CN109069265B - 人工角膜装置、系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及人工角膜装置和制造人工角膜装置的方法。人工角膜装置包括圆形后板，其包括从后板的面延伸穿过后板到后板的后表面的中心孔。所述圆形后板具有圆顶形状并且包括从后板的中心部分径向向外延伸的多个间隔开的细长狭缝。所述多个间隔开的细长狭缝围绕中心孔并从后板的面延伸穿过后板到后板的后部。

Description

人工角膜装置、系统及方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年4月8日提交的题为“人工角膜装置、系统及方法”的美国临时专利申请第62/320178号的优先权，该申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本申请总体涉及人工角膜系统领域。
背景技术
覆盖虹膜和瞳孔的眼睛的前透明部分是角膜。角膜受损或患病会损害视力并导致失明。角膜受损或患病的患者可能需要对其角膜进行角膜移植术或手术。在一些情况下，角膜手术可包括通过角膜移植替换全部或部分角膜。角膜替换可包括植入人造角膜(artificial cornea)或人工角膜(keratoprosthesis)。人工角膜可以通过精密加工制造，例如通过在车床上形成。人工角膜可以包括在人工角膜的后板部分中形成的孔，以允许营养流体通过后板到达人工角膜的移植部分，即角膜移植物。虽然这些孔有利地允许流体置换，但它们传达的外观与眼睛不同并且强调植入物的存在。
发明内容
发明人已经意识到本文公开的各种实施例提供了人工角膜装置、系统及方法。
各种实施例提供了一种人工角膜装置。人工角膜装置包括圆形后板，其包括从后板的面延伸穿过后板到后板的后表面的中心孔。所述圆形后板具有圆顶形状并且包括从后板的中心部分径向向外延伸的多个间隔开的细长狭缝。所述多个间隔开的细长狭缝围绕中心孔并从后板的面延伸穿过后板到后板的后部。
在一些实施例中，所述多个细长狭缝中的狭缝沿着从后板的中心部分到圆形后板的外周边缘的相应纵向轴线变宽。
在一些实施例中，所述圆形后板由钛构成。
在一些实施例中，所述后表面具有比所述面更大的粗糙度。
在一些实施例中，所述面是抛光的。
各种实施例提供了一种制造人工角膜装置的方法。该方法包括形成穿过圆形后板片的中心孔，以从后板片的面延伸穿过圆形后板片到后板片的后表面。该方法包括形成沿径向向外方向伸长的多个间隔开的细长狭缝。所述多个间隔开的细长狭缝形成为从后板的面延伸穿过圆形后板到后板的后部，所述多个间隔开的细长狭缝通过圆形后板片形成，使得多个间隔开的细长狭缝环绕中心孔。该方法包括将后板片弯曲成圆顶形状。
在一些实施例中，形成所述中心孔和多个间隔开的细长狭缝包括电化学蚀刻所述中心孔和多个间隔开的细长狭缝。
在一些实施例中，形成所述中心孔和多个间隔开的细长狭缝包括激光切割所述中心孔和多个间隔开的细长狭缝。
在一些实施例中，形成所述中心孔和多个间隔开的细长狭缝包括在所述后板片基本上没有温度升高的情况下形成所述中心孔和多个间隔开的细长狭缝。
在一些实施例中，通过模具进行弯曲。
在一些实施例中，该方法包括喷砂处理所述后板的后表面以增加表面粗糙度。
在一些实施例中，该方法包括通过电化学阳极氧化使所述后板片的面着色。
在一些实施例中，该方法包括从钛片切割所述圆形后板片。
各种实施例提供了一种人工角膜装置，包括领扣式前板，其包括从盖部分延伸的杆。所述装置还包括圆形后板，其包括从后板的面延伸穿过后板到后板的后表面的中心孔。所述杆延伸穿过所述中心孔。所述圆形后板具有圆顶形状并且包括从后板的中心部分径向向外延伸的多个间隔开的细长狭缝。所述多个间隔开的细长狭缝围绕中心孔并从后板的面延伸穿过后板到后板的后部。
在一些实施例中，所述人工角膜装置包括角膜移植物，其联接到所述领扣式前板的盖部分与所述后板之间的所述杆。
应当理解，以下更详细讨论的前述概念和附加概念的所有组合(假设这些概念不相互矛盾)被认为是本文公开的发明主题的一部分。特别地，出现在本公开结尾处的所要求保护的主题的所有组合被认为是本文公开的发明主题的一部分。还应当理解，本文明确采用的术语也可以出现在通过引用并入的任何公开内容中，这些术语应当赋予与本文公开的特定概念最一致的含义。
