CN104780970B - 用于眼睛的电流愈合的方法和眼科装置 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于眼部糜烂的受控愈合的设备。该设备包括：包括可通电控制器的光学表面，通过使用与能够传输电场的能量发射触点电连接的电流发生器，所述可通电控制器能够被编程以将能量从能量源传输到眼部表面上/中。控制器、电流发生器和能量发射触点为生物相容性的，或由导电的生物相容性层封装，以允许所述设备定位在眼部表面上。

Description

用于眼睛的电流愈合的方法和眼科装置

技术领域

本发明涉及一种通电眼科装置和使用所述装置的方法。更具体地，本发明涉及一种用于通过电荷的发射和控制来优化眼睛愈合的眼科装置。

背景技术

传统上，诸如接触镜片和眼内镜片的眼科装置包括一个或多个具有矫正、美容或治疗功能的生物相容性装置。例如，接触镜片可提供下列作用中的一种或多种：视力矫正功能；美容增强作用和治疗效果。每种功能均由镜片的物理特性提供。例如，在镜片中包含折射性质的设计可提供视力矫正功能，包含在镜片中的颜料可提供美容增强作用，包含在镜片中的活性剂可提供治疗功能。

最近，有理论表明有源部件可被结合到接触镜片中以用于多种应用。在由本发明的相同发明实体同时提交的其它申请中，发明人教导了用于制造通电眼科镜片的方法和设备。

此外，已知在医学领域中许多生理现象取决于电或生物电流的内源性供应，诸如在创伤愈合期间的情况。创伤产生内源性电流。帮助创伤愈合的关键细胞响应于所产生的内源性电流，并且更重要地，响应于所施加的电信号。最近，各种研究组已经发现，创伤电流的变化与体内创伤愈合的速率直接相关，因此，药理学上增强或减少创伤愈合可分别与诱导的电流成比例。

具体地讲，对于眼睛，角膜糜烂可能是受检者的巨大疼痛的来源，尤其是经历眼部表面上的复发性糜烂的那些。眼部表面的糜烂可由多种事件造成，例如，通过存在于患者的眼睛中或在患者眼睛的医学治疗过程中诱发的医学病症。

因为角膜是身体中最受感觉神经支配的组织，所以对上皮的伤害和这些神经末梢的暴露与受检者的巨大疼痛相关联，并且可导致神经性炎症，直到上皮可充分愈合。

在此类情况中，期望促进眼部表面的迅速愈合，并且显著减轻炎症诱发的对眼部表面的伤害，和/或缩短与创伤眼睛相关联的不适。此类不适可通过单独造成刺激增加以及另外使上皮发炎而造成揉眼睛和过度眨眼。此外，眼部感染与大部分视力丧失风险相关联，因此可需要将抗感染剂快速且有效地递送至眼睛。

因此，希望具有在适用于眼科镜片的程度上有利于创伤愈合促进、愈合控制和感染治疗的另外的方法和设备。

发明内容

因此，本发明的方面涉及一种眼科装置和使用所述装置的方法，所述装置包括电/电池，以形成电场，以便影响或介导上皮细胞的定向迁移，从而促进创伤闭合或创伤愈合。所述眼科装置可为例如嵌有在局部应用到受损的眼部表面(例如，角膜糜烂)上时能够产生电流或赋予电导率的部件的水凝胶眼科镜片。

使用包括诸如电池和微控制器的有源生物相容性部件的眼科装置，所述眼科装置可提供电流的强度、模态和方向的控制。例如，可朝向该创伤引导电流和/或增加自然创伤产生的电流的传导性的活性药物，以促进创伤闭合。在其它示例中，还可期望具有随机产生的稳定电流或脉动电流模态，或逆转电流的方向以控制眼部表面的创伤愈合反应。

除电子部件外，该装置还可包括用于待递送至眼部表面的活性药物的嵌入式贮存器。受控电流还可用于导致将活性药物递送至眼睛。通过增强活性药物的递送，可使用活性药物进一步促进创伤愈合或治疗眼睛的其它病症，例如，活性药物可由被设计成为受检者提供减轻并且帮助恢复眼部表面粘膜的完整性的抗感染剂和/或抗炎剂或止痛剂组成。

在此类情况中，通过电流的受控使用，由该装置产生的电流可另外促进药物至靶组织的有效输送(即，活性输送)，以使药物为功能性/有效的。例如，以减轻疼痛、炎症、治疗感染等。

在第一方面，提供了一种控制眼部表面中创伤的愈合的方法，所述方法包括：检查眼睛；诊断眼睛的眼部表面中的糜烂；采集眼睛生理学数据；装配能够输送受控电流的眼科装置；编程由眼科装置发射的所述电流以帮助眼部表面中的糜烂的自然发射电流；以及在所诊断的糜烂的愈合期间佩戴所述眼科装置。

