美容性角膜嵌体及其植入方法

摘要

一种基质内角膜植入物(2)，其包括由配置为接收印刷的印刷PVDF膜形成的圆环(6)。环形物具有径向切口(4)；中心孔的外围对应于多波瓣线(6a、6b、6c)。这些特征允许使植入物适应角膜。环形物具有允许代谢物、物质、细胞或它们的部分通过的微孔(10)、槽口(12)、切口或间断。环形物具有用于接收形成在插入物夹持器的板上的四个销的四个孔(14)。基质内角膜植入物适应在角膜基质的空间内以改变眼睛颜色和/或解决虹膜的色素沉着不足问题。还描述了为了美观目的而永久地和可逆地改变眼睛颜色的方法和相关手段。

说明书

技术领域

本发明涉及眼睛美容及美观和功能屈光手术，更确切地，本发明涉及由生物相容性材料制成的插入物，其被防水、着色、切割和雕刻以改变眼睛的颜色和外观，提高吸收辐射的能力，每当解剖学上受损时使虹膜功能正常化，并且涉及将其插入眼睛角膜内的方法。

背景技术

虹膜是一种膜状眼结构，其位于角膜的后部并且在晶状体的前部，它限定和包围瞳孔，瞳孔直径的扩大可能由于虹膜的运动而改变。它具有圆盘的形状，并且隔膜充当允许光进入眼睛的内部的光圈。虹膜的主要功能是调节穿透视网膜的光的量，既保护视网膜又改善视力，因为在强烈亮度的条件下，瞳孔的限制确保增加以屈光度表示的焦深和减小像差。

通过围绕瞳孔边缘的瞳孔的括约肌实现瞳孔收缩(瞳孔缩小)；而通过放射状布置的瞳孔的扩张肌实现瞳孔的扩张(瞳孔放大)。

虹膜是有颜色的，并且颜色不同。最常见的颜色是从深棕色到浅棕色，常见于南部高加索人、亚洲人和黑色人种；相当普遍的，尤其是在高加索人群中，是趋于棕色系的深绿色；然后有灰色、蓝色、蓝色和绿光系，常见于北部高加索人。

虹膜的生物功能非常重要，实际上，过多暴露于阳光可能导致白内障或黄斑变性的形成。色素沉着不足的受试者对眩光更敏感，并且易患一些眼睛疾病。

虹膜的着色取决于存在的黑色素的量。眼睛的虹膜中更大量的色素产生深色着色，更高程度防护不受紫外线辐射，以及对亮光的更低的敏感性。

除了通过根据周围环境的亮度调节瞳孔的幅度来控制透过眼睛的光量的特定任务之外，普遍认为虹膜是美观功能。

由于应用于隐形眼镜生产的技术演变，现在能够通过使用隐形眼镜临时改变眼睛颜色。这些隐形眼镜被适当地用不同于下面的虹膜的颜色和设计着色。美容隐形眼镜应定期取出，然而它们可能会提供风险和问题，例如眼前节感染、对球根和睑结膜的炎性反应、对构成它们的材料或对在其中维持它们的液体溶液的不耐受，其导致角膜的变化和视敏度的相对降低。隐形眼镜还可能被许多个体佩戴，包括患有干眼综合征或角膜表面和结膜的慢性疾病的人群。

为在角膜基质中引入插入物以矫正诸如近视、远视和散光的视觉缺陷而提供的屈光手术技术或限制瞳孔以允许更好的近视力的角膜插入物显示出良好的耐受性而没有缺点。因此，现代眼部美容学也改造和提出了人工虹膜植入物，其广泛用于经典眼科学中以控制由虹膜缺陷、先天性或创伤后、完全(无虹膜)或部分(残缺)引起的眩光和畏光，因为开发的植入物改变眼睛颜色。

