角膜植入物以及用於放置的方法和系統的製作方法

2023-05-12 04:23:06 3

專利名稱：角膜植入物以及用於放置的方法和系統的製作方法
角膜植入物以及用於放置的方法和系統本申請為國際申請PCT/US2008/061656於2009年10月27日進入中國國家階段、 申請號為200880013866. 9、發明名稱為「角膜植入物以及用於放置的方法和系統」的分案申請。技術領域和
背景技術：
已經開發了許多不同類型的角膜植入物，用於治療屈光誤差和疾病。由於產生角膜囊袋的方法的限制，這些植入物都已被設計成通過產生角膜切口放置在角膜中，切口的尺寸或者與植入物的最小維度尺寸相仿，或者稍大些。最近，已設計出兩種角膜囊袋產生方法，能夠產生外部開口寬度小於囊袋的內部最大寬度的囊袋。這兩種方法是通過飛秒雷射以及特別有趣的角膜切削進行囊袋產生，它們描述在本發明人發明的US2004/0M3159和 0243160中，其全部公開內容在此引為參考。擁有可以通過小於植入物寬度的外部切口、特別是小於植入物的一半寬度的外部切口進行放置的生物相容的角膜植入物，是有利的。如果角膜植入物可以通過不需要縫合、 典型情況下為3mm或以下的切口放置，將是特別有利的。這種小的外部切口也減少了誘導的外科手術散光，並加快了患者的恢復時間。此外，相對大的植入物可以通過相對小的切口放置，將是有用的。例如，較大的晶狀體植入物更有可能給出良好質量的視覺，特別是在具有大的瞳孔的患者中。擁有簡單可靠的角膜植入物投送系統，也是有利的。用於白內障手術的人工晶狀體(IOL' s)已被設計成通過小的切口放置。這些小切口白內障手術晶狀體在實踐中不能用於角膜囊袋中。通常情況下，大多數小切口白內障手術晶狀體植入物太厚而不能放置在角膜囊袋中。例如，白內障手術晶狀體植入物的典型厚度是Imm以上，明顯比通常在0. 5到0. 6mm之間的人類角膜更厚。某些已經設計的角膜植入物僅僅具有大約0. 05mm的厚度。此外，白內障手術晶狀體植入物具有支撐襻，它從晶狀體植入物伸出，被設計用於保持晶狀體植入物固定在囊袋中。對於角膜植入物來說，不存在或不需要支撐襻。最後，白內障手術晶狀體植入物沒有被設計成與角膜生物相容，不容許作為角膜植入物。被設計用於小切口白內障手術晶狀體植入物的投送系統，不能很好地適應於用作小切口角膜植入物的投送系統。這些投送系統被設計用於比通常的角膜植入物厚得多的白內障手術晶狀體植入物。用於小切口白內障手術晶狀體植入物的投送系統被設計成容納支撐襻，這在角膜晶體移植物上是不存在的。已經發現，至少某些可商購的角膜植入物當通過標準的IOL注射器放置時被破壞。同樣地，通過標準的IOL注射器放置的生物角膜植入物通常顯示出嚴重的損傷，例如內皮損傷。角膜植入物可以由合成材料(例如假體)製成，也可以是生物學來源的(例如移植物)。最近，設計出了兩種新的外科手術技術，用於放置板層角膜基質內皮移植物。這些外科技術可用於治療角膜的內皮疾病，例如Fuchs角膜內皮營養不良和假晶狀體大皰性角膜病變。這些技術中的一種被稱為深板層內皮角膜移植術(DLEK)。在這種技術中，在角膜內製造囊袋，將患病的角膜內皮與一層角膜基質一同切除。然後將健康的板層角膜基質內皮組織移植到切除的患病組織留下的空間中。另一種技術被稱為後彈力層剝除自動內皮角膜移植術(DSAEK或DSEK)。在這種技術中，板層角膜基質內皮移植物使用微型角膜刀或雷射自動產生。使用外科儀器將患病的角膜內皮剝除，然後將板層角膜基質內皮移植物通過全厚度的角膜切口插入到前房中。然後通過空氣泡將移植物保持在靠著被剝除的後端角膜基質表面的位置上，直到移植物能夠在位癒合。在DLEK和DSAEK中，能夠通過小的角膜或鞏膜切口減少損傷地插入相對大的移植物，是有利的。較大的移植物具有更多的角膜內皮細胞，在角膜內皮疾病的治療中將產生更好的結果。但是，現有的通過小切口將角膜移植物插入到前房中的技術方法的重要問題，是它們都涉及用鑷子摺疊移植物和抓住移植物。此外，典型情況下，當移植物通過角膜切口時，移植物被嚴重擠壓。通過活體染色技術已經證實，移植物的許多精細敏感的角膜內皮細胞在現有技術的插入過程中被殺死。與用於DSAEK或DLEK的角膜移植物相似，合成的角膜植入物例如角膜嵌入假體，也是非常精細敏感的。在許多情況下，這些角膜嵌入物可能薄至 30到40微米，使得它們非常容易被鑷子撕破。因此，對於通過小切口減少損傷地放置這些角膜嵌入物的改進的方法，也存在著需求。用於將人工晶狀體(IOLs)通過小切口放置到後房中的投送系統已有描述。但是， 這些被設計用於小切口白內障手術IOLs的投送系統，不能很好地適應於用作通過小切口投送角膜植入物的系統。