INTRAOKULARE LINSENEINRICHTUNG ZUR VERBESSERUNG DES SEHVERMÖGENS BEI NETZHAUTERKRANKUNGEN

[Patentanmeldung] [Bezeichnung der Erfindung] Intraokulare Linseneinrichtung zur Verbesserung des Sehvermögens bei Netzhauterkrankungen

[Beschreibung]

[Stand der Technik]

Die Erfindung betrifft eine intraokulare Linseneinrichtung, die zur Verbesserung des Sehvermögens bei Netzhaut- und insbesondere Makulaerkrankungen dient. Häufige Ursachen für Sehbeeinträchtigungen beim Menschen sind krankhafte Veränderungen des Augenhintergrundes (Netzhaut, Aderhaut und Lederhaut) . Diese Veränderungen können zur Herabsetzung der Netzhautfunktion führen. Die Aufgabe der Netzhaut ist die neurosensorische Bearbeitung und eiterlei- tung des einfallenden Lichtreizes. An den pathologisch veränderten Netzhautarealen ist das Sehen beeinträchtigt bis unmöglich, so dass es an diesen Stellen zu Gesichtsfeldausfällen kommen kann.

Das normale Auge fokussiert mit Hilfe der brechenden Medien (Hornhaut und Linse) parallel einfallende Lichtstrahlen in die Makula. Die Makula ist ein Netzhautareal am hinteren Pol des Auges mit der höchsten optischen Auflösung. Bei krankhafter Veränderung der Makula kann es zu einer erheblichen Herabsetzung des Sehvermögens kommen. Die betroffenen Perso- nen können keine üblichen Tätigkeiten wie Lesen oder Fahren ausführen, da die Lichtstrahlen durch die natürliche biologische Linse auf die krankhaft veränderte Makula projiziert werden. Dadurch ist es für die Patienten unmöglich ein fixiertes Objekt zu erkennen. In den meisten Krankheitsfällen ist nicht die gesamte Netzhaut bzw. Makula beschädigt, sondern weist noch gesunde Bereiche auf. Deshalb könnte das Sehen durch Ablenkung der Lichtstrahlen auf diese gesunden Netzhautstellen mit Hilfe einer intraokularen Linseneinrich- tung erheblich verbessert werden.

Es sind bisher mehrere intraokulare Linseneinrichtungen bekannt, die zur Verbesserung des Sehvermögens bei Maku- laerkrankungen vorgesehen sind.

Die US-amerikanische Patentschrift US-A-4581031 beschreibt eine intraokulare Linseneinrichtung zur Verbesserung der Sicht bei Patienten mit Verlust des zentralen Gesichtsfeldes. Dort handelt es sich um eine Linseneinrichtung zum Verschieben von Netzhautbildern mittels eines prismatischen Keils zu einem funktionierenden Teil der Netzhaut. In der Patent- schrift EP 0897293 Bl wurde diese Erfindung verbessert, indem ein Paar von intraokularen Linsen verwendet wird, welche das Sehen von Zielen in verschiedenen Entfernungen ermöglichen. Zur Verschiebung des Brennpunktes auf der Netzhaut wurde ebenfalls ein prismatischer Keil verwendet, der aus einem Material mit einem hohen Brechungsindex im Bereich von 1,5- 1, 6 besteht.

Die Offenlegungsschrift DE 19751503 AI zeigt eine prismatische intraokulare Linse, die zum Ersatz der menschlichen Linse im Auge mit integriertem konzentrischen Prisma zur Verbesserung des Sehvermögens nach Kataraktoperationen bei Patienten mit Erkrankungen der zentralen Netzhautgebiete (zB der Makula) eingesetzt werden kann. Da die Vorrichtungen ins Auge eingeführt werden, muss gewährleistet werden, dass sie nicht verrutschen. Dies wird nach dem Stand der Technik mittels Halterungsteilen (Haptiken) erreicht. Man kann aber auch andere Fixierungsvorrichtungen verwenden, die das Verrutschen verhindern.

Die vorgenannten Vorrichtungen aus dem Stand der Technik weisen folgende Nachteile auf: 1. Die Vorrichtungen aus US-A-4581031, DE 19751503 AI und EP 0897293 Bl müssen voluminös sowie starr und damit schwer ausgelegt sein, um eine optische Korrektur-Wirkung in Form einer Verschiebung des Brennpunktes zu bewirken. Zudem müssen für eine ausreichende Verschiebung des Brennpunktes Materialien mit relativ hohen Brechungsindizes verwendet werden (nach dem Stand der Technik etwa 1,5 bis 1,6).

