CN1620316A - 降低眼内压力的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供降低眼内压力的系统和方法，从而治疗青光眼和其它疾病。本发明的系统包括可透过透明角膜插入的分流器和用于将分流器插入在经过角膜的位置上的释放装置。该分流器具有一个在其体部一端的顶部和另一端的底部，以及使水性体液从前腔流到角膜外表面上的通道。可移动的过滤器位于通道内，能调节水性体液的流出流量并防止微生物的进入。

Description

降低眼内压力的系统和方法

背景

相关申请

本申请涉及并要求2000年1月12日提交的美国临时专利申请60/175,658“青光眼压力减轻阀和药物释放装置”(Glaucoma Pressure Relief Valve andDrug Delivery Device)的权益，所述专利申请的内容参考结合于此。

发明领域

本发明一般涉及降低眼内压力的系统和方法。在一个实施方案中，本发明涉及排出水性体液以减轻青光眼特有的眼内高压力的可植入装置。

相关技术描述

眼球基本上是球形的结构，其形状和色泽通过在内空的外部胶原球体中填充内生液体物质而得以保持。眼球的内部分成两个腔，即前腔和后腔。在这两个腔之间有眼睛晶状体与其支撑和相关的组织。后腔中填充有称为玻璃体液的凝胶状物质，该物质被认为不对眼球内的压力(称为眼内压力(IOP))产生明显的影响。与此不同，前腔中填充有称为水性体液(aqueous humor)的水状液体，该液体经常不断地产生并被再吸收。这种液体对上面的角膜施加压力并对其周围的所有结构施加压力。若产生的水性体液的量过多，则前腔内和眼球内的压力就会上升。正常的IOP是水性体液的产生和再吸收之间的正常平衡所建立的。

水性体液在虹膜底部的后方产生并流入前腔。水性体液的再吸收是先通过羽榍网，再流入巩膜腔内，被吸收进入血液流中。前腔中一定范围的压力被认为是正常的，通常为10-21毫米汞柱。前腔中的压力取决于水性体液产生的速度和通过羽榍网系统排出的速度。排出系统中的阻塞可能是眼内压力升高的一个原因。持续偏高的IOP会导致称为青光眼的症状，而偏高的IOP可能损坏眼部神经并影响视力，若不适当治疗会最终导致失明。

青光眼可以采用各种方法进行治疗。其药物治疗是设法促进流体的流出或减少流体的产生来降低IOP。可用的药物治疗方法包括局部眼科的或系统的药物治疗。然而，药疗手段可能会失败，这是由于病人的顺从性差、费用高或者某种人们熟知的并发症和副作用的缘故。在药疗不成功的情况下，可以对病人采取更具介入性的治疗方法，即改变正常的解剖结构或者引入可植入的体液排出装置以减少过量的水性体液。例如，推荐采用激光外科术，改变羽榍网的解剖结构从而加强前腔的排出；对于青光眼的治疗也可以采用其它的激光眼科方法。尽管有药物治疗和激光介入方法，但持续具有偏高眼内压力的青光眼疾病还是需要一个好的外科治疗方法。

作为一个例子，一种常规类型的外科介入术旨在产生眼睛前腔的瘘管或其它排出通道。这样就使水性体液流入通常称为“疱疹”的外科产生的结膜下的袋或巩膜下的袋，由此体液就可以再吸收入血液流中。这种方式能使过量的液体流出前腔，从而降低眼内压力。然而，与这种方法相关的是有若干已知的局限性。首先，正常的伤口愈合往往会妨碍瘘管的开放性并影响排出袋的大小，使这些方法具有不可接受的失败率。为了提高这种类型外科手术的成功率，医师可推荐采用能调节正常伤口愈合药剂的辅助治疗。这种治疗又会增加与这些步骤相关的第二种问题的发生率：水性体液的过量或过度快速地流出。众所周知的是，水性体液太多太快的去除会急剧降低眼内压力达到危险的下限，即一种称为压力过低的症状，这就潜在地产生多种视力上有危险性的并发症。为了防止这个问题，手术部位必须愈合得足够好，产生可控的水性体液排出。为了使这种情况发生，正常的伤口愈合是必不可少的。因此，那些抑制伤口愈合的治疗方法会增加与过量水性体液排出有关的危险性。与这种类型的常规体液排出方法相关的第三个问题是：感染的危险性提高。水性体液排出到巩膜或结膜下疱疹中有感染的危险，这是由于提供了微生物可以侵入的液体环境。而且，若感染发生在充有液体的袋中，则微生物可以逆向通过排出通道进入眼睛的前腔，对其也造成感染，这是一个严重得多的问题。

为了解决与常规外科手术有关的某些问题，曾提出过多种设法将过量的液体从前腔排出的可植入装置。然而，上述影响软组织外科手术的问题同样也影响植入外科手术。伤口愈合机理仍是起作用的，即使外科手术包括安装眼内植入体。事实上，人造材料会过分刺激局部的伤口愈合，从而导致过多疤痕组织的形成。而且，控制水性体液的流出流量仍然是重要问题，即使在该过程中涉及人造装置。另外，仍然有感染的危险。在有机械导管会将微生物从外部转移到眼睛内部的情况下，希望有某个机构能防止此逆向的感染。最后，与大部分人体组织一样，眼睛对长期存在人造材料承受性有限。局部安置的植入体会刺激周围的组织。当然，眼睛是特别敏感的。对于植入到眼睛表面上的装置，病人会感觉它是长期、持久和令人不适的外来物体。最后，由于眼睛组织非常精细，所以植入体的设计和放置必须不致损害脆弱的相邻、下面或上面的组织。然而，即使植入体开始时放置适当，也会由于局部的组织移动而移位，或者由于伤口愈合过程的收缩而被挤出。

