CN118766650A - 一种仿人眼一次植入人工角膜及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种仿人眼一次植入人工角膜，属于体内假体植入技术领域。至少解决现有人工角膜无法模拟真实眼睛外观的问题。人工角膜包括镜柱、支架和美容盘；其中，镜柱包括镜柱本体以及同轴设置在镜柱本体靠近后端面位置的后盘；美容盘同轴设置在镜柱本体的前端；支架同轴且可移动的设置在后盘和美容盘之间的镜柱本体上；使用状态下，支架和后盘一前一后夹持角膜；美容盘中央开孔且具有虹膜纹理区域和巩膜纹理区域；虹膜纹理区域形成有虹膜纹理层，巩膜纹理区域形成有仿球结膜血管纹理层。本发明还提供一种仿人眼一次植入人工角膜的使用方法。

Description

一种仿人眼一次植入人工角膜及其使用方法

技术领域

本发明属于体内假体植入技术领域，尤其涉及一种仿人眼一次植入人工角膜及其使用方法。

背景技术

人工角膜，指用人工材料制成的一种特殊屈光装置，用以替代病变后阻碍眼球光学通路的混浊角膜，使患者获得一定视力。

虹膜纹理由遗传基因决定，每个人的虹膜纹理都独一无二且生理结构稳定。这些纹理特征包括放射形条纹、斑点、细丝、冠状、隐窝等形状。在患者眼表放置带有虹膜纹理图案的美容片，主要是为了模拟真实眼睛的外观。然而现有技术提供的人工角膜仅具有屈光的功能，并没有模拟真实眼睛的外观。现有技术提供的人工角膜容易产生人工角膜前膜等术后并发症。

鉴于此，亟待提出一种仿人眼一次植入人工角膜及其使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仿人眼一次植入人工角膜及其使用方法，以模拟真实眼睛的外观以及降低前膜等术后并发症。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种仿人眼一次植入人工角膜，包括镜柱、支架和美容盘；其中，镜柱包括镜柱本体以及同轴设置在镜柱本体靠近后端面位置的后盘；美容盘同轴设置在镜柱本体的前端；支架同轴且可移动的设置在后盘和美容盘之间的镜柱本体上；使用状态下，支架和后盘一前一后夹持角膜；美容盘中央开孔且具有虹膜纹理区域和巩膜纹理区域；虹膜纹理区域形成有虹膜纹理层，巩膜纹理区域形成有仿球结膜血管纹理层。

作为一种可能的实现方式，虹膜纹理层和仿球结膜血管纹理层应用图像处理和3D打印形成。

作为一种可能的实现方式，虹膜纹理层和仿球结膜血管纹理层为贴附在美容盘上的角膜接触镜、隐形眼镜、虹膜遮盖片或美瞳中的任意一种。

作为一种可能的实现方式，美容盘为椭圆形，长轴为11mm～26mm，短轴为5.5mm～11mm。

作为一种可能的实现方式，美容盘的曲率半径为12mm±3.0mm。

作为一种可能的实现方式，美容盘为中间厚两边薄的结构，材质为树脂，厚度最大值为0.05～0.5mm。

作为一种可能的实现方式，美容盘为树脂美容盘，树脂美容盘的边沿开设有便于夹持的豁口。

作为一种可能的实现方式，美容盘为树脂美容盘，镜柱本体用于安装美容盘的位置处开设有外螺纹，且直径较其他位置的直径小，以形成限位台阶；美容盘的中央孔的内壁开设有与之的内螺纹。

作为一种可能的实现方式，美容盘为硅水凝胶、水凝胶离子材料、非离子材料，套在镜柱本体的前端。

作为一种可能的实现方式，镜柱本体的前端面与美容盘的中央开孔处齐平或凸出。

第二方面，本发明还提供一种仿人眼一次植入人工角膜的使用方法，包括如下步骤：

S10.将人工角膜镜柱后端连同后盘进入前房；

S11.将支架的后盘滑行移动至角膜后表面，使镜柱位于角膜钻孔中央；

S12.缝合角膜放射状侧切口至水密；

S13.旋转支架，直至支架与角膜前表面贴合；

S14.将支架缝合固定在角膜前表面，此时，后盘和支架前后夹持角膜；

S15.生物组织或人工合成材料加固支架。

与现有技术相比，本发明具有如下效果：

1.人工角膜上增加美容盘，且在美容盘中央开孔，美容盘上具有与角膜同等大小的虹膜纹理区域，一方面，不会影响人工角膜必须具备的屈光功能，另外一方面，在虹膜纹理区域形成有虹膜纹理层和巩膜纹理层，能够模拟真实眼睛的外观；

