JPH11500944A

JPH11500944A - 屈折特性を変化させるための角膜移植片

Info

Publication number: JPH11500944A
Application number: JP8526455A
Authority: JP
Inventors: エイ．シルベストリーニ，トーマス; エル．マチス，マーク; エイ．スコール，ジョン; エイ．プラウドフット，ロバート
Original assignee: ケラビジョン，インコーポレイテッド
Priority date: 1995-03-02
Filing date: 1996-03-04
Publication date: 1999-01-26
Also published as: IL117335A; TW290451B; AU5419496A; EP1060715A1; WO1996026690A1; US20020058996A1; BR9607145A; EP0820260A1; IL117335A0

Abstract

(57)【要約】眼の視覚を改善するために眼の屈折補正のためのデバイス（102、102a、102b、102'''）が開示される。このデバイスは、角膜実質内リングであり、ここで円錐角「Ｎ」(θ)は角膜屈折特性における所望の変化に従って変化させられる。すなわち、円錐角は、眼の屈折特性における所望の変化をもたらすために選択される。

Description

【発明の詳細な説明】屈折特性を変化させるための角膜移植片説明技術分野本発明は、眼の角膜の湾曲半径および／または非球面形状(aspheric shape)を含む角膜屈折特性を変化させるためのデバイスおよび方法に関する。さらに詳細には、本発明は、角膜実質内リングが角膜に挿入されるたときに、この変化をもたらす、１つの円錐角または複数の円錐角を有する角膜実質内リング、およびその変化をもたらすための方法を含む。背景眼の形状異常は、視覚障害を引き起こし得る。軸性遠視（「farsightedness」）は、眼球内の前後距離が短すぎる場合に起こる。屈折性遠視は、角膜の湾曲が通常よりも小さいために正常な角膜よりも平らである場合に起こる。これらの場合には、眼から20フィートを超えて発する平行光は網膜より後ろで焦点を結ぶ。逆に、眼球の前後距離が長すぎる場合、軸性近視（「nearsightedness」）が起こる。角膜の湾曲が大きすぎる場合、屈折性近視が起こる。これらの場合には、眼に入射する平行光の焦点は網膜の前に生じる。乱視は、平行光線が眼の内部の一点に焦点を結ばず、むしろ角膜湾曲が異なる経線で変化するために種々の焦点を有する場合に起こる状態である。このため、光は異なる距離に屈折され、異なる領域で焦点を結ぶ。ある程度の乱視は正常であるが、乱視があまりにも著しいときには、補正されなければならないことが多い。老眼は、焦点距離を変化させる眼の能力の消失をもたらす年齢に関する状態である。遠視、近視、老眼、および乱視は、通常は眼鏡またはコンタクトレンズにより補正される。このような障害を補正するために外科的な方法が文献に引用されており、これらの方法としては、放射状角膜切開術（例えば、米国特許第4,815,46 3号および同4,688,570号を参照のこと）、ならびにレーザ角膜切除(例えば、米国特許第4,941,093号を参照のこと)が挙げられる。これらの障害を補正する別の方法は、眼の角膜実質にポリマーのリングを移植により角膜の湾曲を変化させる方法である。アチエール(achier)(２)リング、同種移植片角膜組織、およびヒドロゲルの移植に関する以前の研究は、十分に文献に記載されている。リングデバイスの１つとして、スプリットリング（split ring）を角膜の実質層に切開されたチャンネル（channel）中に挿入させ得るリングデザインが挙げられる。このデバイスは、最小限の侵入性切開を使用し、この切開を通して移植用チャンネルの作製ならびに移植片の挿入および調節がなされる。デバイスの調節は通常、リングのサイズまたは直径の調節を含む。米国特許第4,452,235号は、角膜湾曲の調整のための方法および装置を記載している。この方法は、スプリット端調節リング(split end adjusting ring)の一端を眼の角膜に挿入し、そしてリングをその端部が合うまで円形の通路内で動かすことを含む。その後、眼の形状が所望の湾曲を得るまで端部を互いに対して調節され、その結果、角膜の所望の湾曲を維持するため端部は固定して取り付けられる。その全体が参考として援用されるPCT/US93/00059号にも、眼の屈折補正のための方法が記載されている。