已有技术中有各种装置声称能提供这些问题中的某些或所有问题的解决方案。例如，某些已有技术的装置能使水性体液分流到植入巩膜或结膜下的一个储器或排出区域中。然而，如上所述，这些装置面临着调节水性液体流出、抵抗感染和避免局部组织刺激和损伤这些问题。出现第一个问题，即要调节水性液体流出流量的原因是，这种液体的排出流量在达到有效的伤口愈合能在生物学上限制流体流出之前，基本上取决于植入体的机械特性。在植入体为基的排出过程中，对水性体液流出的机械阻力和生物学阻力的有效平衡仍然是个问题。已有技术的植入装置采用多种限制水性液体流出的机理。一旦伤口形成了愈合，这些机理中的每一种就会承担起责任。当与伤口愈合所引起的限制因素相结合，植入体中的限制性部件就会过度地降低水性体液流出的速率，可能达到不可治疗的程度。出现第二个问题即眼内感染可能性的原因是，植入体的存在提供了细菌可以进入前腔内部的管道。某些已有技术的排出装置中引入了过滤器或阀或其它导管系统，来防止逆向感染进入到前腔中。然而，这些机理是有局限性的，即使在抵抗微生物的通过上是有效的，它们也会对液体的流出产生水力学效应，而削弱有效的排出。最后，在某些已有技术的装置中出现局部组织承受性的问题的原因是，这些外来的物体会刺激组织的反应，以发生局部炎症或装置突出而告终，从而可能进一步对病人造成该装置易被察觉或不舒适的感觉：由于存在植入体会发生这些效应，会不适合在临床上使用。

通过透明的角膜放置的装置促使水性体液排出，可用来避免与巩膜或结膜下植入有关的某些局限性。某些装置，例如美国专利No.3,788,327和美国专利No.5,807,302以及美国专利No.5,743,868中的装置提供了经过角膜的导管，这些导管能将前腔液体排出到角膜的表面上，与泪水膜(tear film)混合。上面专利中所述的装置包括与流出液体调节、微生物限制、局部组织相容性和位置稳定性等问题相关的某些特征。如先前所述，这些问题也会影响经过角膜的这种装置。因此，仍然需要一种生物相容的前腔排出装置，它能很好地控制水性体液的流出，而不管伤口愈合的行为如何。仍然还需要一种能限制微生物进入从而保护眼睛内部免受感染的排出装置。另外，还需要一种对病人来说能很好承受并舒适的眼科排出装置。最后，位置稳定性的问题还未令人满意地得到解决。在本领域中需要这样一种排出装置，它能安全和可靠地放置，而无移位、移动或被挤出之虑。

除了在诸如青光眼的状态下对持久或耐用的前腔排出装置的上述需求外，还需要临时的前腔体液排出或减压装置。例如，在多步眼科手术步骤(包括白内障摘除术和修复视网膜脱离)之后，在短的一段时间(1小时至2星期)中可能存在IOP升高。而且，内科医师可能发现较好是采用分流术来暂时控制青光眼中的IOP，之后再着手于其它不采用长期分流的用来治愈失调的外科手术步骤。需要这样一种装置，它能满足在这些和类似情形下前腔短期排出的需求。

还需要提供一种特别适用于植入经过角膜的排出装置而不引起外伤的释放系统(delivery system)。这种释放系统较好应能安全地固定排出装置，并由外科医生放置该排出装置。要将排出装置通过角膜植入时，这种释放系统还能容易地释放所述排出装置。还希望制造这种释放系统，以免对角膜上皮和基质的精细组织造成附加的伤害。

发明的概述

本发明的一个目的是提供用于降低眼内压力的系统。本发明的系统包括可透过透明的眼睛角膜插到前腔中，以便从中排出水性体液的分流器(shunt)。该分流器包括一个内有通道的基本上是圆柱形的圆柱体，用它可以让水性体液从前腔排出到透明角膜的外表面上；分流器还包括一个搁在透明角膜外表面上的顶部、搁在角膜内表面上的底部和用来调节从中流过的水性体液的流量并使微生物的入侵降至最小的，可留在圆柱体通道内的长形过滤器。在一个实施方案中，水性体液能流过底部上的开口进入圆柱体的通道，并从中通过，经顶部上的狭缝流到角膜的表面上。在一个实施方案中，顶部和底部与圆柱体形成一个整体。在另一个实施方案中，顶部、底部或圆柱体可以由可脱水的聚合物制成。在某些实施方案中，顶部或底部的外表面可以制成与细胞的粘连或粘附降至最小。在某些实施方案中，圆柱体的外表面可以制成促进与组织的粘连或粘附或变得有吸引力。底部具体来说，其形状便于透过角膜植入分流器。在某些实施方案中，圆柱体的圆周比顶部或底部的圆周小。通过压紧或任何其它合适的方式可以使长形过滤器留在圆柱体的通道内。长形过滤器可以位于圆柱体通道入口的近端或其中任何其它位置。

在其它一些实施方案中，本发明的系统包括可以穿过角膜放置使眼睛前腔排出体液的植入体。该植入体包括顶部、底部、在底部和顶部之间的管状导管和过滤器，所述导管具有与前腔液体相连的内通道，所述过滤器可以压在前腔的内部以调节水性体液的流出流量并限制微生物的进入或使其进入降至最小或阻碍其通过。

在还有其它一些实施方案中，本发明的系统包括经过角膜的分流器，所述系统还包括用于将分流器植入这种经过角膜的位置的释放装置。在某些实施方案中，用释放装置植入的经过角膜的分流器具有顶部、底部、在顶部和底部之间具有贯穿于其中的通道的基本上是圆柱形的圆柱体和过滤器，所述过滤器置于通道内以调节水性体液流过通道的流量并进一步限制微生物的进入。在某些实施方案中，释放装置包括在尺寸上适于固定分流器并用于将分流器透过角膜外表面插入而放置到位的尖头，所述释放装置还包括可以从近位滑动到远位的柱塞，该柱塞的滑动可以使分流器移动并迫使它透过角膜外表面达到经过角膜的位置。

