JP2017503608A - 改善された角膜内皮移植のための方法及び装置 - Google Patents

改善された角膜内皮移植のための方法及び装置 Download PDF

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Abstract

実質とデスメ膜の間に挿入可能となるようにステムに係合するための脚部を有する開放フレームであって、デスメ膜の部分を当該フレームへ接着させ当該部分をその周りを切ることによって外科的に分離させるために当該デスメ膜の当該部分の周囲へ接着するように生物学的接着剤で被覆されているフレーム、を備えている角膜内皮移植のための組織保持組立体において、前記フレームがその内周囲の周りに加熱要素を更に備えている、組織保持組立体。【選択図】図9

Description

本発明は改善された角膜内皮移植のための方法及び装置に関する。
緑内障、浮腫、及びフックス角膜内皮ジストロフィーを含む角膜の内皮疾患の外科的治療には角膜移植手術が必要となる。
角膜は、眼の虹彩、瞳孔、及び前眼房を覆っている透明な前部分である。角膜は前眼房及び水晶体と一体で光を屈折させ、眼の全屈折力の大凡3分の2を担う。
ヒトでは角膜の屈折能力は大凡43ジオプターである。角膜は眼のピント合わせ能力の大部分に寄与してはいるものの、その焦点は固定されている。他方、水晶体の曲率は、眼の焦点距離を「チューニングする」眼筋によって、異なる距離にある物体を合焦させるように調節される。
透明性が最重要であることから、角膜は血管を有しておらず直接的な血液供給が無い。角膜は酸素を受け取っており、酸素はまず涙液中に溶け、次いで角膜全体に拡散して角膜を健康に保つ。角膜は、栄養分を、外側表面を通して涙液流体から、内側表面を通して房水から、更には角膜に分布している神経線維によって供給されるニューロトロフィンから、拡散により受け取る。ヒトでは、角膜は、約11.5mmの直径及び中心での0.5mm−0.6mmの厚さを有しており、厚さは中心から外れて周辺部では約0.6mm−0.8mmになっている。
ヒト(及び他の高等脊椎動物)では、角膜は皮膚と融合して単一の多層構造を形成している。
ヒト角膜は、他の霊長類の角膜同様、5つの層を有している。前方から後方に向かって、ヒト角膜の5つの層は、次の通りである。
(i)角膜上皮―これは、成長が速く簡単に再生する細胞の極めて薄い多細胞上皮組織層(非角化重層扁平上皮)であって涙液で湿潤に保たれている。角膜上皮の凸凹又は浮腫は、眼の全屈折能力の最も重要な構成要素である空気−涙液薄膜界面の平滑性を乱し、それにより視力を引き下げる。角膜上皮は、結膜上皮に続いていて、露出層上で絶えず遊離し基底層での増殖によって再生される約6の細胞層から成る。
(ii)ボーマン層(誤って前境界膜としても知られている)。これは角膜実質を保護している強靭な層である。ボーマン層は、主にI型コラーゲン原線維である同様の不規則に配列されたコラーゲン線維から成る。これらの原線維は互いに作用し合い、互いへ付着している。ボーマン層は厚さ8μm−14μmである。
(iii)角膜実質(固有質としても知られている)。これは、規則的に配列されたコラーゲン線維と、全体的な修復及び維持のための細胞である疎らに分散して相互接続されているケラトサイトと、から成る厚い透明な中間層である。ケラトサイトは、平行であって、本のページと似た様式に重ね置かれている。角膜実質は、主にI型コラーゲン原線維の大凡200の層から成る。各層は1.5μm−2.5μmである。実質は角膜の厚さの90%をも占めている。
(iv)デスメ膜(後境界膜としても知られている)は、薄い細胞層であって当該細胞を派生させている角膜内皮の修飾基底膜としての働きをする。この層は、主に、I型コラーゲン原線維より剛性が低いIV型コラーゲン原線維で構成されていて、被術者の年齢に依存して厚さ5μm−20μm前後である。
(v)角膜内皮、つまりミトコンドリア豊富細胞から成る厚さ大凡5μmの単純な扁平状又は低い立方体状の単層である。これらの細胞は房水区画と角膜実質区画の間の流体及び溶質の輸送に関与している。角膜内皮は房水に浸されている。角膜上皮と違って内皮の細胞は再生しない。その代り、それらは、内皮の全体細胞密度を低下させ流体調整に影響を及ぼす死細胞を補償するように伸び拡がる。内皮がもはや適正な流体バランスを維持することができなくなれば、過剰流体に因る実質膨潤及びそれに続く透明性喪失が起こり、これが角膜浮腫及び角膜の透明性への干渉を引き起こし、その結果、形成される像が損なわれてしまうことになりかねない。
角膜は眼の前部を覆う透明な組織のドーム状の保護層である。内皮細胞は非複製性である。正常の健康な膜では、1mm当たり約1500細胞から約2500細胞の間の細胞密度になっている。
内皮細胞個体群が1mm当たり約600とされる臨界数より下に減少したなら、角膜は水腫を来たし、同時にその光学的品質を失ってゆく。この病態は角膜浮腫として知られている。
角膜浮腫では、角膜は溜まった流体による過度な水和を来たしている。角膜浮腫は結果的に視力劣化を生じさせかねない。角膜浮腫が重症になれば角膜に水疱が現れることもある。稀な症例では、角膜浮腫を治療するのに手術が必要になることもある。1つの技法では、角膜は移植角膜で置換される。
角膜浮腫は、角膜内皮における生存細胞の不足の結果である。外科的移植の目的は、健康な細胞の不足している角膜内皮の部分を、健康な細胞を有しているドナー内皮の部分で置換することである。損傷した角膜の完全置換が何年もの間角膜浮腫のための治療であった。しかしながら、この手法には、術後の強度乱視、予測可能な屈折結果の欠如、及び眼球表面への障害を含め、幾つかの不都合がある。
近年、外科的傾向は、病変眼から組織の薄層のみを除去し、それを新鮮なヒト死体眼からの対応するドナー組織で置換することへ移行してきている。移植される組織は、後部角膜実質、即ち、その表面に内皮細胞の単層を担持しているデスメ膜として知られる結合組織の薄層から成る。これらの内皮細胞は流体を角膜から活発に「汲み出し」、その透明度を維持する。