角膜の湾曲を変化させるために、様々な厚みの角膜実質内リングが角膜実質に挿入される。本発明は、眼の屈折調節のために角膜の湾曲を変化させるための様々な円錐角の角膜実質内リングの使用を含む。発明の要旨本発明は、円錐角の機能として角膜の配置を変化させることを含む。本発明によれば、角膜実質内リングが角膜における所望の位置に配置されたときに、角膜組織上に効力を個々に付与するように選択されるミスマッチ(mismatching)円錐角を有する角膜実質内リングが提供される。さらに詳細には、ミスマッチ円錐角は、角膜の湾曲半径および／または非球面形状における変化を個々にもたらし得る。従って、円錐角は、眼の開始湾曲(starting curvature)、角膜実質内リングの厚さ、ならびに角膜湾曲の型および/または所望の非球面変化に基づいて選択される。円錐角は、(1)リングの挿入前の眼の非球面形状に近い眼の表面を維持するか、または(2)例えば、所望の眼の非球面形状を変化させるように選択され得る。本発明によれば、ミスマッチ角は、好ましくは挿入前の挿入部位に置かれる仮想上の角膜実質内リングに関して記載される。これにより、その配置が角膜実質内リングの挿入により変化させられる前に、角膜に関する適切な角の計測が可能になる。説明に戻ると、角膜実質内リングの実質的に任意の半径方向の横断面の長軸は、上記軸と同じ平面にありかつ上記長軸線（前記長軸に沿って伸展しかつ角膜実質内リングの外部表面によって境界付けられる線として定義される）を二等分しかつ長軸線に垂直である線が角膜の前部表面と交わる点で角膜の前部表面に接する線と平行ではない。異なる角膜の湾曲半径に関するミスマッチ円錐角はまた、以下の式に従って記載される適合円錐角の範囲外にある円錐角として記載され得る： θ＝円錐角Ｄ_cc＝角膜実質内リングの直径（中心から中心）Ｒ_i＝最初の角膜の湾曲半径上記の式は、深さ「ｄ」で角膜リングを移植することを説明するために書き直され得る。以下の式は、「ｄ］が前記の式においてゼロであることを除いて上記の式と同じである。ｄ＝前部角膜表面から半径線（最も厚いかまたは最も大きな半径方向寸法の角膜実質内リングの上記半径方向の横断面を横切って伸展し、そしてその横断面によって境界付けられる）の中点まで半径方向に測定される角膜中の角膜実質内リングの深さ。比較的大きな厚さを有する角膜実質内リングが使用される場合、別の式が角膜実質内リングの厚さを説明するために使用され得る。これは、約0.15mmより大きな厚さ（すなわち、円錐角から独立して角膜を平坦化するために十分な厚さを提供する厚さ）を説明する場合に一般に好適である。この改良された式によれば：Ｄ_cc＝角膜実質内リングの直径（中心から中心）Ｒ_i＝最初の角膜の湾曲半径 ΔＲ_t＝角膜実質内リングの厚さにより誘導される予想される変化さらに、「ｄ」を説明する場合、前記の式は以下のように改良され得る：眼の屈折特性を変化させるための好ましい方法によれば、この方法は：(a)異なる円錐角を有する角膜実質内リングのグループを提供する工程；(b)所望の補正屈折量を決定する工程；(c)工程(b)において決定される補正屈折量に基づいて角膜実質内リングのグループから角膜実質内リングを選択する工程；および(d) 眼の角膜内に工程(c)において選択される角膜実質内リングを挿入する工程、を含む。この方法を用いて、角膜湾曲は、異なる円錐角を有する角膜実質内リングを使用することにより変化させられ得る。さらに、所望量の屈折補正が達成されなかった場合（屈折補正は工程(d)の後に測定され得る）、挿入された角膜実質内リングは取り出され、そしてそのグループに由来しかつ異なる円錐角を有する第２の角膜実質内リングが移植され得る。さらに詳細には、眼または角膜が、例えば、近視を処置するための所望量で平坦（例えば、中心から周辺部）にならない場合、第２の角膜実質内リングは、工程(c)において移植される角膜実質内リングの円錐角より大きな円錐角を有するように選択され得る。この方法の別の局面によれば、角膜実質内リング内の角膜の領域が所望量で勾配付かない場合、第２の角膜実質内リングは、工程(c)において移植される角膜実質内リングの円錐角より小さな円錐角を有するように選択され得る。これは、一般に遠視状態を処置する場合である。さらに、工程(a)において提供される多くの角膜実質内リングは、多くの異なる角膜形状に適応するように、異なる厚さおよび/または直径をともなって提供され得る。例えば、多くの角膜実質内リングは、同じ外径を有するが、異なる円錐角を有し得る。この様式において、適切なミスマッチ円錐角は、上記のような角膜形状において所望の変化をもたらすように選択され得る。