附图说明
本领域技术人员将理解，附图主要是出于说明性目的，并且不旨在限制本文描述的发明主题的范围。附图不一定按比例绘制；在一些情况下，可以在附图中夸大或放大地示出本文公开的发明主题的各个方面，以便于理解不同的特征。在附图中，相同的附图标记通常表示相同的特征(例如功能相似和/或结构相似的元件)。
图1A是人工角膜100的分解图。
图1B是图1的人工角膜的后板部分的顶视图。
图2A和2B是图1A和1B的人工角膜的后板部分在弯曲成曲线之前的视图。
图3是图1A和图1B的人工角膜的后板部分的侧剖视图。
图4是制造图2的人工角膜的后板部分的方法的流程图。
通过下面结合附图给出的详细描述，本文公开的发明构思的特征和优点将变得更加明显。
具体实施方式
以下是与人工角膜有关的发明系统、方法和部件的各种概念以及示例性实施例的更详细描述。
图1A是人工角膜100的分解图。人工角膜100包括前板120和后板101，前板120具有构造成接收和保持角膜移植物110的杆121。前板120是包括盖部124的领扣式前板。杆121包括凹部123，其构造成接收后板101和杆121上的角膜移植物。角膜移植物构造成定位在前板120和后板101之间。杆121还包括圆柱形部分122，其具有对应于后板101中的中心孔102的横截面。中心孔102的形状对应于部分123的形状。在一些实施方式中，后板101和/或前板110可以由钛构成。
图1B是图1的人工角膜的后板部分的顶视图。如图1B所示，后板101包括多个间隔开的细长狭缝103。细长狭缝103从后板101的中心部分径向向外延伸并围绕中心孔102。细长狭缝103至圆形后板101的外圆周边缘104沿着它们各自的纵向轴线从后板的中心部分变宽。细长狭缝103有助于在形成期间均匀地分布后板101所经受的应力，特别是在本文进一步讨论的弯曲阶段期间。细长狭缝103具有与虹膜外观紧密对应的外观。细长狭缝还提供了增加的空间用于房水渗透到角膜移植物110。
图2A和2B是图1A和1B的人工角膜的后板部分在弯曲成曲线之前的视图，图3是图1A和图1B的人工角膜的后板部分的侧剖视图。如下面进一步详细讨论，后板101在弯曲成具有特定曲率之前具有扁平的几何形状。如图1A和图3所示，后板101在经过弯曲处理之后是圆顶形的并且包括面105和后表面106。后板101包括第一边缘107和第二边缘108，它们允许当后板101被推到杆121的凹部123上时后板101弯曲，但在未被推动时返回到未弯曲状态，以便保持与杆121的凹部123紧密接合。在某些实施方式中，第一边缘107被倒角。在某些实施方式中，第二边缘108是直角边缘。在某些实施方式中，第二边缘108具有比第一边缘107小的直径。如附录中进一步详细讨论，可以修改后板101的后表面106以使后表面106变粗糙。如附录中所讨论，后表面106可以通过喷砂处理来粗糙化。粗糙的后表面106构造成抑制后表面106上的沉积和细胞增殖，同时仍然允许和/或促进后板101的接合角膜移植物的面104上的细胞功能。因此，在一些实施方式中，后表面106可以具有比面104更粗糙的表面。在一些实施方式中，面104可以包括抛光表面。后板101可包括3-12mm范围内的线性直径。后板101可具有4-10mm的曲率半径。
图4是制造图2的人工角膜的后板部分101的方法400的流程图。根据一些实施例，人工角膜的后板部分101可以由平面薄钛片形成。在401处，从平面薄钛片上移除圆形部分。可以通过切割去除圆形部分。在402处，中心孔102和细长狭缝103形成在圆形部分中。在一些实施例中，中心孔102和细长狭缝103通过电化学蚀刻工艺或光化学蚀刻形成。虽然通常采用电化学或光化学蚀刻来形成槽，但是在一些实施方式中，可以采用其他切割工艺，例如激光切割和/或其他切割工艺，其在薄片中基本上不产生温度增加。在403处，具有中心孔102和形成在其中的细长狭缝103的平面片弯曲成具有特定的曲率，从而将平面薄片形成为圆顶形部件。可以通过将片压到或压入的模具来实现弯曲。在404处，根据一些实施方式并且如附录A中进一步详细讨论，后板101的后表面被粗糙化。在405处，根据一些实施方式，后板101被着色，例如通过电化学阳极氧化。根据一些实施方式，后板101可以着色以匹配患者虹膜的颜色。在406处，后板101与前板(例如前板120)和角膜移植物(例如角膜移植物110)中的一个或多个组装。
