CN118453198A - 人工角膜 - Google Patents

Abstract

提出了适于手术植入的人工角膜。人工角膜的实施例包括光学元件，该光学元件包括具有前侧和后侧的本体；围绕本体延伸的环形凸缘；前侧包括前光学表面，而本体的后侧包括后光学表面；以及联接至光学元件的组织整合裙部，所述组织整合裙部构造为促进组织向内生长，组织整合裙部联接到光学元件，使得限定在光学元件的前侧与后侧之间的环形凸缘的外围的至少一部分被组织整合裙部覆盖。还描述了用于植入本公开的人工角膜的方法，方法包括：提供人工角膜；从患者的角膜移除角膜组织的部段以形成现有的组织化的组织床，人工角膜可固附于其；植入人工角膜使得人工角膜的前侧悬挂在眼内部上方；以及将植入的人工角膜机械固附到组织床的现有的角膜组织。

Description

人工角膜

本申请是申请日为2019年6月14日的PCT国际申请(PCT/US2019/037296)、中国国家申请号为201980054451.4、发明名称为“人工角膜”的分案申请。

技术领域

本公开总体上涉及人工角膜。本公开的人工角膜适于作为角膜替代物进行植入。

背景技术

角膜通常将光折射并聚焦到视网膜上，并作为用于眼睛的眼内成分的保护屏障。角膜易受许多疾病、遗传病症和创伤的影响，这些疾病、遗传病症和创伤可能导致本来应该对于视网膜光学透明的窗的不透明。

虽然存在用取自供体眼的活组织角膜替换受损或患病的角膜的外科手术，但供体角膜可能无法获得，受损眼的潜在状况可能是供体角膜可能衰竭或受排斥，和/或患者的生理可能使得供体角膜可能衰竭或受排斥。

在供体角膜植入不可行的情况下，人工角膜植入是潜在的替代治疗。角膜假体或人造角膜是可以植入在患者眼中以置换部分或全部的受损或患病角膜的人工角膜。人造角膜面临的主要挑战是生物整合并发症和装置从眼睛中挤出。其它并发症包括感染、假体膜形成、炎症、青光眼、机械耐久性缺乏和光学污垢(污染)。

已经尝试了许多方法来解决装置排斥的问题。一种方法涉及具有芯部和裙型构造的人造角膜设计。芯部和裙型装置通常具有无孔光学芯部和裙状部，无孔光学芯部用于视觉恢复，裙部用于与裙状部周围的眼组织生物整合。

然而，迄今为止，传统的芯部和裙型构造没有表现出最佳的装置锚定和长期的光学开放性。因此，期望一种能够表现出长期光学开放性的改善的人造角膜。

发明内容

根据一示例(示例“1”)，一种人工角膜包括：光学元件，其包括具有前侧和后侧的本体、围绕本体延伸的环形凸缘，前侧包括前光学表面，而本体的后侧包括后光学表面；以及联接到光学元件的组织整合裙部，组织整合裙部构造成促进组织向内生长，组织整合裙部联接到光学元件以使得限定在光学元件的前侧与后侧之间的环形凸缘的外围的至少一部分被组织整合裙部覆盖。

根据相对于示例1进一步的另一示例(“示例2”)，环形凸缘包括第一凸缘部件和位于第一凸缘部件后面的第二凸缘部件，第一凸缘部件限定第一前表面和外围表面，第二凸缘部件限定第二前表面，第二前表面通过外围表面与第一前表面偏移开。

根据相对于示例2进一步的另一示例(“示例3”)，组织整合裙部联接到第一前表面、外围表面和第二前表面中的每一个。

根据相对于示例1或示例3进一步的另一示例(“示例4”)，环形凸缘的第一前表面和第二前表面不平行。

根据相对于示例2至4中的任一个进一步的另一示例(“示例5”)，环形凸缘具有不均匀的厚度。

根据相对于示例2至5中的任一个进一步的另一示例(“示例6”)，第一凸缘部件和第二凸缘部件各自围绕本体从其径向向外延伸。

根据相对于示例2至5中的任一个进一步的另一示例(“示例7”)，第二凸缘部件比第一凸缘部件更径向向外延伸。

根据相对于示例2-5中的任一个进一步的另一示例(“示例8”)，第二凸缘包括构造为允许组织增殖(繁殖)通过其中的至少一个孔口。

根据相对于示例8进一步的另一示例(“示例9”)，所述至少一个孔口通过微钻孔形成。

根据相对于示例8进一步的另一示例(“示例10”)，第二凸缘包括具有形成至少一个孔口的微结构的材料。

根据相对于示例1-10中的任一个进一步的另一示例(“示例11”)，后光学表面与环形凸缘的后表面偏移开。

根据相对于示例11进一步的另一示例(“示例12”)，环形凸缘的后表面与后光学表面之间的偏移构造为帮助抵抗组织跨后光学表面增殖的屏障。

根据相对于示例1-12中任一个进一步的另一示例(“示例13”)，本体的后侧未被组织整合裙部覆盖。

根据相对于示例1至13中任一个进一步的另一示例(“示例14”)，组织整合裙部覆盖光学元件的前侧的一部分。

根据一个示例(示例“15”)，人工角膜包括：构造为抵抗组织(向)内生长的光学元件，所述光学元件包括具有前侧和后侧的本体，所述前侧包括前光学表面，而所述本体的后侧包括后光学表面；围绕所述本体延伸的环形凸缘，所述环形凸缘包括第一凸缘部件和位于所述第一凸缘部件后面的第二凸缘部件，使得所述本体的外围表面限定在所述第一凸缘部件和所述第二凸缘部件之间，所述第一凸缘部件限定后凸缘表面，所述第二凸缘部件限定通过所述外围表面与所述后凸缘表面偏移开的前凸缘表面；以及构造为允许组织向内生长的组织整合裙部，所述组织整合裙部联接到所述外围表面。

根据相对于示例15进一步的另一示例(“示例16”)，所述整合裙部还联接到前凸缘表面、后凸缘表面或前凸缘表面和后凸缘表面两者。

根据相对于示例1-16中任一个进一步的另一示例(“示例17”)，前光学表面是凸出的(凸形的)。

根据相对于示例1-17中任一个进一步的另一示例(“示例18”)，后光学表面是凹入的(凹形的)。

根据相对于示例1-18中任一个进一步的另一示例(“示例19”)，光学元件包括含氟聚合物。

根据相对于示例19进一步的另一示例(“示例20”)，所述含氟聚合物已经受处理以使其是亲水的。

根据相对于示例20进一步的另一示例(“示例21”)，所述含氟聚合物是亲水的。

根据相对于示例1-21中任一个进一步的另一示例(“示例22”)，所述光学元件包括四氟乙烯(TFE)和全氟甲基乙烯基醚(PMVE)的共聚物。

根据相对于示例1-22中任一个进一步的另一示例(“示例23”)，所述人工角膜是可折叠的。

根据相对于示例1-23中任一个进一步的另一示例(“示例24”)，所述人工角膜构造成使得眼睛的眼内压力可以通过涉及与所述人工角膜的相互作用的眼压测量而在原位(就地)进行测量。

根据相对于示例24进一步的另一示例(“示例25”)，所述人工角膜构造成使得眼睛的眼内压力可以通过测量眼睛中的一个区域的变形响应而在原位进行测量，在所述区域中，当由眼睛外部的力直接作用时，所述人工角膜与天然角膜组织交界(接界)。

根据相对于示例25进一步的另一示例(“示例26”)，所述外力由接触所测量的接界区域的物理体施加。

根据相对于示例1-26中任一个进一步的另一示例(“示例27”)，所述人工角膜的折射率范围在1.3至1.4之间。

根据相对于示例1-27中任一个进一步的另一示例(“示例28”)，所述光学元件构造为抵抗组织向内生长。

根据相对于示例1-28中任一个进一步的另一示例(“示例29”)，所述前光学表面构造为在抵抗组织向内生长的同时允许组织附着于其。

根据相对于示例29进一步的另一示例(“示例30”)，所述前光学表面包括微结构，所述微结构构造为在抵抗组织向内生长的同时允许组织附着于所述前光学表面。

根据相对于示例29进一步的另一示例(“示例31”)，所述前光学表面至少部分地由角膜上皮生长层覆盖，所述角膜上皮生长层构造为促进并支持在所述前光学表面上方形成和维持角膜上皮细胞的组织化的单层。

根据相对于示例1-31中任一个进一步的另一示例(“示例32”)，所述光学元件由具有构造为抵抗组织向内生长的微结构的材料形成。

根据相对于示例1-32中任一个进一步的另一示例(“示例33”)，所述光学元件涂覆有构造为抵抗组织向内生长的材料。

根据相对于示例1-33中任一个进一步的另一示例(“示例34”)，组织整合裙部由具有构造为允许组织向内生长的微结构的材料形成。

根据一个示例(“示例35”)，一种形成人工角膜的方法包括：提供具有前侧和后侧的光学元件、围绕本体延伸的环形凸缘，所述本体的后侧包括后光学表面；提供组织整合裙部，所述组织整合裙部构造为促进组织向内生长；将所述组织整合裙部联接到所述光学元件，使得限定在所述光学元件的所述前侧与所述后侧之间的所述环形凸缘的外围的一部分由所述组织整合裙部覆盖。

