具有用于改善的氧气传输和泪液流动的凸起部分的水凝胶镜片

摘要

本发明提供了一种具有改善的氧气传输能力的眼科装置。所述眼科装置包括水凝胶镜片，其中所述水凝胶镜片的周边区在邻近所述眼部表面的、所述镜片的表面上包括多个凸起部分。

说明书

技术领域

本公开整体涉及被配置成提供改善的氧气传输能力、泪液流动和舒适度的眼科装置。更具体地讲，该眼科装置能够支撑介质插入物。

背景技术

在眼科装置的领域中，更具体讲在接触镜片的领域中，镜片应为生物相容性的并且在接触期间不会导致眼组织周围损伤或抑制眼部液生成或流动，这一点十分重要。具体地讲，在佩戴接触镜片时有足够量的氧气能够到达角膜至关重要，否则可会对眼睛健康造成不利影响。例如，对角膜的供氧量不足可导致水肿或肿胀、缺氧，并且通常可造成许多不舒适的情况，最终限制了可佩戴接触镜片的时间长度。

通常，在佩戴接触镜片期间，氧气可以两种方式到达角膜，一种是通过镜片材料扩散，一种是在佩戴镜片时镜片移动期间镜片下方由眼睛生成的含新鲜氧气的泪液。然而，一些接触镜片可包括由透氧度低的材料制成的组分或配方，因此大多数到达角膜的氧气被限制为泪液混合的氧气。

因此，水凝胶镜片因为舒适性更高并且允许更多氧气到达眼睛而通常优于其他接触镜片材料。佩戴水凝胶镜片时，一部分氧气通过镜片扩散直接到达角膜。通过镜片传输到角膜的氧气量取决于镜片的透氧度。还一些在镜片下方发生的由眼睛自然生成的含氧泪液，将进一步为眼睛供氧。

然而，最近以来，理论上认为眼科装置在需要结合不渗透或低渗透性组分和组合物时能够添加功能。包含不渗透或低渗透性组分和组合物使氧气传输和泪液流动更加困难，结果就是增大了角膜损伤的风险。

因此，需要由被设计为提供更好的氧气传输能力并且可增强泪液流动以减小角膜损伤风险的水凝胶镜片构成的眼科装置。

发明内容

因此，通过本发明的一个或多个实施例在很大程度上满足了前述需求。根据本公开的一些方面，提供了一种眼科装置。一种包含水凝胶镜片的眼科装置，其中水凝胶镜片的周边区的一部分的形貌在邻近眼睛眼部表面的、镜片的凹形表面上包括多个凸起部分。

附图说明

图1示出了包括根据本公开示例性实施例的眼科装置的横截面的三维透视图。

图2示出了根据本公开实施例的水凝胶镜片的凸起部分的部分放大透视图和横截面。

图3示出了根据本公开实施例的示例性眼科装置的部分剖视图。

图4示出了根据本公开实施例的另一个示例性眼科装置的部分剖视图，其示出了具有介质插入物的水凝胶镜片。

为了更好地理解本文中的具体实施方式以及更好地认识对本领域的贡献，因此相当宽泛地概述了本发明的某些实施例。当然，还将在下文介绍本发明的附加的实施例，并且这些实施例将形成本文所附权利要求的主题。

在此方面，在详细阐释本发明的至少一个实施例前，应当理解，本发明不限于其在以下方面的应用：以下说明中所述或附图中所示的组件的构造和布置的详细说明。本发明还有除所述方面外的其他方面并且能够以多种方式实践和执行。另外，应当理解本文使用的措辞和术语以及摘要都是出于说明的目的，而不应被视为限制。

因此，本领域的技术人员将了解可轻松利用本公开所基于的概念作为设计用于实现本发明多个用途的其他结构、方法和系统的基础。因此，本权利要求被视为在不偏离本发明精神和范围的程度内包括此类等同的构造，这一点十分重要。

具体实施方式

本公开包括一种包含水凝胶镜片的眼科装置，其中水凝胶镜片的周边区的一部分的形貌在邻近眼睛眼部表面的、镜片的凹形表面上包括多个凸起部分。凸起部分可帮助在眼部表面与水凝胶镜片之间形成腔体，其中腔体中可发生氧气传输和泪液流动。

