CN217366288U

CN217366288U - 眼用药剂递送装置

Info

Publication number: CN217366288U
Application number: CN202220778540.2U
Authority: CN
Inventors: 周迎; 孙哲; 黎智铭; 曾靖婷
Original assignee: Hong Kong University of Science and Technology HKUST
Current assignee: Hong Kong University of Science and Technology HKUST
Priority date: 2021-04-14
Filing date: 2022-04-06
Publication date: 2022-09-06
Anticipated expiration: 2032-04-06

Abstract

本实用新型公开一种眼用药剂递送装置，用于将药剂递送至患者的角膜。所述眼用药剂递送装置包括：角膜适配器，其构造为适于与患者的角膜耦合，并且容纳有适于被定位在患者的角膜处和/或角膜‑巩膜连接处的药剂；超声装置，其构造为发射超声波，以将所述药剂递送穿过患者的角膜的上皮；以及冷却系统，其构造为包围所述角膜适配器以从所述角膜适配器移除热量。

Description

眼用药剂递送装置

技术领域

本实用新型涉及眼部疾病的治疗和用药，尤其涉及一种眼用药剂递送装置。

背景技术

许多眼部疾病的治疗需要将治疗药剂递送至患者(人或某些哺乳动物)的角膜基质，这类疾病例如但不限于：圆锥角膜、角膜新生血管、角膜炎、干眼、角膜营养不良、以及与糖尿病和角膜缘干细胞缺乏症相关的疾病。

向角膜基质内递送药剂的主要障碍之一是角膜上皮的存在。角膜上皮是防御外来物质侵入的天然屏障。许多用于治疗角膜疾病的治疗药剂(例如角膜胶原交联(CXL))在施用于角膜表面时几乎不能扩散穿过角膜上皮以到达角膜基质。而现有的角膜治疗药剂递送手段涉及通过手术移除角膜上皮以促进药剂渗透至角膜基质或直接进行基质内注射，上述过程是侵入性的，并且可能引起感染和角膜瘢痕的形成，导致患者依从性低和耗时高。

另一方面，根据FDA的要求，禁止向角膜实施使其从生理水平温度升高1.5℃以上的处理，这对于向角膜基质递送药剂提出了更高的要求。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题中的至少一部分而提供了一种改进的眼用药剂递送装置。所述眼用药剂递送装置用于将药剂递送至患者的角膜，并且包括：角膜适配器，其构造为适于与患者的角膜耦合，并且容纳有适于被定位在患者的角膜处和/或角膜-巩膜连接处的药剂；超声装置，其构造为发射超声波，以将所述药剂递送穿过患者的角膜的上皮；以及冷却系统，其构造为包围所述角膜适配器以从所述角膜适配器移除热量。

可选地，所述眼用药剂递送装置还包括：面部适配器，其适形于人的面部结构，其中，所述角膜适配器穿过所述面部适配器并被所述面部适配器保持。

可选地，所述冷却系统包括：温度传感器，其测量患者的角膜表面的温度；以及冷却剂循环系统，其包括能够循环流动的冷却剂，其中，当所述温度传感器检测到所述角膜表面的温度上升时，所述冷却剂循环系统启动以使所述冷却剂循环流动，从而确保所述角膜表面的温度升高量不会超过预定阈值。