本発明のさらなる実施態様によれば、複数の円錐角を有する生体適合性リングを含む角膜実質内リングが提供される。すなわち、円錐角は角膜実質内リングの円周方向に沿って変化する。この構造は、角膜湾曲が異なる経線で変化する乱視（あるいは近視または遠視のいずれかと同時に起こる乱視）を処置するために特に有利である。本発明の別の実施態様によれば、選択されるための多くの異なる円錐角を含むリングのキットが提供される。代表的には、複数のリング（好ましくは、同じＤ_cc を有するが異なる円錐角を有する）を有するキットが臨床使用のために提供される。代表的には、リングが所望の補正を提供しない場合、別のリングが使用され得るように（すなわち、選択された第１のリングが所望の補正を提供しない場合、キット由来の別のリングに取り替えられ得る）、これらのリングは、（実質的な補正を容易にするために）所定のＲ_iに対する適合円錐角から少なくとも１ °、より好ましくは少なくとも２°、さらにより好ましくは少なくとも３°そしてなおより好ましくは少なくとも５°適合円錐角から変化する。好ましくは、キットは、角膜を平坦化するか、または勾配づけることを容易にする上記の量だけ所定のＲ_iに対する適合円錐角より大きな円錐角を有するリングおよびより小さな円錐角を有するリングを含む。キットはまた、他のリング（適合円錐角を有するリングを含む）を含み得る。全てか、またはより少ない数のリングはまた、0. 5°の（またはより大きな）増加量で互いに異なり、そして同じ厚さを有し得る。同じＤ_ccまたはリング直径を有するリングのみを有するキットを用いて、適切なミスマッチリングの選択は単純化され得る。この特徴はまた、できる限り大きな補正範囲を保ちながらキットをできる限り小さくすることを可能にする。上記は、本発明のいくつかの利点の簡単な説明である。本発明の他の特徴、利点、および実施態様は、以下の説明、付随の図面、および添付の請求の範囲から当業者には明らかである。図面の簡単な説明図１は、眼の水平断面の模式図である。図２は、角膜の種々の層を示す、眼の前部部分の模式図である。図３は、眼の模式図であり、平均角膜湾曲半径および角膜の非球面形状を示す。図４は、遠視の眼の模式図であり、平均角膜湾曲半径および角膜の非球面形状を示す。図５は、本発明の角膜実質内リングの平面図である。図6Aは、図５の角膜実質内リングの半径方向の横断面である。図6Bは、図6Aの角膜リングのさらなる図であり、さらなるリング幾何学を示す。図7Aは、角膜の断面図であり、図6Aおよび図6Bの角膜実質内リングと同じ断面形状ならびに適合円錐角を有する角膜実質内リングを示す。図7Bは、角膜に関する幾何学的関係を示す図7Aの実質内リングの模式図である。図８は、角膜の断面図であり、図７のような断面配置を有するが、本発明の１つの実施態様により近視を処置するために角膜の平板化をもたらす活性なまたはミスマッチする円錐角を有する角膜実質内リングを示す。図９は、角膜の断面図であり、図７における断面配置を有するが、本発明の別の実施態様により、遠視を処置するために角膜前表面を勾配づけることをもたらす活性なまたはミスマッチする円錐角を有する角膜実質内リングを示す。図10および11は、本発明による活性なまたはミスマッチする角膜実質内リングと角膜との間の幾何学的関係を示す。図12A、12B、12C、12D、および12Eは、所定の角膜実質内リングおよび２つの異なる剛性に対する角膜実質内リング剛性、ジオプターの補正、および円錐角の間の関係を示すグラフである。図13は、本発明の角膜実質内リングのさらなる実施態様を示し、ここで異なる円錐角を有する角膜実質内リングが提供される。図14は、図13の線14-14にそった断面図である。図15は、図13の線15-15にそった断面図である。図面内の類似の要素は、同じ参照数字を有する。発明の実施の態様本発明のデバイスおよび方法の詳細を説明する前に、デバイスと眼との機能的関係を認識するために、眼の生理学の簡単な説明が必要である。図１は、角膜（12）を表す前部の膨らんだ球面部分を有する球体に似た眼の眼球（11）を有する眼の水平断面を示す。眼の眼球（11）は、感受性を有する網膜（18）に到達する前に光が通過しなければならない種々の透明な媒体を含む３つの同心円の被覆からなる。最も外側の被覆は、線維性の保護部分であり、その後部の６分の５が白くかつ不透明で、強膜（13）と呼ばれ、そして前面に見える所はときに白目と呼ばれる。この外側の層の前部の６分の１は、透明な角膜（12）である。中間の被覆は、主として血管性および栄養性の機能を果たし、そして脈絡膜（ 14）、毛様体（16）、および虹彩（17）から構成される。