术语

在涉及本发明的该说明书和权利要求中，所使用的各个术语定义如下：

有源镜片插入物：如本文所用，可指利用基于逻辑电路的控制器的电子装置或机电插入装置。

功能化层插入物：如本文所用，可指针对由多个功能层形成的眼科装置的插入物，这些层的至少一部分堆叠在一起。多个层中的每个层可具有独特的功能性；或具有混合的功能性，但是处于多个层中。在一些实施例中，层可为环状的。

眼科装置：如本文所用，可指能够位于眼睛内或眼睛上的任何眼科装置。这些装置可提供一种或多种光学矫正、治疗用途，并且可具有美观用途。例如，生物医学眼科装置可指用于矫正或改进视力、可增强或保护眼睛状况和／或提升眼部机体美观效果(例如虹膜颜色)的通电的接触镜片、眼内镜片、覆盖镜片、眼部插入物、光学插入物、泪点塞或其他类似眼科装置。在一些实施例中，本发明的眼科装置可包括由有机硅弹性体或水凝胶制成的软性接触镜片，其中水凝胶包括但不限于有机硅水凝胶和含氟水凝胶。

眼部插入物：如本文所用，可指任何有源镜片插入物、介质插入物或功能化层插入物。

镜片：如本文所用，可是指位于眼睛内或眼睛上的任何眼科装置。这些装置可提供光学矫正或可为美容的。例如，术语镜片可指用于矫正或改进视力或提升眼部机体美观效果(例如虹膜颜色)而不会影响视力的角膜接触镜片、眼内镜片、覆盖镜片、眼部插入物、光学插入物或其他类似的装置。在一些实施例中，本发明的优选镜片是由有机硅弹性体或水凝胶制成的软性接触镜片，其中水凝胶包括但不限于有机硅水凝胶和含氟水凝胶。

镜片设计：如本文所用，可指所需镜片的形状、功能和／或外观，该镜片如果制成，可提供许多功能特性，包括但不限于光焦度矫正、颜色外观、治疗功能性、可佩戴性、可接受的渗透性、外形、成分、适形性、可接受的镜片匹配(如，角膜覆盖和运动)以及可接受的镜片旋转稳定性。

镜片组分：如本文所用，可包括但不限颜料、电子元件、UV阻断剂、染色剂、光敏引发剂、催化剂、光学元件和／或适合为眼科镜片提供特定功能性的活性剂。功能性可包括，例如，一种或多种光学矫正、增强视力、美观效果和治疗功能性。

介质插入物：如本文所用，可指能够支承眼科镜片内能量源的可成形的或刚性的基片。在一些实施例中，介质插入物还包括一种或多种可变光学镜片。

模具：如本文所用，可指可用于利用未固化制剂来形成镜片的刚性或半刚性物体。一些模具可包括一个或两个用于形成包含凸起部分的水凝胶镜片的模具部件。

眼部表面：如本文所用，可指眼睛的前表面区域。

光学区：如本文所用，可指眼科装置或镜片的某个区域，眼科镜片的佩戴者可在镜片形成后透过该区域进行观看。

周边区：如本文所用，术语“周边区”或“非光学区”可指眼科镜片的光学区之外的眼科镜片区域，因而是当以通常规定的方式将眼科镜片佩戴在眼睛上、眼睛附近或眼睛里时，镜片佩戴者从中透过进行观看的眼科镜片部分之外的区域。

堆叠：如本文所用，可指彼此邻近的至少两个元件表面的放置使得第一元件之一的至少一部分表面接触第二元件的至少一部分表面。在一些实施例中，彼此邻近的两个表面之间可有一层膜，无论是用于粘附还是其他功能均可。在一些实施例中，元件的堆叠可得到包封的第一元件。元件可为共同形成眼科装置的眼部插入物和水凝胶镜片。

现在参见图1，提供根据本公开的眼科装置10的三维透视图。具体地讲，图1示出了在邻近眼部表面的、镜片的凹形表面上包括示例性凸起部分的眼科装置。眼科装置10包括水凝胶镜片20。水凝胶镜片20包括光学区30和周边区40。水凝胶镜片20可由有机硅水凝胶或已知用于眼科镜片的任何生物相容性水凝胶材料构成。在一些实施例中，例如，眼科镜片类型包括含有机硅的组分。“含有机硅的组分”可指在单体、大分子单体或预聚物中含有至少一个[—Si—O—]单元的组分。优选地，所有Si和所连接的O在含有机硅组分中的含量大于约20重量％，还更优选地，含量大于含有机硅组分总分子量的30重量％。可用的含有机硅的组分优选地包含可聚合的官能团，例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯基、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺和苯乙烯基官能团。