可选地，所述角膜适配器的数量为2个，并且，2个所述角膜适配器被定位成能够同时与患者双眼的角膜分别耦合。

可选地，所述超声装置包括超声发生器和与所述超声发生器电连接的超声换能器，并且所述冷却系统还构造为包围所述超声换能器以从所述超声换能器移除热量。

可选地，所述超声装置设置在所述角膜适配器的正下方。

可选地，所述超声装置与所述角膜适配器机械耦合。

可选地，所述超声装置具有在0.1至1.2之间的机械指数。

可选地，所述超声装置构造为提供强度在0.05W/cm²至2W/cm²范围内的超声波。

可选地，所述超声装置包括定时装置，以提供持续预定时间的超声波。

可选地，所述角膜适配器的顶部具有开口。

可选地，所述角膜适配器的所述开口是直径为10mm至15mm的圆形开口。

可选地，所述角膜适配器的所述开口被设计成适配于患者的中央角膜。

可选地，所述角膜适配器的所述开口被设计成适于接触患者的角膜或角膜-巩膜连接处的表面并将患者的角膜密封。

可选地，所述角膜适配器由低超声衰减材料制成。

可选地，所述角膜适配器呈圆柱形、截头圆锥形、碗形、或截头圆锥形与圆柱形的组合。

可选地，所述角膜适配器包括保持10ml至15ml之间的药剂的至少一个空间。

可选地，所述角膜适配器的高度在14mm到18mm的范围内。

可选地，当使用所述眼用药剂递送装置时，所述角膜适配器被插入到所述冷却系统中。

可选地，所述角膜适配器包括单向开口，所述单向开口构造为允许注射针从外部穿过以向所述角膜适配器内填充药剂，并在注射针离开所述单向开口时密封所述角膜适配器。

可选地，所述角膜适配器通过输液管与外部注射系统连接。

可选地，所述温度传感器是设置在所述角膜适配器上的热电偶，并且通过测量所述角膜适配器和/或所述药剂的温度来间接测量所述角膜表面的温度。

利用本实用新型提供的眼用药剂递送装置，不但能够以非侵入性方式将药剂有效地递送(渗透)到角膜基质中，避免角膜瘢痕和感染，而且能够避免使用时患者角膜表面的温度过度上升，具有优异的临床潜力。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的实施例的眼用药剂递送装置的分解透视图

图2示出了根据本实用新型的实施例的眼用药剂递送装置的整体透视图；

图3示出了根据本实用新型的实施例的眼用药剂递送装置在施药时与患者配合的仰视示意图；

图4示出了根据本实用新型的实施例的眼用药剂递送装置在施药时与患者配合的侧视示意图；

图5示出了与患者的角膜配合的根据本实用新型的实施例的眼用药剂递送装置示意图；

图6示出了与患者的角膜配合的根据本实用新型的实施例的眼用药剂递送装置的冷却系统的示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图来对本实用新型提供的眼用药剂递送装置进行详细描述。

图1示出了根据本实用新型实施例的眼用药剂递送装置的分解透视图。该眼用药剂递送装置主要包括：角膜适配器10、冷却装置30和超声装置40。

角膜适配器10的主要作用是与患者的角膜61耦合(见图3至图6)，容纳药剂，接收来自超声装置40的超声能量以及接受冷却装置30的冷却。药剂例如是核黄素等小分子量药物的溶液。在递送药剂时，药剂适于被定位在患者的角膜处和/或角膜-巩膜连接处，以便与角膜和/或角膜-巩膜连接部位的表面接触。

超声装置40构造为发射连续的超声波，以将角膜适配器10容纳的药剂递送通过角膜的上皮。具体地说，一方面，超声波可在角膜上皮中产生一个或多个临时通道，以利于药剂穿过角膜上皮，到达角膜基质和/或前弹性层，另一方面，超声波可使得角膜适配器中所容纳的药剂中的溶解氧的饱和度大大增强，从而增强了小分子量药物穿过角膜上皮进入角膜基质的渗透和吸收作用。

超声效应包括机械效应(空化)和热效应，这两种效应都将随着强度的增加而增强。如前面所介绍，不能向角膜实施使其表面温度显著升高的处理。现有的超声药物递送设备或忽略了热相关问题，或通过将超声限制到较低强度/较短持续时间来抑制热相关问题，这均可导致效率的降低或患者的不适。

根据本实用新型的实施例，借助冷却系统30来抑制超声装置40的热效应，抑制角膜表面温度的过度升高。冷却系统30构造为包围角膜适配器10以至少从角膜适配器移除热量。

利用上述眼用药剂递送装置，不但能够以非侵入性方式将药剂有效地递送(渗透)到角膜基质中，避免角膜瘢痕和感染，而且能够避免使用时患者角膜表面的温度过度上升，具有优异的临床潜力。

下面参照图1至图6对根据本实用新型实施例的眼用药剂递送装置的可选的实施方式进行描述。

可选地，如图1所示，根据本实用新型实施例的眼用药剂递送装置还包括面部适配器20。面部适配器20适形于人的面部结构。例如，如图2所示，面部适配器20可包括下凹以便与人(患者)的鼻梁配合的鼻配合部分22以及上弯以便与人眼附近的面部部分配合的面配合部分23。由此，面部适配器20也可被称为是“可穿戴”的适配器。此外，角膜适配器10可布置为穿过面部适配器20并被面部适配器20保持。

可选地，角膜适配器10的数量为2个。相应地，面部适配器20可开有2个安装孔21，以分别安装和保持2个角膜适配器10。安装孔21可以是直径为约18mm至约22mm的圆孔。如图3和图4所示，2个角膜适配器10可被定位成能够同时与患者双眼的角膜分别耦合，以进一步提高药剂递送效率。可以理解的是，面部适配器20可由柔软和/或有一定弹性的材料制成，以适配不同的脸型；可以依患者的年龄、脸型、瞳距等而设计不同尺寸的面部适配器20；两个安装孔21之间的间距可以是可调的，以适配不同瞳距的患者；也可以在面部适配器20内仅开一个长孔(未示出)，两个角膜适配器均嵌在长孔内并且可相对于长孔而滑动。此外，面部适配器20还可以设计成仅能够安装一个角膜适配器10。

