. Das defokusierte Bild wirkt wie eine unscharfe blendende Quelle und interferiert daher mit dem fokussierten Bild und schwächt dieses ab. Unter bestimmten Umständen (z. B. bei Nacht) kann sich der Pupillendurchmesser des Nutzers auf 5 Millimeter (mm) oder mehr erweitern, und eine einzelne entfernte Lichtquelle (z. B. Autoscheinwerfer oder Straßenlichter) erscheinen so, als wären sie von einem „Lichthof" oder von „Ringen" umgeben. Ein erheblicher Anteil des Lichthofs wird durch das Licht verursacht, das zu der Nahabbildung gelenkt wird, welche auf der Retina defokussiert ist. Die Sichtbarkeit des Lichthofs wird von dem Durchmesser des Linsenbereichs, welcher Licht zu der Nahabbildung lenkt, von dem Anteil der Gesamtenenrgie, welche zu der Nahabbildung gelenkt wird, und von den Gesamtabbildungsfehlern des Auges beeinflußt.
In dem US-Patent Nr. 4 881 805 schlägt Cohen vor, daß die Lichtintensität, die durch eine diffraktive Linse geht, durch Reduzieren der Echelettentiefe an der Linsenperipherie verändert werden kann, wodurch eine Blendung verringert wird (Spalte 4, Zeile 63–68). Cohen behauptet weiter, daß die Radien der Zonengrenzen der diffractiven Zonen der Formel
gehorchen müssen, wobei
w = die Lichtwellenlänge
m = die m^th-Zone
f = die Brennweite der Beugung erster Ordnung, Spalte 5, Zeile 17–31.
Cohen's Theorie sagt aus, daß die Ergebnisse hinsichtlich der Blendung aufgrund der Tiefe der Stufen an den diffraktiven Zonengrenzen bei Kontaktlinsen einschlägiger sind als bei intraocularen Linsen. Kontaktlinsen bewegen sich im allgemeinen auf dem Auge und die Vertiefungen können sich mit Ablagerungen füllen. Ferner ist die Zusatzstärke bei Kontaktlinsen im allgemeinen geringer als bei intraocularen Linsen, wodurch das defokussierte Bild stärker in den Brennpunkt rückt, und außerdem kann die natürliche Residualakommodation des Patienten die Sichtbarkeit der Blendung oder der Lichthöfe verändern.
Die US-Patente Nr. 5 470 932 und 5 662 707 (Jinkerson) offenbaren die Verwendung von gelben Farbstoffen in ophtalmischen Linsen, um die Intensität von nahem Infrarot und blauem Licht (zwischen 300 Nanometern und 500 Nanometern), welches durch die Linse durchtritt, abzublocken oder zu verringern. Man nimmt an, daß nahes UV und blaues Licht gefährlich für die Retina ist, und daß das Einfügen von Farbstoffen, die blaues Licht blockieren, in die IOL den retinalen Schutzverlust wiederherstellt, wenn die natürliche Linse entfernt ist.
Geeignete Farbstoffe, die blaues Licht blockieren, umfassen Acrylate/Methacrylate der Formel:
wobei
R = H oder CH₃
R¹ = H, C₁ bis C₂₀ Alkyl, OCH₃, OC₂H₅, OC₃H₇, oder OC₄H₉;
a und b sind unabhängig voneinander = ganzzahlig 1 oder 2,
R² = R¹, OH, NH₂, NHR⁵, N(R⁵)₂, SH, SR⁵, OR⁵, OSi(R⁵)₃, oder Si(R⁵)₃;
R³ ist direkt an der Farbstoffhälfte angebracht und besteht aus einer Alkylgruppe von bis zu sechs Kohlenstoffatomen;
R⁴ ist eine organische Alkyl-Abstandsgruppe (acylic organic spacing group) von bis zu 10 Atomen, die sich aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Silizium, Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor, Schwefel, Chlor, Brom oder Fluorid einzeln oder in einer beliebigen Kombination davon zusammensetzen;
X = O, NH, NR⁵;
R⁵ = C₁ bis C₁₀ Alkyl;
d, e, g und h sind unabhängig voneinander = eine ganze Zahl von 0 bis 4; und c und f sind unabhängig voneinander = eine ganze Zahl von 1 bis 4.