2.本发明的美容盘能够避免生物组织长入镜柱主体的前端面，降低后膜等并发症的发生；

3.减少泪液蒸发，减少术后干眼程度，减少用药；

4.无需供体角膜，一次植入手术即可完成角膜盲复明的治疗；

5.支架位于角膜外表面，手术难度小、创伤小、愈合周期短且愈合效果好。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例提供的人工角膜的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的镜柱的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的支架的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的支架用连接的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另外一种支架的结构示意图。

附图标记：

1-镜柱，10-镜柱本体，11-后盘；

2-支架，20-支架本体，21-连接环，210-内螺纹，211-环形凹槽，212-豁口，213-针孔；

3-美容盘。

具体实施方式

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

需要说明的是，本发明中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本发明中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

参见图1和图2，本发明实施例提供一种仿人眼一次植入人工角膜，包括镜柱1、支架2和美容盘3。其中，镜柱1包括镜柱本体10以及同轴设置在镜柱本体10靠近后端面位置的后盘11；美容盘3同轴设置在镜柱本体10的前端；支架2同轴且可移动的设置在后盘11和美容盘3之间的镜柱本体10上；使用状态下，支架2和后盘11一前一后夹持角膜；美容盘3中央开孔且具有虹膜纹理区域和巩膜纹理区域；虹膜纹理区域形成有虹膜纹理层，巩膜纹理区域形成有仿球结膜血管纹理层。

在镜柱1前端同轴设置有美容盘3，且在美容盘3上形成有仿人眼的纹理，使得人工角膜更加接近真实的人眼，美观性提高。而且，不会影响人工角膜必须具备的屈光功能。本发明实施例提供的美容盘3能够避免生物组织长入镜柱主体10的前端面，降低后膜等并发症的发生，即降低对镜柱1屈光度的不利影响。美容盘3相当于眼表的屏障置于眼表外，能够减少泪液蒸发，即能够减少术后干眼程度，减小用药。

虹膜纹理层和仿球结膜血管纹理层应用图像处理和3D打印形成。即应用图像处理技术进行特征提取以生成虹膜纹理层和仿球结膜血管纹理层的图像。然后再应用3D打印在美容盘3相对应的区域形成的虹膜纹理层和仿球结膜血管的纹理层。例如，可以将高分子密度树脂通过喷涂或印刷的工艺形成在美容盘3的前表面。

虹膜纹理层和仿球结膜血管纹理层为贴附在美容盘3上的角膜接触镜、隐形眼镜、虹膜遮盖片或美瞳中的任意一种。

美容盘3的大小与结膜囊大小相适应。美容盘3可以是具有一定弧度的椭圆形的片状结构。其长轴为11mm～26mm，短轴为5.5mm～11mm。例如，长轴为11mm、短轴为5.5mm，或长轴为26mm、短轴为11mm。

美容盘3的曲率半径为12mm±3.0mm。例如，具体为9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm。

美容盘3为中间厚两边薄的结构，材质为树脂，厚度为0.05～0.5mm。例如，美容盘3靠近中央孔的位置最厚，其厚度为0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm或0.5mm。

为了便于树脂美容盘和镜柱本体10的安装，可以在树脂美容盘的边沿开设有便于夹持的豁口(图中未示出)。豁口可以沿树脂美容盘的圆周间隔且均匀分布。

美容盘3为树脂美容盘，镜柱本体10用于安装树脂美容盘的位置处开设有外螺纹，且直径较其他位置的直径小，以形成限位台阶；美容盘3的中央孔的内壁开设有与之的内螺纹。

树脂美容盘安装位置的螺纹段的螺距与用于安装支架位置的螺纹段的螺距不同，以使树脂美容盘安装到位后不会继续向下旋。即螺距不同的螺纹段可以起到限位的作用。

美容盘3为硅水凝胶、水凝胶离子材料、非离子材料，套在镜柱本体10的前端。即美容盘3为非刚性美容盘，换言之，美容盘3具有一定的弹性，美容盘3中央开孔的直径要小于镜柱本体10用于安装美容盘位置的直径，利用其自身的弹性，使美容盘3紧紧的包绕在镜柱本体的前端。如此设置，不仅方便组装，而且，不会影响镜柱本体10屈光的视野。

