ES2326742T3

ES2326742T3 - Lente intraocular.

Info

Publication number: ES2326742T3
Application number: ES05011483T
Authority: ES
Inventors: Christof Donitzky; Klaus Dr. Vogler
Original assignee: Wavelight Laser Technologie AG
Current assignee: Wavelight GmbH
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2009-10-19
Anticipated expiration: 2025-05-27
Also published as: CN101184452B; BRPI0610464B1; JP5027119B2; EP1726272B1; WO2006125556A1; BRPI0610464A2; US8460376B2; KR101257101B1; US20080306589A1; CN101184452A; BRPI0610464B8; JP2008541805A; DE502005007656D1; KR20080016828A; EP1726272A1

Abstract

Lente intraocular (10), con unos medios (22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f) para la aplicación de una tensión eléctrica, caracterizada porque los medios están instalados para aplicar la tensión eléctrica en la lente intraocular (10) y para cambiar la forma de la lente intraocular (10) mediante la aplicación de la tensión eléctrica y una tensión superficial mecánica modificada de este modo de la lente intraocular (10) para la modificación de su poder de refracción, comprendiendo la lente intraocular (10) una lente líquida.

Description

Lente intraocular.

La presente invención se refiere a una lente intraocular, que es apta para ser insertada en un ojo humano.

En oftalmología, son conocidas ampliamente las lentes intraoculares, por ejemplo se implantan lentes intraoculares en el caso de un enturbiamiento del cristalino originalmente claro (catarata).

Un problema especial en oftalmología es la hipermetropía condicionada por la edad (presbiopía), véase por ejemplo el trabajo "Intraokularlinsen", en DER AUGENSPIEGEL, 7-8/2002: 28-34. La pérdida, condicionada por la edad, de la elasticidad del cristalino natural impide su adaptación del poder de refracción y con ello también una acomodación del ojo en la zona próxima de los objetos situados delante del ojo y su representación nítida sobre la retina. Si bien la pérdida de capacidad de acomodación se puede corregir mediante unas gafas para leer, esto está relacionado sin embargo con la complejidad y las incomodidades conocidas.

El estado de la técnica conoce múltiples esfuerzos por resolver el problema de la presbiopía:

De este modo, existió el intento de desplazar lentes intraoculares (LIO) artificiales mediante la acción del músculo ciliar (comp. el trabajo arriba citado en "Der Augenspiegel"). Sin embargo, se dio, en este caso, un desplazamiento únicamente insuficiente de la LIO en dirección axial (designada usualmente como eje z) y, por consiguiente, también únicamente un desplazamiento insuficiente del foco.

Se intentó asimismo deformar mecánicamente la LIO insertada mediante el músculo ciliar, no habiéndose podido demostrar de todos modos el éxito de forma convincente.

Otro planteamiento intenta el restablecimiento de la elasticidad del cristalino natural mediante cortes radiales en el cristalino con un láser-FS no invasivo, comp. O. Kermani en "Neues aus Wissenschaft und Forschung", J. Refract Surgery: 2004; 20:651-658. De todos modos la elasticidad apenas varía y existe el peligro de una catarata inducida.

Además, se han implantado LIO multifocales, si bien con las dificultades conocidas, en especial imágenes dobles perturbadoras y falta de nitidez dado que, por lo menos dos distancias focales con propiedades de representación diferentes generan imágenes simultáneas sobre la córnea, comp. "Neue Multifokallinsen", individuelle Lösungen und postoperative Funktionalität'', en Der Augenspiegel, 09/2004: 42-47.

Otro intento para la eliminación de la presbiopía es la generación de una monovisión mediante cirugía láser refractiva de la córnea. Para ello, se corrige un ojo para el punto cercano y el otro ojo se deja ajustado para el punto lejano o se corrige para él, éste último es generalmente el denominado ojo guía. Al mismo tiempo ambos ojos suministran sin embargo informaciones diferentes, las cuales son procesadas por el cerebro y que son aceptadas por el paciente.

La patente US nº 4.373.218 se refiere a un saco expandible, en el cual está contenido un fluido. Está prevista una válvula para dejar más o menos fluido en el saco, con el fin de variar las propiedades de refracción de la lente. En una forma de realización se aplica una tensión mediante material líquido-cristalino en el saco, para de este modo variar el índice de refracción. Al mismo tiempo se varía el índice de refracción del propio material, aunque no la forma del saco.

El documento US nº 5.171.266 se refiere a una lente con un anillo de sujeción dispuesto alrededor. En el anillo de sujeción están dispuestos arrollamientos. Al aplicar una tensión eléctrica a los arrollamientos se genera un campo magnético, el cual dilata o contrae el anillo de sujeción, con lo cual varía la forma de la lente.