根据相对于示例35进一步的另一示例(“示例36”)，所述后光学表面与所述环形凸缘的所述后表面纵向偏移开。

根据相对于示例35或示例36进一步的另一示例(“示例37”)，所述组织整合裙部还联接到所述光学元件，使得所述光学元件的所述前侧的一部分由所述组织整合裙部覆盖。

根据相对于示例35-37中任一个进一步的另一示例(“示例38”)，所述光学元件构造为抵抗组织(向)内生长，并且其中所述光学元件的前侧构造为在抵抗组织向内生长的同时允许组织附着。

根据一个示例(“示例40”)，一种植入人工角膜的方法包括：提供权利要求1至34中任一项所述的人工角膜；从患者的角膜上移除角膜组织部段，以形成现有角膜组织的组织床，可以将所述人工角膜固附在该组织床上：植入所述人工角膜，使得所述人工角膜的后侧悬挂在眼内上方；并且将植入的人工角膜机械地固附到组织床的现有的角膜组织。

根据相对于示例39进一步的另一示例，移除角膜组织的部段包括从患者的角膜去除角膜组织的全厚度部段，并且其中植入人工角膜包括植入人工角膜，使得人工角膜的后侧不受组织床的现有角膜组织支撑。

尽管公开了多个实施例，但是仍有本申请的其它实施例将从以下详细的描述中对本领域技术人员变得明了，以下详细的描述示出且描述了说明性示例。因此，附图和详细描述在本质上被认为是说明性的而非限制性的。

附图说明

包括附图以提供对本公开的本发明的实施例的进一步理解，并且附图包含在本说明书中且构成其一部分、示出示例、并与描述一起用于阐释本公开的本发明的原理。

图1是根据一些实施例的人工角膜构造的示意图；

图2是根据一些实施例的图1所示的人工角膜构造的后视立体图；

图3是根据一些实施例的图1所示的人工角膜构造的俯视图；

图4示出了根据一些实施例的、沿图3的线4—4剖过的、图1所示的人工角膜构造的剖视图：

图5是根据一些实施例的、移除了组织整合元件的、图4所示的人工角膜的剖视图；

图6是根据一些实施例的人工角膜构造的剖视图；

图7是根据一些实施例的人工角膜的示意图；

图8是根据一些实施例的图7所示的人工角膜构造的后视立体图；

图9是根据一些实施例的图7所示的人工角膜构造的俯视图；

图10是根据一些实施例的、沿图9中的线10—10剖过图7所示的人工角膜构造的剖视图；

图11是根据一些实施例的额、移除了组织整合元件的图10所示的人工角膜的剖视图；

图12是根据一些实施例的人工角膜构造的示意图；

图13是图12所示的人工角膜的剖视图；

图14是根据一些实施例的人工角膜构造的示意图；

图15是根据一些实施例的图14所示的人工角膜构造的后视立体图；

图16是根据一些实施例的凸14所示的人工角膜构造的俯视图；

图17A-17C是根据一些实施例的沿图16中的线17—17剖过的图14所示的人工角膜构造的剖视图；

图18是根据一些实施例的、移除了组织整合元件的、图17A-17C所示的人工角膜芯部的剖视图；

图19是根据一些实施例的人工角膜构造的剖视图；

图20是一张曲线图，示出了对于根据一些实施例的人工角膜屈光度与眼压的关系。

具体实施方式

本领域技术人员将容易理解，本公开的各方面可通过构造为执行预期功能的任何数量的方法和设备来实现。还应注意的是，本文中参考的附图不一定是按比例绘制，而有可能放大以说明本公开的各个方面，并且就此而言，附图不应理解为限制性的。

本公开的各方面涉及人工角膜装置、系统和制造及植入方法。更具体地，本公开涉及装置、系统和方法，它们用于制作和使用包括芯部和裙部构造的人工角膜。人工角膜100是可植入的医疗装置，它作为患病角膜、受损角膜或其它需要替换的角膜的合成替代物。在各种实施方式中，人工角膜包括光学元件和与光学元件联接的组织整合元件。在各种实施例中，光学元件是合成的并且由聚合物材料构成。在各种实施例中，组织整合元件是合成的，并由聚合物材料构成。组织整合元件构造为在光学元件作为现有角膜的功能替代物工作时促进人工角膜生物整合到眼中。

在一些实施例中，组织整合元件构造为允许组织向内生长和允许组织附着到组织整合元件的材料上。在一些实施例中，光学元件的一个或多个指定部分或区域可构造为抵抗组织向内生长和附着。例如，在一些实施例中，光学元件的一个或多个光学表面(例如，后光学表面)可构造为抵抗组织向内生长和附着。附加地或替代地，在一些实施例中，光学元件的一个或多个指定部分或区域可构造为允许组织附着，但同时构造为抵抗组织向内生长。即，在一些实施例中，光学元件的材料中的一个或多个部分或区域可构造为允许组织附着。例如，在一些实施例中，光学元件的光学表面(例如，前光学表面)可构造为允许组织附着，但同时抵抗组织向内生长。

组织向内生长通常可以理解为是指细胞超过材料表面穿透到材料中(例如，材料可包括基础材料和/或涂层)。组织向内生长通常与包括孔或空隙的材料的微结构有关，所述孔或空隙具有的尺寸足以允许生物细胞生长或以其它方式前进通过所述孔或空隙。因此，组织向内生长意味着组织不仅可以生长穿过材料的表面(并且驻留在材料的表面上)，而且组织还可以超过材料的表面实质上穿透到材料中。另一方面，如在本文中使用的，术语“组织附着(附连)”通常可以理解为是指细胞粘附或附着于材料的表面，而细胞不会超过材料表面或实质上超过材料的表面而穿透到材料中。粘附可能是由于表面电荷、表面粗糙度和/或化学键合。例如，材料可具有起纹理(纹理化)的表面，该表面不光滑并且包括峰部、谷部、脊部和/或通道，这些峰部、谷部、脊部和/或通道可以支撑驻留于其上和其中的组织。在一些示例中，材料的微结构可以是无孔的，而在其它示例中，微结构可以包括尺寸不足以适应细胞前进通过其中的孔或空隙。因此，尽管表面构造为支撑驻留于其上并在跨越其生长的组织，但是组织不能超过材料的表面(例如，超过峰部、谷部、脊部和/或通道)而实质上穿透到材料中。允许组织附着但同时阻止组织向内生长使得组织、例如上皮组织可以在实质上不穿透到材料中的情况下在材料的表面上增殖和跨材料的表面生长。避免组织实质上穿透到光学元件的一个或多个区域或部分中有助于最小化污染光学元件的光学性能的可能性，因为组织向内生长可能使光学元件的材料的光学性能劣化或以其它方式污染光学元件的材料的光学性能。此外，最小化组织实质上穿透到光学元件的一个或多个区域或部分中的可能性使得粘附到表面的组织可以随后由医生从所述表面移除，而实质上穿透到光学元件中的组织难以移除(即使是完全可能的)。在一些情况下，跨光学表面生长的组织细胞可能变得以无组织的方式设置，这导致当通过光学元件观察时图像的不令人满意的失真。在这些情况下，细胞可能必须被定期从它们所附着的光学元件的表面刮除。限制细胞附着到表面上并使超过表面穿透到材料中最小化，这为医生提供了从光学元件移除细胞的能力(可能性)，例如通过将细胞从表面上刮除。在一些实施例中，组织到光学表面的粘附有助于将中植物(mesoplant)(例如，外部和内部环境之间接界的装置)转化或转变成植入物，从而使感染和装置挤出的风险最小化。

在图1中示出了根据一些实施例的人工角膜100。如图所示，人工角膜100包括光学元件200和组织整合元件300(也称为组织整合裙部)。人工角膜100具有前侧102和与前侧102相对的后侧104。当植入时，前侧102通常面向或以其它方式暴露于外部环境，而后侧104面向天然眼的内部。因此，当植入时，人工角膜100可在眼睛内部与外部环境之间形成屏障。人工角膜100可包括与大致圆形、椭圆形或卵形形状相对应的前轮廓。前或后光学表面(下面详细讨论)中的一个或多个可以是弯曲或非弯曲的，使得人工角膜的边缘轮廓可以与弯曲的或非弯曲的前光学表面和后光学表面相对应。

在一些示例中，通常围绕人工角膜100的人工角膜的外围(人工角膜的周界)延伸的人工角膜100的外围表面106可以是规则或不规则成形的(例如，圆齿状的、辐条式的、星形的等)并且通常围绕人工角膜的外围延伸。人工角膜100包括前光学表面108和后光学表面110。如下面更详细讨论的，人工角膜100的前光学表面108和后光学表面110通常对应于光学元件200的前光学表面和后光学表面，因此如本领域技术人员将理解的那样相应地成形。例如，如图1、2和4所示，前侧102是大致凸出的，而后侧104是大致凹入的。

图4示出了沿着图3中的线4—4剖取的人工角膜100的剖视图。如图所示，人工角膜包括光学元件200和组织整合元件300。组织整合元件300示出为沿着其外围壁或表面208并沿着其前表面220联接到光学元件200。