所述方法可包括在所述眼科装置与眼部表面接触时递送活性剂，并且其中通过所述电流的使用增强活性剂的递送。

所述方法可包括监测由所诊断的眼部糜烂产生的自然发射电流。

所述方法可包括检测自然发射电流从预定阈值的变化，从而发出所述眼部表面的感染或刺激增加的信号。

所述方法可包括在接收到所述眼部表面的感染或刺激增加的信号时递送活性剂。

所述方法可包括以预先确定的剂量和频率递送活性剂以有效地治疗所发出信号的病症。

所述方法可包括输送另外的电荷以帮助眼部表面对活性剂的接受。

所述方法可包括在一个方向上输送所述发射电流。

所述方法可包括作为转换极性的直流电(direct current toggling polarity)输送所述发射电流。

所述方法可包括作为交流电输送所述发射电流。

所述方法可包括以预先确定的波形输送所述发射电流。

所述方法可包括以预先确定的频率输送所述发射电流。

在第二方面，提供了一种用于眼部糜烂的受控愈合的设备，所述设备包括：包括可通电控制器的光学表面，通过使用与能够传输电场的能量发射触点电连接的发生器，所述可通电控制器能够被编程，以将能量从能量源传输到眼部表面上/中；并且其中控制器、发生器和能量发射触点为生物相容性的，或由导电的生物相容性层封装，以允许所述设备定位在眼部表面中。

发生器可包括电流发生器。

发生器可包括受控电压源、受控电流源、或AC发生器之一。

光学表面可具有约0之外的光焦度。

能量可存储在被嵌入设备中的电池中。

可使用堆叠的集成部件装置封装技术嵌入电池。

可通过与所述眼科装置结合的射频天线来无线地获得能量源的能量。

射频天线可与邻近眼科装置的装置结合。

能量源可包含在一副眼镜内。

能量源可包含在眼罩(patch)内。

所述设备可包括能够包含待以预先确定的方式递送的活性药物的贮存器。

所述设备可包括能够测量由眼部糜烂产生的自然发射电场的变化的一个或多个传感器。

所述设备可能够在传感器检测到电场阈值的变化从而发出感染信号时递送活性药物。

贮存器可含有包含止痛药的活性药物。

贮存器可含有包含抗病毒剂的活性药物。

贮存器可含有包含抗感染剂的活性药物。

附图说明

下文是附图所示的本发明优选实施例的更为具体的说明，通过这些说明，本发明的上述及其它特征和优点将显而易见。

图1示出可根据本发明的方面实施的示例性方法步骤。

图2示出可用于实施本发明的方面的示例性控制器的示意图。

图3示出示例性眼科镜片构造的横截面。

图4示出可结合在眼科镜片模具部件内的由堆叠的功能层形成的插入物的三维表示。

图5示出另一个示例性通电眼科镜片构造。

图6示出可包括在本发明的方面中的部件的示意图。

图7示出可用于监测和改善创伤愈合的电气系统。

图8示出用于监测和改善创伤愈合的电气系统的电路示意图。

图9示出用于检测和改善整个创伤位置范围上的创伤的愈合的治疗系统。

具体实施方式

本文描述了一种可用于电流地促进眼睛的创伤愈合的方法和眼科装置。以下部分将详细说明本发明的实施例。方法步骤的描述以及优选实施例和替代实施例为示例性方法步骤并且仅为示例，并且应当理解，对于本领域技术人员而言，它的变型、修改以及更改均可为显而易见的。因此，应当了解，所述示例性方法步骤和实施例并不限制下面发明的范围。

术语表

在涉及本发明的该说明书和权利要求书中，所使用的各个术语定义如下：

如本文所用的“电流愈合”是指通过在药理学上和/或电学上控制(例如，增强或减小)创伤诱导的电流和电流方向之一或二者来影响由创伤产生的自然发生的内源性电流，从而影响愈合速率和/或愈合方向。例如，使用能够产生受控电场或递送活性药物的通电眼科装置来调控创伤角膜的Na+和Cl-输送，以显著增强或减少愈合。

如本文所用的“通电”是指能够向装置部件供应电流或能够在其内存储电能的状态。

如本文所用的“能量”是指物理系统做功的能力。本文所述的许多用途可涉及能够在做功时执行电动作的所述能力。

如本文所用的“能量源”是指能够供应能量或将逻辑装置或电气装置置于通电状态的装置或层。

如本文所用的“能量采集器”是指能够从环境中提取能量并将其转换成电能的装置。

如本文所用的“功能化的”是指使层或装置能够执行包括例如通电、启动或控制的功能。

如本文所用的“镜片”是指位于眼睛内或眼睛上的任何眼科装置。这些装置可提供光学矫正或可为美容的。例如，术语镜片可指用于矫正或改进视力或提升眼部机体美观效果(例如虹膜颜色)而不会影响视力的接触镜片、眼内镜片、覆盖镜片、眼部插入物、光学插入物或其它类似的装置。优选的镜片为由有机硅弹性体或水凝胶制成的软性接触镜片，所述水凝胶包括但不限于有机硅水凝胶和含氟水凝胶(fluorohydrogel)。

