ГИДРОГЕЛЕВАЯ ЛИНЗА С ВЫСТУПАЮЩИМИ ЧАСТЯМИ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ПЕРЕДАЧИ КИСЛОРОДА И СЛЕЗОТЕЧЕНИЯ
HYDROGEL LENS WITH PROTRUDING PARTS FOR IMPROVEMENT OF OXYGEN TRANSMISSION AND TEARING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее описание по существу относится к офтальмологическому устройству, выполненному с возможностью улучшенной передачи кислорода, слезотечения и комфорта. Более конкретно настоящее изобретение относится к офтальмологическому устройству, выполненному с возможностью поддерживать вставку-субстрат.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В области офтальмологических устройств и, в частности, контактных линз очень важно, чтобы линза была биосовместимой и не вызывала повреждений окружающей ткани глаза, а также не препятствовала выделению внутриглазной жидкости или ее течению во время контактирования. В частности, важно, чтобы достаточное количество кислорода могло достигать роговицы во время ношения контактных линз, иначе это может неблагоприятно сказаться на здоровье глаза. Например, при недостаточном поступлении кислорода к роговице могут возникать отеки или опухание, гипоксия и по существу возможно ощущение существенного дискомфорта, что в конечном счете ограничивает период ношения контактной линзы.
В целом в процессе ношения контактной линзы кислород может поступать к роговице либо за счет диффузии через материал линзы, либо из исходно оксигенированной слезной жидкости, выделяемой глазом под линзой в процессе движения линзы при ношении линзы. Однако некоторые контактные линзы могут включать в себя компоненты или составы, изготовленные из материалов с низкой кислородной проницаемостью, следовательно, большая часть кислорода, достигающего роговицы, ограничена кислородом, полученным от смешения со слезой.
Таким образом, гидрогелевым линзам обычно отдается предпочтение по сравнению с другими материалами контактных линз, поскольку они более комфортны и обеспечивают приток большего количества кислорода к глазу. В процессе ношения гидрогелевой линзы определенное количество кислорода достигает роговицы непосредственно в процессе диффузии через линзу. Количество кислорода, доставляемого к роговице через линзу, зависит от кислородной проницаемости линзы. Также происходит некоторое естественное выделение оксигенированных слез глазом, которое происходит под линзой, что дополнительно оксигенирует глаз.
Однако совсем недавно была теоретически доказана возможность введения дополнительной функциональности в офтальмологические устройства, для чего может быть необходимым включить в их структуру непроницаемые или менее проницаемые компоненты и композиции. Включение непроницаемых или менее проницаемых компонентов и композиций, которые затрудняют передачу кислорода и слезотечение, в результате приводит к увеличению риска повреждения роговицы.
Следовательно, существует потребность в офтальмологическом устройстве, включающем в себя гидрогелевую линзу, выполненную с возможностью обеспечения более активной передачи кислорода и интенсивного слезотечения для снижения риска повреждения роговицы.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, указанные выше потребности в значительной мере обеспечиваются одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения. В соответствии с некоторыми аспектами настоящего описания ниже представлено офтальмологическое устройство. Офтальмологическое устройство содержит гидрогелевую линзу, причем топография части периферийной зоны гидрогелевой линзы включает множество выступающих частей на вогнутой поверхности линзы проксимально поверхности глаза.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 представлен трехмерный вид в перспективе, а также вид в сечении офтальмологического устройства в соответствии с примером осуществления настоящего описания.
На фиг. 2 представлен частично увеличенный вид в перспективе, а также вид в сечении выступающей части гидрогелевой линзы в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания.
На фиг. 3 представлен частичный вид в сечении примера офтальмологического устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания.
На фиг. 4 представлен частичный вид в сечении другого примера офтальмологического устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания, где гидрогелевая линза показана со вставкой-субстратом.