图1-图5中所示的光学元件200是盘形构件，当植入在患者眼中时，其用作视网膜的光学透明窗。图5示出了移除了组织整合元件的光学元件200。光学元件200通常包括本体202，其可以是如图所示的盘形。由此，将会理解的是，本体202可包括圆形或椭圆形形状，且可为平坦或弯曲的。在各种实施例中，本体202由合成的生物可相容材料形成。

例如，本体202可由多种合适的材料形成，包括但不限于含氟聚合物，所述含氟聚合物选自四氟乙烯(TFE)和全氟烷基乙烯基醚(PAVE)的共聚物，例如全氟甲基乙烯基醚(PMVE)、全氟乙基乙烯基醚(PEVE)和全氟丙基乙烯基醚(PPVE)、TFE和六氟丙烯(FEP)的共聚物，优选地包含TFE作为共聚单体的全氟聚合物、全氟烷氧基聚合物(PFA)、全氟聚醚，或可包括硅酮(硅树脂)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、水凝胶、聚氨酯、或它们的任何恰当的、合适的组合。

在一些示例中，本体202可由包含TFE和PMVE的共聚物的材料形成，所述材料独特地形成为具有优异的机械特性，而同时基本上不可交联，即不含交联单体和固化剂。该共聚物含有40-80重量百分数的PMVE单元和补充地为在60-20重量百分数之间的TFE单元。交联体系的缺乏确保了材料是高纯度的，并且与一些热固性TFE/PMVE弹性体不同，其理想地适合作为可植入的生物材料。优点包括优异的生物可相容性、高拉伸强度、高透明度、高耐磨性、高纯度、足够的弹性，以及由于共聚物的热塑性和不可交联的结构而易于加工。共聚物是热塑性的且无定形的。它还具有高强度，且可用作粘合剂，特别适用于在室温或高温下将多孔PTFE粘合到其自身或到其它多孔物质。它也可以用于粘合无孔材料，包括聚合物，诸如无孔PTFE。美国专利第7,049,380号还说明且描述了TFE和PMVE的这种共聚物，并且其在此全文引入作为参考。

在一些实施例中，本体202构造为最小化、抑制或甚至防止组织向内生长。在一些实施例中，本体202的微结构构造为最小化、抑制或甚至防止组织向内生长。附加地或替代地，施加到本体202的涂层构造为最小化、抑制或防止组织向内生长到本体202中。然而，在一些示例中，允许组织附着到本体202的一个或多个表面(例如，前光学表面210)。在一些示例中，前光学表面210可构造为支持组织附着，但同时抵抗组织向内生长(例如，组织穿透超过前光学表面210的表面并进入材料中)。在一些实施例中，可以利用一个或多个表面调节工艺和/或材料涂覆工艺来帮助促进组织附着到光学元件200的前光学表面210并在跨前光学表面210(在整个前光学表面210上)增殖。例如，可以采用一种或多种已知的机械和/或化学调节工艺来调节表面(例如，调节表面以具有非平滑的表面纹理)。

在一些示例中，本体202可以具有范围在1.2至1.6之间的折射率，诸如在1.3至1.4的范围内。在一些示例中，本体可具有大于50％、更优选大于80％的、在可见光透射范围(400-700nm的波长)内的光透射率。根据装置所需的性能，可将添加剂，诸如交联剂、生物活性物质(例如，生长因子、细胞因子、肝素、抗生素或其它药物)、激素、紫外线吸收剂、色素、其它治疗剂等包含到形成本体202的材料中。

在各种实施例中，通过光学元件200作为对以其它方式正常工作的角膜的合成替代物工作，本体202是光学透明的。在一些示例中，本体202的一个或多个部分，例如一个或多个光学部分是光学透明的。例如，位于光学元件200与组织整合元件300之间的联接区域内部的本体202的至少一部分是光学透明的，如下文更详细地讨论的。

在各种实施例中，光学元件200的本体202包括前侧204、后侧206以及在前侧204与后侧206之间延伸的外围表面208。在一些实施例中，前侧204通常面向或以其它方式暴露于外部环境，而后侧206面向眼睛(例如，眼组织和眼内部)。在各种示例中，前侧204是大致凸出弯曲的，而后侧206是大致凹入弯曲的。外围表面208是围绕本体202周向延伸并且在前侧204与后侧206之间形成过渡的表面。外围表面208可以是规则的或不规则的(例如，圆齿状的)，并且可包括一个或多个部分，所述一个或多个部分正交于或基本上正交于前侧204和后侧206中的一个或多个表面延伸。外围表面208可以是线性的(直线状的)或非线性的，并且可以包括多个表面(诸如，子表面)，它们共同限定外围表面208。外围表面208通常形成或限定联接区域的至少一部分，在该区域中组织整合元件300联接到本体202。即，在一些实施例中，组织整合元件300沿着联接区域联接到光学元件200，所述联接区域至少部分地由外围表面208(例如，本体202的具有在前侧204与后侧206之间延伸的表面的一部分)限定。

在各个示例中，光学元件200的本体202的前侧204包括前光学表面，诸如前光学表面210。在各个实施例中，前光学表面210有助于在视力范围内形成图像。前光学表面210用作在到达视网膜的光的光学路径上的主要折射表面。在各种示例中，前光学表面210用作人工角膜100的光学元件200的本体202与外部环境之间的交界，并且限定了人工角膜100的前侧102的至少一部分和光学元件200的本体202的前侧204的至少一部分。前光学表面210对应于人工角膜100的前光学表面108。在各种示例中，前光学表面210是能够(实现)高透光率的表面。在各种示例中，前光学表面210通常是弯曲的或非线性的。例如，如图5所示，前光学表面210是凸出的。

在一些示例中，光学元件200包括前突出部或本体202的突出部，其从本体202向前延伸。例如，如图5所示，光学元件200包括前突出部212。前突出部212可以是本体202的整个前侧204的突出部或是本体202的少于整个前侧204的突出部。因此，如下文进一步讨论且在图5中示出的，在各种示例中，本体202的前侧204可包括相对于彼此纵向偏移开的多个表面。在各个示例中，前光学表面210对应于前突出部212的前表面。因此，在包括多个前表面的示例中，前光学表面210仅限定本体202的前侧204的一部分。然而，在一些其它示例中，前光学表面210跨本体202的整个前侧204延伸并且限定本体202的前侧204。

在一些实施例中，前突出部212形成为在本体202的前侧204上的突出部。在其它示例中，前突出部212附加地或替代地通过在本体202的前侧204中形成环形的、沿外围延伸的凹部而形成。即，在一些示例中，从本体202的前侧204移除环形环的材料以形成围绕本体202的前侧204的环形的、沿外围延伸的凹部。在还有其它示例中，通过围绕本体202形成沿外围延伸的环形凸缘218而附加地或替代地形成前突出部212，其中，环形凸缘218的前表面220相对于前光学表面210凹陷或以其他方式向后偏移。换言之，在一些示例中，光学元件200的前侧204是阶梯状的，使得它至少包括第一前表面和相对于第一前表面偏移的第二前表面。在一些示例中，前光学表面从环形凸缘218的前表面220在零(0)至两百(200)微米之间的范围内偏移。如图5所示，第一表面或台阶224在前光学表面210与环形凸缘218的前表面220之间延伸。

在各个示例中，光学元件200的本体202的后侧206包括后光学表面，诸如后光学表面214。在各个示例中，后光学表面214用作人工角膜100的光学元件200的本体202与眼内部之间的接界(交界)，并且限定人工角膜100的后侧104的至少一部分和光学元件的本体202的后侧206的至少一部分。后光学表面214对应于人工角膜100的后光学表面110。在各个示例中，后光学表面214是能够(实现)高光透射率的表面。在一些实施例中，后光学表面214没有表面缺陷或瑕疵，例如划痕、凹坑或凿痕。在各种示例中，后光学表面214通常是弯曲的或非线性的。例如，如图5所示，后光学表面214是凹入的。

在一些示例中，光学元件200包括后突出部或本体202的后突出部，其从本体202向后延伸。例如，如图5所示，光学元件200包括后突出部216。后突出部216可以是本体202的整个后侧206的突出部或本体202的少于整个后侧206的突出部。因此，如下文进一步讨论并且在图5中示出的，在各个示例中，本体202的后侧206可包括与彼此纵向偏移开的突出部。在各个示例中，后光学表面214对应于后突出部216的后表面。因此，在包括多个后表面的示例中，后光学表面214仅限定本体202的后侧206的一部分。然而，在一些其它示例中，后光学表面214跨本体202的整个后侧206延伸并且限定本体202的后侧206。

在一些示例中，后突出部216形成为在本体202的后侧206上的突出部。在其它示例中，后突出部216附加地或替代地通过在本体202的后侧206中形成环形的、沿外围延伸的凹部而形成。即，在一些示例中，从本体202的后侧206移除环形环的材料来形成围绕本体202的后侧206的环形的沿外围延伸的凹部。在还有其它示例中，附加地或替代地通过形成围绕本体202沿外围延伸的环形凸缘、诸如环形凸缘218来形成后突出部216，其中，环形凸缘的后表面相对于后光学表面214是凹陷的或以其它方式向前偏移。换言之，光学元件200的后侧206可选地是阶梯状的(例如，不连续的)，使得它至少包括第一后表面和相对于第一后表面偏移的第二后表面。在一些示例中，后光学表面214与环形凸缘218的后表面222偏移开零(0)至一(1)毫米之间的范围。