デスメ膜を置換するための1つの外科的技法は、デスメ膜剥離角膜内皮移植術(Descemet Stripping Endothelial Keratoplasty)の頭文字であるDSEKとして知られている。DSEKは、標準的全層角膜移植術に要求されるものと比べ相対的に小さい角膜切開を通して施行されるので、それにより、大出血又は脱出のリスクを伴う「オープンスカイ」手術が回避され、術後の創傷裂開の発生が低減され、予測不可能な屈折結果が低減される。DSEKは角膜内皮疾患の治療を劇的に変えた。
DSEK及び類似の技法は、更に、移植拒絶反応の比率を低減すると確信されている。しかしながら、移植される組織が一方の面に内皮細胞を他方の面に薄い実質層を有するデスメ膜から成る場合、移植される組織は非常に脆弱である、ということが認識されるであろう。角膜が術前的に処理され、そしてまたその後のレシピエント眼での外科的移植中に処理される場合、内皮細胞損傷が大規模になる可能性があり、平均して細胞の凡そ30%−40%が第1年目に死ぬと推定されている。これはDSEK移植失敗の主原因である。
デスメ膜を取り扱うことは2度の機会に要求される。1度目は組織がドナー角膜から入手されるときであり、2度目はドナー組織がレシピエントの角膜上の必要とされる位置へ操作されてゆくときである。死体からの取り出しと患者の眼の中での位置決めのどちらの間も、デスメ膜は、典型的には外科用の刃、フック、及び同種物を用いての、操作及び位置決めを必要とする。これらの操作は、内皮細胞の幾らか又は全てへの損傷を引き起こしかねず、手術直後の細胞数減少に加え、部分的に損傷した細胞の死が原因で第1年目の累積細胞数減少を招きかねない。これは長期成功手術成績の公算を減退させる。
アイバンクは外科的移植のための全層角膜を長年提供してきた。しかしながら、デスメ膜剥離自動化角膜内皮移植術(DSAEK:Descemet’s Stripping Automated Endothelial Keratoplasty)による薄膜のみの置換に向かう傾向と共に、また薄膜への損傷を最小限に抑えるために、ドナー膜はレシピエント患者を手術室に入れた状態でドナー眼から取り出され、そしてドナー膜はすぐさま患者の眼の角膜の後へ挿入されている。
2006年頃から、アイバンクは、その後の手術での使用に備えてアイバンクにてドナー角膜組織の中心部を事前裁断するための方法論を発展させてきた。殆どの角膜外科医にとっては、その様な事前裁断された角膜組織の利用可能性は、時間とお金を節約し、手術室でドナー角膜切除を施行することのストレスを軽減する。
手術では、患者の角膜側に周方向の切開が入れられる。道具を使用して、デスメ膜を切り貫き、角膜の外側表面にインクで印を付けられている部分を上向きに掻き取ることによってデスメ膜を切り離す。次いで、切り離された部分は切開を通して除去される。ドナーからの置換膜がドナー角膜の事前裁断されている区域からトレフィンで切り出され、当該の丸く薄い移植片が患者の角膜の切開を通して挿入されると、次いでそれは所定位置へ操作されてゆき、置換膜の下方に空気泡を放出することによって掻き取られた区域へ浮かし入れられる。この泡はやがて眼液中に吸収され消失する。
内皮移植処置の成功は、角膜表面のトポグラフィー又は屈折の変化が最小限であることに因る優れた視力成績をもたらす。それらは、フックス角膜内皮ジストロフィー、水疱性角膜症、虹彩角膜内皮症候群、又は全層移植片失陥、と関連付けられる角膜機能不全を首尾よく治療することができる。
角膜光学品質への損害を最小限に抑えるには、角膜切開は可能な限り短いことが望ましい。当然ながら、病変のあるデスメ膜は、それを短い切開を通して取り出すには折り曲げなくてならない。置換デスメ膜も同様に当該切開を通して導入するには折り曲げなくてはならない。但し、認識される様に、ドナーデスメ膜を典型的には平均約6mmの短い切開を介して且つ内皮細胞への損傷を最小限に抑えつつ患者の眼の中へ操作してゆくことは、高度な技能を要する仕事であり、高度に熟練した眼科外科医を必要とし、外科的処置を高価にしてしまう。
一人の共通した同一発明者を有する先行出願である2012年9月27日出願のイスラエル特許出願IL222183号は後にPCT出願番号PCT/IL2013/050773号として出願されているものであるが、当該出願では、デスメ膜を切断すること、それを貯蔵すること、及びそれを眼の中への挿入のために操作すること、のための専用の装置及び関連方法が記載された。記載の装置は、ピンを用いて一体にロックされる折り曲げ式ベースリングと止め輪を含んでいた。それは、更に、膜の下でリングの直径を横切って延ばされる柄を特徴としており、そこに沿って膜は折られるように設計されていた。この有望な技法には幾つかの不都合がある。ピンと2つのリングの穴を整列させることは、手作業の場合、かなり厄介であることが判明している。リングを横切って延びる柄は、移植されようとしているデスメ膜に接触する危険性及びそれを損傷させる危険性のあることが判明している。
本発明の態様はこれらの問題に対処する。
イスラエル特許出願IL222183号 PCT出願PCT/IL2013/050773号
第1の態様は、実質とデスメ膜の間に挿入可能となるようにステムに係合するための脚部を有するフレームであって、デスメ膜の部分をフレームへ接着させ当該部分をその周りを切ることによって外科的に分離させるためにデスメ膜の部分の周囲へ接着するように生物学的接着剤で被覆されているフレーム、を備えている角膜内皮移植のための道具において、当該フレームはその内周囲の周りに加熱要素を更に備えている、角膜内皮移植のための道具に向けられている。
典型的には、フレーム全体は加熱要素としての働きをする。
随意的には、実施形態は、デスメ膜をフレームへ固定するように及びフレームを絶縁して熱損失及び電流の短絡を防止するように、フレームの上からフレームの周りに装着するように構成されているシリコンリングを更に備えている。
幾つかの実施形態では、フレームはステムの中へ挿入するための一対の脚部を有している開放された円形の平坦リングであり、シリコンリングはトロイダル型である。
幾つかの実施形態では、フレームはステムによって蓋へ連結されており、蓋は、フレームへ付着されたデスメ膜の検体が或る期間に亘って溶液中に密封式に保存可能となるように溶液の容器へ密封式に付着可能である。