本发明的另一个目的是提供降低前腔液体压力，从而治疗以前腔压力偏高为特征的青光眼和其它疾病的方法。这些方法包括下述步骤，提供经过角膜的分流器，提供将分流器置于经过角膜的位置的释放装置，在角膜外表面上切开一个定位孔用来插入分流器，再使用释放装置将分流器插到经过角膜的位置。在本发明的实施中，所提供的分流器具有基本上是圆柱形的圆柱体、顶部、底部和过滤器。本发明的再一个目的是提供暂时排出前腔液体，从而降低眼内压力的方法。暂时排出应理解为使用某一装置在短时期如1小时至几星期的时间内发生的液体排出过程，所述装置在暂时排出期间结束后可以取出或是可以生物降解的，在所述暂时期间结束时可被再吸收。这种装置可在那些IOP随后可能升高的手术步骤之后植入，或可用作以IOP偏高为特征的疾病的暂时矫正。

本发明的分流器可用于解决在治疗IOP偏高的眼科技术中一直存在的上述某些问题。首先，该分流器、其释放装置和其使用方法适合于将排出系统穿过透明的角膜放置，从而避免了与结膜下或巩膜下排出相关的困难。其次，通过过滤系统一直调节水性体液的流出流量，而不牵涉伤口愈合的机理，从而可以计算出预定的流出流量，这样一方面可以避免压力过低的危险，另一方面又可以避免不足够的排出。第三，过滤器为体液提供了一个曲折的路径，能阻止细菌的入侵；另外，开在顶部上的狭缝，其形状和尺寸也能阻止细菌的侵入；而且，顶部本身是由能防止与细胞粘连(包括防止与微生物粘连)的材料制成的。第四，装置是由角膜能很好承受的材料制成的。顶部和底部能阻止与细胞粘连并防止在装置上结疤，同时圆柱体是由促进与细胞粘连的材料制成的，这样就能使装置牢固地固定在经过角膜的位置上。从下述说明和附图(其中相同的数字表示相同的部件)可以更清楚地理解本发明的这些和其它目的、特征和优点。

附图简要说明

图1是本发明一个实施方案的透视图。

图2是本发明一个实施方案的分解图，说明过滤器的插入路径。

图3是本发明一个实施方案的截面图。

图4是说明按本发明分流器安装在位的解剖截面图。

图5是本发明一个实施方案的示意图。

图6A-D是说明本发明一个释放装置的透视图和截面图。

图7A-B说明本发明另一个释放装置的透视图和截面图。

详细描述

现在看图1，它是个本发明分流器10的透视图。在一个代表性的实施方案中，分流器10大约有1毫米长，其外径约为0.5毫米。尽管在此图和下面各图中的分流器10都是圆柱形的结构，但应明白的是其它管状导管的形状也是适用的。例如，分流器10可以呈更象椭球体的形状或更象透镜体的形状。图1的分流器10是从其顶部或外面看到的图。分流器10在尺寸上适合于经过角膜放置。当分流器10放置在位时，顶部12将位于角膜的外表面即上皮表面上。如此图所示，顶部12可以是园穹形状，以便为从该装置到角膜提供一个连续的过渡表面。这种形状也能很好地被病人眼睑所承受。尽管这种形状似乎是特别好的，但也可以设计出其它形状的顶部，提供同样的优点。例如，具有圆形边缘的最低程度伸出的平的顶部12同样也能很好地为眼睑所承受。采用一些常规实验就可以确定其它合适设计的形状。顶部12的底面(未图示)可以是平的，或适当弯曲与放置装置的角膜表面的形状配合。顶部12、圆柱体14和底部18这三部分可以在形成时就是一个一体化的单元，也可以是顶部12或者底部18与圆柱体在形成时是一个整体。在另一个实施方案中，各个部件可以与其它部件分离。

甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)共聚物可用于制造分流器的各个部件。在一个实施方案中，顶部12由光滑的材料制成，以防组织和细菌的粘附，而且它是高度水合的，能被泪水所润湿。顶部12可以含有含HEMA聚合物如HEMA+甲基丙烯酸(在已有技术中皆知可用于防止细胞粘连)的表面组分。作为一个例子，聚甲基丙烯酸2-羟乙酯(PHEMA)可用于分流器的外层。在一个实施方案中，能用于此的吸引细胞的组织整合层涂层(tissue integration layercoating)的基础材料可以包含HEMA和甲基丙烯酸环己酯。在此分流器外层的组成中可以包括用于接触晶状体，其平衡水含量至少为15重量％(更好至少为20重量％)的共价键交联的水凝胶，尤其是丙烯酸和甲基丙烯酸与二和多羟基化合物的酯的共聚物。该合适的多羟基化合物的例子包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、1，2-丙二醇、甘油、单乙酸甘油酯、葡萄糖等。这些酯可以进一步与乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸和甲基丙烯酸、丙烯酰胺、N-取代的丙烯酰胺和对本领域从业者来说显而易见的许多其它类似组合物共聚合。这种水凝胶的许多具体组合物在已有技术中是已知的，其中许多都合适，并且对熟练技术人员来说仅仅采用常规实验不难对它们加以选择。典型的交联剂是上述二元醇和多元醇的二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯。在某些实施方案中，圆柱体14的表面可以包括含交联聚合物的组织整合层，所述交联聚合物例如是含HEMA和甲基丙烯酸烷基酯(尤其是甲基丙烯酸环己酯)的组合物，尤其是其中所用的所述甲基丙烯酸烷基酯的浓度比HEMA高的组合物。该组织整合层可以是光滑的、形成图案的或多孔的。在一个实施方案中，本发明分流器的特征在于其某些物理特性，包括可逆的水合、形状记忆力、具有亲水性或疏水性的局部表面区域、具有不同水合性的局部表面和具有不同细胞粘连性的局部表面。