2. Das Sehvermögen wird durch die Defokussierung (DE 19751503 AI) nur zu einem sehr geringen Teil wiederhergestellt. Die kreisförmige Brennzone führt lediglich zu einer Aufhellung des Gesichtsfeldes.

Damit sind diese Vorrichtungen nur bei einer kleinen Anzahl von Patienten anwendbar und führen bei diesen Patienten zu nur mäßiger optischer Verbesserung bei sehr schlechtem Trage- komfort.

[Aufgabe der Erfindung]

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Linseneinrichtung zu schaffen, die eine kleinere Gesamtgröße aufweist und das Sehvermögen des erkrankten Menschen höchstmöglich verbessert, wozu die Linseneinrichtung möglichst weit an das Krankheitsbild anpassbar sein sollte.

Durch die gewünschte Größenreduktion können operationsbedingte Komplikationen bedeutend verringert und die Genesungszeit der Patienten verkürzt werden, da der Chirurg einen kürzeren Schnitt zum Einführen der Linse in das Auge benötigt. Insbesondere durch die Faltbarkeit der intraokularen Optik kann die Schnittlänge nochmals verringert werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Linseneinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Fig. 1 zeigt die entwi- ekelte Einrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel.

Bei der Lösung dieser Aufgabe sind zwei Einflußgrößen mit gegenläufigen Auswirkungen zu berücksichtigen. Einerseits uss die Dicke der Einrichtung minimiert werden, um sich an die Geometrie des Auges anpassen zu können; andererseits soll sie eine bestimmte Dicke aufweisen, um ein Bild zu einem gesunden Bereich auf der Netzhaut verschieben zu können.

Das Hauptprinzip der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass zur Verschiebung des Brennpunktes -der von einem oder mehreren konvexen Teilen der Linseneinrichtung erzeugt wird- von einem funktionsbeeinträchtigten Bereich der Netzhaut zu einem funktionsfähigen Bereich, mehrere keilförmige Ausnehmungen in der Linseneinrichtung vorgesehen sind, wobei die keilförmigen Ausnehmungen geneigte Flächen aufweisen, die die Verschiebung eines oder mehrerer Brennpunkte bewirken.

Der Neigungswinkel der geneigten Flächen muss dabei nicht für alle geneigten Flächen der Ausnehmungen gleich sein.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass eine deutliche Reduktion der Dicke der Linseneinrichtung dadurch erzielbar ist, dass mehrere keilförmige Ausnehmungen zB auf der Rückseite, dh der Netzhaut zugewandten Seite vorgesehen sind, zB in Form eines Fresnel-Prismas, wobei gleichzeitig eine ausreichende Verschiebung des Brennpunktes einstellbar bleibt.

Die unten aufgeführte Tabelle zeigt für bestimmte Brechungsindizes von möglichen Materialien (Spalte 1) den benötigten Prismenwinkel (Spalte 2) und vergleicht dann die zusätzliche Dicke, die eine Linsenvorrichtung aus dem Stand der Technik zu einer intraokularen Linse hinzufügt mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung (Spalten 3 und 4) . Die zusätzliche Dicke, die zB durch eine Fresnel-Linse verursacht wird, ist um einen Faktor N (N ist die Anzahl der Perioden) kleiner. Ist zB N = 10, dann wird die erfindungsgemäße Vorrichtung um einen Faktor 10 dünner. Die Linsenvorrichtung aus dem Stand der Technik ist plan-konvex, typischerweise 6 mm Durchmesser, und hat den Brennpunkt im Abstand a.

Der benötigte Prismenwinkel kann mittels der folgenden Formel berechnet werden (Es gibt natürlich auch andere Formeln bzw. Approximationen) : arcsin

₂ : Brechungsindex des Kammerwassers/Glaskörpers (typischerweise 1,336). In obiger Tabelle wurde die Formel numerisch gelöst. Als weitere typische Parameter wurden verwendet: d = 1,0 mm; a = 17,0 mm und n

₂ = 1,336. Die Dicke der intraokularen Linseneinrichtung wird durch die Auswahl bestimmter Materialien mit spezifischen Brechungsin- dizes kontrolliert, wobei der für eine bestimmte Bildverschiebung erforderliche Winkel zB der Fresnel-Prismen oder der keilförmigen Ausnehmungen kleiner ist, wenn der Brechungsindex höher ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, dass diese in einem Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet ist, wobei die Einrichtungen aus dem Stand der Technik mehrstückig ausgeführt sind, was zu Problemen bei der Implantierung und der Verträglichkeit der körperfremden Linseneinrichtungen führen kann, da mehrstückige Linseneinrichtungen meist nicht die zur Implantation gewünschte Faltbarkeit (große Operationswunde (Skleratunnel-Schnitt) nötig) und die gewünschte Verträglichkeit aufweisen.