如本文所用的“镜片形成表面”是指可用于模塑镜片的至少一部分的表面。在一些示例中，任何此类表面可具有光学质量表面光洁度，该光洁度表示其足够光滑，并且形成为使得通过与模塑表面接触的镜片形成材料的聚合而形成的镜片表面为光学上合格的。此外，镜片形成表面可具有赋予镜片表面期望的光学特性所必需的几何形状，包括但不限于球面、非球面和柱面焦度，波前像差校正，角膜形貌特征校正等，以及它们的任何组合。

如本文所用的“锂离子电池”是指其中锂离子移动穿过电池以产生电能的电化学电池。这种通常称之为电池的电化学电池可以其典型形式重新通电或重新充电。

如本文所用的“基片插入物”是指能够支撑眼科镜片内能量源的可成形的或刚性的基片。基片插入物还可支撑一个或多个部件。

如本文所用的“模具”是指可以用于利用未固化的制剂来形成镜片的刚性或半刚性物体。一些优选的模具包括形成前曲面模具部件和后曲面模具部件的两个模具部件。

如本文所用的“光学区”是指可由眼科镜片佩戴者透过其进行观看的眼科镜片区域。

如本文所用的“功率”是指每单位时间进行的工作或传递的能量。

如本文所用的“可再充电或可再通电”是指能够被恢复至具有较高工作容量的状态。本文所述的许多用途可涉及在某一恢复时间段内能够恢复成具有使电流以某一速率流动的能力。

如本文所用的“再通电或再充电”是指使能量恢复至具有较高工作容量的状态。本文所述的许多用途可涉及使装置在某一恢复时间段内恢复至使电流以某一速率流动的能力。

如本文所用的“堆叠的”是指将至少两个部件层邻近彼此放置，使得其中一层的一个表面的至少一部分接触第二层的第一表面。不论是用于粘附还是用于其它功能的膜均可驻留在通过所述膜彼此接触的两个层之间。

如本文所用并且有时称为“SIC装置”的“堆叠的集成部件装置”是指封装技术的产品，所述封装技术可将可包含电气和机电装置的基片薄层通过将每个层的至少一部分堆叠在彼此上而组装成可操作的集成器件。层可包括具有各种类型、材料、形状和尺寸的部件装置。此外，所述层可由各种装置制备技术制成，以配合和呈现可能期望的各种轮廓。

描述了用于眼睛的电流愈合的方法和设备。在以下部分中，提供了一种使用镜片来电流地愈合眼睛的方法。另外，如在参考申请中描述的以及本文进一步解释的，可被实施用于本发明的示例性实施例因此有所描述。例如，堆叠的集成部件装置可结合在镜片中用于通电，并且根据本发明的方面起作用。

方法

眼睛由角膜保护。角膜由透明的复层上皮层覆盖，其不仅可保护眼睛免于物理和化学试剂，而且将光折射到镜片和视网膜上用于视觉。为了适当地执行这些功能，角膜必须能够通过细胞增殖和修复由于角膜糜烂(即，创伤)造成的任何伤害来维持其完整性。另外，这些角膜糜烂可为巨大疼痛的来源，因为角膜是身体中最受感觉神经支配的组织。对上皮的伤害以及这些神经末梢的暴露与受检者的巨大疼痛相关联，并且可导致神经性炎症，直到上皮可充分愈合。在还涉及角膜糜烂的一些情况下，还可导致眼部感染。眼部感染与大部分视力丧失风险相关联。

所述角膜创伤或糜烂可由多种事件造成，例如由存在于患者的眼睛中或由眼科医生在患者眼睛的特定医学治疗所需的过程中诱发的医学病症。因此，可使用以下的方法来控制和增强或减少预先确定的眼部表面诸如例如角膜中的创伤愈合。

现在参见图1，可根据本发明的方面实施的示例性方法步骤在流程图中示出。在101处，检查眼睛。可由眼睛护理从业者检查眼睛。例如，在许多被执行的手术之一后，或当受检者由于不适或由于治疗因物体的物理冲击而造成角膜损伤等而去拜访从业者时。

在102处，眼睛从业者可能诊断一个或多个角膜糜烂。检查后，或在检查期间，或从之前进行的眼睛检查，可在103处采集到眼睛生理学数据。在104处，选择眼科装置以根据所采集的眼睛生理学进行装配。所选择的装置在一些应用中在需要时可能是能够被编程的，或者在一些应用中所述装置可选自一组标准的预先编程的镜片，所述镜片能够具有从业者鉴于诊断105而期望的功能能力。

在106处，从业者可选择结合或使用可结合在镜片中用于受控递送的活性药物。例如，这可包括抗生素或抗炎药，所述抗生素或抗炎药可结合在镜片的部件中，并且根据需要按照可预先确定的或接收信号时的任何频率递送。在107处，患者可随后佩戴用于治疗的眼科装置，持续预先确定的时间量和/或直到到期替换，如可由眼睛从业者确定的。

现在参见图2，示出了可使用的控制器200。控制器200包括处理器210，所述处理器210可包括联接到通信装置220的一个或多个处理器部件。控制器200可用于传输来自放置在眼科镜片中的能量源的能量。

控制器可包括联接到通信装置的一个或多个处理器，所述通信装置被配置成可经由通信通道来传送能量。通信装置可用于以电子方式控制以下各项中的一个或多个：电场和活性药物组分。

