[发明专利]接触镜和用于构造接触镜的方法和系统

说明书

用于特别是当使用降低氧透过率且要求对非血管化的角膜有足够的覆盖面积的元件和部件时，实现向眼睛和角膜的氧气传送的可生物相容性要求的接触镜、方法和系统。提供接触镜组件，其包括：前表面、后表面和布置在镜片内的具有相当低的氧渗透性的至少一个元件或部件。接触镜还包括具有比前述元件或部件大的氧渗透性的层。该层的厚度是这样的：该层向位于前述元件或部件下方的角膜提供等效氧分压。

相关申请的引用

本申请要求分别于2014年10月8日和2014年10月14日递交的美国临时专利申请No.62061270和No.62063490的优先权，通过引用将其全部内容并入于此。

技术领域

本发明涉及接触镜(contact lens)的一般领域，更具体地，涉及具有至少一个如下元件或部件的接触镜：该元件或部件呈现低透气性或无透气性的性质，同时在接触镜被佩戴时向眼角膜传送最少量的氧气。

背景技术

对于眼戴光学镜片(eyeborne optic)最早的参考归功于Leonardo DaVinci的将光学镜片放在眼睛上的好处的设想。首次应用是在近400年后的利用玻璃巩膜壳。塑料、特别是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的到来开启了角膜接触镜的纪元，角膜接触镜中的材料仅与角膜接触。PMMA的特性是不具有透气性。为了向角膜传送氧气，镜片需要允许在镜片的后面进行流体交换的设计。1970年代的十年间成为用于角膜接触镜的透气的硬性聚合物的发展期。随着由此而产生的镜片舒适性的改进，镜片设计被修改成更紧密的镜片-眼睛关系。由于材料的透气性提高和由此带来的氧透过率的提高，非透气性镜片的空隙和移动的模态量(modal amount)可能降低。

使用系数Dk从数学上说明透气性或与该讨论更相关的氧渗透性，其中D是弥散系数(cm²/sec)，是氧气移动通过材料有多快的量度，k是溶解度(ml氧气/mL材料×mm汞)，是材料中含有多少氧气的量度。氧透过率系数(Dk/t或Dk/L)是通过材料的氧渗透性除以材料的单位为毫米的厚度得到的。

接触镜的配戴能够导致眼睛的生理性甚至病理性变化的发生。这些变化既涉及眼睛结构又涉及眼睛功能，并且已经表明缺氧是它们的病因。正常的角膜新陈代谢和生理功能仅在足够的氧气供给的情况下才能得以维持。接触镜参数在如下方面是重要的：确定角膜与接触镜之间的氧张力(tension)，以及在配戴这些镜片期间角膜是否被供给足够量的氧气。当配戴硬性接触镜时，能够以两种方式将氧气传送到角膜：在眨眼期间通过镜片材料自身传递或通过在接触镜下方泵送泪液传递(整体流动体积交换和搅拌(bulk-flowvolume exchange and stirring))。能够以各种设计制造硬性接触镜，以实现适当的对中、移动和泪液交换。

为了确定在配戴接触镜期间角膜获得氧气如何，能够使用Clark型极普氧气电极。Hill和Fatt在1963年首次进行了人体角膜从空气消耗氧气的在活体内的测量。该技术已经揭示：在中断前面的(空气的)氧气供给之后，上皮摄氧率(oxygen uptake rate)增大。如果接触镜不可透过氧气，或者如果接触镜被静态(不眨眼)地配戴，则该增大的摄氧率更大。角膜摄氧的测量能够用于表明到达角膜上皮表面的氧气的减少，反映为摄氧率的增大。测量到的静态(不眨眼)与动态(眨眼)条件之间的摄氧率的差(减少)提供泪液泵送效率的测量。