脈絡膜（14）は、一般には網膜（18）を維持するように機能する。毛様体（16）は、水晶体（21）の懸垂および水晶体の調節に関連する。虹彩（17）は、眼の中間の被覆の最前部であり、そして正面に配置している。これは、カメラの絞りに対応する薄い円盤であり、そして瞳孔（19）と呼ばれる円形の開口部がその中心近くに開いている。瞳孔の大きさは変化して、網膜（18）に届く光量を調節する。これはまた収縮して、球面収差を少なくすることにより焦点を鋭くする調節に働く。虹彩(17)は、角膜（12）と水晶体（21）との間の空間を前眼房（22）および後眼房(23)に分ける。被覆の一番内側の部分は網膜（18）であり、それは視覚的印象の真の受容部分を形成する神経要素からなる。網膜（18）は、前脳からの派生物として発生している脳の一部であり、それは脳の網膜部分と前脳とを接続する線維路として作用する視神経（24）を有する。杆体および円錐体の層は、網膜の前壁の色素上皮の真下にあり、物理的エネルギー（光）を神経インパルスに変換する視覚細胞または光受容体として作用する。硝子体（26）は、眼球（11）の後部の５分の４を占める透明な膠状の塊である。硝子体は側面で毛様体（16）および網膜（18）を支えている。前面の受け皿の形をしたくぼみは、水晶体を収容する。眼の水晶体（21）は、虹彩（17）と硝子体（26）との間に位置する水晶のような外観の透明な両凸体である。その軸径は、調節のため著しく変化する。毛様体小帯（27）は、毛様体（16）と水晶体(21)との間を通る透明な線維からなり、水晶体（21）を正しい位置に保ち、そして水晶体に対して毛様体筋が作用し得るように働く。再び角膜（12）について言及すると、この最も外部の線維質の透明な被覆は、時計皿に似ている。その湾曲は、眼球の残りの部分より幾分大きく、そして本来理想的には球状である。しかし、角膜がある経線において別の経線より湾曲していることが多く、それは乱視を生じる。角膜の中心の３分の１は視覚帯と呼ばれ、角膜が周辺部に向かって厚くなるように、それの外側にわずかな平坦化が生じている。眼の屈折の大部分は、角膜を通して起こる。図２について言及すると、眼球の前部のより詳細な図面は、上皮（31）を構成する角膜（12）の種々の層を示す。その表面の上皮細胞が機能して、角膜（12）の透明度が維持される。これらの上皮細胞は、グリコーゲン、酵素、およびアセチルコリンに富み、そしてそれらの活性は角膜小体を調節し、角膜（12）の実質（32）の薄層(lamellae)を通って水分および電解質の輸送を制御する。ボーマン（Bowman）膜またはボーマン層と呼ばれる前境界板（33）は、角膜の上皮（31）と実質（32）との間に位置する。実質（32）は、互いに並列した線維帯を有し、そして角膜全体にわたる薄層から構成される。線維帯の大部分が表面と並行しているが、いくつかは傾斜しており、特に前傾している。後境界板（34 ）はデスメー（Descemet）膜と呼ばれる。それは、実質（32）からはっきり区別される強い膜であり、そして角膜の病理学的プロセスに対して抵抗性を示す。内皮（36）は、角膜の最も後部の層であり、細胞の単一層からなる。縁（37）は、一方は結膜(38)および強膜(13)と他方は角膜（12）との間の遷移帯である。図３は、湾曲平均球面半径（41）を有し、正の(positive)非球面形状を有する角膜（12）を有する眼の眼球を示す。「湾曲平均球面半径」という語は、眼の縁近くの角膜の辺縁(periphery)（45）での点によって規定され、中心（46）を有する円の半径を意図する。「正の非球面形状」という語は、その中心（46）から角膜の前部中心までの距離（47）が湾曲平均球面半径より大きい、すなわち、角膜の前部表面が、中心（44）から辺縁（45）に進むにつれて平坦化することを意味する。図３に示すように、光の平行光線が角膜表面を通るとき、平行光線は角膜表面によって屈折され、最終的には眼の網膜（18）近くに集められる。図３の図では、この説明のために、水晶体または眼のその他の部分の屈折効果を考慮していない。図４に示す眼は遠視である。なぜなら、角膜の辺縁からの光線は屈折して、網膜表面より後ろの点で焦点を結ぶからである。さらに、図４に示す眼は、図３に示したものと同じ非球面形状を有していない。中心（46）から角膜の前部表面までの距離（47）は、湾曲平均球面半径（41）とほぼ同じかまたはそれより短く、そして角膜は、中心（44）から辺縁（45）にかけて平坦化せず、むしろその中心でプラトーになる(plateaus)か、あるいは落ち込んでさえいる。