通信装置220还可用于例如与一个或多个控制器设备或制造设备部件通信。

处理器210还可与存储装置230通信。存储装置230可包括任何适当的信息存储装置、光学存储装置、和/或半导体存储器装置，诸如随机存取存储器(RAM)装置和只读存储器(ROM)装置。

存储装置230可存储用于控制处理器210的程序240。处理器210执行程序240的指令，从而根据本发明的方面进行操作。例如，处理器210可接收描述镜片放置、输送电流的效应、创伤产生的电流、创伤感染反馈等的信息。存储装置230还可将眼科相关数据存储在一个或多个数据库250、260中。数据库250，260可包括用于控制到达和来自镜片的能量的特定控制逻辑。

设备

已执行了近期实验来进一步研究由创伤导致的效应和测量由创伤产生的电流。已经对小的自然发生的检测到的直流(d.c.)电信号进行分析和测量，以了解具体创伤环境的关系和功能。然而，大部分的这些实验在受控环境中执行，并且没有一个已提出或发明可常规使用/遵循并且可以受控方式实现在具体环境中期望的功能的实践性设备或方法。相反，所述实验使用大型装置、必须谨慎使用的振动探针，以及对人有害的试剂。

在参考附图和以下部分中它们的相应描述中，发明人描述了本发明的设备，所述设备可能够以生物相容性方式起作用来促进一个或多个眼部表面诸如角膜中的上皮层的受控愈合。更具体地，镜片可被放置成与眼睛接触，以促进和控制其中存在的上皮细胞的复层层的愈合。

现在参见图3，描绘了示例性眼科镜片构造300的横截面。在示例性眼科接触镜片中，接触镜片可被设计成具有位于中间、被可设计用于诸如以下事件的结构围绕的视区302：镜片的调整、定位、或放置。由于本发明的发明实体做出的最新进展，已经可以将功能部件安全放置在所述围绕结构301即体积机会(volume opportunity)中。功能部件还可放置在针对治疗功能特定设计的接触镜片的适当区域中，并且这些镜片在设计上可不同于用于球形校正的普通接触镜片。

为了使用围绕光学区的体积，或限制可显著地对视区中的光学质量造成不良影响的功能部件的放置，可使用在通电情况下的SIC装置或光学件上晶粒(die on optic)或挠曲件上晶粒(die on flex)技术中的一个或其组合。所述封装的通电装置能够安全地提供受控电流和/或以受控方式分配活性药物。

现在参见图4，SIC装置的示例性三维表示以使用项410的类型的层基片插入物的完全形成的眼科镜片400示出。该表示示出了眼科镜片的局部切开部分，以了解在装置内存在的不同的层。项420示出了基片插入物的封装层的横截面中的主体材料。该项可如所描绘的围绕眼科镜片的整个周边。对本领域技术人员可清楚的是，实际的插入物可包括仍然能够处于典型眼科镜片的尺寸限制内的全环形环或其它形状。

项430、431和432示出可存在于形成为功能层堆叠的基片插入物中的许多层中的三个。单个层可包括下列中的一个或多个：具有有利于特定目的的结构、电特性或物理特性的有源和无源部件和部分。

层430可包括电源，诸如例如下列中的一个或多个：层430内的电池、电容器和接收器。在非限制性的示例性意义上，项431随后可包括层中的微电路，该微电路检测用于眼科镜片的致动信号。

功率调节层432可被包括，所述功率调节层432能够从外部来源接收功率、对电池层430充电，和/或当镜片未处于充电环境中时，能够控制来自层430的电池功率的使用。功率调节源也可控制至示例性有源镜片的信号，该有源镜片示出为基片插入物的中心环形切开部分中的项410。

具有嵌入式基片插入物的通电镜片可包括能量源，诸如作为能量的存储装置的电化学电池或电池，并且在一些示例中，构成能量源的材料被封装并且与其中放置眼科镜片的环境隔离。

基片插入物还可包括电路图案、部件和能量源。各种示例可包括围绕视区(镜片佩戴者将透过其进行观看)周边定位电路图案、部件和能量源的基片插入物，而其它示例可包括这样的电路图案、部件和能量源，它们足够小，不会对接触镜片佩戴者的视野产生不利影响，并且因此基片插入物可将它们定位在光学区的内部或外部。

一般来讲，基片插入物可经由自动操作嵌入眼科镜片内，所述自动操作将能量源放置在相对于用于制作镜片的模具部件的期望位置。

基片的功能化叠堆的一个或多个层可包括薄膜电力源。薄的电力源可基本上被视为基片上的电池。可利用已知沉积工艺以在薄层或薄膜中沉积材料在诸如硅的合适基片上形成薄膜电池(有时称为TFB)。用于这些薄膜层之一的沉积工艺可包括溅射沉积，并且可用于沉积各种材料。在沉积膜之后，可在沉积下一层之前处理所述膜。关于沉积膜的常见工艺可包括光刻或遮罩技术，所述光刻或遮罩技术然后允许执行蚀刻或其它材料移除技术，从而允许薄层在基片表面的两个维度中具有物理形状。