贯穿顶部12的狭缝22能进一步阻止细菌的侵入。狭缝22能让通过分流器的水性体液流出，流到透明的角膜上，从而进入泪水膜。尽管在此图中表示的狭缝22是一条长形的孔，但应明白的是其它狭缝构造也适合用来让水性体液流出并限制细菌的侵入。例如，可以设计出多个细小狭缝的图案。或者，例如，与此图中所示一条细长狭缝不同，可以使用一条或一系列不太长并带点圆形的狭缝。普通技术人员可以很容易地想到其它的狭缝排列。

底部18可以用与顶部12类似的材料制成。此图图示了适合与角膜的内皮表面接触的底部18的上表面即外表面。如图所示，底部18可以是平的，它也可以弯曲成与其所接触的角膜表面贴合的形状。而且，底部18可以呈锥形或截头圆锥形，便于通过角膜插入。在所示的实施方案中，底部18比圆柱体14宽。底部18的内表面(图中未示)上带有一个开口，水性体液能通过所述开口进入分流器10中。底部18的这些和其它特征将在其它图中说明。

进一步参看图1，分流器10的圆柱体14位于顶部12和底部18之间，并与它们相连。底部18可以由固体HEMA聚合物制成，并且涂有水凝胶，例如HEMA和甲基丙烯酸环己酯的共聚物，该共聚物可用于促进与细胞的粘连。底部18的涂层20容易接受组织的附着，这样底部18就能牢固地固定在位。这种特征能防止分流器10就地移动和移位。而且，这种特征可以防止细菌沿放置分流器10的穿过角膜的通道向内生长。为了进一步促进组织的向内生长和细胞的附着，可以采用表面改变法，如使其具有某种构造、变粗糙或引入不规则的图案对底部18的涂层20加以处理。将促进细胞在圆柱体14上粘连的HEMA聚合物与防止细胞在顶部12和底部18上粘连的HEMA聚合物这两点结合起来，就能使分流器10牢固地附着在圆柱体14从中通过的角膜上，并且也能防止细菌附着在顶部12上，以防随后细菌的可能进入。

已有技术明白的是，由HEMA制成的装置能很好地被眼睛所承受。另外，由可脱水聚合物如HEMA制成的装置可以脱水从而减小尺寸，以便此植入体通过小切口。这种特征便于通过定位孔或类似的小入口通道插入分流器，而对组织的破坏最小。在本发明的脱水分流器10适当放置以后，它会从周围的组织中吸收水分，溶胀至其预定的大小。可以改变脱水的程度，视所用具体的水凝胶配方而异。即使脱水使尺寸减小得不多，也便于植入。而且，在其经过角膜的位置上植入经脱水的装置，然后吸收水分而胀大，能使其紧密地固定贴合在所需的位置上。

图2图示了从底面并能从内部看到的分流  10的透视图。在所示的此实施方案中，当在解剖结构上放置好分流器10后，底部18位于角膜的内面或内皮上，并伸出到前腔中。在此图中，也可以看到圆柱体14和顶部12。分流器10有个通道24，它通过底部18和圆柱体14达到顶部的下面。如前一个图所示，顶部12上的狭缝(图中未示)可让流过通道24的水性体液流出。有个过滤器28调节水性体液从前腔流到眼睛外部的流量，并因此在通道24中提供曲折的路径，能阻止细菌通过。在一个实施方案中，过滤器28可以用钛制成。其它的材料如陶瓷和聚合物也适用于过滤器28。在某些实施方案中，过滤器28在圆柱体14的通道24中是可压紧的。过滤器28可以是形成分流器10的一个永久性部件。或者，在那些不会影响分流器10经过角膜的位置而装有能与通道24相接的入口的一些实施方案中，过滤器28是可去除进行替换的。例如，可去除的顶部12可以与过滤器28相接，从而过滤器28可以去除进行替换。作为另一个例子，顶部12可以装有一个定位的入口(未图示)，以便与过滤器28相接，而不会影响顶部12的位置。在某些实施方案中，顶部12的该入口和其附件可与上述狭缝系统形成一个整体。已有技术的从业者不难采用其它的设置。过滤器可以置于一刚性外罩内。在组织整合层将圆柱体14固定到位后，这个外罩可以插到分流器圆柱体14上或从其中去除，而不影响外层在眼睛中的固定。

如图2所示，过滤器28可以制成圆柱体，便于经过压配合插入通道24中。在该实施方案中，通道24具有光滑的壁30。代表性尺寸约为0.02×0.02英寸的过滤器28紧靠着通道24的壁，牢固地固定于其中。所示的过滤器28包含孔径约为0.5微米的孔隙网络。孔径在尺寸上应适合于将液体流量控制为约2微升/分钟。通过所制造的孔径和流动路径的长度以提供合适流动阻力而获得的这种流量足以降低与青光眼有关的过大眼内压力，同时防止眼部压力过低。尽管上述孔径和流动路径长度的安排看来对本发明的系统是特别有利的，但应明白的是，孔径和流动路径长度的其它安排也可以是合适的。还应明白的是，金属、陶瓷或聚合物的水力学特征可以变化，并且由这些材料制成的过滤器的规格也可以变化，但都在本发明的范围内，只要过滤器的目的能够提供恒定的、可预见的和病理生理学所需的水性体液流出流量，同时阻止微生物逆向通过。