もし、本発明による、そして以下に詳細に記載される平坦なミスマッチ円錐角を有する角膜実質内リングが図４に示す角膜に移植されれば、もはや勾配づけられた角膜表面によって屈折された光線は、より大きい角度で屈折し、従って、直接網膜上などのより近くの点に集まる。さらに、ミスマッチ円錐角を有する角膜実質内リングを選択することによって、眼は、図３の眼に示されるものと同様の、より正の非球面形状を獲得することが可能になり得る。図１〜４の背景的説明を踏まえて、本発明のデバイスおよび方法は、眼の視力を改善するために角膜の円弧(annular chord)の少なくとも一部を調節することによって、湾曲半径の減少（または増大）および／あるいは角膜形状の変化をはかることを理解すべきである。本発明によると、角膜幾何学または角膜の屈折特性は、以下に詳細に記載される円錐角の関数として変化する。図6Aについて言及すると、角膜実質内リングの円錐角「Ｎ」（以下の式内では θと呼ばれる）は、角膜実質内リングが置かれている(rest on)平坦な表面の平面と、この平坦な表面に置かれている切断面の点および角膜実質内リングがこの平坦な表面に置かれている点から最も遠い切断面の点の間に引かれた線との間の角度として定義される。ここで言及している切断面とは、角膜実質内リングの直径を通って切断し、上記平坦な表面に対して90°の角をなす切断面である。図５は、本発明により作製された望ましい角膜実質内リングの一例を示す。角膜実質内リングは、スプリット端部を有するほぼ円形のメンバーから構成される。材料は、それを角膜組織と生理学的に適合させる性質を有するべきである。例示的な材料としては、商品名PERSPEX CQ^TM（Imperial Chemical Company，Engla nd）で販売されているプラスチック系材料が挙げられるが、その他多くの生体適合性ポリマー（例えば、これらに限定しないがテフロン、およびポリスルフォン）が、本発明において有用である。リングの受容可能な切断面形状の一つとしては、図6Aおよび図6Bに示される六角形形状であり、一般に、その長軸に沿った点から点（寸法「ｘ」）までが約0.5mm〜2.0mmの寸法を有し、そして厚み（寸法「ｙ」）が約0.05mm〜0.60mmの寸法を有する。他の切断面形状（例えば、これらに限定されないが曲凸(ovoloid)および矩形形状）のリングもまた、本発明において有用であり得る。ほぼ曲凸形状の説明的な例が図10および図11に示される。これらは、以下でより詳細に考察される。スプリットリングが示されているが、連続リングまたは閉鎖リングが他のリング形態と同様に用いられ得ることも理解されるべきである。図6Bについて言及すると、角膜実質内リングの円錐角Ｎ（θ）は、例えば、角膜実質内リングが置かれている平坦な表面の平面50と、この平坦な表面に置かれている切断面の点52および角膜実質内リングがこの平坦な表面に置かれている点から最も遠い切断面の点54の間に引かれた線との間の角度として定義される。言い換えれば、円錐角は、半径方向の横断面の長軸（例えば、図6Bに示される軸56 ）と表面50との間に形成される角である。あるいは、円錐角は、長軸56の交差によって形成される角（角φ）に関して定義され得る。ここでＮ（θ）＝（180− φ）/２である。本発明の重要な局面は、前部角膜表面の形状が、ミスマッチ「円錐角」を有する角膜実質内リングを用いることによって調整され得ることである。これは、図７〜９（ミスマッチ円錐角および適合円錐角の効果が比較される）において一般的に説明される。図7Aについて言及すると、挿入の前に角膜構築に適合する円錐角を有する角膜実質内リング（例えば、上記の角膜実質内リング100）を挿入することの効果が一般的に示される。適合円錐角は、角膜の前部表面に接する線の角に適合する角であると一般に考えられ得る。接線は、角膜実質内リングの横断面の長軸にそって（例えば、図6A および図6Bにおける寸法ｘを示す線にそって）伸展する線を図7Aに示されるような角膜前部表面に半径方向に投影することによって得られる。適合円錐角は、角膜の形状および使用される角膜実質内リングの寸法の変化に従って変わり得る。より詳細には、適合円錐角は、角膜実質内リングの挿入の前に挿入部位に重ね合わされる仮想角膜実質内リングに関して以下に記載され得る。角膜実質内リングの実質的に任意の横断面の長軸は、上記軸と同じ平面にありそして長軸線（上記長軸に沿って伸展しかつ角膜実質内リングの外部表面によって境界付けられる線として定義される）を二等分しかつ長軸線に垂直である線が角膜の前部表面と交わる点で角膜の前部表面に接する線と平行である。