可选地，角膜适配器10的顶部具有开口11。开口11优选为圆形开口，且其直径为约10mm至约15mm。当角膜适配器10装配到面部适配器20的安装孔21中后，开口11的边缘可与安装孔21的边缘平齐，或略高于安装孔21的边缘，以便当患者面朝下贴住面部适配器20时，开口11以适当压力接触患者的角膜61或角膜-巩膜连接处的表面(见图5)并将角膜密封。优选地，开口11被设计成适配于患者的中央角膜(central cornea)。开口11的边缘可相对柔软，以免对患者的眼球造成伤害。

可选地，如图5和图6最佳地示出，角膜适配器10可呈上部为截头圆锥形、下部为圆柱形的组合形状。然而，角膜适配器10也可以采用其他形状，如圆柱形(直筒杯)形、截头圆锥形、碗形等。角膜适配器10可包括保持约10ml至约15ml之间的药剂的至少一个空间。角膜适配器10的高度与超声的频率有关，并且可在约14mm到约18mm的范围内，并且优选地在约15mm至约16mm的范围内。

可选地，角膜适配器10的形状和/或尺寸是可控的。另外，角膜适配器可由低超声衰减材料(例如，硅弹性材料)制成。

可选地，角膜适配器10可通过输液管12与外部注射系统13连接。作为替代，角膜适配器10可包括单向开口，该单向开口构造为允许注射针从外部穿过以向角膜适配器10内填充药剂，并在注射针离开单向开口时密封角膜适配器10。通过利用外部注射系统或注射针来补充药剂，可使得角膜适配器10中的药剂始终与角膜接触。

可选地，超声装置40设置在角膜适配器10的正下方。超声装置40可以与角膜适配器10机械耦合。如图5最佳地示出，超声装置40可包括超声发生器42和与超声发生器42电连接的超声换能器41。超声换能器41可以从角膜适配器10的正下方以低超声损耗与角膜适配器10机械耦合(例如，固定连接)。超声换能器41可以是浸没型超声换能器，用于提供特定频率的稳定的超声压力波。超声换能器41的频率可以是是可调节的，且超声换能器41的频率可对应于角膜适配器10的高度(也即是角膜61与超声换能器41的上表面之间的距离)。例如，当超声换能器41的频率为40kHz时，设计的角膜适配器10的高度可为17mm。

可选地，超声装置40还可以包括动力源，或者超声发生器42与动力源由同一个器件实现。超声装置40可具有在0.1至1.2之间的机械指数(MI)，优选地具有约0.8至1之间的机械指数。超声装置40可构造为提供强度在约0.05W/cm²至约2W/cm²范围内的超声波，优选地构造为提供强度在约1.5W/cm²至约2W/cm²范围内的超声波。另外，超声装置40还可包括定时装置(未示出)，以提供持续预定时间的超声波，该预定时间优选为约10分钟至约30分钟范围内的时间，更优选为约15分钟。

可选地，如图1和图6所示，冷却系统30包括：温度传感器31，其测量患者的角膜6的表面的温度；冷却剂循环系统，其包括能够循环流动的冷却剂。这样，当温度传感器31检测到角膜6的表面的温度上升时，将冷却剂循环系统启动，以使冷却剂循环流动，从而确保角膜6表面的温度升高量不会超过预定阈值。该预定阈值可约为1℃。由此，可以确保在药剂被超声增强地递送到角膜中的目标部位的过程中，角膜6的表面的温度保持不变或至少不会升高超过预定阈值。

可选地，温度传感器31可以直接测量角膜的温度。作为替代，温度传感器31可以是设置在角膜适配器10上的热电偶(例如，数字热电偶)，该热电偶可以附贴或嵌设在角膜适配器10的内壁面或外壁面上，并可通过测量角膜适配器10和/或药剂的温度来间接测量角膜表面的温度。

可选地，冷却系统30除用于冷却角膜适配器10外，还用于冷却超声装置40，例如，至少用于冷却超声换能器41。

可选地，如图1和图5所示，可将角膜适配器10和超声装置40插入冷却系统中，使角膜适配器10和超声装置40浸泡在冷却剂中。这样，冷却系统的外壳可将角膜适配器10及超声装置40装于其中。附加地或者作为替代，如图6所示，在角膜适配器10附近的冷却系统30外壳上可设有冷却剂入口33和冷却剂出口32。当冷却剂循环系统启动后，可由泵(未示出)驱动冷却剂经冷却剂入口33流入，流过角膜适配器10(及超声换能器41)的周围以从角膜适配器10(及超声换能器41)移除热量，并从冷却剂出口32流出。可选地，冷却系统的初始温度被设定为人体温度。