在各种示例中，前光学表面210与前表面220偏移开以促进组织整合裙部在光学元件200上的放置、位置定向和保持。在一些示例中，这样的偏移通常对应于组织整合裙部的厚度，尽管这不是必需的。在各种示例中，后光学表面214与后表面222偏移开以促进防止位于外围表面208周围的角膜组织生长穿过(跨)光学元件的后侧并覆盖后光学表面214。在一些情况中，后光学表面214上角膜组织或其它相关的眼组织的存在可能具有劣化或以其它方式损害(污染)光学元件200的光学性能的趋势。在各种示例中，后光学表面214可以与后表面222偏移开一定量，所述量超过邻接的角膜组织的预期厚度，该角膜组织可能最初是发炎或肿胀的。

在一些示例中，包括偏移的第一后表面和第二后表面的光学元件用于进一步抑制组织跨光学元件的后侧向内生长。即，在一些示例中，在第一(例如，光学)后表面和第二后表面之间延伸的台阶或表面用于防止组织从第二后表面增殖或传播到第一后表面。例如，这样的步骤用作屏障，其有助于防止跨第二后表面生长(例如，从光学元件的外围生长)的组织生长到第一后表面上且跨第一后表面生长。如图4和图5所示，位于后光学表面214和环形凸缘218的后表面222之间的表面或台阶226用于防止或以其它方式抑制组织从后表面222增殖到后光学表面214。这种构造用于最小化或以其他方式避免由于存在生物组织引起的后光学表面214污染(结垢)。在各种示例中，后光学表面214用涂层进行处理以防止组织跨过其增殖(例如，包括附着和/或向内生长)。

在一些示例中，前突出部212和后突出部216类似地确定尺寸和/或形状(尺寸和/或形状相近)。例如，如图5所示，前突出部212和后突出部216是大致圆形地成形的。在一些示例中，前突出部212和后突出部216尺寸和/或形状不同。例如，如图5所示，后突出部216比前突出部212从本体202突出更多。同样，如图所示，后突出部216的直径大于前突出部212的直径(或者以其它方式在径向上比前突出部212更大)。

在一些示例中，前突出部、本体的一部分和后突出部的一部分构成光学元件200的本体202的芯部部分。在一些示例中，本体202的芯部部分是由与光学元件200的本体202的其余部分不同的材料形成的。在一些这样的示例中，本体202的芯部可以由如本文中所述的光学透明且抑制组织向内生长的材料形成。

在某些实施例中，光学元件200的本体202的后侧206不包括后突出部216，如图6所示。

如上所述，在各个实施例中，光学元件200包括外围环形凸缘(或凸缘部分)，诸如环形凸缘218。在一些实施例中，环形凸缘218可定义为光学元件的本体202的在前突出部212和后突出部216中的一个或多个径向之外延伸的那部分。在各种实施例中，环形凸缘218用作用于将组织整合元件300联接到本体202的区域，和用作如下文进一步讨论的元件，一个或多个紧固元件(例如，一根或多根缝合线)可以穿过所述元件，以初始地将人工角膜100固定到眼的组织。在各个示例中，环形凸缘218由前表面220、后表面222以及在前表面220与后表面222之间延伸的表面限定。在各个示例中，在前表面220与后表面222之间延伸的表面对应于上述本体202的外围表面208。

外围表面208可包括一个或多个部分，所述一个或多个部分正交于或基本上正交于前表面220和后表面222中的一个或多个延伸。附加地或可替代地，外围表面208可附加地或替代地平行于或基本上平行于人工角膜100的中心轴线延伸，并且如上所述，可以是线性(直线状的)或非线性的，并可由共同限定外围表面208的多个表面(诸如，子表面)组成。在一些实施例中，人工角膜100的中心轴线正交于前光学表面108和后光学表面110中的一个或多个延伸，并且与前光学表面108和后光学表面110中的一个或多个的中心点或顶点相交。因此，在一些示例中，外围表面208正交于或基本上正交于人工角膜100的前光学表面108和后光学表面110中的一个或多个的顶点延伸。

光学元件200可通过压缩成型工艺或其它已知的工艺来形成。例如，在一些实施例中，形成光学元件200的聚合物材料通常在预成型的模具中被加热和压缩，这使得经加热的聚合物材料呈预成型的模具的形状，该形状与如本文中所描述的光学元件200的期望的形状非常相似。在一些实施例中，在形成光学元件200之后，可对光学元件200进行一个或多个精加工工艺。例如，如下文更详细地讨论的，光学元件200或人工角膜100可经受一种或多种精确成形工艺，其中，一个或多个相关联的光学表面精确成形。其它精加工工艺的示例包括但不限于：后成形、表面平滑(例如，消除表面缺陷)、抛光、润湿、修整和/或灭菌(诸如，化学、加热和/或蒸汽灭菌)。

再次回到图4，人工角膜100示出为具有联接到环形凸缘218的组织整合元件300。组织整合元件300用作机械锚定机构或构造为有助于将人工角膜100联接到眼的周围组织的元件。在一些示例中，组织整合元件300构造为使得组织可以生长进入组织整合元件300并穿过组织整合元件300(跨组织整合元件300生长)的材料，这有助于维持人工角膜100在眼内的位置。

在各种示例中，组织整合元件300是微孔的并构造为促进周围组织的向内生长和附着。在一些示例中，组织整合元件300包括诸如膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)之类的多孔聚合物材料的一个或多个层或片或以其它方式由诸如膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)之类的多孔聚合物材料的一个或多个层或片形成。然而，这些层或片可由其它材料形成，包括但不限于聚氨酯、聚砜、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚六氟丙烯(PHFP)、全氟烷氧基聚合物(PFA)、聚烯烃、氟化乙烯丙烯(FEP)、丙烯酸共聚物、水凝胶、硅树脂(硅酮)和聚四氟乙烯(PTFE)。这些材料可以呈片、针织物、机织物或非织造多孔形式。在一些示例中，多个层或多个片可层合或以其它方式机械地联接在一起，诸如通过热处理和/或粘合剂和/或高压压缩(挤压)和/或本领域技术人员已知的其它层合方法。

在一些示例中，形成组织整合元件300的聚合物的各层或各片或组织整合元件300本身经受一种或多种工艺以改变层合的聚合物材料的微结构(并因此改变材料特性)。在一些示例中，这样的工艺包括但不限于材料涂覆工艺、表面预处理工艺和/或穿孔工艺。可利用材料涂覆工艺将一种或多种药物或抗菌涂层(诸如，金属盐，例如，碳酸银)和/或有机化合物(例如，醋酸氯己定)施加到聚合物材料。在一些实施例中，可利用材料涂覆过工艺来帮助促进组织附着到组织整合元件300并穿过(跨)组织整合元件300增殖，这与上文的讨论一致。使得聚合物基质能变湿的亲水性涂层也可以通过一种或多种等离子处理(或化学改性润湿)工艺施加，就大致像聚合物表面本质上是疏水性的一样。例如，聚合物材料的表面可以用亲水剂改性，由此降低其疏水性并改善其润湿性。更具体地，可以用等离子体预处理聚合物材料以活化表面，暴露于亲水性聚合物并再次用等离子体进行处理以使聚合物材料的表面上的亲水性涂层交联。

在一些示例中，可以附加地或可替代地使用一种或多种表面预处理工艺来形成组织整合元件300的呈现优选的微结构(例如，皱纹、褶皱其它几何形状平面外(不在平面内)的机构或起伏结构)的层，如2014年8月21日提交的美国专利申请公开号2016/0167291，序列号14/907,668中所述的，其全部内容通过参见的方式纳入本文。同样，可以用一种或多种等离子体处理来获得所需的表面结构(例如，灰泥状)。这种表面预处理可能促进术后明显早期炎症阶段，在人工角膜100和与其接界的眼组织之间提供早期稳定接界(交界)。附加地，在一些示例中，可以附加地或替代地利用一种或多种穿孔工艺以在组织整合元件300中形成多个穿孔或孔，其可进一步促进组织向内生长。

在一些实施例中，可将包含抗氧化剂组分的一个或多个表面涂层施加到光学元件200和组织整合元件300中的一个或多个，以减轻在术后伤口愈合期间自然发生的身体炎症反应。可用抗增殖化合物(例如，丝裂霉素C、5-氟尿嘧啶)对其表面改性，以减轻眼中周围组织反应。

在各种示例中，组织整合元件300的聚合物材料在其应用于光学元件200之前经受一种或多种工艺以改变微结构。例如，在将聚合物材料施加到光学元件200之前，组织整合元件300的聚合物材料可以经受等离子体处理工艺以在材料上赋予表面结构(例如，用于促进组织整合)，如在2014年11月29日提交的美国专利申请公开号2006/0047311、序列号11/000,414中所阐释的，其全部内容以参见的方式纳入本文。在一些示例中，在处理聚合物材料之后，聚合物材料确定尺寸并施加至光学元件200。在一些示例中，聚合物材料定尺寸切割，诸如通过一次或多次激光切割或本领域技术人员应理解的其它合适的切割工艺。