Таким образом, выше представлено довольно общее описание определенных вариантов осуществления настоящего изобретения для того, чтобы способствовать более глубокому пониманию представленного в настоящем документе подробного описания и более взвешенной оценке вклада настоящего изобретения в данную область техники. Конечно, существуют дополнительные варианты осуществления настоящего изобретения, которые описаны ниже и составляют объект изобретения, изложенный в приложенной формуле изобретения.
При этом перед приведением подробного описания по меньшей мере одного варианта осуществления настоящего изобретения следует понимать, что в своей сфере применения настоящее изобретение не ограничивается отдельными элементами конструкции и расположением компонентов, приведенных ниже в описании или показанных на фигурах. Настоящее изобретение также имеет другие аспекты, помимо описанных в настоящем документе, и может применяться на практике и осуществляться с помощью различных способов. Также следует понимать, что использованные в настоящем документе и в реферате формулировки и терминология приводятся исключительно с целью описания и не должны рассматриваться как ограничивающие.
Таким образом, специалистам в данной области будет очевидно, что концепцию, на которой основано настоящее описание, можно без труда использовать в качестве основы для разработки других структур, способов и систем для реализации нескольких целей настоящего изобретения. Следовательно, необходимо рассматривать формулу изобретения как включающую такие эквивалентные конструкции при условии, что они не выходят за рамки сущности и объема настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее описание включает в себя офтальмологическое устройство, содержащее гидрогелевую линзу, причем топография части периферийной зоны гидрогелевой линзы включает в себя множество выступающих частей на вогнутой поверхности линзы проксимально поверхности глаза. Настоящее описание также включает в себя выступающие части, которые могут способствовать образованию полости между поверхностью глаза и гидрогелевой линзой, причем внутри полости возможна передача кислорода и слезотечение.
СПИСОК ТЕРМИНОВ
В настоящем описании и формуле изобретения, относящихся к настоящему изобретению, могут использоваться различные термины, для которых будут приняты следующие определения.
Активная вставка в линзу (при использовании в настоящем документе) может относиться к электронному или электромеханическому устройству вставки с управлением на основе логических схем.
Функционализированная многослойная вставка (при использовании в настоящем документе) может относиться к вставке для офтальмологического устройства, образованной из множества функциональных слоев, по меньшей мере часть которых наложена друг на друга. Каждый слой из множества слоев может иметь уникальную функциональность или альтернативно может иметь смешанную функциональность, но во множестве слоев. В некоторых вариантах осуществления слои могут представлять собой кольца.
Офтальмологическое устройство (при использовании в настоящем документе) может относиться к любому офтальмологическому устройству, которое может располагаться в глазу или на нем. Данные устройства могут выполнять одну или более из: оптической коррекции, терапии или косметической функции. Например, биомедицинское офтальмологическое устройство может относиться к контактной линзе с энергообеспечением, интраокулярной линзе, накладной линзе, глазной вставке, оптической вставке, пробке для слезной точки или другому аналогичному офтальмологическому устройству, с помощью которого возможна коррекция или модификация зрения, улучшение или профилактика того или иного состояния глаза и/или за счет которого возможно косметическое улучшение физиологии глаза (например, цвета радужной оболочки). В некоторых вариантах осуществления офтальмологическое устройство настоящего изобретения может включать в себя мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров или гидрогелей, которые включают в себя, без ограничений, силикон-гидрогели и фтор-гидрогели.
Глазная вставка (при использовании в настоящем документе) может относиться к активной вставке в линзу, вставке-субстрату или функционализированной многослойной вставке.
Линза (при использовании в настоящем документе) может относиться к любому офтальмологическому устройству, расположенному в глазу или на нем. Данные устройства могут обеспечивать оптическую или косметическую коррекцию. Например, термин «линза» может относиться к контактной линзе, интраокулярной линзе, накладной линзе, глазной вставке, оптической вставке или другому аналогичному устройству, которое используется для коррекции или модификации зрения или для косметической коррекции физиологии глаза (например, цвета радужной оболочки) без ущерба для зрения. В некоторых вариантах осуществления предпочтительные линзы настоящего изобретения представляют собой мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров или гидрогелей, которые включают в себя, без ограничений, силикон-гидрогели и фтор-гидрогели.