La presente invención recorre un camino diferente para el restablecimiento de la capacidad de acomodación del ojo humano.

Para ello la invención enseña una lente intraocular con las características de la reivindicación 1.

El poder de refracción de la lente intraocular puede modificarse mediante la aplicación de tensiones eléctricas. La invención se plantea, por lo tanto, proporcionar una lente intraocular artificial, la cual es adecuada para ser insertada en el ojo humano y que está estructurada de tal manera que su poder de refracción se puede modificar mediante tensiones o campos eléctricos, de manera que se restablece la capacidad de acomodación del ojo.

En otros ámbitos de aplicación se conocen desde hace un cierto tiempo las llamadas lentes líquidas. En ellas se da lugar, mediante la aplicación de tensiones eléctricas, a una modificación de la forma de la lente líquida y con ello a una variación de su distancia focal. El efecto sobre el que se basa se designa también como "Electro-Wetting". El concepto "lente líquida" comprende, en este caso, también otros materiales deformables, en especial de tipo líquido. Mediante electrodos estructurados de manera adecuada, viscosidades seleccionadas y densidad del material de la lente y un dimensionado adecuado de la lente así como medidas para el aseguramiento de la estabilidad de la posición de la lente se puede conseguir una dinámica muy alta, es decir, una rápida modificación de la forma de la lente, por ejemplo es posible en la actualidad ya una frecuencia de la variación de la distancia focal en el intervalo de aproximadamente 2 kHz. Esta dinámica es notablemente mejor de lo que sería posible con un zoom mecánico. Se pueden construir lentes líquidas de este tipo, accionables mediante tensiones eléctricas, con diámetros en el intervalo de 3 a 6 mm. Con respecto al estado de la técnica se remite en esta medida a las publicaciones siguientes:

\quad: Kuiper S., Hendriks BHW: Variable-focus Liquid Lens for Miniature Cameras, Appl Phys Lett \underbar{2004}; 85: 1128-1130;

\quad: Hecht E., Optics-Second Edition. Addison-Wesley Publishing Company, Chapter 5: Geometrical Optics-Paraxial Theory: p- 138;

\quad: Krupenkin T., Yang S., Mach P.: Tunable Liquid Microlens, Appl Phys Lett \underbar{2003}; 82: 316-318, y

\quad: Berge B., Peseux J.: Variable focal lens controlled by an external voltage: An application of electrowetting. Eur Phys J \underbar{2000}; E3; 159-163.

La lente líquida intraocular según la invención está dimensionada y estructurada de tal manera que se puede insertar en el saco capsular de un ojo. La lente líquida intraocular puede estar dimensionada también de tal manera que se puede insertar en un sulcus.

La LIO que se puede insertar de esta manera presenta, además, medios para que, mediante la aplicación de una tensión eléctrica, la tensión superficial mecánica de la lente se pueda variar para la modificación de su distancia focal.

Según una estructuración preferida la lente está dimensionada de tal manera y los medios para la aplicación de una tensión eléctrica están estructurados de tal manera que la tensión eléctrica da lugar a una deformación esferosimétrica de la lente. Al mismo tiempo está predeterminada una simetría radial en la lente. La lente puede estar dimensionada y estructurada también de tal manera que las tensiones eléctricas compensen un astigmatismo así como aberraciones, en especial aberraciones esféricas, es decir defectos del ojo de orden superior.

El denominado "Electro-Wetting" varía la tensión superficial del líquido o del material de tipo líquido o de otro adecuado, estando la lente de tal manera estructurada y/o sometida a fuerzas externas que, debido a la tensión superficial que varía, su forma varía con respecto a un estado sin tensión o con otras tensiones.

De acuerdo con estructuraciones especiales de las LIO según la invención, estas pueden estar cubiertas, por completo o en parte, por una membrana y presentar, en su caso, elementos de fijación adicionales, como se conoce en el caso de lentes intraoculares convencionales. Los elementos de fijación pueden estar previsto en la lente, para poder posicionarla de la manera deseada en el ojo.

Sobre la conformación de la LIO según la invención en un saco capsular en el estado sin tensión se puede influir, de la manera deseada, mediante la introducción de superficies hidrófobas complementarias y una variación, que se produce con ello, de la tensión superficial.

Según estructuración especial de la invención la lente intraocular está dotada con electrodos para la aplicación de las tensiones eléctricas mencionadas. Al mismo tiempo los electrodos son, por lo menos parcialmente, transparentes. Según una estructuración preferida de la invención los electrodos están dispuestos también a distancias adecuadas casi alrededor de la LIO.