应理解的是，组织整合元件300联接到光学元件200而不损害光学元件200的光学性能。即，如下文更详细地讨论的，组织整合元件300的尺寸和形状确定为使得当联接至光学元件200时，光学元件200的前光学表面108和后光学表面110保持不被组织整合元件300阻挡。因此，组织整合元件300可以是环形构件，当与光学元件200联接时，该环形构件围绕前光学表面108和后光学表面110中的一个或多个沿外围地(沿周界)延伸。

如图4所示，组织整合元件300沿着外围表面208和前表面220联接至光学元件200，而不延伸跨过前光学表面108和后光学表面110，也不延伸跨过后表面222(而不在前光学表面108和后光学表面110上延伸，也不在后表面222上延伸)。在一些实施例中，外围表面208因此形成或限定本体202的第一组织整合元件联接区域。类似地，在一些实施例中，环形凸缘218的前表面220形成或限定与本体202的第二组织整合元件300联接区域。

如图所示沿着环形凸缘218的外围将组织整合元件300联接至光学元件200，以与常规装置和设计不同的方式提供了沿着人工角膜100的外围表面在前侧204与后侧206之间的组织整合和装置固定。将组织整合元件300联接到光学元件200，使得组织整合元件300沿着光学元件200的前侧204的一部分延伸，这提供了部分地沿着人工角膜100的前向表面的组织整合和装置固定。类似地，将组织整合元件300联接到光学元件200使得组织整合元件300沿着外围表面208延伸，这提供了沿着在人工角膜100的前侧102与后侧104之间延伸的人工角膜100的外围的组织整合和装置固定。由于人工角膜100是将内部眼环境与外部环境连接的中植物，所以较好的装置固定和生物整合有助于提供较好的密封，该密封将内部眼环境与诸如细菌、病毒、真菌或其它微生物之类的外来介质隔离，这有助于提供较高的装置保持可能性和较低的装置挤出可能性。

在一些示例中，组织整合元件300可根据任何已知的附连方法施加于光学元件200，包括但不限于：粘合剂、热结合、压力或模制。在一些实例中，使用CO2激光器来激光切割聚合物材料。具体地，针对要位于前光学表面210附近的组织整合元件300的内径的切口半径的尺寸确定为使得可以实现组织整合元件300在光学元件200上的放置，而在组织整合元件300与表面224之间没有显著的间隙。在这样示例中，组织整合元件300以与光学元件同心的切割孔放置在层合固定装置中。为了成形前光学表面210和后光学表面214的光学曲率，在光学元件200的顶部和底部上使用透镜，并且通过向透镜施加大于五(5)磅/平方英寸(psi)的压力来同时实现成形和层合。以类似的方式，通过在先将组织整合元件300层合至前表面220之后切割组织整合元件300的外径，将组织整合元件300的聚合物材料折叠至外围表面208上，并将组织整合元件300的聚合物材料约束为径向围绕外围表面208接触外围表面208，从而实现组织整合元件300至外围表面208的层合。此后，在一些示例中，将完整的层合组件放置在烘箱中以供顶部层合和侧部层合，在175℃下各20分钟。

在各种示例中，组织整合元件300在施加到光学元件200之后附加地或替代地经受一种或多种工艺以改变微结构。例如，在将组织整合元件300施加到光学元件200之后，组织整合元件300和/或光学元件200的聚合物材料可以经受一种或多种润湿工艺(例如，亲水处理)，使得组织整合元件300的聚合物材料可被眼液润湿。这样的构造有助于提供美容和快速生物整合。在各种示例中，通过为可润湿的，组织整合元件300也变得几乎透明，使得人工角膜100在外观上类似于天然角膜。在一些示例中，可润湿的组织整合裙部的另一优点在于，其提供了眼液和细胞外基质更容易和更快的进入。这样的构造通常促进更快的生物整合，而这又降低了感染和挤出的可能性。

在一些示例中，人工角膜100可经受一种或多种工艺以实现期望的形状。在某些示例中，这些工艺可以实现期望的形状，该形状与在患者角膜中形成的穿透的形状相符。在一些示例中，这些工艺可以实现工造角膜100的一个或多个光学表面的期望的形状和/或轮廓(例如，用于适当的光折射)。这样的工艺包括使用制成特定曲率半径的玻璃透镜，该玻璃透镜经由与以上描述一致的二次成型过程直接转移到光学元件上。在其他示例中，通过对使用不锈钢或其它合适材料的经(机)加工的表面的使用，附加地或替代地获得折射表面。在一些示例中，也可以使这种表面具有特殊的曲率，以抵消患者眼部特定的、固有的光学畸变(光学变形)。

如上所述，在一些示例中，组织整合元件300施加到光学元件200，使得光学元件200的前侧204的一部分被组织整合元件300覆盖或以其他方式被组织整合元件隐藏。具体地，在一些示例中，组织整合元件300至少被施加到环形凸缘218的前表面220。在一些这样的示例中，组织整合元件300的被施加到环形的前表面220的部分的厚度凸缘218对应于前突出部212突出超过环形凸缘218的前表面220的量。即，在各种示例中，将组织整合元件300施加到光学元件200的前侧204，使得人工角膜100的前侧102是光滑的。在这样的示例中，人工角膜100的前光学表面108与组织整合元件300的施加到光学元件200的前侧的部分之间的过渡是光滑的(例如，没有突出部、间隙等)。前光学表面108与组织整合元件300之间的光滑(平稳/平滑)过渡使得所植入的人工角膜100的前侧102不会引起不适或刺激，或不会与患者解剖结构的其它部分(例如，诸如患者的眼皮)干涉。此外，沿着人工角膜100的前侧102的一部分包含组织整合元件300可促进沿着人工角膜的前侧102的一部分的组织向内生长的增殖。应理解的是，尽管在图4中示出组织整合元件300施加在环形凸缘218的整个外围表面208上，但在一些示例中，组织整合元件300可以施加到少于整个外围表面208的一部分上。

在一些实施例中，外围表面208可以是阶梯状的或以其它方式部分地凹陷以容纳组织整合元件300的聚合物材料。然而，在一些实施例中，组织整合元件300的聚合物材料施加到光学元件208的外围表面208，使得组织整合元件300从环形凸缘218的前表面220延伸到后表面222。这种构造提供了组织围绕人工角膜100的外围向内生长。

在一些示例中，组织整合元件300的聚合物材料中的联接至环形凸缘218的前表面220的部分以及组织整合元件300的聚合物材料中的联接至光学元件200的外围表面208的部分一起形成单个单体(整体)构件。在一些示例中，组织整合元件300可以预先形成或预先构造为与其所附接或联接到的光学元件的表面的相对取向为镜像。在其他示例中，通过当组织整合元件进行附连或联接时，可以对组织整合元件进行操纵以使其顺应于所附连或联接到的光学元件的表面的相对定向而使组织整合元件300是顺应性的。

在一些实施例中，组织整合元件300可以包括独立地且分别地联接至光学元件200的多个离散的部段。例如，可以将组织整合元件300的第一部段或第一部分施加到环形凸缘218的前表面220，而将组织整合元件300的不同的第二部段或第二部分施加到光学元件200的外围表面208。在一些示例中，可以将这些离散的部段或部分施加为使得它们彼此邻接或以其它方式彼此接触，以促进光学元件200的预期的部分的连续覆盖。因此，在一些示例中，聚合物材料的多个离散部段可以施加到光学元件200以形成组织整合元件300，其通常是光滑且连续的。

应理解的是，组织整合元件300可包括多层聚合物材料或以其它方式由多层聚合物材料组成。在一些示例中，这些层可以相对于彼此定向，以优化组织整合元件300的一种或多种材料特性，诸如润湿性、渗透性、厚度、顺应性、粘附性、透明度等。在一些这样的示例中，如本领域技术人员将理解的，各层可以通过一种或多种结合、粘合或层压工艺而联接在一起。

在各种示例中，组织整合元件300的覆盖环形凸缘218的前表面220的部分的表面状况不同于组织整合元件300的覆盖光学元件200的外围表面208的部分的表面状况。这样的构造用于促进组织增殖的不同程度和速率。例如，在一些示例中，可以对组织整合裙部的联接至前表面220的部分进行处理以促进快速上皮形成和附着于其，而同时可以对组织整合元件300的附连至外围表面208的部分进行处理，以延缓上皮细胞生长而促进基质向内生长。

在各种实施例中，组织整合元件300施加到光学元件200，使得光学元件200的后侧206保持未覆盖或以其它方式暴露。即，在各种示例中，光学元件200的后侧206保持不被组织整合元件300覆盖。例如，如图4所示，组织整合元件300施加到光学元件200，使得人工角膜100的后侧104(包括后光学表面214和环形凸缘218的后表面222)暴露或不被锚固材料以其它方式覆盖。因此，在各种示例中，组织整合元件300施加到光学元件200，使得组织整合元件300不以其他方式接触光学元件200的后侧206，后侧包括后光学表面214和环形凸缘218的后表面222。换言之，在各种示例中，组织整合元件300施加到光学元件200，使得包括后光学表面214和后表面222在内的后侧206保持不与组织整合元件300接触，从而后侧206否则暴露于眼(例如，眼内部和/或眼组织床)。将组织整合元件300布置在后光学表面214上会抑制光透射并导致光学污染。