美国专利7,722,669涉及一种用于改变眼睛颜色的方法，其包括通过激光或手术技术形成围绕角膜基质中的瞳孔的共面环形通道，从瞳孔边缘(pupillary hedge)朝着异色边缘向上延伸。该方法提供将至少部分不透明的生物相容性材料插入到通道中。根据本发明的生物相容性材料是包含不透明材料的颗粒的分散体，其可渗透以被注射，因此是液体或水凝胶的形式。可备选地，生物相容性材料可包括包含不透明材料的浆液形式的聚合物材料的薄层。

该糊状物(mash)给出了与虹膜自然美观性虹膜完全不同的均匀和不透明的颜色。

虽然美国专利7,722,669中描述的主题是永久或半永久性方法，但为了改变眼睛的颜色，其提供了与角膜隐形眼镜方法相比的多种益处，然而它并未完全解决与其中生物相容性材料被插入以产生新的颜色的环形通道的特定构象相关的一些问题。将被填充有凝胶状有色物质的基质内通道的实现意味着在角膜结构上张力的发生，其在某些厚度以上可改变它的中心部分或视力相关的区域中的曲率。然而，这种美国专利的方法未提供能够确保层厚度的均匀度为约3-5微米的技术。这种均匀度(如果不维持)可产生不同的力，其导致不规则散光的发生，其尽管较小，但绝对干扰视觉质量。另外的缺点是为了恢复角膜的透明度，必须从放置凝胶状浆液的通道中吸出该凝胶状浆液。因此，应该使用连接到或多或少简单的真空系统或冲洗-抽吸的针套管，其通过必须进入通道的路径的各种切口，具有对角膜组织的继发侵袭性。

美国专利申请2012/0143325描述了角膜嵌体和通过使用所述角膜嵌体来改善患者的视力的方法。所述申请涉及设计为由固体透明、不可渗透、生物相容性、生理上惰性和耐化学性材料的膜构成的基质内角膜插入物的角膜嵌体，其被设计为接收任何类型的印刷，其被配置为将开口定位在眼睛的光路内用于补偿眼睛的光学性能不足如老花眼，增加患者的焦深。US 2012/0143325中描述的本发明，作为大多数设计用于囊袋植入的光学装置，优选由聚偏二氟乙烯(PVDF)构成。PVDF具有待用于眼嵌体中的期望特性，例如相对化学惰性且具有相对高的抗紫外线性。此外，根据所述发明，可通过浑浊剂使PVDF变得不透明，提供足够的不透明度以产生所寻求的景深改进。根据US 2012/0143325，植入物的插入影响瞳孔区域，因为它必须放大视力；嵌体从0.8mm的径向距离处的内周延伸到1.9mm的径向距离处的外周。通常，嵌体的厚度在约1至约40微米的范围内，并且通常在约5至约20微米的范围内。在优选的实施方案中，厚度为约5或10微米。当然，考虑到眼睛装置的目的以及插入位点，任何角膜嵌体的厚度范围值的选择都不能偏离该表示。

根据US 2012/0143325，为了将角膜嵌体施用于患者的眼睛，可采用各种技术以将装置定位在角膜内的不同深度处或不同层之间。特别地，合适深度的角膜瓣是铰接打开。瓣的深度在角膜厚度的最外层约20％至最外层约5％之间变化。

美国专利申请2012/0245683描述了适于在角膜的各层之间植入的角膜植入物，以将图像聚焦在包括嵌体、外周和能够折射光以补偿眼睛的屈光不正的透明中心区域的眼睛的视网膜上。嵌体还具有包括多个孔的环形不透明区域。环形不透明区域从嵌体的外周长延伸到透明中心部分。不透明区域在植入物的少数表面区域上延伸。根据本发明，在非传输区域中分散在装置周围的孔具有双重功能，实际上它们具有提供足够量的夹持或位置保持能力的构造。一旦将眼睛装置植入角膜的基质层中，与凹部相邻的角膜组织就会膨胀或扩张到凹部中。通过允许角膜组织扩张到凹部中，可减少眼睛装置在植入之后在角膜内移位或相对于眼睛以其它方式移动的可能性。在某些情况下，角膜组织扩张到凹部中是由于渗透压或与毛细管效应相似的作用。此外，孔优选还被配置为保持穿过装置的一种或多种营养物质的运输。优选地，孔提供足够流量的一种或多种营养物穿过装置，以防止邻近装置的前表面的第一角膜层中的营养物的耗尽。例如，在某些实施方案中，孔提供足够流量的葡萄糖穿过邻近装置的角膜组织层之间的装置，以防止对邻近的角膜组织有害的葡萄糖耗尽。