可用聚对二甲苯和钛或用环氧树脂和玻璃层来封装所述层。可用聚对二甲苯、钛、环氧树脂、玻璃或其它层来封装所述层。如对于其它层，可存在这些最终层的图案化和蚀刻。例如，它们可具有暴露特征结构，在所述暴露特征结构处，封装电池可被电接触。一些示例将在封装时包括壳体，以防止以下中的一种或多种的进入：氧气、水分、其它气体和液体。这些示例因此可包括在一个或多个层中的封装，所述一个或多个层可包括绝缘层和不可渗透层中的一个或多个，所述绝缘层作为非限制性例子可包括聚对二甲苯，并且所述不可渗透层可包括例如金属铝、钛和形成可为生物相容性的不可渗透膜层的类似材料。不可渗透材料可包括玻璃、氧化铝、硅或另一种材料的精密形成的/切割的覆盖层。

一些基片可由提供电绝缘的材料形成，并且作为另外一种选择，一些基片可为导电的或半导电的。尽管如此，基片材料的这些替代方面可符合可形成薄部件的最终薄膜电池，所述薄部件可集成到堆叠的集成部件装置中，并且至少部分地提供装置的通电功能。

在包括薄膜电池，其中薄膜电池为堆叠的集成器件的薄部件的示例中，电池可通过以钝化膜中的开口接近而连接到其它薄部件。所述连接可至封装件外侧，并且可以无线方式进行。所述连接可通过例如包括射频连接、电容电通信、磁耦合、光学耦合、或限定无线通信的方式的许方法中的另外方法的方式来进行。

部分420或体积机会中的任何部分可已存储在其中，并且从其递送活性药物。在期望活性药物的情况下，眼科装置可在主体内包括贮存器，并且该贮存器可包括含活性剂药物的材料。所述材料可为与待通过塞递送的活性药物或试剂相容的任何材料，并且能够以许多方式释放活性药物。例如，通过所述材料的溶解或降解，或活性剂从所述材料的扩散。任何数目的材料，包括但不限于聚合物材料，所述聚合物材料包括但不限于天然存在的和合成的聚合物材料；非聚合物材料，包括无机材料，所述无机材料包括但不限于多孔陶瓷、脂质、蜡，以及不含它们和它们的组合。

优选地，含活性剂的材料为聚合物材料，其中至少一种活性剂置于材料上、分散于整个材料中、或以其它方式包含在材料中。该主体优选地对活性剂为不可渗透的，并且贮存器具有至少一个开口，可通过所述开口释放活性剂。

取决于所选的含活性剂的材料，活性剂可几乎立即从材料中释放，或活性剂可以持续方式在期望的时间段内释放。例如，可使用由一种或多种至少部分溶于水中的聚合物组成的聚合物材料。当此类聚合物材料暴露于泪液的含水环境时，它将在溶解时优选地溶解和释放活性剂。

作为另外一种选择，可使用结合的微流体泵来分配活性剂，该微流体泵能够通过通电通道分配活性剂并且将活性剂分配到眼科环境上。例如，微流体泵可包括通道，所述通道可通电以改变溶液的接触角，从而导致活性剂被分配。

活性药物或活性剂的例子可包括例如抗感染剂，其包括但不限于妥布霉素、莫西沙星、氧氟沙星、加替沙星、环丙沙星、庆大霉素、磺胺异恶唑二乙醇胺、磺胺醋酰钠、丙烷脒霉素、磺胺嘧啶和乙胺嘧啶。

另外或作为另外一种选择，眼科装置可递送抗病毒剂，包括但不限于，福米韦生钠、膦甲酸钠、三氟尿苷、盐酸丁卡因、纳他霉素和酮康唑。此外，还可包括止痛药，所述止痛药可包括，例如且不限于对乙酰氨基酚和可待因、布洛芬以及曲马多。最后，一些示例还可递送还可包含，例如且不限于维生素、抗氧化剂和营养保健品包括维生素A、D和E、叶黄素、牛磺酸、谷胱甘肽、玉米黄质、脂肪酸等的活性药物或活性剂。

现在参见图5，描绘了另一个示例性通电眼科镜片构造。在501处，微控制器可定位于相对于眼科装置的光学部分505在眼科装置的非光学部分中设计的凹坑中。所述微控制器501可与电池结合，所述电池包括与阳极503结合的阴极504的区域，以提供嵌入通电。

另外在502处，可包括一种泵送机构或能够如先前所讨论溶解的基片的贮存器可包括在装置500的该部分中。在506处，可使用一个层来封装所述部件，因为可能期望避免与眼科环境直接接触。

现在参见图6，描绘了示例性部件的示意图。可使用本领域中已知的使眼科装置通电的方法，或由相同发明实体在其它申请中公开的新型方法中的任何一个或组合来将所述部件嵌入装置中。例如，使用用以在光学器件中使用SIC装置的方法。