本说明书中描述的过程和逻辑流程可以由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程处理器执行，以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行动作。过程和逻辑流程也可以由专用逻辑电路执行，并且装置也可以实现为专用逻辑电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。
虽然本说明书包含许多具体实现细节，但这些不应被解释为对任何发明或可要求保护的范围的限制，而是作为特定于特定发明的特定实施方式的特征的描述。在单独实施方式的上下文中在本说明书中描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合实现。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实施方式中实现。此外，尽管上面的特征可以描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此声明，但是在某些情况下可以从组合中切除来自所要求保护的组合的一个或多个特征，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变化。
出于本公开的目的，术语“联接”意指两个构件直接或间接地彼此连接。这种连接本质上可以是固定的或可移动的。这种连接可以通过两个构件或彼此一体地形成为单个整体的两个构件和任何另外的中间构件来实现，或者通过两个构件或彼此附接的两个构件和任何另外的中间构件来实现。这种连接本质上可以是永久性的，或者本质上可以是可移除的或可释放的。
应当注意，根据其他示例性实施方式，各种元件的取向可以不同，并且这些变型旨在被本公开所涵盖。应认识到，所公开的实施方式的特征可以并入到其他公开的实施方式中。
虽然本文已经描述和说明了各种发明实施方式，但是本领域普通技术人员将容易想到用于执行功能和/或获得结果和/或本文描述的一个或多个优点的各种其他装置和/或结构，并且这些变化和/或修改中的每一个被认为是在本文描述的发明实施方式的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易理解，本文描述的所有参数、尺寸、材料和配置旨在是示例性的，并且实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于使用本发明教导的一个或多个具体应用。本领域技术人员将认识到或者能够使用不超过常规的实验来确定本文所述的具体发明实施方式的许多等同物。因此，应该理解，前述实施方式仅作为示例呈现，并且在所附权利要求及其等同物的范围内，本发明的实施方式可以不同于具体描述和要求保护的方式实施。本公开的发明实施方式涉及本文描述的每个单独的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。此外，如果这些特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不相互矛盾，则两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任何组合包括在本公开的发明范围内。
此外，本文描述的技术可以体现为方法，其中已经提供了至少一个示例。作为方法的一部分执行的动作可以以任何合适的方式排序。因此，可以构造其中以不同于所示顺序的顺序执行动作的实施方式，其可以包括同时执行一些动作，即使在说明性实施方式中示出为顺序动作。
除非说明该效果，否则不应将权利要求理解为限于所描述的顺序或元件。应当理解，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员可以在形式和细节上进行各种改变。要求保护落入所附权利要求及其等同物的精神和范围内的所有实施方式。