然而，由旨在补偿屈光不正和适应损失的文件US 2012/0143325和US2012/0245683提出的技术解决方案根本未解决以下的所有技术问题：提供被配置为改变眼睛的颜色和外观的角膜基质内插入物、提高吸收辐射的能力、每当解剖学上受损时使虹膜功能正常化以及用于将其插入到眼睛的角膜内的方法。

因此，强烈地认为需要有替代方法以改变眼睛的颜色，使虹膜的任何结构异常正常化并且提供吸收电磁辐射的手段，其不呈现现有技术方法的缺点，同时仍确保可逆性。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种方法和相关手段，以为了美观目的而永久地和可逆地改变眼睛颜色。

本发明的另一个目的是提供一种用于改变眼睛颜色的方法，其也允许使虹膜的结构异常正常化。

为此，本发明提供已经预成型的以固体和防水材料形式的基质内插入物的用途，其具有允许代谢物、物质、细胞或它们的部分通过的槽口以及适应在角膜基质的空间中的药物以改变眼睛颜色和/或解决虹膜的色素沉着不足的问题。

本发明的另外的目的是用于将所述插入物放置在角膜基质空间中的方法，以及用于放置插入物的专门设计的工具。

有利地，该方法利用飞秒激光技术，已经成功应用于眼科领域并且具有很小的并发症风险。

最后，本发明的目的是用于插入物的施用的试剂盒，其包括预先组装在装置上的插入物使得可能将插入物放置在角膜基质中由飞秒激光产生的环形切口中。使用该试剂盒是在外科眼诊所进行插入的医务人员的特权。

本发明的其它目的、优点和进一步的特征将从本发明的详细描述中清楚地看出，其中附图中描述了本发明的优选实施方案。

附图说明

图1示出了根据第一实施方案的角膜插入物；

图2示出了放大比例的图1的角膜插入物的详细部分，其突出它的结构，具有微孔、槽口和切口；

图3示出了眼睛的角膜的激光辐照区域(点划线)的顶视图；

图4示出了图3的眼睛的角膜的激光辐照的相同图案的截面图；

图5示出了眼睛的截面图，其中通过飞秒激光辐照进行的切割导致角膜帽的瓣的隆起；

图6a、6b和6c分别为用于在由图5的飞秒激光技术产生的角膜组织中的环形切口的下方将插入物放置在角膜基质中的插入物夹持器的俯视、侧视和仰视透视图；

图7示出了插入物夹持器的仰视透视图，其允许将插入物装载到具有开口切割端的结构中；

图8和图9示出了插入物夹持器接近眼睛的步骤，以及使用薄爪镊子来提升角膜切割瓣；

图10示出了插入物的放置步骤，其中开口切割端通过插入物夹持器在角膜切割瓣下方打开，以及其在图9的薄爪镊子中固定，插入到形成在插入物夹持器的板中的两个狭槽中；

图11示出了在卸载并放置插入物之后从角膜环形切割部位抽取时的插入物夹持器；

图12a和12b示出了其中插入物的自由端被设置在孔的周围，瞳孔通过图9的镊子彼此靠近的步骤；

图13示出了无径向切割，并且具有被配置为在LASIK屈光手术期间施加的外周长的直线部分的插入物的变体的透视图；

图14示出了准备用于插入图13的插入物的具有隆起的角膜帽的瓣的眼睛的截面，其中经过标准的LASIK手术的角膜的侧面部分保持原样。

具体实施方式

参考图1和图2，从预成型的聚偏二氟乙烯(PVDF)膜或提供类似的生物相容、机械、热和电特性以及优异的耐化学性的材料的任何生理惰性膜获得插入物。正是由于聚偏二氟乙烯的技术特征，其已经广泛应用于眼科和其它医疗领域。此外，应注意的是，用于眼部植入物的材料的选择是相当有限的。PVDF允许产生生理惰性的生物相容性膜，达到与眼部植入物相容的厚度。