幾つかの実施形態では、ステムは、平坦リングの脚部に係合するための2つの電気的接続ソケットを備えており、当該ソケットは加熱要素を電源へ連結するようにスイッチを介して電源へ連結可能になっていて、スイッチを起動させると、デスメ膜をフレームから解放するように膜の周囲を焼くために加熱要素へ電流スパイクが提供されるようになっている。
幾つかの実施形態では、道具は引き込み可能な挿入器を更に備えており、リングは、曲げ力を加えてフレームをカールさせる挿入器を介して眼の中へ挿入可能である。
幾つかの実施形態では、道具は、(ドナー)デスメ膜をフレームから切り離すように電流を加熱要素へ印加するためのスイッチを更に備えている。
幾つかの実施形態では、道具は注入器を更に備えており、挿入器は注入器に係合するように構成可能であり、流体の泡が注入器からレシピエントの眼の中へ注入可能である。
幾つかの実施形態では、注入器と挿入器は一体型ユニットである。
幾つかの実施形態では、注入器はシリンジを備えている。
幾つかの実施形態では、流体は、空気及び水を備える群から選択されている。
第2の態様は、デスメ膜を得る方法であって、
・ドナー眼の実質とデスメ膜の間に挿入可能となるようにステムに係合するための脚部を有するフレームであって、デスメ膜の部分をフレームへ接着させ当該部分をその周りを切ることによって外科的に分離させるためにデスメ膜の部分の周囲へ接着するように生物学的接着剤で被覆されているフレーム、を備えている角膜内皮移植のための道具において、当該フレームはその内周囲の周りに加熱要素を更に備えている、角膜内皮移植のための道具、を提供する工程と、
・ドナー眼のデスメ膜を実質から、それらの間に流体を注入することによって分離することにより、デスメ膜の部分を得る工程と、
・フレームをデスメ膜の下に挿入し、デスメ膜をフレームへ生物学的接着剤を使用して接着する工程と、
・フレームの周りを切ってデスメ膜をドナー眼から分離する工程と、
を備えている、デスメ膜を得る方法に向けられている。
方法は、ベースリング及びそこへ接着されているデスメ膜の周囲の上からシリコンリングを張る工程を更に備えているのが望ましい。幾つかの実施形態では、方法は、フレーム及びデスメ膜を貯蔵溶液に浸してデスメ膜を保存する工程を更に備えている。更なる態様は、ドナーデスメ膜をレシピエントの眼の中へ移植する方法であって、
・切開を作成し、損傷したデスメ膜を患者から切開を介して除去する工程と、
・請求項9に記載の方法を使用してデスメ膜を可撓性フレームワーク上に得る工程を提供する工程と、
・ステムの各脚部を電気的接続ソケットへ連結する工程であって、当該ソケットは、フレームの加熱要素を電源へ連結するようにスイッチを介して電源へ連結される、ソケットへ連結する工程と、
・フレームを二つ折りにする曲げ力を加えるための円錐形挿入器の幅広端の中へ当該フレームを挿入する工程と、
・挿入器の幅狭端を切開を通して眼の中へ挿入する工程と、
・フレームを挿入器の幅狭端を通して眼の中へ前進させる工程と、
・眼の前眼房の内部に在る間に、付着されている組織と一体のフレームをレシピエントの角膜の好適な場所へ調節する工程と、
・ガスを前眼房の中の付着されているドナー組織の下で泡化させ、空気泡が付着されている組織をレシピエントの角膜に接触させるようにする工程と、
・電流を加熱要素へ印加してドナー膜をフレームからその周囲の周りで切り離す工程と、
・膜を所定の位置へ浮かし入れる工程と、
・フレームを挿入器の中へ引き込む工程と、
・挿入器を眼から取り出す工程と、
・切開を縫合する工程と、
を備えている、ドナーデスメ膜をレシピエントの眼の中へ移植する方法に向けられている。
本発明をより深く理解するために、また本発明をどの様に実行に移すことができるかを示すために、これより添付図を純粋に一例として参照してゆくが、強調しておきたいこととして、示されている明細事項は一例であって単に本発明の好適な実施形態を例示的に論じることを目的とするものであり、本発明の原理及び概念的な態様の最も有用で容易に理解される説明であると確信されるものを提供するという動機で提示されている。
手術時の配置での、角膜が上方を向いている状態のヒトの眼の模式的断面図である(先行技術)。 縁付近からのヒト角膜の(拡大された)垂直方向断面(グレイの解剖学から引用)であり、角膜の様々な層を示している。 仰向けに横たえられた死体での、眼が上方を向いている角膜の断面の簡略化された模式図である。 反転され真空保持器上に置かれている角膜の断面を示す模式的断面図である。 どの様に鈍針プローブが角膜のデスメ膜の下の部分の中へ挿入されるかを示す模式的断面図である。 どの様にして、流体を鈍プローブを介してデスメ膜の下に送り込むことによって空洞がデスメ膜の下に形成され、それによってデスメ膜が実質から切り離されるかを示す模式的断面図である。 どの様に実施形態のフレームが基部に位置決めされ空洞の中へ挿入されるかを示している模式的断面図である。 どの様にして、流体を抜き出すことによってデスメ膜がフレームを覆って伸ばされフレームへ接着されるかを示している模式的断面図である。 脚部を有するフレームを描いており、フレームはデスメ膜を支持する働きをしており、脚部はフレームと道具の本体の間の電気的及び機械的接点としての働きをしており、更に、ゴム弾性の止め輪が示されており、止め輪はデスメ膜をフレームへ固定するためにフレームに張り巡らされる。 ドナー膜を準備するための或る代わりの技法であって、眼球からの角膜取り出し前に先進的な高周波レーザーを使用してドナーの角膜に正確な劈開を切り込む技法を示している。 円錐形挿入器の中へ配置されてゆくステム上のフレームの略図である。 円錐形挿入器を通して前進させられてゆくステム上のフレームの略図であり、どの様にそれが挿入器の幅狭前端をカールして二つ折りになった様式で出てゆくかを示している。 角膜の小切開を通しての挿入を可能にするために円錐形挿入器を通り抜けることによって生じるカール状構成にある、カールして二つ折りになったフレームを示している。 保存流体の瓶の中へ挿入されるか又はシリンジへ連結される組織保持組立体の略図である。 膜を焼き貫き切り離すためにパルスを加熱要素へ印加するための電子回路の回路図である。 デスメ膜の下に空気泡を提供するためのマイクロシリンジを備える注入器へ接続されている図7の組織保持組立体の断面図である。 移植用のドナーデスメ膜を準備するための諸工程の流れ図である。 図1の道具を使用するデスメ膜置換処置を施行するための方法を詳述している流れ図である。