Конфигурация линзы (при использовании в настоящем документе) может относиться к форме, функции и/или внешнему виду необходимой получаемой линзы, может обеспечивать функциональные характеристики, содержащие, без ограничений, коррекцию оптической силы, цветовую окраску, терапевтическую функциональность, износостойкость, допустимую проницаемость, форму, композицию, прилегаемость, допустимую подгонку линзы (например, покрытие роговицы и перемещение), а также приемлемую стабильность линзы при вращении.
Компоненты линзы (при использовании в настоящем документе) могут включать в себя, без ограничений, пигменты, электрические компоненты, УФ-блокаторы, окрашивающие вещества, фотоинициаторы, катализаторы, оптические компоненты и/или активные агенты, подходящие для обеспечения определенной функциональности офтальмологической линзы. Функции могут включать в себя, например, одну или более из: оптической коррекции, улучшения зрения, косметических эффектов и терапевтической функциональности.
Вставка-субстрат (при использовании в настоящем документе) может относиться к формуемой или жесткой подложке, способной поддерживать источник энергии в офтальмологической линзе. В некоторых вариантах осуществления вставка-субстрат также включает в себя одну или более линз с изменяемыми оптическими свойствами.
Форма для литья (при использовании в настоящем документе) может относиться к жесткому или полужесткому объекту, который можно использовать для образования линз из отвержденных составов. Некоторые формы для литья могут включать в себя одну или две части формы для литья, которые используют для образования гидрогелевой линзы, содержащей выступающие части.
Поверхность глаза (при использовании в настоящем документе) может относиться к передней области поверхности глаза.
Оптическая зона (при использовании в настоящем документе) может относиться к области офтальмологического устройства или линзы, через которую смотрит пользователь офтальмологического устройства после образования линзы.
Периферийная зона (при использовании в настоящем документе) термин «периферийная зона» или «неоптическая зона» может относиться к области офтальмологической линзы, которая находится вне оптической зоны офтальмологической линзы и, следовательно, за пределами части офтальмологической линзы, через которую смотрит пользователь линзы, когда офтальмологическая линза в соответствии с обычным назначением находится на глазу, около глаза или внутри него.
Наложенные друг на друга (при использовании в настоящем документе) может относиться к размещению по меньшей мере двух поверхностей компонентов в непосредственной близости друг к другу таким образом, что по меньшей мере часть поверхности одного первого компонента контактирует по меньшей мере с частью поверхности второго компонента. В некоторых вариантах осуществления между двумя поверхностями, находящимися в непосредственной близости друг к другу, может находиться пленка для адгезии или выполнения других функций. В некоторых вариантах осуществления наложение компонентов друг на друга может приводить к инкапсулированию первого компонента. Компоненты могут представлять собой глазную вставку и гидрогелевую линзу, которые вместе образуют офтальмологическое устройство.
На фиг. 1 представлен трехмерный вид в перспективе офтальмологического устройства 10 в соответствии с настоящим описанием. В частности, на фиг. 1 представлено офтальмологическое устройство, которое включает в себя пример выступающих частей на вогнутой поверхности линзы проксимально поверхности глаза. Офтальмологическое устройство 10 включает в себя гидрогелевую линзу 20. Гидрогелевая линза 20 включает в себя оптическую зону 30 и периферийную зону 40. Гидрогелевая линза 20 может состоять из силикон-гидрогеля или любого известного биосовместимого гидрогелевого материала, который используется в офтальмологических линзах. Например, в некоторых вариантах осуществления тип офтальмологической линзы включает в себя кремнийсодержащий компонент. «Кремнийсодержащий компонент» может представлять собой любой компонент, который содержит по меньшей мере один блок [-Si-O-] в мономере, макромере или форполимере. Общее содержание Si и непосредственно связанного с ним O в кремнийсодержащем компоненте предпочтительно составляет более приблизительно 20% вес., более предпочтительно - более 30% вес. от общей молекулярной массы кремнийсодержащего компонента. Подходящие кремнийсодержащие компоненты предпочтительно содержат полимеризуемые функциональные группы, такие как акрилатная, метакрилатная, акриламидная, метакриламидная, виниловая, N-виниллактамовая, N-виниламидная и стириловая функциональные группы.