適合円錐角を計算するための式を得ることにおいて、出願人は、以下に列挙した変数が角膜内にリングを移植することによって達成される角膜の半径変化、Δ R_Osの決定に重要であると考えた。 ΔR_Os＝f（R_i、θ、t、d、D_i、D_cc、E_y、O_s）ここで R_i＝最初の角膜湾曲半径（前部角膜表面にそって測定される） θ＝角膜実質内リングの円錐角 t＝角膜実質内リングの厚さ D_i＝縁の直径 D_cc＝角膜実質内リングの直径（c-c） E_y＝角膜実質内リングに対するYoung率 O_s＝角膜実質内リング切断面領域形状因子ここでLXAは角膜実質内リングの半径方向の横断面領域の長軸であり、そしてC XAは、角膜実質内リングの半径方向の横断面領域の外周である。これらの変数は、角膜実質内リングがどのように角膜の湾曲または形状の変化を行うかを示す優位な変数であると考えられる。図12A、図12B、図12C、図12D、および図12Eに示されるグラフは、一定の厚さにおける円錐角およびYoung率を除く全ての変数を一定に固定することの例を示す。曲線が交差する点は、一般に適合円錐角に対応する。一般に、高い率では、円錐角における増大は、角膜の平坦化における増大を意味する負の補正における増大を提供する。円錐角を低下させることによって、角膜の勾配づけをもたらす正の補正を誘導する。補正は角膜の半径方向の湾曲に比例する。グラフ中の補正値は、337.5/(最初の角膜湾曲半径−最後の角膜湾曲半径)である。円錐角の増大が屈折補正を増大させることを示すさらなる例は、ヒトアイバンクの眼において行われた試験から得られたデータに関して提供される。25°、34 °、および40°の円錐角は、それぞれ、約-1.9、-2.7、および-6.0ジオプターの屈折補正を提供した。角膜実質内リングの円錐角は変化したが、各角膜実質内リングは、約0.30mmの厚さ（t）を有し、そして角膜において約0.42mmの深さ（d）に挿入された。上記に挙げられた変数に基づいて、以下の式（これは適合円錐角を定義する）は、一定の厚さの角膜実質内リング、切断面形状、Young率、および未知の縁の直径について得られ得る。 θ＝円錐角 D_cc＝角膜実質内リングの直径（中心から中心） R_i＝最初の角膜湾曲半径変数「d」（前部角膜表面から測定された移植片の深さ）は、式（１）には現れない。なぜなら、この簡約バージョンでは、「d」はゼロであり、そして湾曲半径は角膜表面の湾曲半径に相当するからである。式（１）の以下のバージョン（寸法dを含む）は、当業者に容易に理解されるように、代替的に用いられ得る。 θ、D_cc、R_i、およびdは、上記に定義される通りである。図7Bについて言及すると、深さ（d）は、前部角膜表面から半径線の中点まで半径方向に測定される角膜における移植片位置としてより詳細に定義され得る。これは、例えば、D_cc に関して上記で参照され、そして図7Bに示される半径方向の横断面の最も厚いかまたは最も大きい半径の寸法（例えば、図6Aの「y」）を横切って伸展する。図7 Bにさらに示されるのは、中心から中心への直径D_ccである（ここで各中心は、角膜実質内リングの半径方向の横断面の長軸の線の中点である）。このような中心は図7Bに示され、例えば、ここでそれらは参照文字「c」で示される。以下の表は、上記の式（２）に従って0.42mmの深さで移植された角膜実質内リングならびに7.2〜8.1mmの範囲（この群において典型的な範囲である）の最初の角膜湾曲半径（R_i）および5.0〜8.0mmの範囲の中心から中心の直径（D_cc）に対する、小数点以下第２位で四捨五入された適合円錐角値（θ）（度）を提供する。上記の計算は単なる例示であり、本発明を限定することを意図しない。例えば、0.24mmの値が例示の目的のために上記の計算を通して使用されるが、移植の深さ「ｄ」は約0.10〜0.50mmの範囲であり得る。ミスマッチ円錐角は、一定のD_cc、R_i、およびｄに対して平衡状態（１）または（２）に記載される円錐角と等しくない。従って例えば、7.0mmのD_cc、7.7mm のR_i、および0.42mmの「ｄ」を仮定すると、ミスマッチ円錐角は、28.7度に等しくない任意の円錐角である。本発明を実施するための１つの方法は、臨床医がそこから選択するための多くの異なる円錐角を含むリングのキットを有することである。代表的には、複数のリングを有するキット（好ましくは、同じD_ccを有するが異なる円錐角を有する）が臨床使用のために提供される。