用于调节性眼内透镜的电源

摘要

包括适于放置在眼睛中的发光太阳能聚光器(LSC)的电源包括：对可见光透明的基底材料；以及掺杂在所述基底材料内的荧光颗粒。所述荧光颗粒能够吸收并重新发射紫外光谱中的光。随离所述LSC的光轴的半径变化而变化的所述荧光颗粒的浓度在所述基底材料在瞳孔直径之外的至少一部分中降低。至少一个光伏电池被配置来接收被捕获在所述基底材料内的所述紫外光谱中的光并且将所捕获光转换为电。

说明书

技术领域

本发明总体上涉及调节性眼内透镜的领域，并且更具体地说，涉及用于调节性眼内透镜的电源。

背景技术

简而言之，人眼的功能在于借助清晰外表部分(称为角膜)来透射光线，并且通过晶状体将影像聚焦在视网膜上，从而提供视觉。聚焦影像的质量取决于许多因素，包括眼睛的大小和形状以及角膜和晶状体的透明性。

当年龄或疾病导致晶状体变得不太透明时，视觉会变差，这是因为可透射到视网膜上的光线减少的缘故。眼睛晶状体的这种缺陷医学上称为白内障。针对这种状况的公认疗法是晶状体的外科手术摘除，以及用人工眼内透镜(IOL)来替换晶状体功能。

在美国，大多数白内障晶状体通过称为超声乳化的手术技术加以摘除。在这个过程中，在前囊层中形成开口，并且将薄的超声乳化切削刀头插入到患病的晶状体中并进行超声振动。振动的切削刀头液化或乳化晶状体，使得晶状体可被吸出眼睛。一旦摘除，患病的晶状体就由IOL替换。

在天然晶状体中，由被称为调节的机构提供远距视力和近距视力的。天然晶状体包含在囊袋内并且在生命早期是柔软的。所述袋由小带从睫状肌悬垂。睫状肌的松弛拉紧小带，并且拉伸囊袋。因此，天然晶状体趋于平坦。睫状肌的拉紧使小带上的张力松弛，从而允许囊 袋和天然晶状体呈现更圆的形状。以此方式，天然晶状体能够在近物体和远物体上聚焦。

随着晶状体老化，其变得更硬并且不太能够响应于睫状肌的拉紧来改变其形状。此外，睫状肌失去弹性和运动范围。这使得晶状体更难在近物体上聚焦，被称为老花眼的医学状况。老花眼影响达到45至50岁后的几乎所有成年人。已经提出了各种调节式眼内透镜(IOL)。一个实例是电活性光学器件。电活性IOL可导致折射或衍射光功率变化。然而，给电活性IOL供电可以是相当大的挑战，并且仍然存在对于改善电源的利用。

附图说明

图1示意性地示出根据本发明的特定实施方案的包括电源的电活性IOL的顶视图；并且

图2和3分别是图1的电源的顶视图和前视图。

发明内容

本发明的各种实施方案提供用于调节性眼内透镜的电源。在特定实施方案中，包括适于放置在眼睛中的发光太阳能聚光器(LSC)的电源包括：对可见光透明的基底材料；以及掺杂在基底材料内的荧光颗粒。荧光颗粒能够吸收并重新发射紫外光谱中的光。随离LSC的光轴的半径变化而变化的荧光颗粒的浓度在基底材料在瞳孔直径之外的至少一部分中降低。至少一个光伏电池被配置来接收被捕获在基底材料内的紫外光谱中的光并且将所捕获光转换为电。

下文所讨论的实施方案是示例性的，并且可以在不背离本发明的范围的情况下对这些说明性实施方案做出各种变化。例如，一个实施方案的特征可与另一个实施方案的那些特征组合。

具体实施方式

如图1所示，电活性调节性眼内透镜(AIOL)100包括电活性光学器件102和电源104。电源104包括发光太阳能聚光器106、光伏电池108和蓄电池110，还可包括任何合适的电能存储装置，诸如电容器。电活性AIOL 100同样包括控制电路112，还包括传感器。传感器为电活性光学器件102生成指示无论是解剖还是手动的调节需求的信号。可以是二进制的(调节性的或非调节性的)、多步的(例如，近处、远处和中间)或连续的信号由控制电路112接收，所述控制电路112控制电活性光学器件102。电活性光学器件102可以是可响应于来自传感器的信号改变光功率的任何合适的电子装置，包括但不限于液晶、电机械光学器件或者任何其他合适的电活性光学装置。在特定实施方案中，传感器、控制电路、电活性光学器件102和电源104可一起包装或密封在生物相容材料内以便进行植入。

发光太阳能聚光器106是用于收集并强化太阳辐射以便发电的装置。此类装置相对熟知地用于发电，但是它们需要适于用在眼内透镜中。然而，眼睛不断收集光，所述光是潜在的能源。具体地说，具体包括紫外辐射的非可见光谱不能由眼睛使用并甚至可以是有害的。发光太阳能聚光器被设计来使用此不想要的光来发电，从而减少离开视网膜的紫外光的量，并且为电活性光学器件102提供另外的能量。

如图2所示，发光太阳能聚光器106包括掺杂在对可见光透明的基底材料204中的荧光颗粒202。当UV辐射的入射光线204撞击在荧光颗粒202上时，UV光被吸收并且在多个方向上重新发射。发光太阳能聚光器的基底材料204的外表面反射通过全内反射以足够浅的角度发射的射线，从而允许入射辐射的大部分包含在基底材料204内。有利地，可以利用反射涂层来处理基底材料204的外表面以便增加UV光反射的可能性，所述反射涂层优选地将对可见光透明。所捕获UV光继续由荧光颗粒202吸收并重新发射，其中大多数光仍然由全内反射捕获直到其最终由光伏电池108吸收，光伏电池108进而对蓄电池110再充电。

图3的前视图示出协助发光太阳能聚光器106在光学应用中的利用的另外特征。荧光颗粒的密度在电光元件102的光学区中增加，这允许入射UV光将被散射和捕获的可能性增加。优选地，荧光颗粒102的高浓度区域延伸到约6mm的最大瞳孔大小周围，当光强度减弱但是瞳孔直径较大时，这有利地允许在低光照条件下的能量收集。这可被称为“收集区”，因为其表示入射UV光被收集的区域。

荧光颗粒102的浓度在瞳孔直径外较低，其中仅已被捕获在发光太阳能聚光器106内的光被重新传输。这可被称为“传输区”，因为此区域用于传输已经收集在发光太阳能聚光器106内的的UV光。由于重新吸收允许光以可以允许其逃逸的角度发射，所以荧光颗粒102的浓度在此区域中降低，这进而增加所捕捉光到达光伏电池104同时仍然允许否则将逃逸的一些射线被吸收的可能性。在传输区，诸如通过形成具有聚焦在光伏电池108处的抛物面聚光器，壳体204的外边缘同样被再成形以增加全内反射的可能性。

尽管已经公开了用于给电活性AIOL供电的特定实施方案，但应理解本领域技术人员将认识到所描述电源104可以与常规IOL一起植入眼睛的囊袋和/或沟中并且可以用于通过电或无线连接供电的任何可植入装置。因此，例如，可使用这种电源104来给用于药物递送或青光眼治疗的电动泵供电。本领域普通技术人员将理解，可以在不背离本发明的范围的情况下对以上实施方案做出各种其他变化。