水凝胶镜片20的周边区40可在邻近眼部表面100的镜片20的凹形表面上包括多个凸起部分50。眼部表面在图3和图4中示出为80。邻近眼部表面100的水凝胶镜片20的表面也在图3和图4中示出。凸起部分50沿着周边区40间隔开或定位，而在光学区30中不存在凸起部分。这是为了确保凸起部分50不干扰用户视觉。

凸起部分50沿着周边区40间隔开，以在相邻的凸起部分50之间形成间隙部分60。图1示出了两个明显的间隙部分60。由于眼部表面80在间隙部分60中露出从而氧气无需透过凸起部分50即可到达眼部表面80，因此间隙部分60允许进行氧气传输。泪液也可在间隙部分60中流动，从而进一步增大了对眼部表面80的供氧量。

周边区40上可包括任意数量的凸起部分50。凸起部分的数量和大小将决定间隙部分60的数量和大小，从而可增强或减弱氧气传输和泪液流动。在根据本公开的一个实施例中，可有四个凸起部分，并且间隙部分可为1mm宽。

在根据本公开的一些实施例中，可将凸起部分50布置为以正弦曲线图形环绕周边区40。正弦曲线的振幅可为大约3微米至80微米。正弦曲线峰的频率最小可为2，最大可为50。然而，凸起部分50的其他布置也是可以的，而不局限于正弦曲线或规则的周期性几何图形。

凸起部分50通常应足够大，使得眼部表面80的自然软度不会适形于凸起部分50的形状并且阻碍它们成为有效的流体通道。另一方面，凸起部分50不应过大，否则会导致眼部表面40上的接触压力较大并且造成佩戴者不舒适或受伤。

凸起部分50可由前面所述的任何生物相容性材料和／或已知用于眼科镜片的材料构成。例如，在根据本公开方面的一些实施例中，凸起部分50可由水凝胶或有机硅水凝胶构成。因此，凸起部分50可由与用于形成水凝胶镜片20相同的水凝胶构成。在又一些实施例中，凸起部分50可由不同材料构成，具体地讲，提供刚性比水凝胶镜片20更大的材料。用于凸起部分50的刚性更大的材料可用于帮助在眼部表面80上支撑水凝胶镜片20。

在一些实施例中，水凝胶镜片20和凸起部分50可通过浇铸模塑形成。模具可用于通过未固化制剂形成水凝胶镜片20和凸起部分50。一些模具可包括两个用于形成水凝胶镜片20和凸起部分50的模具部件。凸起部分50可以获得与水凝胶镜片20不同的特性，方法是选择性地聚合凸起部分50更长时间或使用不同的单体。这样可得到刚性、硬度和强度更好的凸起部分50。

现在参见图2，示出了根据本公开实施例的水凝胶镜片20的凸起部分50的放大透视图。如图2所示，凸起部分50同时在径向和切向沿水凝胶镜片20的周边区40平滑过渡。凸起部分50的大小和形状可设计为适合水凝胶镜片20的大小和形状。

水凝胶镜片20的凸起部分50可在水凝胶镜片20与眼睛的眼部表面80之间形成腔体70。图1和图2中示出了由凸起部分50形成的腔体70。在根据本公开的一些实施例中，形成的腔体70的厚度为水凝胶镜片20的厚度的至少10％。例如，在一些实施例中，腔体70比眼部表面80高出0.065mm。

因为凸起部分50可位于邻近眼部表面100的镜片20的表面上，所以是凸起部分50(而不是水凝胶镜片20)与眼部表面80接触。因此，凸起部分50可防止水凝胶镜片20附着在眼部表面80上，并允许在腔体70中发生氧气传输和泪液流动。