镜柱本体10的前端面与美容盘3的中央开孔处齐平或凸出，以最大程度的降低美容盘3对于镜柱本体10屈光视野的不利影响。

组装状态下，支架2和镜柱1可以螺纹旋接。

镜柱本体10与后盘11的材质相同，可以一体成型，也可以分别制造完成镜柱本体10和后盘11后，将两者通过任意一种方式同轴紧固连接在一起。

镜柱本体10位于后盘11前方的部分可以是自上而下直径相等的圆柱体结构，与支架2旋接的位置自上而下开设有与支架2的内螺纹210匹配的外螺纹段。

镜柱本体10直径较后盘11直径小。具体的，镜柱本体10直径为2.0～3.5mm。后盘11直径较镜柱本体10直径大2～4mm，即后盘11直径为4～7.5mm。例如，镜柱本体10直径为2mm，后盘11直径为4mm；镜柱本体10直径为3mm，后盘11直径为5mm；镜柱本体10直径为3.5mm，后盘11直径为7.5mm。

在实际应用中，角膜直径为11mm，钻眼直径为2.5mm。后盘11直径小于或等于角膜半径与镜柱本体10半径的和。

镜柱本体10的总长度为4.5～8.5mm，其中，后盘11至后端面为1～2mm，后盘11至螺纹段段尾的光轴段为0.2～0.5mm，后盘11为0.3～0.5mm，螺纹段为3～5.5mm。

镜柱1的屈光度为42～62D，例如，42D、45D、50D、55D、60D或62D。

后盘11后方的镜柱本体10的侧面底端至后端面为方边。如此设置，方边周围的生物组织较难越过方边向后端面生长，即能够避免不断生长的生物组织覆盖镜柱1的后端面，从而有效规避镜柱1因被不断生长的生物组织覆盖而无法透光的问题。

方边为直角边、钝角边或锐角边中的一种。后盘11后方的镜柱本体10为等径结构、直径逐渐缩小的结构或直径逐渐增大的结构中的一种。

后盘11后方的镜柱本体10为等径结构、直径逐渐缩小的结构或直径逐渐增大的结构中的一种。

镜柱本体10的非螺纹段上镀羟基磷灰石膜层，利用大气等离子喷涂时，镀膜厚度为30～150微米，粘合强度至少为10Mpa。

镜柱本体10构成用于替代眼睛光路的光学器件，即光线透过镜柱本体10后在视网膜上成像。

后盘11的外周向前设置有环形外沿，封闭后盘11与角膜后表面，防止漏水以及感染。

镜柱1材质为聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯、生物陶瓷或光学玻璃中的至少一种。

参见图3至图5，支架2可以是金属支架，例如医用金属钛支架。也可以是PMMA支架，即支架2材质与镜柱1材质相同或相近。

当支架2为金属支架时，为了缩短支架2与角膜的愈合周期以及提高愈合效果，可以在支架2表面镀一层羟基磷灰石。

当支架2为金属支架时，一次植入人工角膜还包括中空阶梯轴状的连接环21，连接环21的材质与镜柱1材质相同或相近。连接环21的内壁开设有内螺纹210，镜柱1的前段开设有与内螺纹210匹配的外螺纹段。中空阶梯轴状的外壁轴肩处开设有环状凹槽211，支架2所具有的中心安装孔的内壁以过盈配合的装配方式卡入环状凹槽211内；且连接环21由前至后卡入支架的中心安装孔。

当支架2与镜柱1的材质不同但需要以螺纹连接的方式发生相对运动时，金属材质的支架2会对镜柱1的螺纹造成损伤。材质相同的内螺纹和外螺纹段使得两者发生相对位移变化时，最大程度降低旋转运动对彼此的损伤。而且，连接环21由前至后卡入支架的中心安装孔，术中旋转支架2向眼表靠近时，连接环21不会从中心安装孔脱落至眼内。