Claims (16)

1.一种人工角膜装置，包括：
圆形后板，其包括从后板的面延伸穿过后板到后板的后表面的中心孔，其中，所述圆形后板具有圆顶形状并且包括从后板的中心部分径向向外延伸的多个间隔开的细长狭缝，所述多个间隔开的细长狭缝围绕中心孔并从后板的面延伸穿过后板到后板的后部，
其中，所述多个细长狭缝从后板的中心部分到圆形后板的外周边缘沿着相应纵向轴线变宽，并且
其中每个细长狭缝在狭缝的每个端部包括圆形的一部分，并且其中与外圆周边缘相邻的圆形的一部分的曲率半径大于与中心孔相邻的圆形的一部分的曲率半径。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述圆形后板由钛构成。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述后表面具有比所述后板的面更大的粗糙度。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述后板的面是抛光的。
5.一种制造人工角膜装置的方法，包括：
形成穿过圆形后板片的中心孔，以从后板片的面延伸穿过圆形后板片到后板片的后表面；
形成沿径向向外方向伸长的多个间隔开的细长狭缝，所述多个间隔开的细长狭缝形成为从后板的面延伸穿过圆形后板到后板的后部，所述多个间隔开的细长狭缝通过圆形后板片形成，使得多个间隔开的细长狭缝环绕中心孔，其中，所述多个细长狭缝形成为从后板的中心部分到圆形后板的外周边缘沿着相应纵向轴线变宽，并且每个细长狭缝形成为在狭缝的每个端部包括圆形的一部分，并且其中与外圆周边缘相邻的圆形的一部分的曲率半径大于与中心孔相邻的圆形的一部分的曲率半径；以及
将后板片弯曲成圆顶形状。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，形成所述中心孔和多个间隔开的细长狭缝包括电化学蚀刻所述中心孔和多个间隔开的细长狭缝。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，形成所述中心孔和多个间隔开的细长狭缝包括激光切割所述中心孔和多个间隔开的细长狭缝。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，形成所述中心孔和多个间隔开的细长狭缝包括在所述后板片基本上没有温度升高的情况下形成所述中心孔和多个间隔开的细长狭缝。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，通过模具进行弯曲。
10.根据权利要求5所述的方法，还包括喷砂处理所述后板的后表面以增加表面粗糙度。
11.根据权利要求5所述的方法，还包括通过电化学阳极氧化使所述后板片的面着色。
12.根据权利要求5所述的方法，还包括从钛片切割所述圆形后板片。
13. 一种人工角膜装置，包括：
领扣式前板，其包括从盖部分延伸的杆；和
圆形后板，其包括从后板的面延伸穿过后板到后板的后表面的中心孔，其中，所述杆延伸穿过所述中心孔，其中，所述圆形后板具有圆顶形状并且包括从后板的中心部分径向向外延伸的多个间隔开的细长狭缝，所述多个间隔开的细长狭缝围绕中心孔并从后板的面延伸穿过后板到后板的后部，
其中，所述多个细长狭缝从后板的中心部分到圆形后板的外周边缘沿着相应纵向轴线变宽，并且
其中，每个细长狭缝形成为在狭缝的每个端部包括圆形的一部分，并且其中与外圆周边缘相邻的圆形的一部分的曲率半径大于与中心孔相邻的圆形的一部分的曲率半径。
14.根据权利要求13所述的人工角膜装置，还包括角膜移植物，其联接到所述领扣式前板的盖部分与所述后板之间的所述杆。
15.根据权利要求1所述的人工角膜装置，其中，所述后板的面被着色以匹配患者虹膜的颜色。
16.根据权利要求14所述的人工角膜装置，其中，所述后板的面被着色以匹配患者虹膜的颜色。
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