Las tensiones necesarias para el control de las LIO según la invención se pueden obtener y utilizar de diferentes maneras. Es posible, por ejemplo, utilizar componentes fuertemente miniaturizados. En la actualidad se implantan ya componentes de este tipo en el ojo humano, véase por ejemplo "Eine Prothese zum Sehen", en AUGENLICHT 2003; 1:26-27. El estado de la técnica sabe como introducir medios, energía y señales propios en el ojo humano, comp. H.G. Sachs y V.P. Gabel en Graefe's Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. (2004) 242: 717-723; trabajo "Die Implantation von Sehprothesen bei progressiven Netzhautdystrophien" de P. Walter, en der AUGENSPIEGEL, 11/2004. p. 32; T. Laube, C. Brockmann, R. Buss, C. Lau, K. Höck, N. Satwski, T. Stieglitz, H.A. Richter y H. Schilling en Graefe's Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. (2004) 242: 661-667; y T. Stieglitz, R. Keller, H. Beutel y J.U. Meyer, "Microsystem Integration Techniques for Intraocular Vision Prostheses Using Flexible Polyimide Foils".

Por otro lado, es posible asimismo una preparación fisiológica de las tensiones eléctricas: por ejemplo se puede derivar, la tensión que se necesita para la acomodación, directamente de un movimiento del ojo, en especial mediante una generación de tensión triboeléctrica, es decir una generación de tensión mediante el efecto de rozamiento. Con la ayuda de un microchip que se puede implantar, esta tensión se puede amplificar hasta la medida necesaria y ser aplicada a los electrodos, estructurados de manera adecuada, de la lente, con el fin de ajustar su curvatura superficial. De esta manera, está relacionado, por ejemplo con el proceso de acomodación natural, un accionamiento del músculo ciliar. El músculo ciliar da lugar en el ojo joven, plenamente funcional, a una deformación de la lente para la acomodación. Una estructuración especial de la presente invención proporciona medios con los cuales, a partir de esta acción del músculo ciliar, se deriva una tensión eléctrica la cual es aplicada entonces, en caso de ser necesario, suficientemente amplificada, a los electrodos de la lente mencionados, con el fin de dar lugar a la acomodación deseada dependiendo del movimiento natural del músculo ciliar.

Mediante disposición especial de los electrodos se pueden superar también distorsiones de la imagen de orden superior tales como distorsiones por astigmatismo, comp. los documentos EP 1 091 758 B1 y el US 6,369,954 B1.

A continuación, se explican con mayor detalle, a partir del dibujo, ejemplos de formas de realización de la invención, en el que

la Figura 1 muestra una sección esquemática a través de un ojo, en el cual está montada una lente intraocular, no estando acomodada la lente;

la Figura 2 muestra una representación correspondiente a la Figura 1, donde la lente está acomodada;

la Figura 3 muestra otra estructuración de una LIO con un microchip para el control de la tensión, de nuevo en un estado montado en un ojo para la ilustración de la forma de funcionamiento.

La variación de poder de refracción o de la distancia focal de una lente se puede representar, fundamentalmente, mediante la ecuación sencilla de la lente, determinando los radios de curvatura de la lente su distancia focal (véase por ejemplo el manual de E. Hecht citado más arriba):

1

Si se inserta una lente intraocular (LIO) según la invención en el saco capsular, preparado correspondientemente con anterioridad, del ojo, resulta esencialmente una posición centrada de la lente en la trayectoria de los rayos del ojo. Es también posible rodear la lente líquida con una membrana propia y dotarla con elementos de fijación adicionales con el fin de garantizar su posición central sobre el eje óptico del ojo. Esta técnica se conoce como tal de las LIO convencionales.

La modificación del poder de refracción D de una lente líquida se puede describir mediante la ecuación siguiente:

2

Por consiguiente, la modificación del poder de refracción de una lente líquida depende, fundamentalmente, de forma cuadrática de la tensión aplicada y es inversamente proporcional al diámetro de la lente. Por ello, se necesitan, para los diámetros de lente pequeños, como aquí, y capas aislantes dieléctricas adecuadas tensiones sólo relativamente pequeñas, con el fin de obtener modificaciones del poder de refracción perceptibles (véase el trabajo de T. Krupenkin et al. citado anteriormente).

En el ojo humano, el cristalino lleva a cabo una elevación de acomodación desde aprox. 10 dpt hasta aproximadamente 14 dpt, dependiendo de la edad.

Si se toman las constantes electroópticas disponibles en la actualidad para el material de lente líquida (comp. los trabajos citados arriba de S. Kuiper et al., y de T. Krupenkin et al.) entonces se pueden alcanzar ya estas modificaciones de poder de refracción, con los materiales conocidos en la actualidad, con tensiones en el intervalo de U = 20 - 30 V.