図1は、虹彩、瞳孔、角膜、水晶体、硝子体液、視神経、及び他の要素を示す眼球の略図である。
縁付近からのヒト角膜の垂直方向断面図(拡大)であって、1.上皮、2.前弾力膜、3.固有質、4.後弾力膜(デスメ膜)5.前眼房の内皮、a.固有質の前層の斜めの線維、b.線維が横断方向に切断されドットの外観を現出させているラメラ、c.断面が紡錘形の様に見える角膜小体、d.線維が長手方向に切断されているラメラ、e.より厚い上皮を上に載せている線維化のより顕著な強膜への移行部、f.角膜の縁付近の横断方向に切断されている小血管、を示している。
本発明の実施形態は、例えば、DSAEK―デスメ膜剥離自動化角膜内皮移植術(Descemet’Stripping Automated Endothelial Keratoplasty)、DESK、及びDEMKの様な技法による、角膜内皮移植のための改善されたデバイス及び技法に向けられている。
デバイス及び技法は、デスメ膜への損傷を最小限に抑えつつ、デスメ膜をドナー眼から取り出し、それを必要とされるまで貯蔵し、それを患者の眼に挿入し位置決めすること、に向けられている。
本発明の実施形態のデバイス及び技法は、ドナーデスメ膜の取り扱いを最小限に抑えて準備中及び貯蔵中の生存内皮細胞の多さを維持する。それらは、ドナーデスメ膜をいつでも移植に使える態勢を保った状態に貯蔵しておくことを実現し易くする。デバイス及び技法は、外科的移植段階中の移植される組織との直接接触の必要性を排除する。
好都合にも、ドナー死体眼からのドナーデスメ膜の取り出しは前もって施行することができ、レシピエントが手術中である間に施行される必要がない、ということに注目されたい。
図3a−図3gを参照して、デスメ膜をドナー眼から取り出すための第1の技法が示されている。第1の技法は、空気、水の様な液体、粘弾性流体、又はこれらの要素の組合せであってもよいとされる流体を、微細カニューレを介して加圧することによる、デスメ膜の角膜実質からの直接機械的分離を使用している。微細カニューレには、処置中のデスメ膜の穴あきを回避するために鈍先端が提供されている。加圧流体はデスメ膜を実質から劈開させる。
図3aは、仰向けに配置されている死体の様に上を向いた眼球の角膜10を示している。図3bを参照すると、反転されスタンド12上に配置されているドナー角膜10の部分が示されている。角膜10は、デスメ膜16が上を向いた状態で配置されている。ドナー角膜10をスタンド12へ保持するため、真空ポンプへ接続されている管15を使用して真空吸引を提供するようにしてもよい。
図3cを参照して、鈍先端を有するカニューレ18が角膜10の部分の中へ挿入され、鈍先端及びカニューレ18の出口が角膜10内でデスメ膜16の下になるように位置決めされる。
図3dを参照して、空気或いは水又は点眼液の様な液体がカニューレ18を通して角膜10の中へ注入され、カニューレ18の端に空洞20を現出させ、それによりデスメ膜16を角膜10の実質から引き剥がす。
図3eを参照して、基部21上のフレーム22が、注入流体によって作り出された空洞20の中へ挿入され、デスメ膜16と角膜10の残部の間に位置決めされる。基部21は、典型的には、実質にとって適切な湾曲と、フレーム22用ソケットが提供されている平坦な上面と、を有する球の部分である。図3fに示されている様に、流体を空洞20から除去することによって、デスメ膜16を基部21及びフレーム22の上にピンと伸ばすことができる。
図3gを参照して、1つの実施形態では、フレーム22は、2つの平行な脚部26を有する開放された平坦リング24である。開放リング24は生物学的接着剤で被覆されており、デスメ膜16の検体がフレーム22へ接着剤によって付着される。
デスメ膜16の円盤がフレーム22へ接着されたら、それは角膜14の周辺組織から例えば、メス、レーザー、切断ワイヤを用いて、又は円形カッターを用いて切り離される。この方式では、デスメ膜16の円盤形状をしている切片は、検体の周囲をフレーム22へ接触させることによってドナー眼10から取り出すことができ、フレーム22内の膜16のどちらの面にも触れることは無いので、上皮層への損傷は最小限に抑えられる。
ホイールの周りに装着する自動車タイヤにどことなく似て、フレーム22の平坦リング24の周りにデスメ膜16の上から装着するゴム弾性リング28が提供されていてもよい。ゴム弾性リング28を貫く断面28aが示されており、その大まかな形状を与えている。
ゴム弾性リング28は、例えばシリコンから製作することができる。ゴム弾性リング28は、デスメ膜を貯蔵中に貯蔵溶液の中でフレーム22上の所定の位置に引き留める働きをし、貯蔵溶液へ溶解し得る接着剤の使用を可能にする。ゴム弾性リング28は、フレーム22の覆われている部分に対する熱的及び電気的絶縁を提供し、電流がフレーム22へ印加されたとき、熱及び電気の流れをフレーム22からその内径のみを経由して出て行かせ、その上に載せられているデスメ膜が焼き貫かれてフレーム22からその内周の周りで切り離されるように仕向ける。
図3hに描かれている様に、デスメ膜をドナー眼から取り出すための第2の技法は、眼球からの角膜の取り出しに先立って眼球全体が保持器に支持されている間に先進的な高周波レーザーを使用してドナーの角膜10に正確な劈開52を切り込む。この型式の処置は、現在のところ、例えば屈折矯正手術中にフラップ劈開を準備するのに使用されている。
劈開52がレーザーによってデスメ膜16から実質の中への精密な距離にて切られたら、典型的な強膜輪を含む角膜10が、ドナー眼から取り出され、真空スタンド12上に内皮細胞を上にした状態で配置される。次いで、レーザーで生じさせた劈開52を、鈍先端カニューレ18を使用して空気又は流体又は粘弾性流体で満たし、入口部位を拡幅して劈開52の中へのリング保持器の挿入を可能にしたら、プロセスは第1の分離方法について説明されている通りに続行される。この第2の技法は、指定された厚さの移植片を準備できるようになるので、有力な変型である。これは、一部の角膜病変はより深層の実質まで広がっていることもあり、その様な症例では、内皮細胞だけの置換では必要な光学的透明度を提供するには不十分である場合もあるので、有用であるかもしれない。深層強膜内のその様な病巣の場所を測定することで、移植片の厚さをこのレーザー技法によって正確に準備できるようになる。レシピエント眼の対応する劈開も同じレーザー技法を使用して準備すれば、結果的に、移植される組織はそれが置換する物質の直径及び厚さにぴたりと一致する。