特别地，PVDF呈现以下化学物理特性：

-在空气中的最高使用温度高(150℃连续的)；

-良好的机械强度、抗蠕变性和刚度；

-优良的耐化学性和耐水解性；

-即使在低温下也具有高抗冲击性；

-良好的电气绝缘能力；

-良好的耐磨性和良好的滑动性能；

-良好的尺寸稳定性；

-高抗紫外线性；

-低内在可燃性；

-熔化温度为175℃；

天然聚偏二氟乙烯的颜色是白色或透明；它可由厚度为微米级的薄片制成，并且可以接受任何类型的印刷。

在眼科行业中，聚偏二氟乙烯已用于实现用于矫正老花眼的屈光目的的角膜插入物。它已被植入了数百名患者中，并且在该特定的使用中它已获得了CE标志，同时它正在FDA批准过程中。

根据本发明，用于制造插入物的膜具有4.5至50微米的厚度；该特征确保该材料不干扰角膜屈光能力。环形插入物的实现不涉及在瞳孔前方的角膜的中心光学部分上施加任何力，使之保持原样，因此，没有改变角膜的该后面部分的屈光性能的作用。此外，所制造的构成插入物的构件的所有部分中的均匀厚度在4.5微米和50微米之间变化。这样的厚度允许环形物的外缘与通过该程序保持原样的角膜的外部部分的贴合(rapproachment)。

根据本发明，该膜可接受由无毒颜料沉积提供的许多颜色，其在可能的颜色和时尚的最宽泛范围内再现虹膜的彩色图案，从最类似于天然虹膜到从美学角度来看更具想象力。通过使用皮升级的无毒、防水、耐紫外线墨水的喷墨技术获得这种颜色图案。

在图1中可以看出，根据本发明的优选实施方案的PDVD膜片被切割以获得着色的环形物2，其在其外周长8的任何点处呈现在径向方向上延伸的穿过环形物的宽度到达内周长6的切口4。环形物2的尺寸可根据待处理的角膜的尺寸和在中光条件(mesopiccondition)下在受试者中检测到的瞳孔测量而变化。内半径可在1.75mm至2.50mm之间变化，离散变化为0.25mm。整个外半径可在5mm至5.75mm之间变化，其中离散变化为0.25mm。

根据本发明的特殊特征，如图2所示，中心孔或环形物2的内周长6的轮廓是多波瓣线，其中各个波瓣(lobe)6a、6b、6c和6d具有圆周的圆弧的形式，并且其中波瓣是两两对称和相对的。这种构造连同环形物2的径向切口4有助于使插入物的表面适应于通过激光技术实现的角膜帽的表面。实际上，圆周的圆弧允许分布可能在插入的操作期间产生的力，构成防撕裂系统。

本发明允许以具有不同颜色和印刷图案的几种模型提供角膜植入物。

接近由径向切口4产生的两个自由端，环形物2呈现三维结构，以具有适合于角膜的曲率，从而配合角膜表面。

这种特定的形状还允许将插入物放置在由激光技术产生的角膜帽的下方，例如如下所述的双侧包围保持原样的角膜的中心部分。

如图1和2所示，环形插入物(2)呈现微孔(10)、槽口(12)和雕刻或间断(discontinuity)，允许插入物的平坦表面适应于在角膜基质中用激光实现的角膜帽的弯曲表面而不形成折叠。此外，环形物(2)具有四个孔(14)，以在12点钟位置处的切口4的位置作为参考，这四个孔(14)分别位于2小时、4小时、8小时和10小时处。微孔(10)和槽口(12)的存在允许物质、气体、细胞或它们的部分在与插入物本身分离的角膜基质的两部分之间通过。