在600处，眼睛接触或邻近眼科界面605。眼科界面605可包括例如暴露的接触镜片。所述眼科界面605可包括控制器610、电流发生器615、一个或多个传感器650和药物分配端口645或与它们结合。控制器610可为例如如在图2中所述的那个，并且还可包括另外的微控制器、定时器、信号调节装置、状态机装置和/或事件触发装置。电流发生器615可能够产生电压模式或电流模式，例如DC或AC以及不同的波形和频率。传感器650可包括用于感测和/或监测创伤，或用于提供与装置的通信的传感器，例如图片传感器或天线。

在期望活性剂或活性药物的情况下，药物分配端口645可与药物分配贮存器670结合，并且包括泵送装置或起到在需要时溶解并分配活性组分作用的聚合物655，例如在进入眼科环境或接收信号650时。

另外，控制器610可与分配端口645、一个或多个传感器650、和/或功率管理装置620结合。功率管理装置可包括例如，整流器、滤波器、稳压器和电池充电器，并且可与储能装置625、外部功率源630或内部能量供应器640通信。外部能量供应630可包括例如太阳能电池、线圈(感应)、天线(射频)、热电、压电、“能量采集”等。外部功率源通信635可为LED、感应、EF等。可发生与可邻近眼科装置例如，眼镜或眼罩定位的装置的通信。

能量存储625在其它示例中可为必要的。能量存储装置可包括例如电池(碱性、锂离子、锂、锌-空气等)、电容器、或使用例如SIC装置技术嵌入镜片中的超级电容器。

现在参见图7，描绘了用于监测和改善创伤714的愈合的示例性电气系统700。电池702或其它合适的功率源，如先前所描述的，可向电子发生器电路704提供能量。该发生器可产生使用本领域中已知的若干技术中的一种或多种改善创伤714的愈合所需的期望电压和电流。该电路可从电池电压向下调节，例如由4V电池跨创伤输送0.25V。这可通过使用普通的线性稳压器来完成。还可以通过包括例如使用电荷泵来由1.5V电池产生5V电势来产生高于从电池可获得的电压。电子电路704可连接至切换网络706。可通过例如H桥中的MOSFET开关来实现这种切换网络。切换网络706可连接至触点710和712。这些触点可向创伤提供电连接，从而允许电流从创伤714流动至切换网络706。切换网络706还可连接至传感器电路708。此类传感器可检测由愈合过程在创伤两端感应的电压。传感器还可测量创伤的参数，诸如电压、电流和电阻。

现在参见图8，描绘了用于监测和改善创伤814的愈合的电气系统800的电路示意图。如先前所描述的，创伤814具有可由电压源824表示的相关联的电场。创伤还可具有与周围组织的电阻不同的可测量的电阻826。触点810和812可靠近创伤适当定位，如先前所讨论的。另外如先前所讨论的，这些触点可具有适当的生物相容性的导电材料或由生物相容性的导电材料进行封装。触点810和812可连接至示出为H桥的切换网络828，其为电子器件领域中已知的常见电路，可允许所施加或所测量的电压和电流的连接、断开和极性转换。控制器806可控制连同开关820和822的切换网络828。可用MOSFET装置实施所述开关，如工业中常见的。控制器可实施为例如微控制器。开关820可将发生器块802连接至切换网络828。该发生器块802可包含对产生创伤愈合所需的电压、电流、波形和频率必要的电路。开关822可将传感器块804连接至切换网络828。传感器块804可测量电压824、电阻826或创伤814的其它参数。例如，创伤两端的可测量的场824可随着创伤愈合或感染而变化，使得传感器804可检测此类状态和那些状态的变化。

在一个系统状态中，开关822可为闭合的而开关820可为断开的，并且切换网络828中的期望开关可启用或禁用，以便通过触点810和812将传感器804连接至创伤814，而不连接发生器802。

传感器804可被设计成用电子器件工业中常见的技术例如差分或仪表放大器来测量电压。传感器804还可被配置为电容传感器、电阻传感器、或其它电传感器。在另一个系统状态中，开关820可为闭合的，而开关822可保持为断开的。被编程至用于创伤愈合的期望参数的发生器802可通过切换网络828以及触点810和812连接至创伤814。

发生器802可作为受控电压源，受控电流源、或AC发生器操作，以促进愈合。如先前所讨论的，在创伤1514两端可能期望在0.25-0.5V范围内的电压以促进愈合，但发生器802可被设计用于各种电压、电流和频率范围。802和828的状态可在愈合期间变化，例如以使电流反向，来改变细胞生长的方向，或在定向愈合和非定向愈合之间跳动。另选地，或此外，发生器802可包含电路，所述电路检测创伤814两端的电压或通过该创伤814的电流，同时向该创伤施加对应值的电流或电压。可在愈合期间监测这些参数，并且因此修改受控电压或电流。这可替换或补充传感器804。部件802、804和806由合适的能量源供能，所述合适的能量源(未示出)诸如电池或感应电能传输。

已表明宽泛范围的施加和感应电场促进创伤愈合，例如取决于组织和指定治疗每毫米10毫伏至5伏。同样，在损伤组织两端已测量到一定范围的电场和电流。诸如802的发生器和诸如804的传感器应具有足够的能力(电压、电流)范围和可编程性，以供应和测量治疗参数和诊断参数。另选地，电路可针对特定的治疗和诊断需要而高度定制。