Die Implantationsorte der intraokularen Linseneinrichtung können verschiedene Bereiche des Auges (Vorderkämmer, Hinterkammer oder Kapsel der natürlichen Linse) sein. Je nach Implantationsort sind die Halterungsvorrichtungen entsprechend nach dem Stand der Technik anzupassen.

[Beispiele]

Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen 1 bis 8 und der weiteren Beschreibung dargestellt:

- Fig.l stellt das Auge des Menschen in Schnittansicht mit der erfindungsgemäßen Linseneinrichtung (30) in der ersten Ausführungsform dar.

- Fig.2 stellt eine Detailansicht von Fig. 1 dar, umfassend ferner eine Schutzschicht (34) .

- Fig.3 stellt ein Ausführungsbeispiel mit einem glatten Segment auf der zur Makula (22) gewandten Seite der Einrich- tung dar. Fig.4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit zwei unterschiedlichen Neigungswinkeln (36, 37) . - Fig.5 zeigt ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel, bei dem als konvexer Teil der Linseneinrichtung die Segmente einer Fresnel-Linse (48) im vorderen Teil der Linseneinrichtung und die keilförmigen Ausnehmungen (32) im hinteren, der Makula zugeordneten Teil, der Linseneinrichtung vorgesehen ist. Die Linseneinrichtung wird durch die dicken durchgezogenen Linien dargestellt.

- Fig.6 und 7 zeigen eine weitere vorteilhafte Ausführungsform, bei der die Linseneinrichtung durch eine Wand in zwei getrennte Kammern unterteilt ist. Die erste Kammer, dh der vordere Teil der Linseneinrichtung ist aus elastischem transparentem Material ausgelegt, so dass die Krümmung und damit die Brennweite des konvexen Teils variierbar ist. - Die zweite Kammer ist so ausgebildet, dass der transparente Träger der keilförmigen Ausnehmungen gegen diese drehbar angeordnet ist, wobei die Drehung gegen die Vorspannung eines elastischen Elementes erfolgt. Somit kann die Neigung der schrägen Flächen der Ausnehmungen vari- iert werden. Die Drehung kann durch einen eigenen Antrieb direkt im Drehelement (49) erfolgen oder durch Zuführung eines transparenten Fluides (68) in die zweite Kammer erfolgen, so dass durch den erhöhten Innendruck in der Kammer oder einer darin angebrachten Hülle, Druck auf das drehbare Trägerelement der Ausnehmungen ausgeübt wird.

- Fig.8 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, bei der die keilförmigen Ausnehmungen jeweils eine drehbare, bewegliche, transparente und geneigte Fläche aufweisen. Jeder dieser drehbaren geneigten Flächen ist ein elastisches Element zugeordnet, welches gegen die Drehung vorgespannt ist.

Fig. 1 zeigt ein menschliches Auge im Schnittbild (10) mit der erfindungsgemäßen Linseneinrichtung (30) . Parallel zur Symmetrieachse (42) der Linseneinrichtung einfallendes Licht (40) wird durch den vorderen konvexen Teil der Linseneinrichtung in einem Brennpunkt gebündelt und durch die geneigten Flächen der keilförmigen Ausnehmungen (32) in einen neuen Brennpunkt (46) auf die gesunde Netzhaut (20) bzw. Makula (22) verschoben.