例如，典型的人工晶狀體植入物的厚度可以是Imm以上，而典型的用於DLEK或DSAEK的角膜移植物的厚度在0. 1到0. 15mm之間。此外，正如前面已經指出的，角膜嵌入假體的厚度可能小至30到40微米。此外，IOL的尺寸和形狀與角膜移植物的不同。IOL典型為12到13mm長，5到6mm寬，Imm以上厚，而角膜移植DSEK移植物典型為圓形形狀，直徑為8到9mm，厚度從0. Imm到0. 2mm。在角膜假體植入物的情況下，直徑可以在Imm到IOmm的範圍內，厚度從0.01mm到0.6mm。最後，IOL投送系統被設計用於在插入過程中極大地壓縮I0L，而這種類型的壓縮將可能損傷或破壞活的角膜移植物。用於IOL投送系統的壓縮量也可能損壞薄的多的角膜植入物。

發明內容
本發明提供了用於植入角膜植入物的改進的系統和方法。詞組「角膜植入物」是指任何可以植入到人類角膜中的天然的(生物的)或合成的植入物或移植物。這些系統和方法，可以通過基本上小於植入物的寬度的角膜切口放置角膜植入物。植入物可以放置在角膜的任何層內或層間，包括上皮、前彈力層、基質、後彈力層和內皮。在優選情況下，角膜切口等於或小於植入物寬度的一半。在其它優選情況下，系統允許通過小於或等於3mm的切口放置角膜植入物，這在大多數情況下有利地避免了對切口縫合的需要，並極大地減少了不希望有的被誘導的散光的機會。按照本發明的第一種情況，角膜植入物的形狀可以可逆地變形，以允許它通過等於或小於植入物寬度的一半的角膜切口。角膜植入物與角膜、眼睛和身體是生物相容的。在某些實施方案中，可以滿足這些標準的合成材料可能可以用於植入物。適合的合成材料包括選自下列的一種或多種化合物膠原蛋白，聚氨酯，聚甲基丙烯酸-2-羥乙基酯，聚乙烯吡咯烷酮，聚甲基丙烯酸甘油酯，聚乙烯醇，聚乙二醇，聚甲基丙烯酸，矽酮，丙烯酸樹脂，聚氟烴，以及具有磷酸膽鹼的聚合物。在其它實施方案中，移植物可以包含收穫的用於移植的人類角膜，例如移植物或DSEK，或只含有後彈力層和內皮的移植物。只移植後彈力層和內皮被稱為後彈力層內皮角膜移植術(DMEK)。將來，生物角膜植入物可以從其它來源獲得，例如動物、遺傳修飾的動物、體外細胞培養等。在優選實施方案中，材料含有水凝膠，在其它優選實施方案中，材料含有聚甲基丙烯酸-甲基丙烯酸羥乙基酯共聚物(PHEMA/M AA)。在可選的優選實施方案中，角膜植入物從含有可以可逆變形的丙烯酸類共聚物、 例如用於人工晶狀體的材料形成。這些材料具有優異的抗張強度，在斷裂前可以伸長到高達250%。這樣的特性可以允許按照本發明進行注射而不會損傷植入物。適合的材料的例子包括甲基丙烯酸羥乙基酯和甲基丙烯酸甲酯和共聚物(例如可以在商標名Contamac CU6、C118、C121材料、Benz IOL 25UV和Benzflex ^UV下獲得的材料)。在其它優選的情況下，可變形聚合物在本質上時親水的，使得可以順暢地潤溼植入物的光學表面。浸溼性是角膜植入物的重要特性，允許淚膜起到良好的光學界面的作用。在其它優選情況下，材料含有到20%之間的甲基丙烯酸。更優選情況下為5到10%的甲基丙烯酸，這有利地允許系留分子例如聚乙二醇與植入體的表面結合。系留分子將允許反應活性部分連接到植入體的表面上，產生有用的植入體特性，例如促進上皮形成，或與角膜產生化學鍵的能力。角膜植入體材料的其它優選物理特性是抗張強度在0. 1到4MPa的範圍內，更優選情況下抗張強度在0. 6到2. 6MPa的範圍內。此外，模量在0. 1到5MPa的範圍內，更優選模量在0. 2到 3. IMPa的範圍內，也是理想的。儘管我們已經描述了特定類型的丙烯酸類共聚物適合用作角膜植入物，但具有與上面所述的相似的物理和化學特性的其它類型的材料(例如矽酮或膠原蛋白聚合物)也可以使用，並且都被當作本發明的一部分。在其它優選實施方案中，可以在植入物中提供洞或孔，通過允許營養物質和氣體 (例如水、葡萄糖和氧氣)容易地通過植入物，以便維持角膜中的健康代謝，來增加植入物的生物相容性。在其它優選實施方案中，聚合物材料可以具有熱塑性，使得植入物在一個溫度下具有一種所需形狀，然後在第二個溫度下變形成另一種所需形狀。在其它優選情況下， 角膜植入物可以含有一個或多個獨立的、較小的部件，可以在角膜囊袋內部的位置原位裝配。這樣的原位裝配有利地使插入角膜植入物所需的切口尺寸最小化。角膜植入物可以具有任何允許將它放置在角膜囊袋中的形狀。在優選實施方案中，角膜植入物是基本上圓的。在可選的優選實施方案中，角膜植入物不是圓的。不是圓的角膜植入物的優點在於，它在角膜囊袋中旋轉的可能性較低。這種性質在矯正散光的植入物中是有用的。在優選的其它實施方案中，角膜植入物是透鏡。