可选地，冷却剂是水和/或氟利昂。当冷却剂选为水时，流入/流出速率可以是约20ml/分钟，且流入的水的水温可以是约10℃。

可选地，在使用前，将面部适配器和角膜适配器消毒，在角膜适配器中注入药剂(例如，小分子量药物的溶液)。该药剂可以可选地经过预处理，以使其中溶解的气体的量增加。如图6所示，在使用时，患者将面部朝下贴合于面部适配器20；患者的角膜与角膜适配器10的顶部开口接触，从而与角膜适配器10耦合，并浸入药剂中。启动超声装置，以促使药剂被超声增强地递送到角膜基质中。通过冷却系统从角膜适配器移除热量。当通过温度传感器检测到角膜表面温度上升时，可启动冷却系统的冷却剂循环系统。

应当理解，本文描述的实施方式和实施例仅用于说明目的，并且本领域技术人员能够想到对其进行各种修改或变型，这些修改或变型也包括在本申请以及所附权利要求的精神和范围内。本实用新型不限于本文所公开的特定步骤、参数和材料。还应理解，本文所用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而不是旨在限制。本实用新型的范围仅由所附权利要求所限制。

Claims

1.一种眼用药剂递送装置，用于将药剂递送至患者的角膜，其特征在于，所述眼用药剂递送装置包括：

角膜适配器，其构造为适于与患者的角膜耦合，并且容纳有适于被定位在患者的角膜处和/或角膜-巩膜连接处的药剂；

超声装置，其构造为发射超声波，以将所述药剂递送穿过患者的角膜的上皮；以及

冷却系统，其构造为包围所述角膜适配器以从所述角膜适配器移除热量。

2.根据权利要求1所述的眼用药剂递送装置，其特征在于，所述眼用药剂递送装置还包括：

面部适配器，其适形于人的面部结构，

其中，所述角膜适配器穿过所述面部适配器并被所述面部适配器保持。

3.根据权利要求1所述的眼用药剂递送装置，其特征在于，所述冷却系统包括：

温度传感器，其测量患者的角膜表面的温度；以及

冷却剂循环系统，其包括能够循环流动的冷却剂，

其中，当所述温度传感器检测到所述角膜表面的温度上升时，所述冷却剂循环系统启动以使所述冷却剂循环流动，从而确保所述角膜表面的温度升高量不会超过预定阈值。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的眼用药剂递送装置，其特征在于，

所述角膜适配器的数量为2个，并且，

2个所述角膜适配器被定位成能够同时与患者双眼的角膜分别耦合。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的眼用药剂递送装置，其特征在于，

所述超声装置包括超声发生器和与所述超声发生器电连接的超声换能器，并且

所述冷却系统还构造为包围所述超声换能器以从所述超声换能器移除热量。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的眼用药剂递送装置，其特征在于，所述超声装置构造为符合以下条件中的至少一个：

所述超声装置设置在所述角膜适配器的正下方；

所述超声装置与所述角膜适配器机械耦合；

所述超声装置具有在0.1至1.2之间的机械指数；

所述超声装置构造为提供强度在0.05W/cm²至2W/cm²范围内的超声波；

所述超声装置包括定时装置，以提供持续预定时间的超声波。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的眼用药剂递送装置，其特征在于，所述角膜适配器的顶部具有开口，并且所述角膜适配器构造为符合以下条件中的至少一个：

所述角膜适配器的所述开口是直径为10mm至15mm的圆形开口；

所述角膜适配器的所述开口被设计成适配于患者的中央角膜；

所述角膜适配器的所述开口被设计成适于接触患者的角膜或角膜-巩膜连接处的表面并将患者的角膜密封；

所述角膜适配器由低超声衰减材料制成；

所述角膜适配器呈圆柱形、截头圆锥形、碗形、或截头圆锥形与圆柱形的组合。

8.根据权利要求7所述的眼用药剂递送装置，其特征在于，所述角膜适配器还构造为符合以下条件中的至少一个：

所述角膜适配器包括保持10ml至15ml之间的药剂的至少一个空间；

所述角膜适配器的高度在14mm到18mm的范围内；

当使用所述眼用药剂递送装置时，所述角膜适配器被插入到所述冷却系统中。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的眼用药剂递送装置，其特征在于，

所述角膜适配器包括单向开口，所述单向开口构造为允许注射针从外部穿过以向所述角膜适配器内填充药剂，并在注射针离开所述单向开口时密封所述角膜适配器；或者

所述角膜适配器通过输液管与外部注射系统连接。

10.根据权利要求3所述的眼用药剂递送装置，其特征在于，

所述温度传感器是设置在所述角膜适配器上的热电偶，并且通过测量所述角膜适配器和/或所述药剂的温度来间接测量所述角膜表面的温度。