一種人工角膜的製作方法
2023-12-09 01:57:16 3
一種人工角膜的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種人工角膜，由經三維列印一體成型的光學部和支持部組成，光學部設於該人工角膜的中央，支持部設於光學部的周圍且為網狀多孔結構，促進人工角膜與受體組織的生物融合。現有技術中的人工角膜採用「鏡柱-支持」兩片式，光學部與支持部分離的方法，術後易出現房水滲漏，眼內炎等嚴重併發症，導致移植術失敗，本發明中採用三維列印技術製造出一體式的人工角膜，一體式的結構使整個人工角膜結構牢固，穩定，防止變形，解決兩片式人工角膜所造成的問題。所製造人工角膜可根據不同年齡段眼球參數，或患者CT、UBM三維掃描參數製作出個體化的數據模型，從而製作出個體化的人工角膜。
【專利說明】一種人工角膜
【技術領域】
[0001]本發明屬於醫用材料領域，具體涉及一種基於三維列印技術的人工角膜。
【背景技術】
[0002]角膜疾病是眼科的常見病、多發病，角膜病致盲率在盲目流行病學調查中排名第二，其中80%可以通過角膜移植手術脫盲。我國因角膜疾病致盲的患者約400萬人，全國角膜需求量約30到50萬隻。但由於角膜資源稀缺，全國每年只能進行約5000例角膜移植手術，不少人因此延誤治療導致失明。此外，目前臨床上雙眼化學或熱燒傷等引起的嚴重角膜瘢痕血管化、完全閉鎖性瞼球粘連、嚴重眼乾燥症角膜血管化或角結膜上皮角化、多次角膜移植排斥反應並有明顯植床新生血管化的患者，角膜移植往往失敗。因此人工角膜作為一種角膜替代材料不僅可以在很大程度上解決角膜供體缺乏的問題，也能作為不宜進行穿透性角膜移植術患者獲得復明的材料之一。目前人工角膜的設計包括「鏡柱-支架」兩片式和一體式兩種。近年來發現「鏡柱-支架」型兩片式人工角膜具有黏合困難，結合部強度較差，房水滲漏，容易發生眼內炎等缺點，且製作過程複雜，費用昂貴。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於克服現有技術缺陷，提供一種人工角膜。
[0004]本發明的技術方案如下:
[0005]一種人工角膜，由經三維列印一體成型的光學部和支持部組成，光學部設於該人工角膜的中央，支持部設於光學部的周圍且為網狀多孔結構，有利於血管組織長入。
[0006]在本發明的一個優選實施方案中，所述光學部包括外曲面和內曲面，該內曲面和外曲面的曲率不同。
[0007]在本發明的一個優選實施方案中，所述外曲面和內曲面的周緣向外分別延伸至支持部的橫截面長度的1/4-1/2，分別形成外透光密封層和內透光密封層，以防止角膜上的纖維膜長入所述光學部。
[0008]在本發明的一個優選實施方案中，所述光學部的內曲面突出支持部的內表面。
[0009]在本發明的一個優選實施方案中，所述支持部的中間設有一層IO-1OOiim厚的支持密封層，以防止房水滲漏及微生物進入前房。
[0010]在本發明的一個優選實施方案中，所述支持部的外周緣的下端向外延伸
1.2-1.6_，形成一延伸段，以防止切面房水滲出和人工角膜脫落。
[0011]在本發明的一個優選實施方案中，所述光學部的材質為甲基丙烯酸羥乙酯和/或聚甲基丙烯酸甲酯；
[0012]在本發明的一個優選實施方案中，所述支持部的材質為羥基磷灰石或聚甲基丙烯酸甲酯。
[0013]上述人工角膜的製作方法如下:
[0014](I)計算機輔助設計(CAD)—根據患者的眼球及角膜相關參數，用CAD軟體建立一個人工角膜三維模型。
[0015](2)轉到STL——從CAD製圖轉換到標準鑲嵌語言(STL)模板。
[0016](3)轉到三維印表機器和STL文件處理一將STL的文件拷貝到計算機中，由計算機控制三維印表機工作。在此可指定列印尺寸和方向。