所形成的腔体70的大小和几何形状由凸起部分50的数量以及相对于水凝胶镜片的邻近眼部表面100的表面积的眼部表面80上凸起部分50的总表面积确定。换句话讲，保持露出的眼部表面80的面积越大，可通过腔体70发生的氧气传输和泪液流动就越多。如果凸起部分50太大或数量太多，可能会限制通过眼部表面80发生的氧气传输和泪液流动。因此，应选择凸起部分50的大小和数量，以最大化用于氧气传输和泪液流动的眼部表面量，从而促进眼睛健康。在根据本公开一些实施例中，凸起部分50具有的总表面积小于眼部表面80表面积的50％。

根据本公开的眼科装置10还可包括补充性眼部插入物镜片(未示出)。眼部插入物镜片可设置在眼部表面110远侧的水凝胶镜片的表面上。眼部表面110远侧的水凝胶镜片的表面与具有凸起部分50的水凝胶镜片20的表面相对。在根据本公开的一个实施例中，眼部插入物镜片为刚性可透气镜片。

由于眼科装置10的镜片设计具有带凸起部分50的水凝胶镜片20，可在不对眼睛内的氧气传输和泪液流动造成不利影响的情况下使用眼部插入物镜片。因为凸起部分50会形成在其中发生氧气传输和泪液流动的腔体70，因此使用具有水凝胶镜片20的软硬组合式镜片(pigging back lens)将使佩戴者因层状镜片或使用无眼部表面80或角膜损伤风险的眼部插入物镜片而受益。使用眼部插入物镜片的一个优点可包括，即使佩戴者因不合适或外伤或手术造成的敏感性而无法忍受刚性可透气接触镜片，佩戴者也能享受刚性可透气接触镜片的有益效果。

在根据本公开的一些实施例中，凸起部分50可沿眼部插入物镜片的周长布置，使得凸起部分50在径向上向内和向外延伸足够长度，以平滑地融入水凝胶镜片20的表面并将与眼睛的接触压力降至最小。由于眼部插入物镜片可为刚性的，因此眼部插入物镜片与眼部表面80之间形成几乎牢不可破的密封。在这种情况下，沿眼部插入物镜片的周边形成凸起部分50。尤其是在眼部插入物镜片具有比眼部球面曲率更陡峭或更弯曲的球面曲率的情况下，这将形成杯形或拱形拟合。

杯形或拱形拟合具有多个有益效果，例如，不与眼睛中心接触，泪液流动空间更大，以及适合的镜片大小更多。因此，沿眼部插入物镜片的周长布置凸起部分50可使佩戴者因使用在眼睛上具有拱形或杯形拟合的眼部插入物镜片而受益，这样不与眼部表面80周围的眼部插入物镜片形成不需要或不舒适的边缘密封。凸起部分50可如前所述，以正弦曲线图形沿眼部插入物镜片的周长布置。

另外，最近还将电子元件结合到了接触镜片中。例如，这些电子元件可包括半导体器件。一些例子示出了在置于动物眼睛上的接触镜片中嵌入半导体器件。还描述了如何在镜片结构自身内以多种方式使电子元件通电和激活。

然而，包括这些元件的大小和形状的物理局限性对于在某些眼科镜片中使用这些元件造成困难。此外，将这些元件结合到水凝胶镜片20中将影响氧气传输能力，并且根据这些元件在水凝胶镜片20内的放置位置将使取出镜片20变得困难。解决此类眼科背景需求的技术实施例产生这样的解决方案，其不仅能够解决眼科需求，而且涵盖针对通电电气装置的更通用技术空间的新型实施例。

本文所公开的镜片设计允许将诸如有源镜片插入物、介质插入物和功能化层插入物的元件结合到水凝胶镜片20中。另外，这些元件可堆叠。这些元件可由水凝胶镜片20支撑，或者由水凝胶镜片20包封。图3和图4示出了具有由水凝胶镜片20包封的介质插入物90的眼科装置10的实例。在图3和图4的眼科装置10的剖视图中，看不到凸起部分50。图3和图4中示出了由凸起部分50形成的腔体70。如图3和图4中所见，所形成腔体70的形状可以不同。

通过考虑以下具体实施方式、附图或权利要求，本公开的其他结构、优点和方面可以阐明或是显而易见的。并且，应当理解本公开的前述发明内容和以下具体实施方式都是示例性的，旨在不限制如权利要求书所述的本公开范围的情况下提供进一步说明。