当支架2与镜柱1均为PMMA时，可以将支架2与镜柱1直接连接，无需上述连接环21。即可以直接在支架2的中心安装孔的内壁开设与外螺纹段匹配的内螺纹210。

从结构上讲，支架2可以是蝶形支架、单圆环支架、双圆环支架(外圆环和内圆环之间具有栅格连接片)或网状支架。其中，网状支架时便于前后组织的营养交换。

由于支架2需要与角膜的前表面贴合，因此，需要具有一定的弧度，以确保支架2能够完全贴合在角膜的前表面。而且，支架2需要具有一定的刚性，即支架2贴合到角膜前表面后，不容易受力变形或翘曲。支架2还需要具有一定的柔性，由于不同患者的角膜弧度存在差异，因此，具有一定柔性的支架2可以有一定的变形空间，以适应不同弧度的角膜。

支架2上开设有便于缝合固定的豁口212或针孔213。如此设置，便于将支架2缝合固定在眼表。角膜放射状侧切口缝合后，将人角膜固定在角膜后表面，待支架2移动至与角膜前表面贴合后，再利用豁口212或者是针孔213将支架2与角膜缝合。

角膜外还缝合有用于加固支架2的生物组织或人工合成材料。生物组织覆盖支架2且包绕镜柱1。起到同时加固支架2和镜柱1的作用。组织由后向前依次耳软骨、Tenon＇s囊和上皮组织。人工合成材料可以是羟基磷灰石、人工骨。

在具体应用时，可以取患者自身的耳软骨，耳软骨对应镜柱1的位置钻孔，将耳软骨与角膜缝合，包绕镜柱1且覆盖支架2。实现对人工角膜的二次加固，使得人工角膜更加稳固，不易脱位。另外，角膜被耳软骨覆盖后，相当于其上覆盖有屏障，不仅起到保护的作用，而且能够避免角膜溶解。

在耳软骨的前表面，还进一步的覆盖有Tenon＇s囊，其属于眼表的生物质囊，具有一定的柔性和弹性，利用Tenon＇s囊能够实现对人工角膜的三次加固。

支架2外周尺寸8.5mm～10mm，例如，支架2外周尺寸为8.5mm、9.0mm、9.5mm或10mm。

支架2的曲率半径为7.8mm±2.0mm。例如，支架2的曲率半径为5.8mm、6.8mm、7.8mm、8.8mm或9.8mm。

通过如下方式将本发明提供的人工角膜植入严重角膜盲患者的眼内，达到复明的目的。即在患者角膜中央利用环钻打孔，并在孔的一侧侧切以形成角膜放射状侧切口，改善手术视野，便于晶体完整取出，或解决了现有技术存在的晶体皮质残留的问题。

取出晶状体以及切除前部玻璃体后，将人工角膜所包括得后盘11植入上述钻孔内，即后盘11通过角膜放射状侧切口进入角膜后与其后表面贴合。此时，可以将角膜放射状侧切口缝合，以使镜柱1初步固定。在此基础上，旋转支架2，以使支架2向后移动，当支架2与角膜前表面贴合时，支架2和后盘11一前一后夹持在角膜上，将支架2与角膜缝合在一起，以实现支架2在眼表的固定。

从上述应用过程可知，本发明提供的人工角膜仅需要一次手术即可完成角膜盲复明的治疗，缩短手术期，能够降低患者等待的焦虑和多次手术的痛苦。而且，利用患者自体角膜实现对支架2的初步固定，无需供体角膜，可以完全避免供体角膜缺乏及异体角膜移植排斥。另外，支架2位于角膜前表面，相对于现有技术提供的支架植入角膜板层内，手术难度和风险大大降低、创伤小以及愈合周期短且愈合效果好。