Elektronenentziehende Gruppen dürfen nicht kovalent an die Farbstoffhälfte gebunden werden, weil sie die Stärke des gelben Farbstoffs schwächen können und in manchen Fällen die Absorptionseigenschaft des Farbstoffs signifikant ändern, so daß eine Farbänderung hervorgerufen wird. Beispiele von elektronenentziehenden Gruppen, die nicht direkt an die Farbstoffhälften angebracht werden dürfen, umfassen Carbonylgruppen, wie jene, die in Ketonen gefunden werden, Carbonsäureester, Amide, Imine, Imide, Iminsäureester (insbesondere Analoge abgeleitete von 1,3,5-Triazenosystemen), Harnstoff, Urethane, usw.
Ein Beispiel ist N-2-[3-(2'-methylphenylazo)-4-hydroxyphenyl]ethylmethacrylamid.
Weitere geeignete blaues Licht blockierende Farbstoffe, die von Jinkerson offenbart sind, umfassen Diacrylate/Dimethacrylate der Formel:
wobei
R' und R'' unabhängig voneinander = H oder CH₃;
R⁶ und R⁷ unabhängig voneinander = R¹;
i und j unabhängig voneinander = ganzzahlig 1 oder 2;
R⁸, R⁹, R¹⁰ und R¹¹ unabhängig voneinander = R⁴;
k und m unabhängig voneinander = eine ganze Zahl von 1 bis 6;
l und n unabhängig voneinander = eine ganze Zahl von 0 bis 6;
x = O, NH, NR⁵ und
R⁵ = C₁ bis C₁₀ Alkyl.
Ein Beispiel ist in N,N-bis-(2-methacroylethyl)-(4-phenyl-azo)anilin.
US-A-5 120 120 (Cohen) beschreibt eine diffraktive multifokale Phasenzonenkontaktlinse oder eine intraoculare Linse, die wenigstens zwei Ringzonen umfassen, die konzentrisch um die optische Achse angeordnet sind und voneinander in einem radialen Abstand von der optischen Achse beabstanded sind. Ein Absorptionsmittel ist auf einem Teil von ausgewählten Ringzonen angeordnet, um nur einen Teil des einfallenden Lichts zu absorbieren. Der Zweck des Absorptionsmittels ist in erster Linie die Reduktion des Lichts, das andernfalls zu Brennpunkten höherer Ordnung fokussiert würde. Das Absorptionsmittel ist auf den Ringzonen angeordnet, um einfallendes Licht ungleichmäßig entlang der radialen Abermessung zu absorbieren, und vorzugsweise nach einem sich wiederholenden Muster. Die Echelletten der diffraktiven Linse stellen mehrere Brennpunkte, Brennordnungen oder Beugungsordnungen zur Verfügung. Beugungsordnungen, die höher als die Ordnung 1 sind, werden als subsidäre, störende oder höhere Beugungsordnungen betrachtet. Nur die Ordnungen 0 oder 1 werden als die primäre Beugungsordnungen verwendet, da diese zwei Ordnungen 40,5% des transmittierten Lichts enthalten. Der Zweck des Absorptionsmittels ist es, 100% der höheren Beugungsordnungen herauszufiltern. Um dies zu erreichen, wird das Absorptionsmittel nur auf den Ringzonen der Linse anstatt über die gesamte Linse angeordnet, um ein Muster mit variierendem Durchlassungsvermögen über die Linse zu erzeugen, wodurch ein Transmissionsprofil der Linse erzeugt wird.