透鏡可以是單聚焦的、多聚焦的、 菲涅爾式的(Fresnel)、衍射的、分光的或其它類型的、可以用於治療屈光誤差(例如近視、 遠視或散光)老花眼，或眼睛疾病例如黃斑變性的透鏡。透鏡也可以由聚合物製成，該聚合物能夠通過電磁能量對其折射性質進行永久的或可逆的調整，如同在Jethmalani的美國專利申請2003/0173691中描述的。角膜植入物可以含有用於代替或改進角膜的一部分的假體。這樣的植入物作為角膜移植的替代，可用於恢復角膜的光學澄清度或結構完整性。角膜假體可用於替代角膜的僅僅一部分厚度部分，或替代角膜的整個厚度部分。在優選情況下，角膜植入物可以用細胞外基質蛋白例如膠原蛋白、纖維連接蛋白、層粘連蛋白、物質P、胰島素樣生長因子-1，或肽序列例如纖維連接蛋白粘附促進肽(FAP)包層。在其它優選情況下，這些細胞外基質蛋白和肽，通過在Jacob等的美國專利6，689，165中描述的方法，連接或結合到角膜植入體的上皮一側。這樣的表面處理目的是促進角膜植入物表面上的上皮形成。在可選的優選實施方案中，角膜植入物的表面具有能夠促進角膜植入物表面上的上皮形成的結構。結構，例如表面凹痕，可以施加到角膜植入物的表面上以促進上皮形成， 正如在Dalton等的美國專利6，454，800中描述的。在其它可選優選實施方案中，角膜植入物可以由能夠促進角膜植入物表面上的上皮形成的材料製成。這樣的材料的例子包括選自膠原蛋白和N-異丙基丙烯醯胺、膠原蛋白和1-乙基-3，3 『 (二甲基-氨基丙基)-碳二亞胺、以及膠原蛋白和N-羥基琥珀醯亞胺 (EDC/NHS)的聚合物。在其它優選情況下，聚合物還可以包含細胞外基質蛋白，例如纖維連接蛋白、層粘連蛋白、物質P、胰島素樣生長因子-1，或肽序列例如纖維連接蛋白粘附促進肽(FAP)。可選地，裝置的至少一部分可以含有洞或本質上是多孔的，用於促進角膜組織生長在植入物上或通過植入物，以促進保留和生物相容性。這樣的多孔植物如可以按照 Noolandi等的美國專利6，976，997和Chirila等的美國專利5，300，116中的描述製造。可選地，透鏡或其它角膜植入物的至少一部分可以著色。著色可用於化妝目的或治療目的，例如無虹膜的治療。例如，在有色隱形鏡片製造中熟知的施加生物相容性墨水的方法，可用於對角膜植入物上色。具體的著色方法描述在美國專利申請2003/0054109和 2003/0025873中，其公開內容在此弓丨為參考。在可選的優選情況下，角膜植入物可以用當暴露於電磁波下將改變顏色的光敏墨水著色。這允許在體內通過暴露於電磁波來永久或可逆地調整角膜植入物的顏色。可選地，角膜植入物也可以含有二苯甲酮類型的紫外線過濾化合物，例如 3-(2-苯並三唑基)-2-羥基-5-叔辛基-苯甲基-甲基丙烯醯胺。在可選的優選實施方案中，角膜植入物可以包含具有三維結構的支架，該支架包含形成了外周形狀的離散的元件，以及大部分空的內部體積。當放置在角膜囊袋中時，可以選擇預定的形狀，以提供視覺矯正。支架可以插入到角膜囊袋中，用於重新造型或支持角膜。角膜的重新造型可用於矯正各種不同的視覺問題包括屈光誤差，也可用於治療膨脹性角膜疾病例如圓錐形角膜或透明性邊緣變性。在優選情況下，角膜植入物支架包含三維結構，其中不可能有單個平面通過結構的所有元件。在其它優選情況下，角膜植入物支架是可以可逆變形的，使得它可以通過本發明的裝置和方法導入到角膜囊袋中。此外，優選情況下，角膜植入物支架應該具有比哺乳動物角膜更高的剛性，以便支架插入到角膜囊袋中將或者導致角膜形狀的改變，或者能夠為角膜提供增加的結構強度。在優選情況下，角膜植入物支架由生物相容並且可以可逆變形的聚合物、或生物相容並且可以可逆變形的金屬或合金(例如金、鈦、鎳鈦諾)製成。在其它優選情況下，角膜植入物支架中結構元件的寬度是 0. Imm到1mm，更優選為0. 3到0. 6mm。在優選情況下，支架中結構元件的厚度是0. OOlmm到 0. 5mm，更優選為0. Olmm到0. 06mm。在可選的優選情況下，角膜支架植入物也可以在結構中含有透鏡，這將矯正屈光誤差與改變角膜的形狀和加入另一個透鏡有利地結合在一起。在其它可選的優選實施方案中，角膜植入物可以是裝置。可能的植入物裝置的例子包括小型相機和水性葡萄糖監測器。本發明的改進的角膜植入物可以可逆地變形成寬度減小的形狀，允許其通過顯著小於植入物未變形或未被制約時的寬度的角膜切口。在優選情況下，植入物將可以通過小於或等於植入物寬度的一半、優選3mm或以下的切口插入。本發明的系統含有空心元件和植入物移動器或其它軸向推動器，用於投送已經被強制裝入空心元件的軸向中空通道中的角膜植入物。植入物可以變形或壓縮成任何具有「減小的寬度」的形狀或構型，使其可以裝入空心元件內部，例如捲起或摺疊。