图3图示的是一个本发明分流器10的截面。该图表示了水性体液从前腔通过通道24流过圆柱体14再经顶部12上狭缝22排出的液体路径。该图所示的是顶部12、圆柱体14和底部18一体化制成的一个单元。该图也说明了一条线性狭缝22贯穿顶部12。所示的狭缝22轴向贯穿顶部12。也可以设想其它的狭缝排列。例如，可以提供一个不规则的狭缝路径。也可以提供多个狭缝或狭缝与其它形状穿孔的组合。在此图中，有表面不规则的涂层20施涂在圆柱体14的外面。图示的过滤器28牢固地位于通道24中。如该图所示，过滤器28占据着通道24的中间部位。过滤器28在其它位置也可以是合适的。例如，与此图所示的位置相比，过滤器28可以对于一端更接近些或距离更远些。

图4图示了分流器10在其位于穿过角膜104的解剖位置的解剖截面。如前所述，所描述的分流器实施方案的表面可以由不同性质的不同材料制成，具体是，如上所述，可以有能耐细胞粘连或抗蛋白质沉积的表面和有能吸引细胞粘连的表面。可以看到该装置的顶部12搁在角膜的表面118上。所提供的分流器10从中穿过，使前腔108中的液体流过该分流器到角膜104之外即眼睛的外表面上。进入分流器10内部通道的液体离开该装置，流到角膜的外表面118上，接着与泪水膜混合。此图显示了分流器10的顶部12与角膜的外表面118接触。此图还显示了分流器底部18与角膜的内表面122接触，但这种接触对达到令人满意的定位来说并非是必须的。在一个代表性的定位中，本发明的分流器10可以位于透明角膜的上面，它在中性凝视时被上眼睑所覆盖。本发明一些实施方案的分流器10可以构造成横跨位于角膜外表面118上的泪水膜和前腔108之间的角膜基质。在某些实施方案中，分流器10至少包括下述部件：(a)圆柱体14，它由水凝胶制成并且具有与基质组织直接接触的外表面；(b)顶部12，它伸出在角膜外面，具有与泪水膜接触而与眼睑(未图示)内表面至少间歇接触的外表面；(c)底部18，它伸出到前腔108中。在所描述的实施方案中，在对细胞的粘连和水润湿性上，至少圆柱体14的外表面和顶部12具有不同的性质。在一个特别好的实施方案中，顶部12的外表面对细胞是不粘附的，它能很好地被泪水所润湿并且是高度水合的，而圆柱体14的外表面水合性较小并且对细胞高度粘附。图4也示意性地图示了其它的解剖结构。所图示的晶状体100将前腔108与后腔102分开。在晶状体100旁边的是睫状体112的睫状突起114，其结构是管产生水性体液的。在晶状体100前面的是虹膜120。

图5示意性地表示本发明分流器10的一个实施方案。在所示的实施方案中，圆柱体14中贯穿有一个直径约为0.017-0.018英寸的通道24。在所示实施方案中，通道24的长度约为0.048英寸。有个过滤器28位于通道24中。过滤器28的垂直高度约为0.020英寸。较好是将过滤器构造成能截留微生物如细菌、病毒、真菌和其孢子。所示的底部18具有锥形边缘16，以便于通过角膜插入分流器10。此图中所示的锥形边缘16倾斜45°角，倾斜的距离约为0.008英寸。底部18的整个垂直高度约为0.013英寸。也可以设想其它尺寸和形状的底部18，以便于通过角膜插入分流器10，同时将底部18保持适当地位于前腔中。例如，底部18可以具有折叠或打褶的结构，其尺寸在脱水时降至最小，而在再水化时膨胀至较大。在其它一些实施方案中，底部18可以是截头圆锥形的形状或反向截头圆锥形的形状，可以将其折叠以便于其插入。如该图所示，在某些实施方案中，底部18比圆柱体14大。尽管在此图中将过滤器28图示成位于通道24进口的远端，但过滤器28在其它位置上也在本发明的范围内。例如，过滤器28可以位于较近于通道24的进口，或者它可以占据通道中制成的位置，也可以将其孔径和液体路径长度制成足以使过滤器28基本上占据整个通道24。

在某些实施方案中，本发明的分流器10可以由具有形状记忆力的聚合物制成，所述聚合物可以转变成适于通过小切口插入的变形形状，而后因水合作用或温度作用再回到预先选定的形状。例如，开始时可以将其软化温度Ts高于室温但较好接近分流装置温度的部分脱水状态的分流器10通过进入切口(例如狭缝、切割口、小孔或技术熟练者熟知的任何其它进入切口)经过角膜插入，然后在再水化和温度升高后，膨胀至呈现其预定的大小和形状。

制造本发明分流器的方法可包括在一次性模具中制造，或者切削加工制成，再以可固化组合物的形式施加组织整合层。例如，角膜植入体或分流器可以用HEMA、甲基丙烯酸、二甲基丙烯酸酯交联剂和自由基引发剂的混合物在一个内有空腔的单件硅氧烷模具中铸造而得，该空腔是用预定形状的模头进行压印形成的。或者，可以切削加工制成角膜植入体即分流器，然后将组织整合层施加到分流器的外表面上。组织整合层是一种可固化的组合物，它包含HEMA与甲基丙烯酸烷基酯的共聚物、单体HEMA、二甲基丙烯酸酯交联剂、自由基引发剂和挥发性溶剂。按这些系统和方法制造角膜植入体即分流器的其它方法应由相关领域的普通技术人员从业者很容易地想到。

本发明的系统和方法最好使用一种释放装置，该装置适于将分流器或其它排出装置固定住，能将其放置在靠近角膜的一个预定位置上，再将其透过角膜表面插入，占据经过角膜的位置。在某些实施方案中，释放装置包括一个插入尖头，适合于可卸地将分流器固定并将分流器透过角膜外表面插入放置到位。所述释放装置还包括可以从近位滑动到远位的插入器，该插入器从近位到远位的滑动可以使分流器靠插入尖头移动迫使它透过角膜的外表面达到经过角膜的位置。在将释放系统用来将装置释放到其预定的经过角膜的位置时，较好先在角膜表面上产生一个定位孔或其它小的进入伤口或者还使其延伸到乃至通过角膜基质，之后再插入分流器或排出装置以减小阻力。在某些实施方案中，本发明的释放装置可适合于为操作者指明分流器业已正确地放置。