US-A-5 617 154 (Hoffman) beschreibt eine lichtabsorbierende monofokale Kontaktlinse oder intraoculare Linse, die mit Farbmitteln gefärbt ist, um ultraviolette und blaue Lichtwellenlängen von etwa 200 bis etwa 500 nm herauszufiltern. Dies sorgt für eine gewünschte spektrale Transmissionscharakteristik über dem gefärbten Bereich der Linse und kann durch Auswäh len von Farbstoffkombinationen gewählt werden, um die speziellen Bedürfnisse des Trägers zu erfüllen, z. B. zum Begrenzen der Transparenz für sichtbares Licht in Umgebungen mit hoher Lichtintensität. Solch eine Linse erfordert den Schutz des Trägers gegen eine Makulardegeneration oder andere Beeinträchtigungen des Auges, die durch eine übermäßige Aussetzung mit ultravioletter Strahlung hervorgerufen werden.
Vor der vorliegende Erfindung wurde auf dem Gebiet der multifokalen Linsen nicht erkannt, daß die selektive Benutzung von Farbstoffen, die nahes UV und blaues Licht blockieren, die Blendung und Lichthöfe verringern, die mit multifokalen IOLs verknüpft sein können.
Daher besteht weiterhin ein Bedürfnis an einer multifokalen IOL, welche die Blendung oder Lichthöfe minimiert.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Reduzieren oder Eliminieren der Blendung oder der Lichthöfe, die mit multifokalen Optiken in multifokalen intraocularen Linsen verknüpft sind, zur Verfügung und ein Verfahren zum Herstellen von diesen gemäß den nachfolgenden Ansprüchen.
Kurze Zusammenfassung der Zeichnungen
1 ist eine Aufsicht einer diffraktiven ophthalmischen Linse, die bei der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann.
2 ist eine Aufsicht einer refraktiven ophthalmischen Linse, die bei der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Erfinder haben erkannt, daß durch Hinzufügen eines oder mehrerer Farbstoffe, die nahes UV und/oder blaues Licht blockieren, in multifokalen Linsen 10 oder 110 die Blendung und Lichthöfe, die mit multifokalen Optiken verknüpft sind, reduziert oder ausgeräumt werden.
Ein wahrscheinlicher Wirkungsmechanismus ist, daß die Rayleighstreuung von Lichtquellen in der Sichtlinie des fokussierten und defokussierten Bildes durch die Kornea und die Linse über das Transmissionsband ungleich ist, wobei kurze Wellenlängen stärker als lange Wellenlängen gestreut werden (Rayleigh's Gesetzt besagt, daß die Streuungsintensität proportional zu λ^–4 ist, wobei λ die Wellenlänge ist). Dadurch reduziert das Filtern der kürzeren Wellenlängen diese Streuung und verringert die chromatischen Aberrationen. Ein anderer Mechanismus basiert auf einer Erkenntnis in der Lichtindustrie, daß die Unbehaglichkeit, die mit einer Blendquelle außerhalb der Sichtlinie verbunden ist, unter Verwendung folgender Formel Blendungsempfinden = (Bs n/Bb c)*(ωb/ρd)vorhergesagt werden kann, wobei
B_s = Leuchtdichte der Blendquelle
B_b = Leuchtdichte des Hintergrunds
ω = Winkelabschnitt der Blendquelle
ρ = Abweichung der Blendquelle von der Sichtlinie
Die Konstanten n, b, c und d zum Vorhersagen des Blendempfindens, das durch Blendquellen außerhalb der Sichtlinie (z. B. Autoscheinwerfer in benachbarten Fahrspuren oder Straßenlichter) hervorgerufen wird, sind nicht streng vorgegeben. Durrant (1977) ermittelt die Werte als n = 1,6, b = 0,8, e = 1 und d = 1,6. Unter Verwendung dieser Werte führt eine 25%-ige Verringerung der Leuchtdichte für eine niedrigere Längenwelle der Leuchtdichte der Blendquelle und der Hintergrundsquelle außerhalb der Sichtlinie zu einer nahezu 65%-igen Verringerung des Blendempfindens, das durch die geringere Wellenlänge beiträgt.