Fig. 2 zeigt die Einrichtung gemäß Fig. 1 jedoch mit einer Schutzschicht (34) zur Vermeidung a) der Ablagerung von Partikeln oder Zellen in den Ausneh- mungen (32) b) von Reflexionen an der Linseneinrichtung nach Durchtritt durch diese und damit von Streulichteinfällen der Linseneinrichtung auf die Netzhaut, wozu die Schutzschicht (34) mit Antireflexionsmitteln versehen ist. Dies erleichtert auch die Nachstar-Behandlung mit Hilfe von chirurgischen und/oder lasertechnischen Methoden. Deutlich zu erkennen ist der normale und der modifizierte Strahlengang (43,44). In diesem Beispiel weisen alle Ausnehmungen (32) geneigte Flächen mit dem gleichen Winkel (36) auf. Auf der von der Netzhaut abgewandten Seite ist ein UV-Schutz-Film oder Schicht (38) aufgetragen, da neueste Forschungsergebnisse gezeigt haben, dass die Eintrübung der Linse offenbar nicht nur krankhaft ist, sondern auch einen Schutz der dahinter gelegenen Netzhaut vor UV-Strahlung darstellt. Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem im Bereich der optischen Symmetrieachse keine Ausnehmungen (32) vorgesehen sind, um die zentralen Lichtstrahlen ungehindert durchzulassen.

Fig. 4 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, jedoch mit verschiedenen Neigungswinkeln (36, 37) . Somit können verschiedene Bildteile verschieden stark verschoben werden. Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Linseneinrichtung (30) , bei der an Stelle eines einseitig zumindest teilweise konvexen Linsen-Teils (33) , mehrere konzentrische konvexe Segmente (48) einer Fresnel- Linse vorgesehen sind und die keilförmigen Ausnehmungen auf der gegenüberliegenden, der Makula (22) zugewandten Seite angebracht sind (Die Periode der Fresnel-Linse und der Prismen kann dabei unterschiedlich voneinander sein) .

Gegenüber einer durchgängigen, einseitig konvexen Linse oder Teilen davon kann so nochmals die Dicke der Linseneinrichtung reduziert werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform (nicht dargestellt) ist dadurch erzielbar, dass die der Makula zugewandte Seite der Linseneinrichtung eben ausgeführt ist und die andere Seite solche geformte Segmente aufweist, wie sie sich ergeben, wenn man zu den konzentrischen konvexen Segmenten (48) einer Fresnel-Linse die angeschrägten Keile der Prismeneinrichtung hinzuaddiert, und somit die Linsenwirkung und die Verschiebung des Brennpunktes in einem Fresnel-Element ko bi- niert. Diese vordere Seite ist in Fig. 5 dargestellt. Dadurch lässt sich die Dicke der Linseneinrichtung noch weiter reduzieren. Aus Fertigungsgründen ist es bei dieser Ausführungsform jedoch vorteilhaft, die Einrichtung zu verstärken und die Ausnehmungen der kombinierten Fresnel-Elemente aus einem ausreichend dicken Materialblock zu entnehmen.

Fig. 6 zeigt eine ganz besonders bevorzugte Ausführungsform, in der im vorderen Teil der Linseneinrichtung, als Teil einer vorderen Kammer (54) ein in der Krümmung veränderbares konvexes Linsenelement vorgesehen ist. Dieses Linsenelement kann zB im Falle der Vorsehung von Pumpmitteln an der Linseneinrichtung, durch Zuführung oder Entnahme von zB Kammerflüssigkeit oder einer auf den Brechungsindex des Hüllenmaterials und/oder der Kammerflüssigkeit abgestimmten Flüssigkeit, oder durch Volumenveränderungsmittel in der Krümmung verändert werden.

Fig. 7 zeigt eine weitere ganz besonders bevorzugte Ausführungsform, bei der eine zweite, hintere Kammer (55) , von der ersten (54) durch eine Wandung (56) getrennt vorgesehen ist. In dieser kann gemäß Fig. 7 eine elastische transparente Hülle (53) vorgesehen werden. Einen Teil dieser zweiten Kammer bildet ein transparentes Trägerelement (67) für mehrere keilförmige Ausnehmungen (32) , welches gegen den ersten vorderen Linsenteil oder die vordere Kammer (54) durch ein Drehelement (49) drehbar gelagert ausgeführt ist. Ein elastisches Element ist mit dem Trägerelement (67) verbunden und gegen die Drehung des Elementes (67) vom restlichen Teil der hinteren Kammer (55) vorgespannt. Dabei ist zu vermeiden, dass die senkrechten Flächenstücke der Keile aus der parallelen Stellung zur optischen Achse herausrotiert werden, so dass diese nicht am „optischen Strahlengang" teilnehmen können. Durch Zuführung oder Entnahme von zB Kammerflüssigkeit oder einer auf den Brechungsindex des Hüllenmaterials und/oder der Kammerflüssigkeit abgestimmten Flüssigkeit, zB durch die gleichen oder die selben Pumpmittel wie für die erste vordere Hülle, kann so das hintere Trägerelement, durch Volumenzunahme in einer in der Kammer (55) vorgesehenen elastischen Hülle (53) , in der Neigung gegen die optische Achse veränderbar ausgeführt werden, so dass die veränderbare Neigung der keilförmigen Ausnehmungen (32) zu einer größeren oder kleineren Verschiebung des Brennpunktes führt. Fig. 8 zeigt einen Teil einer weiteren Ausführungsform bei der in der zweiten, hinteren Kammer (55) keine elastische Hülle vorgesehen ist. Den keilförmigen Ausnehmungen ist jeweils eine bewegliche transparente und geneigte Fläche zugeordnet, welche durch Drehelemente (49) drehbar gelagert ist. Jeder dieser beweglichen geneigten Flächen ist ein elastische Element (50) zugeordnet. Die Drehung der bewegli- chen, geneigten Flächen erfolgt hierbei in dem Fall, dass durch die zugeordneten Pumpmittel der Innendruck der hinteren Kammer (55) erhöht wird. Gegenüber dem Ausführungsbeispiel in Fig. 7 ist hierbei vorteilhaft, dass eine Kompensation der Drehung der -im ungedrehten Zustand, waagerechten- Stücke, welche parallel zur optischen Achse verlaufen, nicht kompensiert werden muss.

