[发明专利]用于改变折射率的光学材料和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用激光改变光学器件的折射率的方法以及所得的光学器件。 

背景技术

一般而言，有两种类型的人工晶状体。一种代替眼睛的天然晶状体，通常代替白内障的晶状体。另一种用于补充现有的晶状体并作为永久校正晶状体。此类晶状体(称作有晶状体的IOL)植入到前房或后房以校正眼睛的屈光不正。理论上，可以精确计算各种IOL用于enmetropia(即源于无穷远处的光聚焦在视网膜上的点)所需的倍率。基于眼轴长度和角膜曲率的术前测量而选择植入晶状体的倍率，从而确保患者能看见而无需或者仅需较少的视力校正。不幸的是，由于测量中的误差、易变的晶状体定位或伤口愈合，大多数接受白内障手术的患者如果不通过手术进行某种形式的视力校正(Brandser等人，Acta Opthalmol Scand 75：162165(1997)；Oshika等人，J Cataract Refract Surg 24：509514(1998))，他们将不能享有视力。因为目前IOL的倍率在植入后不能调整，所以患者通常必须使用附加的诸如眼镜或接触镜的校正透镜。 

对前述问题的一个可能的解决方案是轻度可调型人工晶状体，其折射特性可在将该晶状体插入到人眼中后改变。该晶状体在第6,450,642号美国专利中有报道，在下文中称为Calhoun专利。该轻度可调型晶状体据说包括(i)第一聚合物基体及(ii)能够刺激诱导聚合的屈光度调节组合物(RMC)。如其所述，当所述晶状体的一部分暴露在足够强度的光中时，RMC形成第二聚合物基体。该过程据说产生轻度调节的、倍率改变的晶状体。 

如Calhoun专利中所述，选择第一聚合物基体和RMC使得包括RMC的组分能够扩散到第一聚合物基体中。换而言之，松散的第一聚合物基体将倾向于与较大的RMC组分配对，而紧密的第一聚合物基体将倾向于与较小的RMC组分配对。暴露于适当的能量源(例如热或光)时，RMC通常在光学元件的曝光区域内形成第二聚合物基体。曝光后，未曝光区域中的RMC将随着时间的推移而迁移到曝光区域中。RMC迁移到曝光区域中的量取决于时间，并且可以精确地控制。若允许足够的时间，则RMC组分将在整个晶状体材料(即包括曝光区域的第一聚合物基体)中重新平衡及重新分配。当该区域再次暴露在能量源中时，先前已迁移到该区域中的RMC聚合以进一步增加第二聚合物基体的形成。该过程(曝光后经过适当的时间间隔以允许扩散)可重复直到光学元件的曝光区域已达到所需的特性(例如倍率、折射率或形状)。然后整个光学元件暴露在能量源中以通过聚合晶状体材料中剩余的RMC而“锁住”所需的晶状体特性。总之，通过RMC的迁移和随后的聚合引起的形状变化改变了晶状体的倍率。 

第7,105,110号美国专利描述了一种以适当图案的适当量的辐射照射可调光晶状体的方法及装置。该方法据说包括对准调节辐射的源从而使辐射以一定的图案施加在晶状体上，并控制施加辐射的量。通过控制辐射的强度和持续时间而控制施加辐射的量。 

目前存在对于在白内障手术后提高患者视力的新材料和方法的需求。尤其是需要一种IOL材料，其可通过改变植入术后的晶状体材料的折射率而改变折射倍率。 

发明内容

本发明涉及一种用于改变光学聚合物材料的折射率的方法。该方法包括用具有0.05nJ至1000nJ的脉冲能量的聚焦的可见或近红外激光照射该光学聚合物材料的选定区域。该照射导致折射结构的形成，其呈现出很少的散射损耗或根本没有散射损耗。

本发明还涉及一种包括光学聚合物材料的光学器件，所述光学聚合物材料的选定区域被具有0.05nJ至1000nJ的脉冲能量的聚焦的可见或近红外激光照射。该照射导致折射结构的形成，其呈现出很少的散射损耗或根本没有散射损耗，并且特征在于折射率的正向改变。 

本发明还涉及一种用于在通过外科手术将人工晶状体插入到人眼中后改变该人工晶状体的折射率的方法。该方法包括识别并测量由外科手术引起的人工晶状体产生的像差，并确定将被写进晶状体中以校正像差的结构的位置和形状。一旦确定了将要写入的结构的形状和位置，就用具有0.05nJ至1000nJ的脉冲能量的聚焦的可见或近红外激光照射晶状体的选定区域。该照射导致折射结构的形成，其呈现出很少的散射损耗或根本没有散射损耗，并且特征在于折射率的正向改变。 

附图说明

通过以下描述并结合附图更好地理解本发明。然而需要清楚地理解的是，提供每个图用于进一步图示及描述本发明，并非想要进一步限定本发明。