Alle multifokalen IOLs, die auf Simultansichtoptiken basieren, besitzen eine verschleierte, dem Rayleighschen Streugesetzt gehorchende Blendung durch Abbildungen von Lichtquellen außerhalb des Brennpunkts in der Sichtlinie sowie durch Blendeffekte von Lichtquellen, die nicht in der Sichtlinie liegen, insbesondere bei Fahrten in der Nacht, wenn die Pupille erweitert ist. Die Blau-blockierende und/oder nahes UV-blockierende multifokale IOL der vorliegenden Erfindung richtet sich daher an beide Arten der Blendung und führt zu Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik durch selektives Ausfiltern der niedrigeren Wellenlängen von etwa 400 Nanometern bis etwa 550 Nanometern.
Jede multifokale Linse 10 oder 110 kann bei der vorliegenden Erfindung benutzt werden, und die Linse 10 oder 110 kann aus einem beliebigen geeigneten Material hergestellt sein, wie aus Polymethylmethacrylat, Silikon, einer weichen Acrylik oder HEMA. Vorzugsweise wird der benutzte Blau-blockierende Farbstoff kovalent in dem Material gebunden, das zum Herstellen der Linse 10 oder 110 benutzt wird, und ist nicht auslaufend. Wenn z. B. die Linse 10 oder 110 eine weiche Akryllinse ist, können die Farbstoffe benutzt werden, die in den US-Patenten Nr. 5 470 932 und 5 662 707 (Jinkerson) offenbart und oben beschrieben sind.
Diese Beschreibung wird zum Zweck der Darstellung und Erklärung gegeben. Es ist für die Fachleute auf dem betreffenden Gebiet deutlich, daß Modifikationen an der Erfindung, wie sie hier beschrieben ist, vorgenommen werden können, ohne von ihrem Umfang abzuweichen. Beispielsweise werden die exakten Wellenlängen, die herausgefiltert werden müssen, sowie das Ausmaß der Dämpfung durch das verwendete Linsenmaterial variieren. Daher können Farbstoffe, die Wellenlängen unterhalb von 410 Nanometern, 420 Nanmetern, 430 Nanometern, 440 Nanometern, 450 Nanometern, 460 Nanometern, 470 Nanometern, 480 Nanometern, 490 Nanometern, 500 Nanometern, 510 Nanometern, 520 Nanometern, 530 Nanometern, 540 Nanometern und 550 Nanometern ausblocken, alle zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet sein.

Claims

Verfahren zur Verringerung der Blendung oder der Lichthöfe, die mit multifokalen Optiken in einer multifokalen intraokularen Linse (10, 110) verknüpft sind, das folgendes umfaßt: Einbringen eines nicht auslaugenden Farbstoffs in ein Material, das zum Herstellen der Linse benutzt wird, wobei der Farbstoff zum selektiven Herausfiltern von Lichtwellenlängen zwischen etwa 550 nm und etwa 400 nm aus Quellen in einer Sichtlinie des Auges geeignet ist, wenn die intraokulare Linse im Auge implantiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem nur ein blaues Licht blockierender Farbstoff in die Linse (10, 110) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem nur ein nahes UV blockierender Farbstoff in die Linse (10, 110) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die multifokale intraokulare Linse eine lichtbeugende Linse (10) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die multifokale intraokulare Linse eine lichtbrechende Linse (110) ist.
Verfahren zum Herstellen einer multifokalen intraokularen Linse (10, 110), das folgendes umfaßt: Einbringen eines nicht auslaugenden Farbstoffs in ein Material, das zum Herstellen der Linse benutzt wird, wobei der Farbstoff zum selektiven Herausfiltern von Lichtwellenlängen zwischen etwa 550 nm und etwa 400 nm aus Quellen in einer Sichtlinie des Auges geeignet ist, wenn die intraokulare Linse im Auge implantiert ist, zum Verringern der Blendung oder der Lichthöfe, die mit einer multifokalen Optik in der Linse verknüpft sind.