「減小的寬度」是指植入物的最大寬度，例如圓形透鏡的直徑，被減小一定的倍數，典型為至少一半 (50% )，通常為至少60%，有時為65%以上。本發明的系統含有空心元件和植入物移動器，用於投送已經被強制裝入空心元件內部的角膜植入物。一旦角膜植入物進入空心元件內部，使用植入物移動器將植入物移動到角膜囊袋或前房中。可選地，系統還可以含有變形倉室，植入物在其中變形成能夠裝入空心元件內部的形狀和尺寸。在優選情況下，變形倉室可以含有隆起、突起、凹痕或凹槽，以幫助在變形過程中維持和指導角膜植入物在變形倉室中的方向。在其它優選情況下，變形倉室的尺寸適合於正使用的角膜植入物的類型。例如，在角膜移植物的情況下，開口的變形倉室的最小內部尺寸應該在6到IOmm之間，更優選在8到9mm之間。在角膜植入物假體的情況下，開口的變形倉室的內部最小尺寸應該在Imm到IOmm之間，更優選在2. Omm到7mm之間。在其它優選情況下，變形區域可以是錐形或漏鬥形的，即一端比另一端狹窄。錐形或漏鬥形的形狀有利地便於將角膜植入物限制於較小直徑的構型。在其它優選情況下，空心元件的內部可以含有隆起、突起、凹痕或凹槽，以幫助維持和指導角膜植入物在通過空心元件內部時的方向。這樣的表面特徵將安排成能夠防止角膜植入物在插入過程中旋轉，否則可能導致植入物在囊袋中定向錯誤。在其它優選情況下， 空心元件的內部可以含有隆起、突起、凹痕或凹槽，以指導板層角膜基質內皮移植物變形， 變形的方式允許它不需要摺疊或用鑷子抓取就可以通過下得切口。系統被設計成允許角膜移植物通過等於或小於3mm的切口進行放置。但是，系統也可用於通過大於3mm的切口放置植入物。可選地，系統可以被設計成無菌和可丟棄的，用於單次使用。這有利地降低了汙染和感染的機會。這也排除了外科醫生對高溫高壓滅菌或提供其它殺菌方法例如環氧乙烷的需要。為了確保系統將是無菌的並且只使用一次，我們可以加入一個或多個下列特徵。在優選情況下，系統的一個或多個部分可以由聚合物製成，該聚合物在高溫高壓滅菌後將熔化或變形成不能使用的形狀。在其它優選情況下，系統可以具有單向鎖住機制，使得一旦植入物移動器的尖端移動過一定的距離，植入物移動器就被鎖在空心元件內部的位置上，從而防止重新裝入另一個角膜植入物。在可選的優選情況下，系統可以通過使用可斷裂的袢或撳鈕進行裝配，它允許安全地裝配起可丟棄部件，但是如果試圖拆開系統重新使用，它們容易損壞。可選地，系統可以被設計成使得角膜植入物在被外科醫生使用前預先裝在空心元件內部。這有利地最小化了對外科醫生操作精巧的角膜植入物的需要，這種操作可能導致角膜植入物的損壞。一旦角膜植入物進入空心元件內部，使用植入物移動器或其它軸向推動器進行並推動植入物到囊袋中。可選地，系統還可以包含變形倉室，植入物在其中變形成能夠裝入空心元件內部的形狀和尺寸。在其它優選情況下，變形倉室可以含有隆起、突起、凹痕或凹槽， 以幫助在變形過程中維持角膜植入物在變形倉室中的方向。可選地，空心元件是圓錐形的， 即遠端比近端狹窄。這樣的圓錐形允許植入物在通過空心元件前進並通過較小的遠端開口出去時，能夠進一步變形(尺寸或寬度減小)。空心元件的內部可以含有隆起、突起、凹痕或凹槽，以幫助維持角膜植入物在空心元件內部移動時的方向。用於放置植入物的系統被設計成允許植入物被放入角膜囊袋，使用的進入切口等於或小於植入物寬度的一半，但是，系統也可用於通過大於植入物寬度的一半的角膜切口放置植入物。


圖1A、1B、1C和ID顯示了現有技術的角膜植入物。圖2A到2C顯示了本發明的裝置的第一個實施方案。圖3A到3C顯示了角膜植入物在前進並被圖2A-2C的裝置制約時的側視圖。圖4A到4D顯示了本發明的裝置的第二個實施方案。圖5A到5D顯示了角膜植入物在前進並被圖4A-4D的裝置制約時的側視圖。圖6A到6C顯示了本發明的裝置的第三個實施方案。圖7A和7B顯示了使用圖6A-6C的裝置在角膜中植入植入物。圖8A到8D顯示了根據本發明的優選的角膜植入物。圖9A到9F顯示了根據本發明的其它植入方案。圖IOA到IOF顯示了根據本發明的其它植入方案。圖IlA到IlF顯示了根據本發明的其它植入方案。圖12A和12B顯示了根據本發明的原理用於使角膜植入物壓扁和前進的工具。圖13A和1 顯示了根據本發明的原理用於使角膜植入物壓扁和前進的可選工具。圖14A和14C是13A和1 的工具的橫截面圖，顯示了如圖15A到15D中所示的前進時的植入物。圖15A到15D顯示了使用圖13A和13B的工具，按照本發明的原理推進和減小植入物的橫截面。圖16A-F顯示了根據本發明的原理用於使角膜植入物壓扁和前進的可選工具。圖17A-C顯示了用於治療近視的角膜植入物的角膜支架實施方案。圖18A-B顯示了用於治療遠視的角膜植入物的角膜支架實施方案。