然而，本领域技术人员应理解的是，在各种示例中，组织整合元件300可以部分或完全地跨后表面222布置。

图7至图11示出另一人工角膜100的示例。图7至图11所示的人工角膜100包括光学元件200和联接到光学元件200的组织整合元件300。如图11所示，光学元件200包括类似于上文关于图5所讨论的本体202的本体202，本体202包括限定前光学表面210和后光学表面214的前突出部212和后突出部216。然而，图7至11中所示的本体的环形凸缘218与图1至5中所示的本体的环形凸缘不同。具体地，如图11所示，环形凸缘218由第一凸缘部件228(图11)和第二凸缘部件230(图11)限定，第一凸缘部件228和第二凸缘部件230中的每一个可附加地描述为例如凸缘部分、凸缘层、凸缘段或凸缘特征部。第一凸缘部件228可定义为光学元件200的本体202的、在前突出部212和后突出部216中的一个或多个径向之外延伸的第一环形部分，而第二凸缘部件228可定义为光学元件200的本体202的、在前突出部212和后突出部216中的一个或多个径向之外延伸的第二环形部分，并且该第二环形部分包括从第一凸缘部件228径向之外延伸(在第一凸缘部件径向之外延伸)的部分。在各种实施例中，第二凸缘部件230位于第一凸缘部件228的后面。

在各种实施例中，第一凸缘部件228和第二凸缘部件230形成限定环形凸缘218的单个单体(整体)。因此，应理解的是，第一凸缘部件228和第二凸缘部件230可以彼此成一体。但也可设想分开的但连接的各部分。类似地，环形凸缘218可以与本体202的其它部分(例如，前突出部212和后突出216)成一体，使得第一凸缘部件228和第二凸缘部230与前突出部212和后突出部230成一体，以共同限定本体202。

第一凸缘部件228可包括前表面220和外围表面208(例如，以与上文参照图1至图5所示的光学元件所讨论的方式类似的方式)。第二凸缘部件230可包括前表面232、后表面234以及位于前表面232与后表面234之间或在前表面232与后表面234之间以其它方式形成过渡的外围边缘或表面236。在一些实施例中，第二凸缘部件230的外围边缘236(也称为外围表面236)和光学元件200的外围边缘(或最外部的外围边缘)相同。在各种实施例中，第一凸缘部件228和第二凸缘部件230定向成使得第一凸缘部件228的前表面220位于第二凸缘部件230的前表面232前面。相反，第二凸缘部件228的后表面234位于第二凸缘部件230的后表面234的后面。在一些实施例中，分别在第一凸缘部件228和第二凸缘部件230的后表面222与234之间限定过渡部238。如本领域技术人员应理解的是，过渡部238可以是光滑且连续的，或者替代地可以是阶梯状的或不连续的。如图11所示，第二凸缘部件230的外围表面236比第一凸缘部件228的外围表面208进一步径向向外延伸。附加地，如图11所示，第一凸缘部件228的后表面222位于后表面234和后光学表面214中的每一个的前面，使得后表面222限定在后表面234与后光学表面214之间的环形凹部。

如图10所示，组织整合元件300联接至环形凸缘218，使得组织整合元件300的第一部分联接至第一凸缘部件228，并使得组织整合元件300的第二部分联接至第二凸缘部件230。特别地，组织整合元件300联接到第一凸缘部件228的前表面220和外围表面208中的每一个并且联接至第二凸缘部件230的前表面232。然而，应理解的是，组织整合元件300可以附加地联接至第二凸缘部件230的外围表面236。如图11所示，组织整合元件300未分别联接至第一凸缘部件和第二凸缘部件的后表面222和后表面234。

图7至图11中示出的本体202的各个构造可以在若干方面是有利的。例如，根据一些示例，在人工角膜100植入之后，本体202的构造提供了用于支撑眼睛的天然角膜组织的附加表面，这有助于成功的生物整合。例如，允许天然组织在其联接到第一凸缘部件228的前表面220和外围表面208处以及在组织整合元件300上联接至第二凸缘部件230的前表面232之处生长到组织整合元件300中和生长到组织整合元件300上。

在各种实施例中，环形凸缘218的第一凸缘部件228附加地用作这样的元件，一个或多个紧固元件可以通过穿过该元件(例如，一个或多个缝合线)，以供初始将人工角膜100固定至眼的组织，如下文进一步讨论的。

图12和13示出另一人工角膜100的示例。图12和图13所示的人工角膜100包括光学元件200和联接至光学元件200的组织整合元件300。如图13所示，光学元件包括与上文参照图5、图10和图11所讨论的本体202不同的本体，不同之处在于，图5、图10和图11所示的本体202包括限定前光学表面210的前突出部212，而如图13所示的后光学表面214不由前突出部限定。图12和图13中所示的本体202的环形凸缘218由第一凸缘部件228(图13)和第二凸缘部件230(图13)限定，其中的每一个可以附加地描述为例如凸缘部分、凸缘层、凸缘段或凸缘特征部。第一凸缘部件228类似于上文关于图7至图11讨论的第一凸缘部件228，并且可以定义为从前突出部212径向向外延伸的光学元件202的本体202的第一环形部分。然而，图12和图13中所示的第二凸缘部件230与图7至图11中所示的本体的第二凸缘部件230不同。具体地，如图12和图13所示，第二凸缘230包括从第二凸缘230的前表面通过到第二凸缘230的后表面的至少一个孔口256。孔口256的直径尺寸足够大，以允许细胞生长、增殖(繁殖)或以其他方式前进。孔口256促进了人工角膜100到眼的周围组织的联接。在一些示例中，孔口256构造为使得组织生长可跨越(即，增殖)穿过第二凸缘230，这有助于维持人工角膜100在眼内的位置。

在各个实施例中，第一凸缘部件228和第二凸缘部件230形成限定环形凸缘218的单个单体。因此，应理解的是，第一凸缘部件228和第二凸缘部件230可以彼此成一体，但是也设想了分离的、连接的各部分。类似地，环形凸缘218可以与本体202的其它部分成一体，但是也设想了分离的、连接的各部分。在一些实施例中，第二凸缘230包括与第一凸缘228和/或本体202相同的材料。在其它实施例中，第二凸缘230包括与第一凸缘228和本体202不同的材料。孔口256可以通过诸如举例来说以下方式的微钻孔技术形成在第二凸缘中：机械微钻孔，诸如超声钻孔；喷粉或磨料水射流加工(AWJM)；热微钻孔，诸如激光加工；化学微钻孔，包括湿法蚀刻，深反应离子蚀刻(DRIE)或等离子蚀刻；以及混合微钻孔技术，诸如火花辅助化学雕刻(SACE)、振动辅助微加工、激光诱导等离子体微加工(LIPMM)和水辅助微加工。在其它实施例中，第二凸缘230包括与第一凸缘228和本体202不同的材料，并且孔口256是第二凸缘230的材料的特征。即，第二凸缘230的材料本身的微结构包括孔，孔具有的尺寸足以形成孔口256。在某些实施例中，孔口256具有约75μm至约600μm的直径。在特定实施例中，孔口256具有约200μm至约300μm的直径。在特定实施例中，孔口256可具有约300μm的直径。

图12和图13的人工角膜100的第一凸缘部件228和第二凸缘部件230的表面类似于上文对于图7至图11中的人工角膜100所描述的那些类似。

如图13所示，组织整合元件300联接到第一凸缘部件228。特别地，组织整合元件300联接到第一凸缘部件228的前表面和外围表面中的每个。然而，应理解的是，组织整合元件300可附加地联接到第二凸缘部件230的前表面和外围表面中的一个或两个。

在一些实施例中，类似于图7至图11中所示的人工角膜100的人工角膜100具有前突出部212，包括第二凸缘230中的孔口256。

如图12和图13所示的第二凸缘部件230的构造可以是有利的，在于其在人工角膜的厚度上提供了组织生长，从而提供了人工角膜的长期机械锚固。尽管在一些实施例中，组织可生长到组织整合元件300中，但是在人工角膜的厚度上具有组织生长可以提供更高水平的锚固和保持。

图14至图18示出另一人工角膜100的示例。图14至图18所示的人工角膜100包括光学元件200和联接至光学元件200的组织整合元件300。如图18所示，光学元件200包括本体202，本体202包括前光学表面210和后光学表面214。然而，与本文中讨论的其它构造不同，本体202不包括径向延伸的环形凸缘，组织整合元件联接到该环形凸缘，但是替代地限定了构造为在其中容纳天然角膜组织的沿外围(沿外周)延伸的凹部240。沿外围(沿外周)延伸的凹部240类似地构造为容纳组织整合元件300，如图17A至图17C所示。连续地参照图17A至图17C和图18，沿外围延伸的凹部240由多个表面限定，所述多个表面包括第一表面242、与第一表面242相对的第二表面244以及位于第一表面242和第二表面244之间并横向于第一表面和第二表面延伸的第三表面246。

在一些实施例中，图2中所示的光学元件200可以描述为包括具有前光学表面210和后光学表面214的本体202以及具有多个凸缘，所述多个凸缘包括前凸缘248和后凸缘250，每个凸缘均从其径向向外并围绕其延伸。前凸缘248和后凸缘250沿着光学元件200的纵向轴线与彼此偏移开，使得在它们之间限定了沿外围延伸的凹部240。在一些实施例中，第三表面246可理解为对应于本体202的外围表面，而第一表面242理解为对应于前凸缘248的后表面，而第二表面244理解为对应于后凸缘250的后表面。在一些实施例中，前凸缘248的前表面252和前光学表面210共同限定了图14至图18中所示的光学元件200的前侧。类似地，在一些实施例中，后凸缘250的后表面254和后光学表面214共同限定了图14至图18中所示的光学元件200的后侧。