图6A表示一种适于将本发明的分流器插入达到经过角膜位置的释放装置200。在此图中所示的释放装置200具有人类工程学的结构，它具有近端的长轴(proximal elongate shaft)206、夹持区域210、包括可滑动尖头件212的插入器和插入尖头214。轴206和夹持区域210由体壳202形成，较好用轻质塑料物质制成。释放装置200的前端部分包括中空的远端壳体226，在其中可滑动的尖头片212可以前后移动。夹持区域210的特征在于有一近端突起物204和一远端突起物208，在这两个突起物之间可以用一个笔状夹持器夹持着释放装置200，让轴206位于操作者的第一背面织物空间(first dorsal webspace)上。笔状夹持器特别适合于精确操纵插入尖头214，尽管其它类型的夹持器可供操作者用于装置200。在插入尖头214的末端有个插入孔218，在其中可以放置分流器(未图示)。

图6B表示本发明释放装置200末端部分的截面，其中可滑动的尖头片212已向前移动。可滑动的尖头片212可沿固定柱塞220同轴滑动。图6B显示了可滑动的尖头片212相对于在端部壳体226中的柱塞220的固定位置来说位于在前的位置。在此位置，在柱塞的末端230和插入尖头214中的插入孔218之间就形成一个空腔，该空腔在尺寸上适于可卸地容纳分流器10。在此图中，可以看到分流器10位于可滑动尖头件212的插入尖头214中，正好在插入孔218的内部。在此图中，所示的位于尖头片212末端位置的插入尖头214与角膜228的表面接触。这样放置的话，分流器10的前面大致上与末端插入尖头214齐平，而分流器10的后面靠在柱塞220的末端230上。而且，在这种位置时，在可滑动尖头件212背部228的后面和在固定后障224的前面形成一个后腔222。这个后腔222提供了一个可以借助朝向后方的力推动可滑动尖头件212进入的空间。当操作者向前推进释放装置200使其末端插入尖头214与角膜表面228接触时，就有上述朝向后方的力作用于可滑动尖头件212。角膜的表面228阻碍着末端插入尖头214向前移动，并迫使可滑动尖头件212后退。与此不同，柱塞220的位置固定在释放装置200内。因此，当迫使可滑动尖头件212相对向后滑动时，通过使释放装置200在操作者手中持续向前推，就可以推进柱塞220相对向前移动。柱塞220和与柱塞220的末端230接触的分流器10继续向前移动，就迫使分流器透过角膜的表面228达到其经过角膜的位置。提供一个分流器的底部(未图示)可以进入的小的插入点或定位孔，就可以便于分流器10透过角膜的表面228。滑动腔222的轴向长度与分流器10的长度大致上相同。这种设计能防止分流器10推入眼睛中太深。

可滑动尖头件212的向后移动程度可以参见图6C。在此图中，在端部壳体226的末端可以看到插入尖头214，可滑动尖头件212已接近推入到端部壳体226中。此图也显示了通过末端插入尖头214的插入孔218可以看到柱塞的末端230，这表明当可滑动尖头件212被充分向后推动后，柱塞的末端230大致上与插入尖头214的末端齐平。

图6D表示当分流器10透过角膜表面推入占据其跨角膜基质232两面的经过角膜的位置时，释放装置各结构部件位置的截面。可滑动尖头件212已在其完全后退的位置上，其背部228已与柱塞的后障224紧靠。柱塞220本身在端部壳体226中是不可移动的。而释放装置200的向前移动推动了可滑动尖头件212相对于柱塞220向后移动。保持与柱塞末端230接触的分流器10就被推动透过角膜表面228，较好是通过一个定位孔或切口或插入点，最后占据其经过角膜的位置。进一步向前对释放装置200施加压力会遇到阻力，因为不再可移动的可滑动尖头件212的末端插入尖头214已紧压在角膜表面228上。遇到这种阻力时，操作者明白不能再进一步施压。

也可以设想采用其它的机构来告知操作者分流器10已达到正确的位置。例如，后腔222可以带有缺口或嵌片(未图示)，当可滑动尖头件212已完全向后移动后，所述缺口或嵌片与可滑动尖头件212上的相关构件会配合。这些相互配合构件的啮合可以产生听得见或触觉上可感知的“卡搭”声，告诉操作者可滑动尖头件212已完全向后移位，从而分流器10已完全在前方放置好。配合构件的啮合可能是永久性的，这样可滑动尖头件就不能回复其在前面的位置，或者可以用插销、旋钮或类似的机构使啮合可松开。这些领域中的从业者能很容易地想到其它能告知操作者关于分流器位置同样作用的结构。在某些实施方案中，整个可滑动尖头件212或插入尖头214可以用透明的材料制成，而柱塞可以用不透明或鲜艳着色的材料制成。这种安排可以使操作者容易察知这些构件相互之间的相对位置。或者，所有的端部构件都用透明的材料制成，这样操作者就能容易地通过释放装置200的透明区域看到角膜的表面。

图7A表示本发明释放装置200的再一个实施方案。此实施方案的外形与图6A-D中描绘的释放装置200的外形相类似，例如它具有向后延伸形成轴(未图示)的体壳202和由一近端突起物204和一末端突起物208经人类工程学设计形成的夹持区域210。在所示的实施方案中，在插入尖头214的最末端部分开有一个插入孔218，分流器(未图示)可以可卸地插入其中。然而，在所示的实施方案中，相对于释放装置200来说，固定的尖头片244和插入尖头214是固定的。在靠近夹持区域210的地方装有一起动器240。起动器240位于穿过端部壳体226的切开缺口242中，是可滑动的。起动器缺口242使起动器240能相对于端部壳体226向前移动。如该图所示，起动器位于靠近夹持区域210的地方，尽管对起动器机构240来说也可以选择任何其它方便的位置。起动器240可以具有粗糙、起皱或不规则的表面，使其对操作者来说容易用于操纵。