Als Pumpmittel können zB nanostrukturierte Mittel eingesetzt werden, die das Phänomen der akustischen Oberflächen- wellen, ggf. unterstützt durch Adhäsionskräfte ausnutzen. Solche Pumpmittel sind zur Zeit (Mai 2003) zB bei der Firma Advalytix AG in 85649 BRUNNTHAL erhältlich. Besonders vorteilhaft ist es hierbei solche Pumpmittel einzusetzen, deren Leistungsaufnahme ein Maß für den im Augeninneren herrschen- den Druck darstellen. So könnte der Augeninnendruck über die Messung der Pumpleistung der Pumpmittel von aussen gemessen werden.

Als Energieversorgungsmittel für die Volumenveränderungsoder Pump-Mittel können implantierte Batterien oder Empfänger und/oder Wandler für die Energiezufuhr von außerhalb des Körpers des Patienten, zB durch elektro- und/oder magnetische Felder vorgesehen werden. Als Medien zur Volumenveränderung kann neben der im Augapfel befindlichen Kammerflüssigkeit ein transparentes Medium, zB auch nicht flüssiges Medium eingesetzt werden, welches in seiner Brechzahl an die Brechzahl der Kammerwandungen und/oder elastischen Hülle (53) angepasst ist.

Wie dem Fachmann sofort ersichtlich ist, können an Stellen ohne keilförmige Ausnehmungen oder konvexen Linsenteilen oder Segmenten einer Fresnel-Linse, aber auch in Kombination mit diesen, weitere optische Mittel, wie zB Linsen zur Nahfeldkorrektur vorgesehen sein. Weitere optische Mittel können natürlich -aufgrund der erfindungsgemäß gewonnenen Reduktion der Dicke der Linseneinrichtung- im Strahlengang vor oder hinter der erfindungsgemäßen Linseneinrichtung angeordnet werden. Zudem kann die Fresnel-Linse selbst aufgrund ihres flexiblen Designs Zonen unterschiedlicher sphärischer oder auch nicht-sphärischer Krümmung aufweisen, um zusätzliche optische Effekte zu erzielen, zB zur Realisierung einer multifokalen Wirkung für gleichzeitiges Nah- und Weitsehen.

[Bezugszeichenliste] Auge Hornhaut Iris Sulcus ciliaris Netzhaut (Retina) Makula Glaskörper Sehnerv Linseneinrichtung oder intraokulare Linse Haptik-Haken (Halterungsteile) keilförmige Ausnehmungen konvexer Linsenteil einer Standardlinse Schutzschicht Prismenwinkel zweiter Prismenwinkel UV-Schutz-Film einfallendes Licht Symmetrieachse der intraokularen Linse normaler Strahlengang im Auge fokussierter und abgelenkter Lichtstrahl neuer, verschobener Brennpunkt auf der gesunden Netzhaut Segmente einer Fresnel-Linse Drehelement elastisches Element Volumenänderungsmittel Pumpmittel elastische, transparente Hülle erste, vordere Kammer zweite, hintere Kammer Wandung elastischer, konvexer Linsenteil Trägerelement für Ausnehmungen (32) transparentes Fluid Zu-, Abfuhrkanäle