根据本发明，将防水、适当着色、雕刻和切割的生物相容性材料的插入物插入在通过如图3、4和5所示的激光技术适当实现的切割产生的角膜组织的瓣下方。雕刻图案有助于赋予美学设计，该美学设计再现特征在于许多隐窝的虹膜的自然图案，另外可通过上述打印技术在根据本发明的插入物上再现人类虹膜的变型。

根据本发明的角膜瓣(38)通过由飞秒激光技术产生的角膜组织中的分离而形成。飞秒激光技术也称为飞秒激光能够分离角膜基质。该技术的名称来源于激光在角膜上产生斑点所花费的时间：十亿分之百万分之一秒以产生可用于产生角膜切割和瓣的切口，通过其放置插入物。

切割使瞳孔孔处的角膜组织的宽圆形区域保持原样，其具有从角膜的中心(图3)延伸至其中切口变得更浅的角膜缘的在1.75至2.25mm之间的可变半径。其中将放置环形插入物的角膜基质中产生的切口也具有环形形状。切口在角膜的整个圆周上延伸并且在通过激光处理保持原样(图4)的中心角膜部分(33)中呈现连续区域。因此，显而易见的是，本发明与现有技术即专利申请US 2012/0245683和US 2012/0143325的解决方案的不同之处在于，其中角膜嵌体被配置为在眼睛的光路内形成中心开口以补偿眼睛的光学性能不良。角膜嵌体的这种中心孔可具有许多不同的形状(六边形、八边形、椭圆星形等)和许多位置(中心、偏心等)以提供不同的效果来改善患者的视力。相反，在目前的眼睛装置中，光路不受影响，根据本发明的旨在改变虹膜的美学方面的目的。

根据本发明，在角膜基质中，具有游离缘的一种口袋，在距离外边界或内边界的100至200微米之间构建，或在基质的不太富含角膜细胞部分中，以最小化造成可能模糊的细胞刺激过程(图5)。切割产生一种角膜帽，其在外周长具有游离缘，并且与其中心部分中的角膜基质相连续。

通过飞秒激光实现环形切割是用专门专用软件计算机辅助的，这不在本发明的范围内。

特别地，可在4.5和50微米之间变化的插入物厚度的技术特征以及产生环形切割的方式对于在瞳孔孔上保持原样的屈光角膜部分的能力没有影响。

根据本发明的方法所特有的另一典型特征在于插入物在切口的瓣的下方的角膜基质中的特定放置模式。该过程通过使用专用工具(21)或装置来辅助，其允许将插入物放置在通过飞秒激光技术在角膜基质中产生的口袋中。

如图6a、6b和6c所示，这种装置或插入物夹持器(21)具有带手柄(26)的开槽板(24)的形式。用于施加插入物(2)的装置(21)的板(24)具有根据如上所述的待施加的插入物的各种型号和尺寸的可变尺寸，其半径增加0.5mm半径。具有防滑表面加工的装置的手柄(26)具有8至16cm的长度。板(24a)的上表面和手柄(26)的轴形成可在120和160度之间变化的角度。板的上面和下面是平滑的，上表面(24a)是凸形的，而下表面(24b)是凹形的。在它的下面(24b)中，板设置有四个销(27)，其中可通过如上所述的四个孔(14)接合着色的角膜插入物。

在一个优选实施方案中，(图6a、6b和6c)，板具有相同取向的三个狭槽，宽度5mm的中心狭槽(28)和宽度为1,5mm的两个侧狭槽(30和32)。

在图10和11示出了插入嵌体(2)的过程。插入物夹持器(24)的中心狭槽(28)允许将角膜插入物或嵌体插入到角膜瓣下方，使环形物(插入物)(2)的两个自由端围绕对应于瞳孔的中心角膜的连续区域。当插入物(2)及其两个端部处于它们在角膜帽下方的最终位置时，两个侧狭槽(30和32)用于促进插入物(2)从板(24a)的分离(图10)。