次に図4aを参照すると、円錐台形状を有する注入器ヘッド175の幅広端の中へ挿入されてゆく開放フレーム124が示されている。フレーム122の脚部126は、フレーム124の脚部126に係合するためのソケット136、137を設けられているステム140へ連結させることができる。ソケット136、137は、フレーム126に対する機械的支持を提供し、更にそれへの電気的収縮を可能にする。
注入器ヘッド175は、円錐台形状を有していて、フレーム124上の摩擦を軽減し眼の膜の切開を通しての挿入時に逆圧を提供する粘弾性の生体適合性流体で満たされているのが典型的である。
図4bに示されている様に、フレーム124が挿入器ヘッド175を通して押し出されてゆくと、注入器ヘッド175の漸進的に先細りになってゆく面がフレーム124をカールさせ二つ折りにならせる。挿入器ヘッド174の幅広端174の直径は、大きい円盤のデスメ膜を受容するように約12mmであってもよい。挿入器ヘッド175の幅狭端176は直径たった4mmであってもよい。
更に図5を参照して、カールしたフレーム124は、コンパクトで約4mmの外寸法を有していて、挿入器ヘッド175の幅狭端176を通して押し出すことができる。
挿入器ヘッド175の幅狭端176が、眼の強膜に作成された長さ5mm又は6mmとされる切開の中へ挿入される。フレーム124が挿入器ヘッド175を通して押し出されてゆき、フレーム124の半分が挿入器ヘッド175の幅狭端176を出たら、フレーム124は展開しその非圧縮の円形形状を取り戻し始める。
図5を参照して、フレーム124はステム140上に提供されている。ステム140上のフレーム122及びシリコン保持リング124を備える組織保持組立体142が、ドナー眼から採取されたデスメ膜16の捕獲検体116と一体に、角膜保存に使用できる標準的な臨床的に承認されている保存溶液で満たされた瓶の中へ降ろされると、蓋175が瓶へ閉じられて瓶を密封し、組織検体116は汚染物質から保護され、適切な保存溶液中に湿潤に保たれる。この方式では、デスメ膜16の円盤形状の検体116はドナー眼10から取り出されると、必要になるまで貯蔵することができる。
上述の組織保持組立体142は、その後の移植にとって高品質のデスメ膜116の部分を入手し保存する利便的な方途である。
フレーム124は、厚さ数百ミクロン、できれば厚さ0.5mmであって、現在のところ約7.0mmから約8.0mmの間である臨床的に好まれる移植組織サイズの内側空間を画定しているのが望ましい。典型的には、フレーム124は円形であり、それが画定している空間は円盤形状である。但し、楕円形及び長楕円形の様な他の形状も実施可能である。
フレーム124の外径は、その丸い形状を維持し且つ半剛性となるのに十分でなければならない。フレームの外径は約9.0mm乃至10.0mmが望ましい。フレーム124は、曲げたり撓めたりすることのできるプラスチック、金属、又は合金から製作することができる。それは、より薄くなった部分又は自身が腕部間のアクセスに沿って折れ曲がるのを容易にする他の適応部を設けられていてもよい。
フレーム124の腕部126は絶縁材料で被覆されており、フレーム124は熱的及び電気的絶縁も提供するゴム弾性リング28で覆われる。ステム140はガス供給源へ連結可能であるカニューレ180を更に備えているのが望ましい。カニューレ180は、組織保持組立体142のステム140に沿って走っていて、流体即ち典型的には空気を例えばシリンジから注入させ、ガス泡をシリンジ又は他のガス供給源からデスメ膜116の下に放出して、それをフレーム124から浮き上がらせて離すことができるようにする。
ステム140は、典型的には長さ約30mm乃至50mmの剛性構造であり、フレーム124の脚部126を受け入れ電気的に連結するためのソケット136、137を設けられた2つの要素を備えている。
スライダ156又は他の型式の起動装置が、組織保持組立体142へ又は挿入器ヘッド175(図7)へ固着されていて、親指又は手指で作動させて組織保持組立体142を挿入器ヘッド175を通して挿入する又は抜き出すようになっていてもよい。
ステム140の全体外形寸法は、外径で0.5mmから1.0mmの間であるのが望ましく、それは長円形断面を有しているのが望ましい。
留意しておきたいこととして、患者デスメ膜の切り離された部分を折り曲げて角膜の周方向切開を介して除去しドナー膜16を挿入するということは既知である。しかしながら、先行技術では、膜はフック及び刃を使用して折り曲げられたり広げられたりしており、その過程で必然的に多数の上皮細胞が損傷を来たす。
対照的に、本発明の実施形態は、上記組織保持組立体を含んでいる道具セットであって、ドナーのデスメ膜116の部分を患者の眼球の中へ移植するのに、当該部分116の取り扱いを最小限に抑えそれによりそれへの損傷の危険性を最小限に抑えて移植するように設計されている道具セット、を提供することに向けられている。
患者の眼への挿入について、角膜には切開が必要になるものと理解しておきたい。フレーム124が折り曲げられることを可能にすることによって、フレーム124及び設けられている場合にはシリコンリング128、そしてフレームへ接着されているデスメ膜116は、小切開を通して患者の眼の中へ挿入できるようになる。
一例として、図7は、ドナーデスメ膜116を焼き貫いてフレーム124から切り離すように制御された電流パルスを加熱要素へ提供するべく電気信号をフレームへ提供するのに使用することのできる回路の回路図を示している。
図8を参照して、組織保持組立体142は流体注入器250又はシリンジへ連結するように設計されている。組織保持組立体142及び注入器250は、別々の構成要素同士から成る単一の構成要素として提供されていれば、滅菌するのがより簡単で、より便利であろう。フレーム124は、それを曲げることによって、手術中に角膜に作成された短い挿入部を通して挿入させることができる。