圖19A-B顯示了用於治療遠視散光的角膜植入物的角膜支架實施方案。圖20A-B顯示了還含有透鏡的角膜植入物的角膜支架實施方案。詳細描述圖IA顯示了白內障手術晶狀體植入物2的頂視圖。植入物2的圓形光學元件5 具有支撐襻10，它從光學元件的外周伸出。支撐襻10用於幫助光學元件中心，並固定在囊袋內。圖IB顯示了白內障手術晶狀體植入物光學元件5的側視圖。注意，光學元件5的厚度tl典型地為Imm以上，明顯大於0. 5到0. 6mm的人類角膜厚度。光學元件5的厚度使得它不適合用作角膜透鏡植入物。圖IC顯示了角膜植入物15的頂視圖。注意，在角膜植入物上沒有支撐襻。圖ID顯示了角膜植入物15的側視圖。注意，厚度t2明顯小於白內障手術晶狀體植入物。角膜植入物的厚度t2 —般小於人類角膜的厚度。圖2A顯示了角膜植入物投送系統18的一部分。具有遠端末端21 (優選切成斜角或斜面)的空心元件20定義了中空軸向通道25(例如軸向空腔)。軸向推動器30具有末端35，它與形狀已經變形並被制約裝在空心元件20的中空軸向通道25內的角膜植入體15 銜接，如圖2B中所示。中空通道25的橫截面可以是圓形、多邊形或任何其它有助於制約角膜植入物15的形狀。空心元件20的中空軸向通道25可以含有隆起、突起、凹痕或凹槽(未顯示)，以幫助維持角膜植入物在向空心元件(未顯示)遠端前進時的方向。軸向推動器 30與被制約的角膜植入物15的一個末端銜接，使被制約的植入物通過中控通道25前進。 圖2C顯示了從中空通道25的遠端出現的被制約的角膜植入物15，它仍然處於變形和被制約的構型。通過將空心元件20的末端經切口放置在角膜中，角膜植入物15可以通過甚至非常小的切口進入到角膜囊袋中(未顯示)。在優選情況下，角膜植入物能夠通過小於角膜植入物寬度的一半的進入切口。在那樣的情況下，空心元件的外部寬度為0. 5mm到5mm，優選為Imm到3mm，內部寬度為0. 3mm到4. 8mm，優選為0. 8mm到2. 8mm。圖3顯示了角膜植入物在其未變形、未制約的形狀下的側視圖。圖:3B和3C顯示了當角膜植入物15在空心元件20中移動時觀察到的末端。注意，角膜植入物已經變形並被制約成捲起的構型。捲起的構型的直徑優選在0. 3mm到4. 8mm的範圍內，更優選為0. 6mm 到2. 6mm,以便裝入空心元件20的中空通道25中。圖4A-4D顯示了具有變形倉室27和變形元件28的角膜植入物投送系統。在本發明的本實施方案中，角膜植入物15以未制約和未變形的構型放置在倉室27中，然後在變形倉室27中通過變形元件觀變形成摺疊的或捲起的角膜植入物17。變形元件觀在變形倉室27中移動，將角膜植入物15變形和摺疊成摺疊的或捲起的角膜植入物17。圖4C顯示了通過植入物移動器末端35與變形的角膜植入物17銜接的軸向推動器30。圖4D顯示了變形和摺疊的角膜植入物17。軸向推動器30與角膜植入物17銜接，將變形的被制約的植入物推入中空通道25中。圖4D顯示了角膜植入物17已經被軸向推動器30推出中空通道 25，同時仍保持被制約的形狀。角膜植入物17的被制約的構型允許通過小的切口傳送到角膜囊袋中(未顯示)。可選的變形倉室27和變形元件觀的存在，有利地允許角膜植入物 15容易地變形成允許將它通過小的角膜切口放置到角膜囊袋中的構型。圖5A-5D顯示了角膜植入物15被變形成示例的變形和摺疊或打褶的角膜植入物 17的側視圖。圖6A-6C顯示了可選的角膜植入物投送系統100。在本實施方案中，角膜植入物 115放置在變形區域122中。當變形區域的「翼」 123關閉時，形成了變形倉室124(圖6B)， 它使角膜植入物115變形。在本實施方案中，角膜植入物115被對摺。軸向推動器130的末端132與角膜植入物115銜接。空心元件120是圓錐形的，使得中空通道1 在插入到角膜囊袋中的遠端121更狹窄。這使得當角膜植入物115向遠端前進並通過遠端121時， 植入物被變形成甚至更小的橫截面。在本實施方案中，在有利的情況下，植入物移動器末端 132也可以是可變形的，以裝入狹窄的中空通道126。圖7A顯示了插入到角膜囊袋140中的角膜植入物115的橫截面側視圖。圖7B顯示了角膜植入物115在已經插入到角膜囊袋140中，並在角膜145中展開或伸展回它未被制約時的尺寸後，角膜植入物115的最終形狀。