在实际应用中，当后盘11与镜柱本体10一体成型时，通过如下方式组装在一起：

a.将连接环21自上而下卡入支架2的中心安装孔；

b.镜柱本体10的前端贯穿连接环21(或中心安装孔具有的内螺纹孔)的内螺纹210，以相反的方向旋转镜柱本体20和支架2，以使支架2沿镜柱本体10的轴向向靠近后盘11的方向移动；

c.在镜柱本体10的前端同轴安装美容盘。

当采用的支架材质与镜柱材质相同时，省略连接环，直接将带有内螺纹的支架与镜柱本体连接在一起。

第二方面，本发明实施例还提供一种一次植入人工角膜的使用方法，应用本发明实施例提供的人工角膜前，首先需要确定植入位置位居角膜中央，在角膜中央用环钻打孔，并做一个角膜放射状侧切口。使用方法包括如下步骤：

S10.将人工角膜镜柱后端连同后盘植入前房；

S11.将支架的后盘滑行移动至角膜中央的后表面；

S12.缝合角膜放射状侧切口至水密；

S13.旋转支架，直至支架与角膜前表面贴合；

S14.将支架缝合固定在眼球前表面，此时，后盘和支架前后夹持角膜；

S15.生物组织或人工材料加固支架。

作为一种示例，S15具体包括：

S150.取患者的耳软骨，并在耳软骨对应镜柱本体的钻孔。将耳软骨通过孔包绕镜柱本体且覆盖支架，同时缝合耳软骨和角膜。

S151.将Tenon＇s囊扯平整覆盖在耳软骨的表面，并与耳软骨缝合在一起。

尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及附图等，可理解并实现公开实施例的其他变化。在说明书中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现说明书中列举的若干项功能。相互不同的实施例中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种仿人眼一次植入人工角膜，其特征在于，包括镜柱、支架和美容盘；其中，所述镜柱包括镜柱本体以及同轴设置在所述镜柱本体靠近后端面位置的后盘；所述美容盘同轴设置在所述镜柱本体的前端；所述支架同轴且可移动的设置在后盘和美容盘之间的镜柱本体上；使用状态下，所述支架和后盘一前一后夹持角膜；所述美容盘中央开孔且具有虹膜纹理区域和纹理区域；所述虹膜纹理区域形成有虹膜纹理层，所述巩膜纹理区域形成有仿球结膜血管纹理层。

2.根据权利要求1所述的仿人眼一次植入人工角膜，其特征在于，所述虹膜纹理层和仿球结膜血管纹理层应用图像处理和3D打印形成；或，

所述虹膜纹理层和仿球结膜血管纹理层为贴附在所述美容盘上的角膜接触镜、隐形眼镜、虹膜遮盖片或美瞳中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的仿人眼一次植入人工角膜，其特征在于，所述美容盘为椭圆形，长轴11mm～26mm，短轴为5.5mm～11mm。

4.根据权利要求1所述的仿人眼一次植入人工角膜，其特征在于，所述美容盘的曲率半径为12mm±3.0mm。

5.根据权利要求1所述的仿人眼一次植入人工角膜，其特征在于，所述美容盘为中间厚两边薄的结构，材质为树脂，厚度最大值为0.05～0.5mm。

6.根据权利要求1所述的仿人眼一次植入人工角膜，其特征在于，所述美容盘为树脂美容盘，所述树脂美容盘的边沿开设有便于夹持的豁口。

7.根据权利要求1所述的仿人眼一次植入人工角膜，其特征在于，所述美容盘为树脂美容盘，镜柱本体用于安装美容盘的位置处开设有外螺纹，且直径较其他位置的直径小，以形成限位台阶；美容盘的中央孔的内壁开设有与之的内螺纹。

8.根据权利要求1所述的仿人眼一次植入人工角膜，其特征在于，所述美容盘为硅水凝胶、水凝胶离子材料、非离子材料，套在镜柱本体的前端。

9.根据权利要求1所述的仿人眼一次植入人工角膜，其特征在于，所述镜柱本体的前端面与美容盘的中央开孔处齐平或凸出。

10.一种仿人眼一次植入人工角膜的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10.将人工角膜镜柱后端连同后盘进入前房；

S11.将支架的后盘滑行移动至角膜后表面，使镜柱位于角膜钻孔中央；

S12.缝合角膜放射状侧切口至水密；

S13.旋转支架，直至支架与角膜前表面贴合；

S14.将支架缝合固定在角膜前表面，此时，后盘和支架前后夹持角膜；

S15.生物组织或人工合成材料加固支架。