图7B表示图7A中的释放装置200沿A-A’线的纵向截面。尽管在此将体壳202图示成中空的，但靠近起动器轴250的体壳202部位可以是实心的或任何方便的结构。然而，端部壳体226是足够空的，可滑动的柱塞248可以在其中轴向移动。在所示的实施方案中，端部壳体226也带有一个切开的起动器缺口242，在其中起动器轴250可以移动。如该图所示，起动器轴250的向前移动也迫使可滑动柱塞248相对于端部壳体226的位置向前移动。此图表示了存在于固定尖头片224的插入尖头214中的腔216。该腔216在尺寸上适于可卸地容纳本发明的分流器(未图示)。当使用此图所示的释放装置200插入并放置分流器时，操作者可以推进起动器240到起动器缺口242的最前端位置，从而推进起动器轴250和其固定的可滑动柱塞248，这样可滑动柱塞248就进入腔216中，从而使分流器(未图示)移动。在释放分流器时，释放装置200的插入尖头214适合于与角膜的外表面接触。操作者紧握住释放装置200，其插入尖头214与角膜表面在预定位置接触，然后操作者同时向前推进起动器240，将分流器插入角膜指定的区域中。如前所述，各种材料都可用来制造释放装置200。尤其是，释放装置的末端元件可以用透明的材料制成。可滑动柱塞248也可以用透明的材料制成，以便于看见分流器。或者，插入尖头214和/或固定的尖头片244可以用透明的材料制成，而可滑动柱塞248用可被鲜艳着色的不透明材料制成，使得其相对位置可以清楚地看到。

参照了上述各图，人们可以知道按本发明降低前腔液体压力的某些方法。在本发明的一种实施中，提供分流器来排出水性体液，而提供的释放装置适合于插入该分流器。该分流器适合于以预定的流量排出水性体液，还可用来防止微生物的侵入。在提供适当的麻醉后，选择插入排出分流器的位置。可以开一个定位孔，该定位孔可以延伸穿过角膜的外表面，并且可以延伸透过角膜基质进一步伸入前腔。定位孔的大小可以由各个操作者基于外科判断和各个病人的解剖结构加以确定。可以使用针、套针、手术刀或眼科从业者熟知的多种器械中的任何一种来开定位孔或类似的插入点。分流器可以由操作者插入释放装置中，分流器也可以在其制造过程中预先插入释放装置中。尽管本文中对于分流器的大小披露了某些例举性的尺寸，但应明白的是可以使用某一范围内的分流器尺寸，以适应会随病人眼睛解剖结构而变的情况。还应明白的是可以提供各种尺寸的释放装置，用来配合不同尺寸的分流器，或者一种尺寸的释放装置可适合用于植入各种不同尺寸的分流器。由于分流器固定在释放装置的插入尖头中，所以操作者可以将释放装置推进朝向角膜的外表面。当释放装置到达角膜的预定位置时，使用推进和移动分流器的释放装置的机构，就能迫使分流器达到其经过角膜的位置。当分流器在角膜中适当定位好后，它就能将水性体液排到角膜的表面上。在植入装置的顶部看到水性体液的液滴时，就可以证实分流器已合适定位。

应明白的是，这种装置可在那些IOP随后可能升高的步骤之后植入，或可用作以IOP升高为特征的疾病的暂时矫正。在视网膜外科手术、白内障摘除术或其它介入性眼科手术后的暂时矫正中，该装置可植入2小时到1个月或直到IOP稳定。与此不同，使用本发明装置的永久或长期的植入体则可用于治疗糖尿病病人的青光眼。

应明白的是，上述说明书、其附图和说明仅是对本发明的举例，它们是某些说明性的实施方案。还应明白的是，在不偏离本发明范围的情况下，可以对分流器的各个部件和结构及其释放系统和释放方法作出改变和改进。而本发明应被理解成由下述权利要求书所限定。

Claims (31)

1.一种透过眼睛的透明角膜插入眼睛前腔中的分流器，它包括：

一个基本上是圆柱形的圆柱体，其中有从该圆柱体的近端延伸到远端的通道，用来将水性体液从前腔排出到透明角膜的外表面上；

一个顶部，它位于圆柱体的远端，靠在透明角膜的外表面上，该顶部具有贯穿于其中与所述通道呈液体连通的开孔，使水性体液流出并使微生物的进入降至最小；

一个底部，它位于圆柱体的近端，靠在角膜的内表面上，该底部具有贯穿于其中与通道呈液体连通的开口，使水性体液流入通道中；

一个长形过滤器，它可留在通道内，用于调节流过通道的水性体液的流量并进一步使微生物的进入降至最小。

2.如权利要求1所述的分流器，其中所述顶部和所述底部中的至少一个与所述圆柱体形成一个整体。

3.如权利要求1所述的分流器，其中所述顶部、所述底部和所述圆柱体中的至少一个包含可脱水的聚合物。

4.如权利要求1所述的分流器，其中所述分流器包含可脱水的聚合物，这样所述分流器的脱水能减小所述分流器的尺寸，以便于通过角膜上的小切口植入，而后所述分流器发生水合作用，使所述分流器牢固地位于所述角膜中。