圖8A顯示了角膜植入物假體50的橫截面圖。角膜植入物50打算用於代替角膜前層的一部分。在本實施方案中，存在中央光學元件52，它從邊緣M向前伸出。在優選情況下，中央光學元件將從邊緣向前伸出1到600微米。更優選情況下，中央光學元件將從邊緣向前伸出50到400微米。中央光學元件52將代替已經被移除的患病的前端角膜組織。 邊緣M被設計成部分或完全圍繞著光學元件中心，並契合在角膜囊袋的外周凹進處，以便將角膜植入物假體錨定到角膜上。邊緣可以是如圖示的連續的裙，或者可以具有小圓齒，或者分布在圍繞中央光學元件周圍的區段中。圖8B顯示了角膜植入物假體50的頂視圖，其中顯示了中央光學元件52和邊緣54。邊緣M可以可選地含有洞，或本質上是多孔的，以便促進角膜組織生長在植入體中或通過植入體，以促進持留和生物相容性。圖8C顯示了角膜植入物假體60的橫截面圖，該假體60打算用於代替角膜的整個厚度區域。在本實施例中，存在中央光學元件的前端部分62，它從邊緣64向前伸出。中央光學元件的前端部分62將代替已經被移除的患病的前端角膜組織。在優選情況下，中央光學元件將從邊緣向前伸出1到600微米。更優選情況下，中央光學元件將從邊緣向前伸出 50到400微米。此外，角膜植入物假體60具有中央光學元件的後端部分66，它從邊緣64 向後伸出。在優選情況下，中央光學元件將從邊緣向後伸出1到900微米。更優選情況下， 中央光學元件將從邊緣向後伸出50到800微米。中央光學元件63的後端部分將代替已經被移除的患病的後端角膜組織。邊緣64將角膜假體60錨定在角膜囊袋的外周凹進處，並提供水密性密封。可選地，邊緣64可以含有洞，或本質上是多孔的，以便促進角膜組織生長在植入體中或通過植入體，以促進持留和生物相容性。邊緣可以從任何上述的透鏡材料形成。圖9A-9F顯示了使用本發明的方法和裝置治療前端角膜疾病過程的方法。在圖 9A-F的每個圖中，上方顯示的是角膜的橫截面圖，下方顯示的是頂視圖。在圖9A中，顯示已經在前端患病角膜43的後方產生了囊袋40。圖9B顯示了前端患病角膜43已經用圓鋸 (未顯示)切除，產生了具有外周囊袋的開口頂端。切口的邊緣顯示為45。圖9B還顯示了靜置在變形區域122中的角膜植入物50。在圖9C中，空心元件120已經通過外部開口 42 插入到囊袋40中，角膜植入物50已經被對摺在變形倉室124中。圖9D顯示了角膜植入物 50，通過經狹窄的中空通道126的移動，已經進一步變形成更緊密的形狀，並被擠壓到囊袋 40中。圖9E顯示了角膜植入物50已經在角膜囊袋40中恢復其原始形狀。中央光學元件 52填補了切除的患病前端角膜43所留下的空間，恢復了角膜的視覺清晰度。空心元件120 和植入物移動器30已經從角膜囊袋40撤回。圖9F顯示了固定在角膜囊袋40中的角膜植入物50的最終外觀。圖10A-10F顯示了通過使用本發明治療整個厚度的角膜疾病(例如假晶狀體大皰性角膜病變)的方法。在圖10A-F的每個圖中，上方顯示的是角膜的橫截面圖，下方顯示的是頂視圖。在圖IOA中，顯示了在患病角膜41的層中已經產生了囊袋40。囊袋將角膜分成患病的前端角膜43和患病的後端角膜44。圖IOB顯示了前端患病角膜43已經用圓鋸 (未顯示)切除。切除的邊緣用虛線顯示為45。在切除的邊緣45中，前端角膜中的開口用引用數字46顯示。圖IOB還顯示了靜置在變形倉室或區域122中的角膜植入物60。在圖 IOC中，空心元件120已經通過外部開口 42插入到囊袋40中，角膜植入物60已經被對摺在變形倉室122中。圖IOD顯示了角膜植入物60，通過經狹窄的中空通道126的移動，已經進一步變形成更緊密的形狀，並被擠壓到囊袋40中。圖IOE顯示了角膜植入物60已經在角膜囊袋40中恢復其原始形狀。前端光學元件62填補了切除的患病前端角膜43所留下的空間。在優選情況下，在角膜植入物已定位於囊袋中後，可以用通過外部開口 42插入的薄斷面曲線角膜剪或某些其它的剪切工具(例如等離子體刀片)切除後端患病角膜44。 圖IOF顯示了角膜植入物假體60的最終外觀。注意，邊緣64將角膜植入物假體60錨定在角膜囊袋的外周凹進處，並提供水密性密封。在本實施方案中，後端光學元件63突出在切除的患病角膜44留下的空間中。但是，後端光學元件63是可選的，對於角膜植入物發揮適合的功能來說不是必需需要的。應該理解，前端中央光學元件62、後端中央光學元件63和邊緣64的相對維度、形狀和角度，每個都可以進行修改，以促進持留以及光學質量的提高， 這些都包含在本發明的範圍內。在可選的優選情況下，角膜植入物60可以使用如前在圖9和10中所述的注射器系統，通過開口 46導入到囊袋40中。空心元件120可以通過開口 46插入，然後將角膜植入物60注射到囊袋40中。在其它可選優選情況下，通過將角膜植入物60制約成小直徑的構型(例如用鑷子)，並將其通過開口 46插入到囊袋40中，可以不使用空心元件120 (未顯示)就將角膜植入物60放置在囊袋40中。圖11A-11F顯示了可以在角膜囊袋中裝配的角膜植入物的實施方案。通過在角膜囊袋中裝配角膜植入物的每個較小部件，可以在使用相對小的外部切口的同時構建起相對大的角膜植入物。