あるリングが所望の補正を提供しない場合、別のリングが使用され得る（すなわち、選択された第１のリングが所望の補正を提供しない場合、それをキット由来の別の物に置き換え得る）ように、これらのリングは、（図12A〜Eに示すように実質的な補正を促進するために）代表的には少なくとも１°、より好ましくは少なくとも２°、さらにより好ましくは少なくとも３°、そしてさらにより好ましくは少なくとも５°だけ一定のR_iに対する適合円錐角とは異なる。好ましくは、このキットは、上記で議論したような角膜の平坦化または勾配づけを容易にするための前述の量だけ一定のR_iに対する適合円錐角より大きな円錐角を有するリングおよび小さな円錐角を有するリングを含む。従って、D_ccが7.0mmでありそして適合円錐角が28.7°である上述の例において、このキットは、少なくとも、28.7°より少なくとも３°大きい円錐角を有するリング、および28.7°より少なくとも３°小さい円錐角を有する別のリングを有する、7.0mmのD_ccを有する多数のリングを含み得る。このキットはまた、適合円錐角を有するリングを含む他のリングを含み得る。全てのまたはより少ない数のリングもまた、0.5°（またはより大きい）増大量内で互いに異なり、そして同じ厚さを有し得る。全てが同じD_ccまたはリング直径を有するリングを有するキットを用いて、適切なミスマッチリングの選択が単純化され得る。この特徴はまた、できる限り広範囲の補正を保ちながらキットをできる限り小さくすることを可能にする。約0.15mm（これは円錐角に独立して角膜を平坦化するために十分な厚さを提供する）より大きい厚さ(t)を説明する場合、別の式が好ましくあり得る。この改良した式によると： ΔR_t＝任意の特定の角膜実質内リング設計の一定の横断面の形状に対する円錐角に独立した角膜実質内リングの厚さによって誘導される角膜湾曲の予期される半径の変化であり、ここで上記から明かであるように、この変化は、角膜湾曲の最初の半径（すなわち、角膜実質内リングの移植の前の角膜の湾曲の半径）−角膜湾曲の最終的な半径（すなわち、角膜実質内リングの移植の後の角膜の湾曲の半径）として測定される。さらに、θは角膜実質内リングの実際の移植の深さを説明する式を用いて定義される。この改良した式(4)によると：図８および図９に戻ると、ミスマッチ円錐角を有する角膜実質内リングが示され、本発明のさらなる原理が記載される。図８に戻ると、図７に示されるものより大きな円錐角を有する角膜実質内リング102aが示される。これは角膜外部の部分に接して織り込まれ、そして図面に示されるように角膜実質内リングの直径内の角膜の中心部を平坦化する。対照的に、図９は角膜実質内リング102bを示す。これは、本発明の別の実施態様に従って、図7Aに示されるものより小さい円錐角を有する。この円錐角は図面に示されるように角膜表面の勾配づけをもたらす。図８および図９において、破線は図7Aの角膜セクションの外線に対応し、従って図８および図９における変化に対する参考を提供する。図10および図11について言及すれば、ミスマッチ円錐角の概念は、角膜の挿入前の挿入部位に重ね合わせた仮想角膜実質内リング(102'、102'')に関してさらに記載される。角膜実質内リングの実質的に任意の半径方向の横断面の長軸（図 10および図11のそれぞれ軸150および軸152）は、上記長軸と同じ平面にありそして長軸線（上記長軸に沿って伸展しかつ角膜実質内リングの外部表面によって境界付けられる線として定義される）を２等分しかつ長軸線に垂直である線（図10 および図11のそれぞれ線170および線172）が角膜の前部表面と交わる点で角膜の前部表面に接する線（図10および図11のそれぞれ線160および線162）に平行ではない。あるいは、ミスマッチ円錐角は、上述の式の１つの外側にある角度として定義され得る。角膜実質内リングは、本発明者らがこのような設置に適切であることを過去に示したいずれかの方法によって角膜間質の内部の層状領域に設置され得る。特に所望であるのは、PCT/US93/03214（その全体が本明細書中に参考として援用される）に示されるプロセスおよびそれに関連する装置である。一般に、このリングは上述の方法で設置される：小さな半径方向の切開部を、リングが最終的に角膜に設置される半径で作製する。スプリットリングの形態の解剖器具および層間チャンネルまたは角膜間質内のトンネルを産生するのに適切な点を有する解剖器具を、小さな切開部を通して導入し、そして一般に環状のチャンネルリングが角膜に完全に形成されるような様式で回転させる。次いで、解剖器具を反対方向に回転し、そのように形成されたトンネルから引き出す。次いで、角膜実質内リングを環状チャンネルに導入する。