滅菌を目的として、組織保持組立体142と注入器250は別々の構成要素であって移植前に好適にはインターロック機構によって一体に接合されるようになっているのが望ましい。代替的に、組織保持組立体142及び注入器250は代わりに単一の単体道具として提供されていてもよい。
図7により詳細に示されている様に、キャパシタ回路270が提供されていてもよい。短い高電流のパルスがフレーム124を周って又は加熱要素160を通して送られる。これが熱を生成し、フレーム122へ接着されているドナー膜検体116の縁を焼き貫き、それによりドナー膜検体116を解放する。ゴム弾性リングはフレーム124の平坦な面及び外側の面への熱的及び電気的絶縁を提供し、確実に熱流束が内側の面だけを通るようにする。
フレーム124へ連結されているワイヤは、ステム140に沿って通っていて、注入器250内の電源へ接続されていてもよいし、注入器250と連結されている隔たった電源へ接続されていてもよい。
トロイダル型の加熱要素160は、ニッケルクロム合金の様な高抵抗の生体材料から製作することができる。トロイダル型の加熱要素160は、ステム140に沿って延びている抵抗のより低い例えば銅の導電ワイヤへ電気的に連結されている。幾つかの実施形態では、ステム140そのものが金属から製作されている。その様な実施形態では、電気的ワイヤは自身をステム140から絶縁するためにジャケットに包まれている。
注入器250は、挿入器200組立体へ切り離し可能に連結されており、各構成要素上の接触点は、組織保持組立体142を注入器250へ連結したとき整列するようになっていてもよい。
而して、組織保持組立体142と注入器250が別々の構成要素である場合、ステム140を通るワイヤは、注入器250側の対応する接続要素に接続的に係合するためのソケット136、137と一体に終端していてもよい。而して、注入器250を挿入器200へ連結するには、注入器250をステム140へ取り付けるための機械的連結機構と、電流が加熱要素160へ供給されることを可能にするための電気的接続を提供するための電気的接点と、が必要になる。
或る変型の組立体では、接続装置は2レベル構造で構成されている。下側のレベルは、ステム及びフレーム122に係る接続要素のための保持要素を備えている。この保持要素は、ばね付きバイヨネットクリップから成っていてもよいし、又は保持要素の半円運動によって接続要素の内側面へロックされるリング要素と、半円運動の終わりに保持要素を上向きに押して自発的開放を回避させるばね機構と、から成っていてもよい。保持要素の直径は接合されている半可撓性リングの直径よりも大きくて、保持要素を解放したなら、接合されている非導電性材料の半可撓性リングがその展開され広がった構成で接続装置を円滑に通り抜けることができるようにしている。保持要素の好適な寸法は直径が約15mm乃至20mmである。保持要素の下で、接続装置の内側部分は組織を収容する容器の頂部へねじ込むためにねじが切られている。ねじの先導端は鋸歯状の形状を有していて、ねじ込み過程の終わりにその逆の形状と整合するようになっているので、接続装置は容器へ不可逆的にロックされる。接続装置の上側のレベルは、保持要素と接続装置の内側面との付着部の真上に位置する薄い破断可能な材料によって下側のレベルへ接続されている。この2層配列は、収容されている組織及びそれの保持装置を無菌状態に維持することを実現し易くする。
図8を参照して、第2の要素である注入器250は、修正された接続端を有する小さい3ml乃至5mlのシリンジ260から成っていてもよい。接続端の先端の両側には、インターロックされた非導電性リング122と124の間に配置されている加熱要素134との電気回路を完成するべく接続要素の接触点と接続するように調節されている露出した電気的接触点がある。注入器250の接続先端の後にはスイッチ256が配置されていてもよい。スイッチ256は、加熱要素160と直列に接続されていて、例えば押しボタンスイッチであってもよい。それは、ひとたび注入器250が挿入器200とインターロックされたら、視認可能となりアクセス可能になるというのが望ましい。スイッチ256を押すことで、電気のパルスが加熱要素160へ送られ、その上に付着されている膜の周囲を焼き貫き、膜を解放する。
注入器200のシリンジ260は、ステム140を通るカニューレ180を介して放出させることのできる空気又は液体を充填されていてもよい。流体は、典型的な注入処置では、シリンジ250のプランジャ260を押すことによってカニューレ180から射出させることができる。代替的には、ステム140を介して流体を導入する代わりに、シリンジ250は膜116の後に位置決めされている別の針へ連結されていてもよい。
本発明の実施形態は、而して、デスメ膜16の部分をドナー眼から取り出すための、及び当該部分をレシピエント患者の眼の中へ挿入するための、道具へ向けられている。
1つの実施形態では、道具は、ステムのソケットに係合する脚部を有するフレームから成る遠位端と、フレームを覆うためのシリコンリングと、フレームに曲がるように仕向けるための機構と、を備えている。道具は、ステムを介して電源へ連結されているフレーム内の加熱要素を更に備えており、その結果、注入器から放出される空気又は水の圧力を使用してデスメ膜をドナー眼の実質から切り離すことができ、フレームはデスメ膜の下へ挿入させることができる。フレームは、デスメ膜へ付着するための生物学的接着剤で被覆されていてもよい。次いで、シリコンリングをフレームの周りに張って膜をフレームへ固定的に係合させることができる。デスメ部分は、この時点で、メス又は他の切断道具を使用して周辺眼組織から分離されてもよい。
道具の遠位端は、デスメ膜の部分を密封式に貯蔵するための保存流体の容器の中へロック式に挿入可能であるのが望ましい。
患者の眼の中へ挿入するため、曲げ力をフレーム124へ加えてフレーム及び捕獲されているドナーデスメ膜部分に曲がる及びカールするように仕向ける。カールした膜は、病変デスメ膜の摘出について使用されている様に、角膜の短い切開を通して挿入される。切開を通して挿入されデスメ膜の穴の下に位置決めされたら、曲げ力が緩められ、リングはそれらの平坦な円形形状を帯びる。リングヘ又は高抵抗導電体である加熱要素へ電気パワーを印加することで、デスメ膜を焼き貫き、内側のデスメ膜の円盤を解放する。ステムはカニューレを更に備えているのが望ましい。注入器250からの空気の様なガス又は水の様な液体を円盤の下で泡化させることで、円盤を浮き上がらせ患者の周辺デスメ膜に接合させる。