[0017](4)設置機械:三維印表機內添加粘合劑和人工角膜所需的生物材料及印表機所需要的其他材料，將根據患者的眼球及角膜相關參數製作的人工角膜支撐模具放於列印平臺上，準備完畢後即可開始列印。
[0018](5)建造一該過程為自動化列印過程，印表機將逐層噴加人工角膜材料並逐層噴加粘合劑進行粘合。
[0019](6)移出一將列印好的人工角膜從機器裡取出來。
[0020](7)後期加工一需要對所列印的人工角膜做一些後期處理，包括移除人工角膜支撐模具，使用壓力衝洗或用其他方法清除多餘廢料，人工角膜的表面處理，後期在人工角膜空隙填充成纖維生長因子，血管表皮生長因子等促進生物相容的相關材料等。
[0021](8)應用——三維列印人工角膜的應用。
[0022]本發明的有益效果是:
[0023](I)現有技術中的人工角膜採用「鏡柱-支持」兩片式，光學部與支持部分離的方法，術後易出現房水滲漏，眼內炎等嚴重併發症，導致移植術失敗，本發明中採用三維列印技術製造出一體式的人工 角膜，一體式的結構使整個人工角膜結構牢固，穩定，防止變形，解決兩片式人工角膜所造成的問題；
[0024](2)本發明光學部的內曲面和外曲面的曲率不同，具有不同的透鏡度數；
[0025](3)本發明光學部所使用材料為甲基丙烯酸羥乙酯和/或聚甲基丙烯酸甲酯，生物相容性好，且有良好的光學特性；支持部的材質為羥基磷灰石或聚甲基丙烯酸甲酯，生物相容性好；
[0026](4)本發明的支持部為網狀多孔結構，使角膜細胞及新生血管長入並延生其中，形成與周邊角膜組織天然的緊密連接，嵌合更加牢固，同時，在這些網狀多孔結構內可預填充一些促進角膜細胞生長的因子:如氨基葡聚糖、纖維連接蛋白等，及促進新生血管生長的因子:如血管內皮生長因子等，使角膜成纖維細胞長入及新生血管長入周邊支架中，與支架融為一體，在一定程度上實現生物融合；
[0027](5)本發明基於三維列印技術的人工角膜可根據不同年齡段眼球參數，或患者CT、UBM三維掃描參數製作出個體化的模具，從而製作出個體化的、外形仿真的人工角膜。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1為本發明的人工角膜的橫截面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029]以下通過【具體實施方式】對本發明的技術方案進行進一步的說明和描述。
[0030]如圖1所示，一種人工角膜1，由經三維列印一體成型的光學部11和支持部12組成，結構牢固，穩定，不易變形，術後不易出現防水滲漏及引起眼內炎等嚴重併發症，光學部11設於該人工角膜I的中央，支持部12設於光學部11的周圍且為網狀多孔結構，有利於角膜細胞及新生血管的長入並延生其中，形成與周邊角膜組織天然的緊密連接，嵌合更加牢固，同時，在這些網狀多孔結構內可預填充一些易於角膜細胞生長的因子JnGAG (氨基葡聚糖)、FN (纖維連接蛋白)等，及易於新生血管生長的因子:如VEGF (血管表皮生長因子) 等，使角膜成纖維細胞長入及新生血管長入周邊支架中，與支架融為一體，在一定程度上實現生物融合。
[0031]所述光學部11的材質為甲基丙烯酸羥乙酯和/或聚甲基丙烯酸甲酯，生物相容性好，且有良好的光學特性；所述支持部12的材質為羥基磷灰石或聚甲基丙烯酸甲酯，生物相容性好。