圖IlA和IlB的上部顯示了具有基質內囊袋的角膜的橫截面圖。圖IlA 的下部顯示了具有基質內囊袋的角膜的頂部俯視圖。在圖IlA和IlB中，可以看見邊緣70 的一半已經插入到囊袋內。邊緣74的另一半正通過小的外部切口插入。注意，因為角膜組織是部分彈性的，因此邊緣可以由相對剛性的材料例如聚甲基丙烯酸甲基酯(PMMA)製成， 並仍然能夠通過小於裝配的角膜植入物直徑的一半的外部開口 42插入。圖的上部中垂直的虛線和圖的下部中圓形的虛線，表示已經被切除(例如使用圓鋸)的前端基質組織的圓盤留下的開口 76。圖IlC和IlD顯示了光學元件72可以裝入開口 76。圖IlE和IlF顯示了光學元件72已經與邊緣的兩半70和74相連，完成了角膜植入物的組裝。角膜植入物的每個部件，可以通過互鎖的連接件(未顯示)、膠、或任何其它適合的機械或化學固定方法彼此連接。在本發明的本實施方案中，角膜植入物被顯示成三個零件的假體，用於代替角膜的一部分。但是，應該理解，本發明包括了任何可以在角膜囊袋中從兩個或多個零件裝配的角膜植入物。圖12A-12B是變形倉室86的後部在空心元件80上的末端視圖，顯示了變形倉室中突出82的存在如何能夠幫助維持角膜植入物90在沿軸向方向推進時的方向。變形倉室 86包括三個鉸接的部分80a、80b和80c，構成了具有開口以接收角膜植入物90的空心元件。在變形區域80的側面有兩個突出82，幫助將角膜植入物90的邊緣94保持在位。圖 12B顯示了如何能夠通過將翼84放置在一起(它們一起形成了軸向推動器或植入物移動器)將部分80a、80b和80c閉合，產生空心元件80和變形倉室86。現在，角膜植入物90通過突出82牢固地固定在空心變形倉室86內，可以進行操作。然後可以通過軸向推動器或其它植入物移動器(未顯示)沿著空心元件80移動角膜植入物90，不會由於疏忽導致角膜植入物的旋轉。請注意，在本發明的任何實施方案中，角膜植入物的至少某些部分可以著色，以增加眼睛的美觀或較少暴露於眼睛的光的量(例如用於無虹膜的治療)。現在參考圖13A和13B，角膜植入物插入裝置200包含了由兩個圓形鉸接部分204 定義的變形倉室202。鉸接部分204與翼206相連，以便在植入物導入到變形倉室中後，允許鉸接部分閉合，捕獲角膜植入物C，如圖1 所示。具有內部弓形表面212的突出210與鉸接部分204相連，以便表面212形成徑向向內定向的斜面，如圖14A中所示。因此，如圖13B中所示，在將角膜植入物C導入變形倉室202後，使用翼206封閉倉室將使角膜植入物C捲曲成C形的輪廓，如圖14A中所示。這與圖12A和12B的角膜插入工具的實施方案相比可能是有利的，在那些實施方案中植入物的邊緣被突出82的面朝外的表面保持在基本上展開的構型。在本發明的角膜植入物插入裝置的具體實施方案中，角膜植入物C包含直徑為大約9mm，厚度為100 μ m的板層角膜基質內皮移植物。變形倉室220的直徑或寬度D為大約 9mm,以便接收角膜植入物C，使得它的邊緣安置在突出210的弓形表面212的下方，如圖 13B中所示。現在參考圖15A到15D，具有向前元件232的推動器軸230可以前進到角膜植入物插入裝置200的變形倉室202中。向前元件232具有與中空通道的形狀相同的輪廓，以便它可以通過突出210，並且典型情況下將是可壓縮的，以便它可以穿入到插入裝置的逐漸變細的區域240中，如圖15D中所示。因此，向前元件232將被首先導入到變形倉室202的恆定直徑的部分中，如圖15B中所示，被用於推動角膜植入物C向前移動。軸30和向前元件 232將繼續前進，以便從逐漸變細的區域240的遠端推動角膜植入物C，如圖15C中所示。當角膜植入物C前進時，它的邊緣將向內捲曲或翻轉，如圖14A到14C中所示。在圖14A中，角膜植入物C顯示得與圖15A中的相同。當如圖15B中所示向前推進時，角膜植入物C的直徑減小，邊緣被徑向向內推起，如圖14B中所示。最後，當角膜植入物從逐漸變細的區域MO的近端釋放時，它具有顯著減小的直徑，如圖14C中所示。使角膜植入物C 的尺寸以儘可能大的程度減小，但是植入物的前端不接觸內表面，將是特別理想的，正如圖 14C中所示。這減少了在移植步驟過程中對精細敏感的角膜內皮細胞的損傷或創傷。在圖16A-F中所示的實施方案中，移植物C、例如DSEK或DMEK移植物，基質一側朝下放置在植入物移動器300的表面上。植入物移動器300具有柔性的平臺310，它提供了裝載區域，並由薄的柔性材料例如塑料構成。圖16A顯示了平臺310上的DSEK或DMEK移植物C的頂視圖。圖16B顯示了平臺310上的DSEK或DMEK移植物C的側剖面圖。圖16E 顯示了在裝載過程開始時平臺310上的DSEK或DMEK移植物的前視圖。