La Figura 1 muestra una lente intraocular 10, la cual está insertada en un saco capsular 12 de un ojo humano. Están representados, además, el iris 14, la córnea 16 y la cámara delantera del ojo 18.

La lente intraocular 10, hecha de un material líquido del tipo descrito más arriba, está rodeada por un líquido 20 aislante.

Según las figuras los electrodos 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f están dispuestos, o bien alrededor del saco capsular 12 (Figuras 1 y 2) o por el lado interior del saco capsular (Figura 3). Los electrodos pueden ser dispuestos también en el plano del ecuador del saco capsular. Por otro lado, se puede utilizar una lente intraocular completamente encapsulada con electrodos situados en el interior.

El músculo ciliar 24 natural engarza en el saco capsular perpendicularmente con respecto al eje óptico del sistema "ojo".

La Figura 1 muestra, de manera esquemática, el estado no acomodado de la lente intraocular 20, es decir el estado en el cual no está aplicada tensión en los electrodos y en la ecuación superior (2) se cumple, por consiguiente, que
D = D_{0}. La fuerza de extensión o la fuerza de aplastamiento F, que actúa perpendicularmente con respecto al eje óptico, es asimismo igual a cero F = 0.

La Figura 2 muestra un estado en el cual se ha aplicado una tensión U a los electrodos 22. Se cumple que D = D_{0} + KU^{2}. La lente intraocular es contraída (acomodada) de forma electroestrictiva y actúa una fuerza, perpendicularmente con respecto al eje óptico, la cual es distinta de cero, o sea que da lugar a la modificación de la forma de la manera deseada, de manera que el radio de curvatura de la superficie límite de la lente 10 varía fuertemente y, por consiguiente, se aumenta el poder de refracción.

La Figura 3 muestra un ejemplo de realización modificado en el cual un microchip 26 pertenece al sistema, el cual asimismo está representado en el estado montado en la Figura 3. Los componentes con la misma función o similares en cuanto a su función están dotados en las figuras con signos de referencia iguales.

En el ejemplo de forma de realización según la Figura 3 se aprovecha una generación de tensión triboeléctrica. Como se ha descrito anteriormente, con el proceso de acomodación natural, está relacionada una fuerza, por ejemplo aquella que es ejercida por el músculo ciliar sobre el cristalino natural. En el ejemplo de realización según la Figura 3 se deriva, de esta acción de la fuerza, una tensión y se amplifica suficientemente como para ser aplicada a los electrodos 22a, ..., 22f y, de esta manera, dar lugar a una deformación correspondiente de la superficie límite y con ello a su acomodación.

La generación triboeléctrica de tensión se puede describir de manera similar al efecto piezoeléctrico, allí como generación de carga mediante una fuerza, aquí mediante una fuerza que desencadena movimiento y una separación de carga, comp. Benz W., Heinks P., Starke L.: Tabellenbuch Elektronik für Industrie-Elektroniker und Kommunikationselektroniker. Kohl + Noltemeyer Verlag: P. 87. Se cumple que:

3

Esta tensión triboeléctrica es amplificada mediante el microchip 26 implantado y este chip está conectado, a través de conducciones (no mostradas), con los electrodos 22a, ... 22f individuales y los controla de tal manera que se alcanza la acomodación deseada.

Claims

1. Lente intraocular (10), con unos medios (22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f) para la aplicación de una tensión eléctrica, caracterizada porque los medios están instalados para aplicar la tensión eléctrica en la lente intraocular (10) y para cambiar la forma de la lente intraocular (10) mediante la aplicación de la tensión eléctrica y una tensión superficial mecánica modificada de este modo de la lente intraocular (10) para la modificación de su poder de refracción, comprendiendo la lente intraocular (10) una lente líquida.

2. Lente intraocular según la reivindicación 1, que está estructurada de tal manera que se puede insertar en el saco capsular (12) de un ojo o en un sulcus.

3. Lente intraocular según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la tensión eléctrica da lugar a una deformación esferosimétrica de la lente (10).

4. Lente intraocular según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque la tensión eléctrica genera una deformación de la lente (10) para la compensación de un astigmatismo o para la compensación de una aberración de orden superior.

5. Lente intraocular según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la lente (10) está cubierta por una membrana.

6. Lente intraocular según una de las reivindicaciones anteriores con unos elementos de fijación para el posicionamiento en el ojo.

7. Lente intraocular según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la lente (10) está provista de unos electrodos (22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f) para la aplicación de tensiones eléctricas.

8. Lente intraocular según la reivindicación 7, caracterizada porque los electrodos (22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f) son, por lo menos parcialmente, transparentes.

9. Lente intraocular según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque presenta un microchip (26) para el procesamiento y la amplificación de tensiones triboeléctricas.