插入物(2)从板(24a)的分离通过使用弯曲的非创伤性的薄尖镊子34来促进，其尖端可被插入到承载插入物的板的两个侧狭槽中(图11)。镊子允许操纵口袋中的插入物(2)用于在基质中正确放置该插入物(2)，基于环形物的两个自由端的并置(图12b)。

在图13和14所示的本发明的另一个实施方案中，防水、适当着色、雕刻和切割的生物相容性材料的插入物具有如上所述的环形形状，没有径向切割。根据该后一个实施方案，可在LASIK屈光手术期间施用本发明的嵌体。在该实施方案中，插入物呈现在环形物中形成圆形段的材料的减去(36)，以致留下垂直于圆形段的2.25mm残余径向宽度。如此配置的环形物为mm并适合于用与通过标准LASIK手术保持原样的角膜部分相对应的圆形段施加。

根据本发明，为了美观目的而改变眼睛的颜色的方法允许获得永久的结果，而且还提供了在受试者中恢复原始情况或进一步改变颜色的能力，执行下面所描述的简单程序。

该方法可在门诊手术眼科手术和/或在日间医院进行；它不是特别侵袭性的，它不产生不适当的副作用风险，并且它对眼睛健康和视力无害。

然而，由于它是手术干预，因此需要受试者的仔细初步分析阶段和彻底检查眼睛，以测量和确定眼压以及仔细研究视网膜的状况是强制的。

根据提供的描述，根据本发明，允许以永久且可逆的方式改变眼睛颜色的方法包括：

1)用飞秒激光辐照角膜(图2和图3)；

2)准备预装载在插入物夹持器的板上的插入物；

3)抬起角膜瓣的边缘；

4)将插入物放置于角膜基质中；

5)将插入物从插入物夹持器的板上分离；

6)处理插入物以帮助插入物正确放置以配合角膜基质的表面；

7)将角膜插入物的自由端并置；

8)并置角膜瓣以配合插入物的顶面；

植入物和外植体二者干预都是在使用滴注麻醉滴眼液的局部麻醉下进行的。

由于插入物、插入手术本身及其施用试剂盒的特征，插入技术相对简单，并且手术对于必须接受插入物的受试者容易耐受。固体材料的选择也是防水的，使得手术的可逆性更容易，允许患者恢复其原始虹膜颜色或者通过插入另一个插入物进一步改变它。特别地，关于手术的可逆性，显而易见的是来源于使用固体插入物的优点，例如在与现有技术的方法相比的本发明的情况下。实际上，如在美国专利7,722,669中所述的，在使用着色的水凝胶的情况下，为了恢复角膜的透明度状态，需要从放置着色的凝胶状物质层的通道中吸出该着色的凝胶状物质层。这涉及使用与真空或灌注抽吸系统连接的针套管，其通过各种切口必须进入通道的路径，伴随着最终对角膜组织的侵袭性。通过使用根据本发明的固体插入物，相反，通过手术刮刀找到角膜帽的外缘的解理面是足够的，并且用镊子移除插入物，对组织没有压力，甚至有可能用另一个具有不同色彩特征的插入物更换。因此，关于插入物的可逆性和根据本发明的方法的优点是相当明显的。

本发明还提供一种用于插入物的施用的试剂盒，其包括具有基于由执行植入的医师确定的受试者的瞳孔的尺寸的适当尺寸的所述角膜插入物，其中所选择的色彩图案在宽范围的选择内以满足受试者的审美趣味。

如上所述，根据本发明的各个插入物被预先组装在插入物夹持器上，其使得插入物能够放置在角膜口袋中。任选地，试剂盒还包括镊子以将插入物正确和最终放置在角膜基质中的最终位置中。试剂盒的所有要素均按照本领域专家已知的正常程序进行灭菌。