Периферийная зона 40 гидрогелевой линзы 20 может включать в себя множество выступающих частей 50 на вогнутой поверхности линзы 20 проксимально поверхности глаза 100. На фиг. 3 и 4 поверхность глаза обозначена как 80. Поверхность гидрогелевой линзы 20, которая находится проксимально поверхности глаза 100, также показана на фиг. 3 и 4. Выступающие части 50 разнесены или расположены вдоль периферийной зоны 40 и отсутствуют в оптической зоне 30. Таким образом, выступающие части 50 не создают помех для зрения пользователя.
Выступающие части 50 разнесены вдоль периферийной зоны 40 для создания частей зазоров 60 между смежными выступающими частями 50. На фиг. 1 представлены две отдельные части зазоров 60. Части зазоров 60 обеспечивают передачу кислорода, поскольку в частях зазоров 60 поверхность глаза 80 остается открытой, а кислород может достигать поверхности глаза 80 без проникновения через выступающие части 50. В частях зазоров 60 также возможно слезотечение, посредством этого дополнительно увеличивается количество кислорода, поступающего к поверхности глаза 80.
Периферийная зона 40 может включать в себя любое число выступающих частей 50. Число и размер выступающих частей будут определять размер и число частей зазоров 60, что может увеличивать или уменьшать передачу кислорода и слезотечение. В одном варианте осуществления в соответствии с настоящим описанием можно размещать четыре выступающих части, а части зазоров могут иметь ширину 1 мм.
В некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим описанием выступающие части 50 могут располагаться вокруг периферийной зоны 40 по синусоидальной кривой. Амплитуда синусоидальной кривой может иметь порядок от 3 микрон до 80 микрон. Частота пиков синусоидальной кривой может снижаться до 2 или увеличиваться до 50. Однако возможны и другие варианты расположения выступающих частей 50, и они не ограничиваются синусоидальными кривыми или регулярной периодической геометрией.
Выступающие части 50 по существу должны быть достаточно большими, чтобы естественная пластичность поверхности глаза 80 не приводила к плотному прилеганию выступающих частей 50 и не препятствовала их функционированию в качестве эффективных каналов текучей среды. С другой стороны, выступающие части 50 не должны быть слишком большими, чтобы не приводить к высокому контактному напряжению на поверхности глаза 40 и не вызывать дискомфорт или повреждение у пользователя.
Выступающие части 50 могут быть изготовлены из любого описанного выше биосовместимого материала и/или известного материала, который используется при изготовлении офтальмологических линз. Например, в некоторых вариантах осуществления в соответствии с аспектами настоящего описания выступающие части 50 могут быть изготовлены из гидрогеля или силикон-гидрогеля. Таким образом, выступающие части 50 могут быть выполнены из того же гидрогеля, который используется для образования гидрогелевой линзы 20. В других вариантах осуществления выступающие части 50 могут быть изготовлены из материалов, которые отличаются и, в частности, обеспечивают более жесткие параметры материала, чем гидрогелевая линза 20. Более жесткий материал для выступающих частей 50 может подходить для более надежного поддерживания гидрогелевой линзы 20 над поверхностью глаза 80.