如图17A所示，组织整合元件300联接到第一表面242、第二表面244和第三表面246中的每一个，使得一旦植入在患者的眼中，角膜组织或其它相关联的眼组织就被允许沿着第一表面242、第二表面244和第三表面246中的每一个生长到组织整合元件300中。

如图17B所示，组织整合元件300联接到第二表面244和第三表面246，使得一旦植入在患者的眼中，角膜组织或其它相关的眼组织就被允许沿着第二表面244和第三表面246中的每一个生长到组织整合元件300中，而在这种构造中抵抗组织向内生长的第一表面242用作对准边缘，(用于)在患者眼内对准人工角膜。

如图17C所示，组织整合元件300仅联接至第三表面246，使得一旦植入在患者的眼中，角膜组织或其他相关的眼组织就被允许沿着第三表面生长到组织整合元件300中，而在这种构造中抵抗组织向内生长的第一表面242和第二表面244用作对准边缘，(用于)在患者的眼内对准人工角膜。

在各种示例中，本文中示出和描述的人工角膜与穿透性角膜移植手术程序结合植入，其中，使用外科切割工具，诸如环锯或激光器从患病的角膜或受伤的角膜中移除组织的全厚度部段。在各种示例中，移除患病的角膜或受伤的角膜的圆形、全厚度塞，留下角膜组织的组织床，人工角膜100可固附到该组织床。在这种构造中，人工角膜100的后侧104的一部分或全部悬挂在眼内部上方。即，人工角膜100的后侧104的一部分或全部不受眼睛的现有角膜组织支撑。在涉及角膜的全厚度切除的情况下，通常将角膜从上皮移至内皮。

本文中图示和描述的人工角膜100还构造为结合部分厚度的外科手术程序来植入，例如后弹力层剥除自动内皮角膜移植术(DSAEK)，其中，从患病的角膜或受伤的角膜移除少于组织的全厚度部段，留下健康的角膜组织的残留床。在这些实施例中，切除前角膜的患病部分，并将人工角膜100定位在健康角膜组织的残留床上。

在各种示例中，本文中讨论的人工角膜构造为使得其可以临时折叠和变形以帮助促进植入。即，与许多常规设计不同，人工角膜(例如，包括光学元件200的本体202)构造为顺应性且非刚性(不刚硬的)。例如，在植入过程期间，医师可能需要折叠人工角膜或使人工角膜变形以获得正确的定向和/或将人工角膜适当地放置在天然组织床中。在一些情况下，在植入过程之前和期间，可以利用独立的约束构件来临时维持人工角膜的变形。在各种示例中，人工角膜100是足够弹性的以在释放到组织床中或组织床上和/或固定到组织床上时呈现未变形的几何形状。将人工角膜构造为使得其是顺应性(柔顺的)和非刚性的还使得在植入人工角膜时可以根据常规方法监控眼睛的眼内压力。

例如，因为人工角膜是顺应性的(例如，具有与天然角膜相当的顺应性的量度)，所以可以通过已知的眼压测量方法来确定其中植入人工角膜的眼睛的眼内压力，所述方法包括但不限于压平眼压测定法、戈德曼眼压测定法、动态轮廓眼压测定法、电子压痕眼压测定法、回弹眼压测定法、肺动脉压测定法、压痕或压印眼压测定法和非接触眼压测定法。当与本文中讨论的人工角膜组合使用时，这些方法涉及当受到眼外部力作用时，沿着人工角膜与天然角膜组织之间的接界(交界部)测量变形响应。例如，测量可以在沿着光学元件的周界的一个或多个位置处进行，在所述一个或多个位置处，光学元件和天然角膜组织(例如，角膜角膜缘)发生关系或接界。这可以包括纯天然角膜组织，或者可包括天然角膜组织与人工角膜在该处重叠的区域。由眼压测量设备传递的外力可包括气压，和/或可包括由物理体接触眼睛的测量区域而施加的外力。存在用于经由与眼睛的其它区域(例如，巩膜)相互作用来测量眼内压力的其它方法，并且所述其它方法应理解为不同于眼压计的、涉及沿着人工角膜和天然角膜组织之间的交界部测量眼内压里。应理解的是，对于传统的刚性人工角膜设计来说，眼压测量是不可能的，因为刚性的传统人工角膜设计本身不能充分变形，沿着天然眼睛组织与这样的传统的刚性人工角膜设计的交界部(界面)也不能。

图19示出人工角膜100的一实施例。图19所示的人工角膜100类似于图13所示的人工角膜，但是有两个主要区别。首先，如图所示，图19所示的第二凸缘部件230不包括孔口256。其次，图19中所示的实施例还包括角膜上皮细胞生长层258。角膜上皮细胞生长层258构造为促进和支持跨光学元件200的前侧204(在光学元件的前侧204上)的角膜上皮细胞的组织化的单层的形成和维持。角膜上皮细胞生长层258沉积在光学元件200的前侧204上，使得人工角膜100的前侧102是光滑的。在这样的示例中，角膜上皮细胞生长层258和组织整合元件300的施加到光学元件200的前侧的部分之间的过渡(部)是光滑的(例如，没有突出部、间隙等)。上皮细胞生长层258与组织整合元件300之间的光滑过渡部提供了植入的人工角膜100的前侧102不会引起不适或刺激，或不会与患者解剖结构的其它部分(例如，诸如病人的眼皮)干涉。此外，尽管组织整合元件300促进组织沿着人工角膜的前侧102的一部分向内生长的增殖，但是上皮细胞生长层258促进了角膜上皮细胞在光学元件200的前侧204上形成组织化的单层。应理解的是，尽管在图19中示出了组织整合元件300跨环形凸缘218的外围表面208的整体施加(在环形凸缘218的整个外围表面208上施加组织整合元件300)，但是在一些实施例中，组织整合元件300可以施加到少于整个外围表面208的一部分上。类似地，尽管上皮细胞生长层258在图2中示出为跨光学元件200的整个前侧204施加但不被组织整合元件300覆盖，但是在一些实例中，上皮细胞生长层258可以施加到光学元件200的少于整个前侧204的一部分上，未被组织整合元件300覆盖。但是尽管结合上述示例进行了描述，但是上皮细胞生长层258可以并入本文中公开和描述的人工角膜的任何示例中。

在一些实施例中，上皮细胞生长层258包括一个或多个等离子体涂层(带正电或负电)、糖蛋白、胶原蛋白和明胶和/或蛋白聚糖。有用的糖蛋白包括例如纤连蛋白、层粘连蛋白和玻连蛋白。有用的胶原蛋白类型包括例如I型、II型、III型、IV型和V型。有用的蛋白聚糖包括例如多功能蛋白聚糖(versican)、串珠蛋白聚糖(perlecan)、神经蛋白聚糖(neurocan)、聚蛋白聚糖(aggrecan)和短小蛋白聚糖(brevican)。在某些实施例中，上皮细胞生长层包括分子的混合物，形成基质。上皮细胞生长层258的成分选择为使得促进角膜上皮细胞的组织化的单层跨光学元件200的前侧204生长和增殖(在光学元件200的前侧204上生长和繁殖)。

现在转向图20，当植入本文中讨论的人工角膜时，屈光度与根据上文讨论的眼压测量方法确定的眼内压力之间的实验关系的曲线图示。眼睛内的健康眼内压力在十(10)到二十(20)毫米汞柱之间的范围内。如图所示，在植入时，人工角膜与在10.1毫米汞柱(mmHg)下约48.2的屈光度相关联和在20.3毫米汞柱(mmHg)下约49的屈光度相关联。图20中的线的斜率对应于被测区域的适形性(顺应性)或弹性，其以屈光度/毫米汞柱(mmHg)的单位表示。图20所示的曲线图示出了人工角膜与天然角膜组织之间的接界区域的适形性(顺应性)，每毫米汞柱约0.064的屈光度。接界区域的适形性(顺应性)至少部分地基于位于测量的接界区域处和其周围的天然角膜组织和人工角膜材料的适形性。因此，应理解的是，本文中讨论的人工角膜具有足够的适形性(顺应性)，以促进在接界区域处精确的眼压测量，这是在传统的刚性人工角膜设计的情况下无法获得的。

在一些实施例中，顺应性(顺应性)或弹性人工角膜可具有大于零且可达约0.075屈光度/毫米汞柱的适形性或弹性。人工角膜的刚度理解为随着屈光度/毫米汞柱斜率减小而增大，并且人工角膜的刚度理解为随着屈光度/毫米汞柱的斜率增大而减小。因此，尽管未在图20中示出，当斜率接近零(0)/毫米汞柱(mmHg)屈光度时，对应的人工角膜将达到最小弹性或零弹性，这是与许多常规人工角膜设计一致的弹性。因此，与至少在十(10)至二十(20)毫米汞柱(mmHg)之间的范围内接近零(0)屈光度/毫米汞柱(mmHg)的斜率相关联的人工角膜会导致经由与刚性(刚硬的)人工角膜的相互作用而产生的测量眼内压力的精度较差，因为人工角膜或与刚性人工角膜相邻的天然角膜组织在测试条件下不能充分变形以精确地测量眼内压力。