[0032]所述光學部11包括外曲面111和內曲面112，該內曲面112和外曲面111的曲率不同，具有不同的透鏡度數。所述外曲面111和內曲面112的周緣向外分別延伸至支持部 12的橫截面長度的1/4-1/2，分別形成外透光密封層1111和內透光密封層1121，以防止角膜上纖維膜長入所述光學部11。所述光學部11的內曲面112突出支持部12的內表面122， 以防止角膜下纖維膜長入所述光學部11。 [0033]所述支持部12的中間設有一層10-100 U m厚的支持密封層121，以防止房水滲漏及細菌進入前房。所述支持部12的外周緣的下端向外延伸1.2-1.6mm,形成一延伸段123, 以防止切面房水滲出和人工角膜I脫落。
[0034]上述人工角膜I的製作方法如下:
[0035](I)計算機輔助設計(CAD)—根據患者的眼球及角膜相關參數，用CAD軟體建立一個人工角膜I三維模型。
[0036](2)轉到STL——從CAD製圖轉換到標準鑲嵌語言(STL)模板。
[0037](3)轉到三維印表機器和STL文件處理一將STL的文件拷貝到計算機中，由計算機控制三維印表機工作。在此可指定列印尺寸和方向。
[0038](4)設置機械:三維印表機內添加粘合劑和人工角膜I所需的生物材料及印表機所需要的其他材料，將根據患者的眼球及角膜相關參數製作的人工角膜I支撐模具放於列印平臺上，準備完畢後即可開始列印。
[0039](5)建造一該過程為自動化列印過程，印表機將逐層噴加人工角膜I材料並逐層噴加粘合劑進行粘合。
[0040](6)移出一將列印好的人工角膜I從機器裡取出來。
[0041](7)後期加工一需要對所列印的人工角膜I做一些後期處理，包括移除人工角膜I支撐模具，使用壓力衝洗或用其他方法清除多餘廢料，人工角膜I的表面處理，後期在人工角膜I空隙填充成纖維生長因子，血管表皮生長因子等促進生物相容的相關材料等。
[0042](8)應用——三維列印人工角膜I的應用。
[0043]以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，故不能依此限定本發明實施的範圍，SP 依本發明專利範圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明涵蓋的範圍內。
【權利要求】
1.一種人工角膜，其特徵在於:由經三維列印一體成型的光學部和支持部組成，光學部設於該人工角膜的中央，支持部設於光學部的周圍且為網狀多孔結構，有利於血管組織長入。
2.如權利要求1所述的一種人工角膜，其特徵在於:所述光學部包括外曲面和內曲面，該內曲面和外曲面的曲率不同。
3.如權利要求2所述的一種人工角膜，其特徵在於:所述外曲面和內曲面的周緣向外分別延伸至支持部的橫截面長度的1/4-1/2，分別形成外透光密封層和內透光密封層，以防止角膜上的纖維膜長入所述光學部。
4.如權利要求2所述的一種人工角膜，其特徵在於:所述光學部的內曲面突出支持部的內表面。
5.如權利要求1所述的一種人工角膜，其特徵在於:所述支持部的中間設有一層10-100 μ m厚的支持密封層，以防止房水滲漏及微生物進入前房。
6.如權利要求5所述的一種人工角膜，其特徵在於:所述支持部的外周緣的下端向外延伸1.2-1.6mm，形成一延伸段，以防止切面房水滲出和人工角膜脫落。
7.如權利要求1至6中任一權利要求所述的一種人工角膜，其特徵在於:所述光學部的材質為甲基丙烯酸羥乙酯和/或聚甲基丙烯酸甲酯。
8.如權利要求1至6中任一權利要求所述的一種人工角膜，其特徵在於:所述支持部的材質為羥基磷灰石或聚甲基丙烯酸甲酯。
【文檔編號】A61L27/54GK103565557SQ201310578942
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月15日 優先權日:2013年11月15日
【發明者】李煒, 張麗穎, 鄒篤雷, 瞿楊洛娃, 李三明, 劉婷婷, 劉祖國 申請人:廈門大學