В некоторых вариантах осуществления гидрогелевая линза 20 и выступающие части 50 могут быть образованы способом литья без давления. Форму для литья можно использовать для образования гидрогелевой линзы 20 и выступающих частей линз 50 из неотвержденных составов. Некоторые формы для литья могут включать в себя две части формы для литья, образующие гидрогелевую линзу 20 и выступающие части 50. Можно обеспечить наличие других свойств выступающих частей 50, отличных от свойств гидрогелевой линзы 20, с помощью избирательной полимеризации выступающих частей 50 в течение более продолжительного периода времени или за счет использования другого мономера. Таким образом можно получить выступающие части 50, отличающиеся, например, большей твердостью, жесткостью, прочностью.
На фиг. 2 представлен увеличенный вид в перспективе выступающей части 50 гидрогелевой линзы 20 в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания. Как показано на фиг. 2, выступающая часть 50 равномерно размещена вдоль периферийной зоны 40 гидрогелевой линзы 20 в радиальном и касательном направлениях. Размер и форма выступающей части 50 могут быть выполнены с учетом размера и формы гидрогелевой линзы 20.
Выступающие части 50 гидрогелевой линзы 20 могут создавать полость 70 между гидрогелевой линзой 20 и поверхностью глаза 80. Полость 70, образованная выступающими частями 50, показана на фиг. 1 и 2. В некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим описанием толщина образованной полости 70 составляет по меньшей мере 10% от толщины гидрогелевой линзы 20. Например, в некоторых вариантах осуществления полость 70 имеет высоту 0,065 мм над поверхностью глаза 80.
Поскольку выступающие части 50 могут размещаться на поверхности линзы 20 проксимально поверхности глаза 100, именно выступающие части 50, а не гидрогелевая линза 20, контактируют с поверхностью глаза 80. Следовательно, выступающие части 50 не позволяют гидрогелевой линзе 20 адгезивно сцепляться с поверхностью глаза 80 и обеспечивают передачу кислорода и слезотечение внутри полости 70.
Размер и геометрия образованной полости 70 определяются числом выступающих частей 50 и общей площадью поверхности выступающих частей 50 на поверхности глаза 80 по сравнению с площадью поверхности гидрогелевой линзы проксимально поверхности глаза 100. Другими словами, чем больше площадь открытой поверхности глаза 80, тем интенсивнее передача кислорода и слезотечение через полость 70. Если выступающие части 50 будут слишком большими по размеру или же их будет слишком много, это может ограничить передачу кислорода и слезотечение через поверхность глаза 80. Следовательно, размер и число выступающих частей 50 должны выбираться таким образом, чтобы максимально увеличить площадь поверхности глаза, доступную для передачи кислорода и слезотечения, чтобы способствовать здоровому состоянию глаза. В некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим описанием общая площадь поверхности выступающих частей 50 составляет менее 50% от площади поверхности глаза 80.
Офтальмологическое устройство 10 в соответствии с настоящим описанием может дополнительно включать в себя дополнительную глазную вставку линзы (не показана). Глазная вставка линзы может располагаться на поверхности гидрогелевой линзы дистально к поверхности глаза 110. Поверхность гидрогелевой линзы, дистальная к поверхности глаза 110, находится напротив поверхности гидрогелевой линзы 20, которая имеет выступающие части 50. В одном варианте осуществления в соответствии с настоящим описанием глазная вставка линзы представляет собой жесткую газопроницаемую линзу.
Из-за конфигурации линзы офтальмологического устройства 10, имеющего гидрогелевую линзу 20 с выступающими частями 50, глазную вставку линзы можно использовать без ухудшения передачи кислорода и слезотечения в глазу. Поскольку выступающие части 50 образуют полость 70, в которой возможны передача кислорода и слезотечение, использование накладной линзы в сочетании с гидрогелевой линзой 20 обеспечит пользователю преимущества многослойных линз или использование глазной вставки линзы без риска какого-либо повреждения поверхности глаза 80 или роговицы. Одно преимущество использования глазной вставки линзы может включать в себя возможность для пользователя носить жесткую газопроницаемую контактную линзу, даже если пользователь не переносит жесткие газопроницаемые контактные линзы из-за проблем подгонки или чувствительности в результате травмы или операции.
В некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим описанием выступающие части 50 могут располагаться вдоль окружности глазной вставки линзы таким образом, что выступающие части 50 проходят радиально внутри и снаружи в достаточной степени, чтобы обеспечивать плавную подгонку к поверхности гидрогелевой линзы 20 и сводить к минимуму контактное напряжение на глазу. Поскольку глазная вставка линзы может быть жесткой, глазная вставка линзы образует практически неразрушаемое уплотнение на поверхности глаза 80. В данном случае выступающие части 50 образованы по периметру глазной вставки линзы. В частности, это характерно в случае, когда глазная вставка линзы отличается более крутой или более криволинейной сферической кривизной, чем сферическая кривизна глаза, что обеспечивает чашеобразную или куполообразную подгонку.
Чашеобразная или куполообразная подгонка имеет ряд преимуществ, как, например, отсутствие контакта с центром глаза, обеспечение большего объема слезной жидкости и гораздо большего диапазона размеров подходящих линз. Следовательно, размещение выступающих частей 50 вдоль окружности глазной вставки линзы обеспечивает пользователю преимущество ношения глазной вставки линзы с куполообразной или чашеобразной подгонкой на глазу без образования нежелательного или дискомфортного краевого уплотнения между глазной вставкой линзы вокруг поверхности глаза 80. Как описано выше, выступающие части 50 могут располагаться вдоль окружности глазной вставки линзы по синусоидальной кривой.
Кроме того, в последнее время в контактные линзы стали встраивать электронные компоненты. Например, данные электронные компоненты могут включать в себя полупроводниковые устройства. В некоторых примерах описано внедрение полупроводниковых устройств в контактные линзы, помещенные на глаза животного. Также описано множество возможных способов энергообеспечения и активации встроенных в структуру линзы компонентов.
Однако физические ограничения, включая размер и форму данных компонентов, осложняли их применение в определенных офтальмологических линзах. Более того, встраивание данных компонентов в гидрогелевые линзы 20 будет препятствовать передаче кислорода и будет осложнять извлечение линзы 20 в зависимости от расположения компонента в гидрогелевой линзе 20. Технологические варианты осуществления, обеспечивающие решение такой базовой офтальмологической задачи, могут воплощаться в решениях, не только соответствующих офтальмологическим требованиям, но также включающих новые варианты осуществления более общего пространства технологий электрических устройств с электропитанием.
Раскрытая в настоящем документе конфигурация линзы позволит включать такие компоненты, как активные вставки в линзу, вставки-субстраты и функционализированные многослойные вставки в гидрогелевые линзы 20. Кроме того, данные компоненты могут накладываться друг на друга. Данные компоненты могут поддерживаться гидрогелевой линзой 20 или альтернативно могут быть инкапсулированы гидрогелевой линзой 20. На фиг. 3 и фиг. 4 представлен пример офтальмологического устройства 10 со вставкой-субстратом 90, инкапсулированной гидрогелевой линзой 20. Выступающие части 50 не видны на виде в сечении офтальмологического устройства 10, показанном на фиг. 3 и 4. Полости 70, образованные выступающими частями 50, показаны на фиг. 3 и 4. Как показано на фиг. 3 и 4, форма образованных полостей 70 может быть различной.
Дополнительные особенности, преимущества и аспекты настоящего описания могут быть сформулированы или очевидны при рассмотрении следующего подробного описания, чертежей и формулы изобретения. Кроме того, следует понимать, что приведенное выше изложение сущности изобретения и последующее подробное описание носят иллюстративный характер и приводятся для дополнительного объяснения без ограничения объема настоящего описания в соответствии с формулой изобретения.