相反，在至少十(10)到二十(20)毫米汞柱(mmHg)的范围内，增大超过.075屈光度/毫米汞柱(mmHg)的斜率变得越来越容易受到在健康患者眼内压力正常预期每日波动的过程中视觉变化的影响。例如，如果预期患者的眼内压力在一天的过程内会在十(10)至十五(15)毫米汞柱(mmHg)之间波动，则具有约0.075屈光度/毫米汞柱(mmHg)的弹性或顺应性(柔顺性)的人工角膜会预期经受约0.375屈光度的视觉差。相较而言，在相同条件下，会预期具有0.05屈光度/毫米汞柱(mmHg)的顺应性或弹性的人工角膜经受约0.25屈光度的视觉差，而具有0.095屈光度/毫米汞柱(mmHg)的顺应性或弹性的人工角膜会预期在相同条件下经受约0.475屈光度的视觉差。

期望提供足够顺应(柔顺)的人工角膜，而同时最小化在预期的眼内压力波动下可感知的视觉改变的可能性。因此，应理解的是，应基于患者的预期眼内压力波动来选择人工角膜的顺应性或弹性。

在一些示例中，外科植入方法需要相对于人工角膜的直径来减小在宿主角膜中形成的环锯孔(钻孔)的尺寸。在一些示例中，这是当其经受创伤(例如，切口)时经切开的宿主角膜生长的量的原因。在一些示例中，这种减小尺寸还用于解决手术后由于部分角膜融化而引起的收缩。此外，这种减小尺寸(尺寸不足)使得缝合之后伤口可以是气密和液密的，这有助于避免由于病原体侵入而引起的感染风险。

在各种示例中，在将人工角膜正确地定位和定向在现有的角膜组织的组织床内之后，将人工角膜机械地联接至现有的角膜组织。在各种示例中，利用一根或多根缝合线将人工角膜机械紧固至现有的角膜组织。在一些其它的示例中，可以附加地或替代地使用眼科胶以将人工角膜机械联接到现有的角膜组织。在缝合的情况下，特定的外科缝合技术(例如，间断的、不间断的、组合的、单个的、双重的等)可基于许多手术适应症而变化，如本领域技术人员将理解的那样。在涉及通过一根或多根缝合线将人工角膜紧固到现有角膜组织的各种示例中，各缝合线通常延伸到人工角膜100的光学元件200的环形凸缘218中。在一些示例中，一根或多根缝合线仅延伸穿过环形凸缘218的一部分。例如，一根或多根缝合线可在进入和离开角膜组织之前，进入人工角膜100的前侧102，并通过外围表面208和覆盖外围表面208的任何组织整合裙部材料离开人工角膜100。在一些示例中，一根或多根附加的缝合线附加地或替代地整个延伸穿过环形凸缘218(包括第一凸缘部件228和第二凸缘部件230中的一个或多个)。例如，一根或多根缝合线在进入现有的角膜组织之前进入人工角膜100的前侧102和离开环形凸缘218的后表面222。在一个这样的示例中，离开环形凸缘218的后表面222的缝合线可以进入现有的角膜组织，环形凸缘218的后表面222搁置在该现有的角膜组织上。

本领域技术人员应理解的是，一根或多根缝合线可附加地或替代地通过环形凸缘的外围表面208以及覆盖外围表面208的任何组织整合裙部材料进入环形凸缘，并且随后通过环形凸缘的外围表面208和覆盖外围表面208的任何组织整合裙部材料离开。附加地或替代地，在一些示例中，一根或多根缝合线可通过环形凸缘的外围表面208和覆盖外围表面208的任何组织整合裙部材料进入环形凸缘并随后离开环形凸缘218的后表面222。本领域技术人员还应理解的是，将人工角膜100机械紧固或固附(例如，缝合)到现有角膜组织上可以是暂时的或永久的。例如，在一些示例中，缝合线在植入过程之后提供了装置的机械紧固，但是随后组织向内生长到组织整合元件300中用作用于附着的永久性机构。

在各种实施例中，如本领域技术人员将会理解的，在角膜组织生长到组织整合元件300中的同时，将人工角膜100紧固到现有的角膜组织用以维持人工角膜100与现有角膜组织之间的相对位置。同样，如本领域技术人员将理解的，在角膜组织生长到组织整合元件300中的同时，将人工角膜100紧固到现有的角膜组织用作维持现有角膜组织与人工角膜100之间的接触。这种构造也用于密封眼睛内部，使其免受外界环境和细菌的潜在侵入。

在各种示例中，缝合线可包括任何合适的生物可相容材料，包括尼龙、聚丙烯、丝、聚酯和含氟聚合物，诸如ePTFE和本文中讨论的其它共聚物。

尽管上文讨论的实施例包括裙部仅覆盖前表面的一部分的构造，但是在一些示例中，裙部可以覆盖包括前光学表面的整个前侧。这种构造有助于促进跨暴露于外部环境的人工角膜的整个前表面上皮组织的增殖和整合，这有助于进一步的生物整合。附加地，这样的构造将增加光学润湿性，并有助于最小化结垢(污染)。然而，在某些情况下，跨人工角膜整个前表面的上皮组织生长可能是不期望的。例如，在某些情况下，患病的组织缺乏适当的形态以成为清楚的折射表面。在这种情况下，再生的上皮组织因此是不清楚的，并且可能导致光学结垢且应避免。

以上已大致地和参考特定示例地描述了本申请的发明范围。将会对本领域技术人员明了的是，在不偏离本申请的范围的情况下可对各示例进行各种改型和改变。同样，在本文中讨论的示例中所讨论的各种部件是可结合的。因此，这些示例旨在覆盖本发明范围的改型和变型。

Claims (18)

1.一种人工角膜，包括：

光学元件，包括：具有前侧和后侧的本体、围绕所述本体延伸的环形凸缘，所述前侧包括前光学表面，而所述本体的所述后侧包括后光学表面；以及

联接到所述光学元件的组织整合裙部，所述组织整合裙部构造为促进组织向内生长，所述组织整合裙部联接至所述光学元件以使得限定在所述光学元件的所述前侧与所述后侧之间的所述环形凸缘的外围的至少一部分由所述组织整合裙部覆盖。

2.如权利要求1所述的人工角膜，其特征在于，所述环形凸缘包括第一凸缘部件和位于所述第一凸缘部件后面的第二凸缘部件，所述第一凸缘部件限定第一前表面和外围表面，而所述第二凸缘部件限定第二前表面，所述第二前表面通过所述外围表面与所述第一前表面偏移开。

3.如权利要求2所述的人工角膜，其特征在于，所述组织整合裙部联接到所述第一前表面、所述外围表面和所述第二前表面中的每一个。

4.如权利要求2或3所述的人工角膜，其特征在于，所述环形凸缘的所述第一前表面和所述第二前表面是不平行的。

5.如权利要求2至4中任一项所述的人工角膜，其特征在于，所述环形凸缘具有不均匀的厚度。

6.如权利要求2至5中任一项所述的人工角膜，其特征在于，所述第一凸缘部件和所述第二凸缘部件各自围绕所述本体从其径向向外延伸。

7.如权利要求2至5中任一项所述的人工角膜，其特征在于，所述第二凸缘部件比所述第一凸缘部件径向向外延伸更多。

8.如权利要求2至5中任一项所述的人工角膜，其特征在于，所述第二凸缘包括构造为允许组织增殖通过其中的至少一个孔口。

9.如权利要求8所述的人工角膜，其特征在于，所述至少一个孔口通过微钻孔形成。

10.如权利要求8所述的人工角膜，其特征在于，所述第二凸缘包括具有形成所述至少一个孔口的微结构的材料。

11.如权利要求1至10中任一项所述的人工角膜，其特征在于，所述后光学表面与所述环形凸缘的后表面偏移开。

12.如权利要求11所述的人工角膜，其特征在于，所述环形凸缘的所述后表面与所述后光学表面之间的所述偏移构造为帮助抵抗组织跨所述后光学表面增殖的屏障。

13.如权利要求1至12中任一项所述的人工角膜，其特征在于，所述本体的所述后光学表面未被所述组织整合裙部覆盖。

14.如权利要求1至13中任一项所述的人工角膜，其特征在于，所述组织整合裙部覆盖所述光学元件的所述前侧的一部分。

15.一种形成人工角膜的方法，所述方法包括：

提供光学元件，所述光学元件具有前侧和后侧、围绕本体延伸的环形凸缘，所述本体的后侧包括后光学表面；

提供组织整合裙部，所述组织整合裙部构造为允许组织向内生长，

将所述组织整合裙部联接至所述光学元件，使得限定在所述光学元件的所述前侧与所述后侧之间的所述环形凸缘的外围的一部分由所述组织整合裙部覆盖。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述后光学表面与所述环形凸缘的后表面纵向偏移开。

17.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述组织整合裙部还联接到所述光学元件，使得所述光学元件的所述前侧的一部分由所述组织整合裙部覆盖。

18.如权利要求15至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述光学元件构造为抵抗组织向内生长，并且其中所述光学元件的所述前侧构造为在抵抗组织向内生长的同时允许组织附着。