圖16E與圖16A和 16B顯示的是在裝載過程中相同的時間點。圖16C是頂視圖，顯示了當通過植入物移動器元件300將平臺310推進到空心元件320中時，柔性平臺310的尺寸和形狀將變得被制約。 因為DSEK或DMEK移植物C是柔性的，它在柔性平臺310內部時尺寸和形狀也變得被制約。 圖16D顯示了與16C相同時間點時的側視圖。圖16F顯示了 DSEK或DMEK移植物C在柔性平臺310內部如何被束縛成小直徑的構型。在圖16A-D和16F中，內部弓形突起330將迫使柔性平臺310和DSEK移植物C以僅僅與基質表面契合的方式捲曲，從而保護了位於DSEK 或DMEK移植物C內部上的精細敏感的角膜內皮。當DSEK或DMEK移植物C將被插入前房中時，空心元件320前進到角膜或鞏膜切口中。然後植入物移動器300前進，允許柔性平臺 310和DSEK植入物C前進，使得DSEK植入物C可以在前房中展開和釋放。圖16A-D顯示了空心元件320末端的可選的斜切，這有利地允許更容易地插入到眼部切口中。可選的斜切的角度在1°到89°之間，優選在25°到65°之間。圖17A顯示了被設計用於矯正近視的角膜支架植入物400的頂視圖。支架植入物 400從離散的元件402形成，它們提供了截斷的圓頂狀的外周形狀。圓頂的內部體積是空的，不含任何結構。圖17B是斜視圖，顯示了在將用於近視的角膜支架植入物400通過切口 I插入到角膜囊袋中之前，角膜C的形狀。圖17C顯示了用於近視的角膜支架植入物400的插入如何使角膜在箭頭404的方向上變平，從而緩解了近視。圖18A顯示了被設計用於矯正遠視的角膜支架植入物410的頂視圖。植入物410 含有元件412，它們形成了與植入物400相比更高的截斷的圓頂。圖18B顯示了該用於遠視的角膜支架植入物410的插入如何使角膜在箭頭的方向上變陡，從而緩解了遠視。圖19A顯示了被設計用於矯正遠視散光的角膜支架植入物420的頂視圖。植入物 420含有兩個側翼422，它們通過中央環4M相連。圖19B顯示了該用於遠視散光的角膜支架植入物420的插入如何使中央角膜在箭頭的方向上變陡，從而緩解遠視，並也使角膜的陡峭軸變平，從而緩解散光。圖20A顯示了還含有用陰影線顯示的透鏡L的角膜支架植入物430的頂視圖。圖 20B顯示了該具有透鏡的角膜支架植入物430的插入，如何同時通過改變角膜的形狀(在本情況下變平)和向光學系統中引入附加透鏡，矯正了屈光誤差。支架可以通過常用的技術例如模製，從與以前描述的相同的聚合物形成。可以為角膜支架植入物設計出許多其它的形狀和結構，用於治療近視、遠視、散光、高階像差和膨脹性角膜疾病。我們的發明包括了所有可能的三維形狀和結構，其中不可能有單一平面能夠經過結構的所有元件。儘管上面完全描述了本發明的優選實施方案，但也可以使用各種不同的替換方案、修改方案和等價方案。因此，上面的描述不應該被當作是對權利要求書所定義的本發明的範圍的限制。
權利要求
1.適應於通過切口放置在角膜內的可逆變形角膜植入物，所述切口等於或小於植入物寬度的一半，所述植入物具有主體，所述主體具有被邊緣至少部分圍繞的伸出的中央光學元件，所述主體由抗張強度在0. IMPa到4MPa範圍內和模量在0. IMPa到5MPa範圍內的材料構成。
2.權利要求1中所述的角膜植入物，其中中央光學元件從邊緣向前伸出。
3.權利要求1中所述的角膜植入物，其中中央光學元件從植入物向後伸出。
4.權利要求1中所述的角膜植入物，其中材料含有丙烯酸類共聚物。
5.權利要求1中所述的角膜植入物，其中材料含有矽酮或膠原蛋白共聚物。
6.權利要求1中所述的角膜植入物，其中材料是親水的。
7.權利要求1中所述的角膜植入物，其中材料包含甲基丙烯酸羥乙基酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物，其選自 Contamac C126、C118、C121、Benz IOL 25UV 和 Benzflex 26UV。
8.權利要求1中所述的角膜植入物，其中邊緣含有洞或本質上是多孔的。
9.權利要求1中所述的角膜植入物，其中邊緣具有小圓齒，或者分布在圍繞中央光學元件周圍的區段中。
全文摘要
本發明公開了角膜植入物以及用於放置的方法和系統。特別地公開了一種含有空心元件的系統，被用於將被制約的角膜植入物投送到角膜囊袋中。空心元件可以是圓錐形的，系統還可以包含植入物變形倉室，以及用於推動植入物通過空心元件前進的軸向推動器。
文檔編號A61F2/14GK102397116SQ20111031762
公開日2012年4月4日 申請日期2008年4月25日 優先權日2007年4月27日
發明者伊齊耶·舒埃 申請人:伊齊耶·舒埃