空気泡を使用して膜を浮き上がらせる技法は既知である。空気は別体の空気管又は針を使用して挿入することができる。とはいえ、好適な実施形態では、空気管は、本発明の道具へ一体化されていて、ステムを下行しているカニューレである。
而して、デスメ膜の部分をドナー眼から切除するためと当該部分をレシピエント患者の眼の中の所定位置へ浮かし入れるように解放するための両方に使用することのできる道具が説明されている。デスメ膜は、移植されることになっている部分の縁で操作され、当該移植されることになっている部分には、ナイフ、フック、及び同種のものが接触することはないので、挿入される組織は従来の技法より損傷を被らない。
膜は、単純に、大抵は円形である試料の周囲の組織を焼き試料を保持器リングから切り離すことによって解放される。
保持器は膜と一体に保存溶液の中へ挿入可能であって、数時間、数日間、又は数週間に亘って保存することができるのが望ましい。
図9を参照して、本発明の或る態様は、デスメ膜を得る方法であって、(i)ドナー眼の実質とデスメ膜の間に挿入可能となるようにステムに係合するための脚部を有するフレームであって、デスメ膜の部分をフレームへ接着させ当該部分をその周りを切ることによって外科的に分離させるためにデスメ膜の部分の周囲へ接着するように生物学的接着剤で被覆されているフレーム、を備えている角膜内皮移植のための道具において、当該フレームはその内周囲の周りに加熱要素を更に備えている、角膜内皮移植のための道具、を提供する工程と、(ii)ドナー眼のデスメ膜を実質から、それらの間に流体を注入することによって分離することにより、デスメ膜の部分を得る工程と、(iii)フレームをデスメ膜の下に挿入する工程と、(iv)デスメ膜をフレームへ生物学的接着剤を使用して接着する工程と、(v)フレームの周りを切ってデスメ膜をドナー眼から分離する工程と、(vi)フレーム及び膜の縁をゴム弾性の絶縁性保護リングで覆う工程と、(vii)必要になるまで貯蔵溶液中に貯蔵する工程と、を備えている、デスメ膜を得る方法に向けられている。
図10を参照して、デスメ膜を置換するための方法は、眼に切開を作成する―工程(a)と、損傷したデスメ膜を患者から切開を介して除去する―工程(b)と、以上に図9に関連して説明されている方法に則りフレーム上に載せられているドナーからのデスメ膜を提供しフレームの脚部を挿入器のステムの中へ挿入する―工程(d)と、から成る。ステムは、平坦リングの脚部に係合するための2つの電気的接続ソケットから成っていてもよい。これらのソケットは、フレームを電源へ連結するスイッチを介して電源へ連結されていてもよい。挿入器は、強膜に作成された切開の中へ挿入させることのできる円錐台形状の端を有していてもよい。フレーム及びドナー膜は、円錐形挿入器を通して押し出されることによってカールし、眼の前眼房の内部に位置決めされている円錐形挿入器の幅狭端にて最大カールに達する。―工程(e)。
二つ折りになったフレーム及びドナー膜は、この時点で、円錐形挿入器の幅狭端を通り切開を通して眼の中へ押し出される―工程(f)。フレームを更に前進させてフレームを真っ直ぐに伸び開かせる―工程(g)。ドナー膜の下でガスを泡化させることで膜が所定位置へ動いてゆけるようにする―工程(h)。電流を加熱要素へ印加することによってドナー膜がフレームから切り離されるようにする―工程(i)。フレームを円錐形挿入器を介して引き出し眼から抜き出す(それは挿入器を介して行わなくてはならず、さもなければ引き出し過程でフレームが角膜を損傷させかねないことに留意)―工程(j)。次いで、挿入器自体を切開から引き込む―工程(k)、及びこの時点で切開を縫合する―工程(l)。
ステムはガス供給源へ連結可能であるカニューレを更に備えており、方法は、挿入器の円錐端を眼の中へ挿入する工程の前に、当該挿入器を注入器へ連結する工程と、膜を眼内で真っ直ぐに伸ばす工程の後に、カニューレをデスメ膜の下に延びるように前方へ滑らせて注入器からのガスを膜の下で泡化させる工程と、を備えているのが望ましい。
本発明は相当な変型の余地があるものと理解しておきたい。而して、本発明の範囲は、付随の特許請求の範囲によって定義され、上記説明が閲読されたなら当業者に想起されるはずの、以上に記載の様々な特徴の組合せ及び部分的組合せの両方また更にはそれらの変型及び修正型を含む。
特許請求の範囲では、英語の「comprise」の対訳である「備える」という語及びその変化形である英語の「comprises」及び「comprising」の対訳である「備える」及び「備えている」やそれらに類するものは、掲げられている構成要素が含まれているということを示唆しているが、但し、概して他の構成要素を除外して、ということではない。
10 ドナー角膜
12 真空スタンド
15 真空ポンプへ接続されている管
16 デスメ膜
18 カニューレ
20 空洞
21 基部
22 フレーム
24 開放平坦リング
26 脚部
28 ゴム弾性リング
28a ゴム弾性リング断面
52 劈開
116 デスメ膜の検体
122 フレーム
124 フレーム、シリコン保持リング
126 脚部
128 シリコンリング
134 加熱要素
136、137 電気的接続ソケット
140 ステム
142 組織保持組立体
156 スライダ
160 加熱要素
174 挿入器ヘッド幅広端
175 挿入器ヘッド(図4)
175 蓋(図6)
176 挿入器ヘッド幅狭端
180 カニューレ
200 挿入器
250 注入器、シリンジ
256 スイッチ
260 プランジャ
270 キャパシタ回路

Claims (18)

  1. 実質とデスメ膜の間に挿入可能となるようにステムに係合するための脚部を有する開放フレームであって、前記デスメ膜の部分を当該フレームへ接着させ当該部分をその周りを切ることによって外科的に分離させるために前記デスメ膜の前記部分の周囲へ接着するように生物学的接着剤で被覆されているフレーム、を備えている角膜内皮移植のための組織保持組立体において、前記フレームはその内周囲の周りに加熱要素を更に備えている、組織保持組立体。