5.如权利要求1所述的分流器，其中所述长形过滤器可从通道中去除。

6.如权利要求1所述的分流器，其中圆柱体包含水凝胶。

7.如权利要求6所述的分流器，其中水凝胶是共价键交联的，它以甲基丙烯酸衍生物为基。

8.如权利要求1所述的分流器，其中顶部的外表面和底部的外表面中至少一个外表面制成能与细胞的粘连降至最小。

9.如权利要求1所述的分流器，其中圆柱体的外表面制成能促进与组织的粘连。

10.如权利要求1所述的分流器，其中底部成形为锥形，便于透过角膜插入该角膜分流器。

11.如权利要求1所述的分流器，其中底部在尺寸上可以从一种形状变成另一种形状，便于透过角膜插入该角膜分流器。

12.如权利要求1所述的分流器，其中是通过压紧让长形过滤器留在通道内。

13.如权利要求1所述的分流器，其中长形过滤器可留在通道内的近端。

14.一种置于经过角膜的位置使眼睛前腔排出体液的植入体，它包括：

一个顶部，它适合放置在角膜的外面上，它具有一个狭缝，让水性体液流出同时防止微生物进入，它还具有能防止与细胞粘连的外表面；

一个底部，它适合透过角膜插入前腔中，它还适合无创伤地紧靠在角膜的内面上，它具有能使水性体液从中流出的开口；

一根管状导管，它位于底部和顶部之间，它具有与开口和狭缝呈液体连通的内通道，它还具有能防止与细胞粘连的外表面；

一个长形过滤器，它在尺寸上适合于留在内通道中并提供过滤孔隙，以调节水性体液的流出流量并限制微生物的进入。

15.一种降低眼内压力的系统，它包括：

一个经过角膜的分流器，它将水性体液从前腔排出到角膜的外表面上；

一个用来将分流器植入在经过角膜位置的释放装置，它包括：

一个插入尖头，它在尺寸上适合于可卸地容纳分流器并用于将分流器透过角膜外表面插入而放置到位，

一个插入器，它可以从第一个位置滑动到第二个位置，所述插入器从第一个位置滑动到第二个位置可以使分流器从插入尖头移动并迫使分流器透过角膜外表面达到经过角膜的位置；

在此系统中用分流器使水性体液从前腔排出到角膜的外表面上能降低眼内压力。

16.如权利要求15所述的系统，其中经过角膜的分流器具有一长形管状体、一顶部、一底部和一过滤器，所述管状体具有从一端延伸到另一端的通道，它用来让水性液体从中排出，所述顶部位于管状体的一端，靠在角膜外表面上，并且它具有与通道相连的狭缝，使得水性体液流到角膜外表面上并限制微生物的进入，所述底部位于管状体的另一端，靠在角膜内表面上，并且它具有与通道相连的开口，以便向其中引入水性体液，过滤器可留在通道内，它用来调节水性体液从中流过的流量并进一步限制微生物的进入。

17.如权利要求15所述的系统，其中插入器包括可从前部移动到后部的可滑动尖头件，释放装置还包括与可滑动尖头件同轴的固定柱塞。

18.如权利要求15所述的系统，其中释放系统还包括固定的末端尖头片，插入器包括与固定末端尖头片同轴并且可从前部移动到后部的可滑动柱塞。

19.一种降低前腔液体压力的方法，它包括：

提供分流器，它将水性体液从前腔排出到角膜的外表面上；

提供释放装置，它包括在尺寸上适合于可卸地容纳分流器并用于将分流器透过角膜外表面插入而放置到位的尖头，和使分流器从尖头移动并迫使分流器透过角膜外表面插入达到经过角膜的位置的插入器；

使用该释放装置将分流器透过角膜插入到经过角膜的位置，这样水性体液就可以从前腔流出到外表面上，从而降低前腔液体压力。

20.如权利要求19所述的方法，其中分流器具有一长形管状体、一顶部、一底部和一过滤器，所述管状体具有从一端延伸到另一端的通道，它用来让水性液体从中排出，所述底部位于管状体的一端，靠在角膜内表面上，并且它具有与通道相连的开口，以便向其中引入水性体液，所述顶部位于管状体的另一端，它适于紧靠在角膜外表面上，并且它具有与通道相连的狭缝，能使水性体液流到外表面上，所述过滤器可留在通道内，它用来调节水性体液从中流过的流量并进一步限制微生物的进入。

21.如权利要求19所述的方法，它还包括在角膜外表面上开一个定位孔，以便从中插入分流器。

22.如权利要求19所述的方法，它还包括在预定的时间以后去除分流器。

23.如权利要求22所述的方法，其中所述预定的时间短于外科手术后1个月。

24.如权利要求22所述的方法，其中所述预定的时间至少为1个月。

25.如权利要求22所述的方法，其中所述预定的时间至少为外科手术后2小时。

26.一种位于角膜外表面上的泪水膜和眼睛前腔之间，横跨角膜两面的经过角膜的植入体，它包括：

一个顶部，它伸出在角膜上，并且它具有与泪水膜接触而与眼睑至少间歇接触的外表面，所述外表面可被泪水所润湿，它是高度水合的并且能抗与细胞的粘连；

一个体部，它包含水凝胶，具有与角膜基质组织接触的外表面，与所述顶部的所述外表面相比，该所述外表面水合得较少，能促进与细胞的粘连；

一个底部，它向前腔伸出。

27.如权利要求26所述的植入体，其中所述体部被具有内表面的内腔所贯穿。

28.如权利要求27所述的植入体，其中内腔包括将前腔与泪水膜连通的通道。

29.如权利要求28所述的植入体，其通道中有能阻碍微生物通过的过滤器。

30.一种制造角膜植入体的方法，它包括将包含HEMA、甲基丙烯酸、二甲基丙烯酸酯交联剂和自由基引发剂的混合物放入一个单件头的内有空腔的硅氧烷模具中进行铸造制成，该空腔是用预定形状的模头进行压印生成的。

31.一种制造角膜植入体的方法，它包括切削加工出分流器，然后将组织整合层施加到分流器的外表面上，所述组织整合层包含一种可固化的组合物，该组合物包含HEMA与甲基丙烯酸烷基酯的共聚物、单体HEMA、二甲基丙烯酸酯交联剂、自由基引发剂和挥发性溶剂。

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