如在背景技术和参考文献中所描述的，通过使传感器在健康和创伤组织上方经过来检测创伤。与在健康组织附近相比，在使探针经过创伤上方时，电流密度的测量例如显示出明显偏差。治疗系统可被设计和制造成具有特定的几何形状，所述几何形状与常见创伤，例如在眼睛外科手术中使用的在某些优选位置上的切口是相容的。可制造多个治疗系统，以涵盖一定范围的创伤几何形状。3D印刷或其它即时、现场制造技术可允许从业者测量创伤几何形状以及制造定制的治疗装置。治疗系统可包含放置在组织周围的若干电触点。传感器可检测创伤几何形状并且仅通过期望的触点传送治疗电流。

现在参见图9，描绘了用于检测和改善整个创伤位置范围上的创伤的愈合的示例性治疗系统900。组织902包含创伤904。触点906、908、910、912、914和916可通过如先前所讨论的生物相容性装置提供电接触。切换网络918可允许发生器和/或传感器电路920连接至某些传感器，例如相邻对。系统可首先测量触点906和908之间的电势差异。系统可随后测量908和910、910和912、912和914以及914和916。如先前所解释的，可定位在创伤两端的触点910和912之间与触点906和908或914和916之间可存在可测量的差异。所述系统也可检测这种差异，并且施加仅跨触点910和912的治疗电流。例如，触点906和908之间可存在可能在另一个个体上的另一个创伤。所述系统可检测到该创伤并且将治疗场施加至触点906和908。这种概念可以多维网格或其它的触点布置方式延伸，以提供创伤长度、宽度、形状和位置的范围。

本文所述的传感器(例如，传感器804)可包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器用于测量电阻率、电导率、阻抗、相对于周围健康组织的颜色(例如与刺激相关的红色)、pH、细胞因子、和炎性标记物。测量可为整个创伤的“全局”测量(细胞因子)，或可在跨创伤的若干点处执行(电阻率)。

本文所述的发生器(例如，发生器820)可为稳压或稳流直流电源。发生器还可为例如脉冲发生器、交流电源或任意波形发生器。可使用发生器，例如以产生在1和100mV/mm之间的整数值范围内的电场，和/或在从1至10μA/mm的整数值范围内的磁场(H场)，更具体地，可使用约5、10、15、20、25、30、35、40、45、或50mV/mm的电场，以及1、2、3、4、5、6、7、8、9、10μA/mm的磁场。具体示例包括产生25mV/mm的电场和/或2.2μA/mm的磁场。来自发生器的示例性输出为在约10至100V下的约65至100MHz，包括其之间的整数值，其中电流限于约0.1和1.0mA之间(例如，0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9和1.0mA)。波形可施加至少约一小时的时间。

由发生器输出的另外的示例性信号包括非对称和双向的短脉冲，正弦AC信号、脉冲电流和极短持续时间的高电压的脉冲电压中的一种或多种。来自发生器的典型输出值可包括在1至125Hz下的约100至150V，包括其之间的整数值(例如，100、105、110、115、120、125、130、135、140和145V)，5至200μs(例如，5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195和200μs)的脉冲宽度和小于约1.0-2.0mA(1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或2.0mA)的电流。另外的示例性输出波形包括双峰单相波形(即，反向锯齿)，其具有100微秒的电流脉冲持续时间、以80脉冲/秒的速率输送并且电压范围在约25和约80V之间(例如，25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80V)并且包括在其之间的整数值。另外的示例性输出波形包括具有约0.1ms持续时间、在约100Hz频率、约100V下的脉冲。

本发明大体涉及一种眼科装置，所述眼科装置能够输送电流以帮助眼部创伤或糜烂的愈合。眼科装置可具有嵌入式能量源或通过天线获得能量。眼科装置还可包括包含在贮存器中的活性药物，所述贮存器能够在存在病症或接收信号时分配药物，并且其中眼部表面对药物的接受可由所述电场或另外的发射电场来增强。