  2. 前記デスメ膜を前記フレームへ固定するように当該フレームの上から当該フレームの周りに装着するように構成されているシリコンリングを更に備えている、請求項1に記載の組織保持組立体。
  3. 前記フレームは前記ステムの中へ挿入するための一対の脚部を有している開放された円形の平坦リングであり、前記シリコンリングはトロイダル型である、請求項1に記載の組織保持組立体。
  4. 前記フレームは前記ステムによって蓋へ連結されており、前記蓋は、デスメ膜の検体が或る期間に亘って溶液中に密封式に保存可能となるように前記溶液の容器へ密封式に付着可能である、請求項1に記載の組織保持組立体。
  5. 前記ステムは、前記平坦リングの前記脚部に係合するための2つの電気的接続ソケットを備えており、前記ソケットは前記加熱要素を電源へ連結するようにスイッチを介して前記電源へ連結可能になっていて、前記スイッチを起動させると、前記デスメ膜を前記フレームから解放するように膜の周囲を焼くために前記加熱要素へ電流スパイクが提供されるようになっている、請求項1に記載の組織保持組立体。
  6. 前記組織保持組立体は、円錐台を構成している挿入器ヘッドを更に備えており、前記フレームは前記円錐台を介して前記眼の中へ挿入可能である、請求項1に記載の組織保持組立体。
  7. 前記デスメ膜を前記フレームから切り離すように電流を前記加熱要素へ印加するためのスイッチを更に備えている請求項6に記載の組織保持組立体。
  8. 前記膜をレシピエントの眼の中の所定位置へ浮かし入れることを可能にするべく前記膜の下に流体の泡を注入するための、前記ステムを通って延びるカニューレを更に備えている請求項7に記載の組織保持組立体。
  9. 前記組織保持組立体は注入器を更に備えており、前記注入器は前記挿入器と一体化されており、前記流体の泡は前記注入器から前記カニューレを通して前記レシピエントの眼の中へ注入可能である、請求項1に記載の組織保持組立体。
  10. 前記注入器はシリンジである、請求項9に記載の組織保持組立体。
  11. 前記流体は空気及び水を備える群から選択されている、請求項10に記載の組織保持組立体。
  12. 前記組織保持組立体は注入器を更に備えており、前記注入器は前記挿入器と連結可能であり、前記流体の泡は前記注入器から前記カニューレを通して前記レシピエントの眼の中へ注入可能である、請求項1に記載の組織保持組立体。
  13. デスメ膜を得る方法であって、
    ・ドナー眼の実質とデスメ膜の間に挿入可能となるようにステムに係合するための脚部を有するフレームであって、前記デスメ膜の部分を当該フレームへ接着させ当該部分をその周りを切ることによって外科的に分離させるために前記デスメ膜の前記部分の周囲へ接着するように生物学的接着剤で被覆されているフレーム、を備えている角膜内皮移植のための道具において、前記フレームはその内周囲の周りに加熱要素を更に備えている、角膜内皮移植のための道具、を提供する工程と、
    ・ドナー眼のデスメ膜を実質から、それらの間に流体を注入することによって分離することにより、デスメ膜の部分を得る工程と、
    ・前記フレームを前記デスメ膜の下に挿入し、前記デスメ膜を前記フレームへ前記生物学的接着剤を使用して接着する工程と、
    ・前記フレームの周りを切って前記デスメ膜を前記ドナー眼から分離する工程と、
    を備えている、デスメ膜を得る方法。
  14. 前記フレーム及びデスメ膜の周囲の上からシリコンリングを張る工程を更に備えている請求項13に記載の方法。
  15. 前記フレーム及びデスメ膜を貯蔵溶液に浸して当該デスメ膜を保存する工程を更に備えている請求項14に記載の方法。
  16. デスメ膜をレシピエントの眼の中へ移植する方法であって、
    ・切開を作成し、損傷したデスメ膜を患者から前記切開を介して除去する工程と、
    ・ドナーデスメ膜をフレーム上に提供する工程と、
    ・前記フレーム及びドナー膜を湾曲させて当該ドナー膜を二つ折りにする工程と、
    ・前記二つ折りにされたフレーム及びドナー膜を円錐形部分の幅狭端及び切開を通して前記眼の中へ挿入する工程と、
    ・前記フレームを真っ直ぐに伸びさせる工程と、
    ・ガスを前記ドナー膜の下で泡化させてそれを所定位置へ浮かし入れる工程と、
    ・電流を前記加熱要素へ印加して前記ドナー膜をフレームから切り離す工程と、
    ・前記フレームを前記円錐形部分を通して抜き出す工程と、
    ・前記円錐形部分を抜き出す工程と、
    ・前記切開を縫合する工程と、
    を備えている、デスメ膜を移植する方法。
  17. ドナーデスメ膜をフレーム上に提供する前記工程は、
    ・ドナー眼の実質とデスメ膜の間に挿入可能となるようにステムに係合するための脚部を有するフレームであって、前記デスメ膜の部分を当該フレームへ接着させ当該部分をその周りを切ることによって外科的に分離させるために前記デスメ膜の前記部分の周囲へ接着するように生物学的接着剤で被覆されているフレーム、を備えている角膜内皮移植のための道具において、前記フレームはその内周囲の周りに加熱要素を更に備えている、角膜内皮移植のための道具、を提供する工程と、
    ・ドナー眼のデスメ膜を実質から、それらの間に流体を注入することによって分離することにより、デスメ膜の部分を得る工程と、
    ・前記フレームを前記デスメ膜の下に挿入し、前記デスメ膜を前記フレームへ前記生物学的接着剤を使用して接着する工程と、
    ・前記フレームの周りを切って前記デスメ膜を前記ドナー眼から分離する工程と、
    を備えている、請求項16に記載の方法。
  18. 前記ステムはガス供給源へ連結可能であるカニューレを更に備えており、前記方法は、
    前記フレームを前記眼の中へ挿入する工程の前に、前記挿入器を注入器へ連結する工程と、前記膜を前記眼内で真っ直ぐに伸ばす工程の後に、前記カニューレからのガスを前記膜の下で泡化させる工程と、を更に備えている、請求項16に記載の方法。
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