本发明的各个方面和实例在以下编号条款的不完全列表中陈述：

条款1：一种用于眼部糜烂的受控愈合的设备，所述设备包括；

包括可通电控制器的光学表面，通过使用与能够传输电场的能量发射触点电连接的电流发生器，所述可通电控制器能够被编程以将能量从能量源传输至眼部表面上/中；并且

其中控制器、电流发生器和能量发射触点为生物相容性的，或由导电的生物相容性层封装，以允许所述设备定位在眼部表面中。

条款2：根据条款1所述的设备，其中光学表面具有约0之外的光焦度。

条款3：根据条款1所述的设备，其中能量存储在被嵌入该设备中的电池中。

条款4：根据条款3所述的设备，其中电池使用堆叠的集成部件装置封装技术被嵌入。

条款5：根据条款1所述的设备，其中通过与所述眼科装置结合的射频天线来无线地获得功率源的能量。

条款6：根据条款5所述的设备，其中射频天线与邻近眼科装置的装置结合。

条款7：根据条款6所述的设备，其中功率源装置包含在一副眼镜内。

条款8：根据条款6所述的设备，其中功率源装置包含在眼罩内。

条款9：根据条款1所述的设备，所述设备还包括能够包含待以预先确定的方式递送的活性药物的贮存器。

条款10：根据条款1所述的设备，所述设备还包括能够测量由眼部糜烂产生的自然发射电场的变化的一个或多个传感器。

条款11：根据条款10所述的设备，所述设备还能够在传感器检测到电场阈值的变化从而发出感染的信号时递送活性药物。

条款12：根据条款9所述的设备，其中贮存器含有包含止痛药的活性药物。

条款13：根据条款9所述的设备，其中贮存器含有包含抗病毒剂的活性药物。

条款14：根据条款9所述的设备，其中贮存器含有包含抗感染剂的活性药物。

Claims (28)

1.一种眼科装置，用于在眼睛的眼部表面中的诊断的糜烂的愈合期间来佩戴，所述眼科装置能够输送受控电流，

其中所述电流被编程为由所述眼科装置发射以帮助所述糜烂的自然发射电流影响上皮细胞到所述糜烂的迁移，其中所述眼科装置包括能够传输电场的多个能量发射触点，所述眼科装置配置成基于检测到在一对触点之间存在的糜烂而经由所述多个触点中的所述一对触点递送所述电流。

2.根据权利要求1所述的眼科装置，配置成：

在所述眼科装置与所述眼部表面接触时递送活性剂，并且其中通过使用所述电流来增强所述活性剂的递送。

3.根据权利要求1所述的眼科装置，配置成：

监测由所述诊断的糜烂产生的自然发射电流。

4.根据权利要求3所述的眼科装置，配置成：

检测所述自然发射电流从预定阈值的变化，从而发出所述眼部表面的感染或刺激增加的信号。

5.根据权利要求4所述的眼科装置，配置成：

在接收到所述眼部表面的感染或刺激增加的信号时递送活性剂。

6.根据权利要求5所述的眼科装置，配置成：

以预先确定的剂量和频率递送所述活性剂以有效地治疗发出信号的病症。

7.根据权利要求6所述的眼科装置，配置成：

输送另外的电荷以帮助所述眼部表面对所述活性剂的接收。

8.根据权利要求1所述的眼科装置，配置成：

在一个方向上输送由所述眼科装置发射的电流。

9.根据权利要求1所述的眼科装置，配置成：

以转换极性的直流电输送由所述眼科装置发射的电流。

10.根据权利要求1所述的眼科装置，配置成：

以交流电输送由所述眼科装置发射的电流。

11.根据权利要求1所述的眼科装置，配置成：

以预先确定的波形输送由所述眼科装置发射的电流。

12.根据权利要求1所述的眼科装置，配置成：

以预先确定的频率输送由所述眼科装置发射的电流。

13.一种用于眼部糜烂的受控愈合的接触镜片，所述接触镜片包括；

可通电控制器，通过使用与能够传输电场的多个能量发射触点电连接的发生器，所述可通电控制器能够被编程以将能量从能量源传输到眼部表面上；并且

其中所述控制器、发生器和能量发射触点为生物相容性的，或由导电的生物相容性层封装，以允许所述接触镜片定位在所述眼部表面中，

所述接触镜片配置成基于检测到在一对触点之间存在的眼部糜烂而经由所述多个触点中的所述一对触点递送电流。

14.根据权利要求13所述的接触镜片，其中所述发生器包括电流发生器。

15.根据权利要求13所述的接触镜片，其中所述发生器包括受控电压源、受控电流源和AC发生器之一。

16.根据权利要求13所述的接触镜片，其中所述接触镜片具有约0之外的光焦度。

17.根据权利要求13所述的接触镜片，其中所述能量存储在被嵌入所述接触镜片中的电池中。

18.根据权利要求17所述的接触镜片，其中所述电池使用堆叠的集成部件装置封装技术被嵌入。

19.根据权利要求13所述的接触镜片，其中通过与所述接触镜片结合的射频天线来无线地获得所述能量源的能量。

20.根据权利要求19所述的接触镜片，其中所述能量源包含在邻近所述接触镜片的装置中。

21.根据权利要求20所述的接触镜片，其中所述能量源包含在一副眼镜内。

22.根据权利要求20所述的接触镜片，其中所述能量源包含在眼罩内。

23.根据权利要求13所述的接触镜片，还包括能够包含以预先确定的方式递送的活性药物的贮存器。

24.根据权利要求13所述的接触镜片，还包括能够测量由所述眼部糜烂产生的自然发射电场的变化的一个或多个传感器。

25.根据权利要求24所述的接触镜片，还能够在所述传感器检测到电场阈值的变化从而发出感染的信号时递送活性药物。

26.根据权利要求23所述的接触镜片，其中所述贮存器含有包含止痛药的活性药物。

27.根据权利要求23所述的接触镜片，其中所述贮存器含有包含抗病毒剂的活性药物。

28.根据权利要求23所述的接触镜片，其中所述贮存器含有包含抗感染剂的活性药物。