あるいは、時計回りおよび反時計回りチャンネル解剖法が、「System For Inserting Material Into Corneal Stroma」という題名のPCT/US95/00063（その全体が本明細書中に援用される）に開示されるような時計回りおよび反時計回り解剖システムを用いて使用され得る。このシステムは一般に以下を含む：時計回りおよび反時計回りチャンネル解剖器具；チャンネル内の挿入のため、およびチャンネル端部の相対位置を決定するため（例えば、チャンネルが会合する場合）の時計回りおよび反時計回りプローブ；チャンネルが会合しない（より下部のチャンネルにおけるコネクターの回転による）場合にチャンネルを連結するための約240°〜360°の弧に対し得る時計回りおよび反時計回りチャンネルコネクター；ならびにチャンネルコネクターがその効果を達成しない場合に、より下部のチャンネルへの挿入のために約360°〜510°の弧に対し、チャンネルを連結し得る時計回りおよび反時計回り最終チャンネルコネクター。図13〜15について言及すれば、本発明のさらなる実施態様が示される。この実施態様において、複数の円錐角を有する角膜実質内リング102'''（好ましくは図５および６に示される例に関して上述されたような物質で構築される）が提供される。すなわち、角膜実質内リングの円錐角は、図13に示されるように、その円周方向に沿って変化する。一般的に言えば、角膜実質内リングは第１の円錐角を有する第１の円周領域およびその第１の円錐角とは異なる円錐角を有する少なくとも１つの他の領域を有する。図13に示される例において、角膜実質内リングは異なる円錐角を有する４つの円周領域を有する。円周領域202は、図15に示されるような第１の円錐角を有する。円周領域202には、第１の円錐角とは実質的に異なる第２の円錐角（図14）を有する第２の円周領域204が続く。領域202のものと類似する円錐角を有する円周領域206が続き、そして領域208は領域204のものと類似の円錐角を有する。角膜実質内領域は、好ましくは、挿入後の角膜を実質的に一周するように設計される。しかし、スプリットリング形状が示されているが、連続するかまたは閉鎖したループならびに他のリングの形状が使用され得る。図14および15の平面は平行であるが、リング設計に依存して同一の平面にあってもよいし、なくてもよい。例えば、鞍部形状リング（saddle shaped ring）は１つの平面にその基礎位置（ base lie）を有さない。この実施態様は、乱視（あるいは上述の本発明の要旨で考察したような近視または遠視のいずれかと同時に起こる乱視）の処置に特に有効であり、これは、角膜湾曲が異なる経線で変化するという事実のために光の平行線が眼内の単一の点に焦点を合わさず、むしろ変化し得る焦点を有する場合に生じる状態である。従って、円錐角はこの徴候を処置するのに十分に変化する。この変化は代表的に約０°10'〜20°の範囲であり得、そしてより代表的には約３°〜20°の範囲である。１つの円錐角を有する領域は、代表的には少なくとも２°より大きい弧に対する。領域間の円錐角の推移は、角膜の形状に対する所望の変化に依存して段階的であるかまたは漸進的であり得る。さらに、鞍部形状リングは、より多い円周領域または異なる形態またはそれらが示されたものと異なる形状または寸法を有する円周領域範囲を有する円周領域を有するリングと同様に用いられ得る。１つの平面にその重心軸を有するリングまたは鞍部形状に続くその重心軸を有するリングがまた意図される。薬学、眼科学、検眼、および／または関連分野の当業者に明らかである本発明を実施することに関する上記の態様の改変は、以下の請求の範囲内にあることが意図される。請求の範囲および明細書は、本発明に与えられる保護の完全な範囲を過度に限定するようには構築されない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者スコール，ジョンエイ. アメリカ合衆国カリフォルニア 94506, ダンビル，ウッドランチサークル 14 (72)発明者プラウドフット，ロバートエイ. アメリカ合衆国カリフォルニア 95051, サンタクララ，トレイシードライブ 3511

Claims

【特許請求の範囲】１．仮想上の対応する角膜実質内リングが角膜における挿入部位に重ね合わせられたときに、該角膜実質内リングの実質的に任意の横断面の長軸は、該軸と同じ平面にありそして該長軸に沿って伸展しかつ該角膜内実質リングの外部表面によって境界付けられる線として定義される長軸線を二等分しかつ該長軸線に垂直である線が該角膜の該前部表面と交わる点で該角膜の該前部表面と接する線と、平行ではないように選択される円錐角を有する一般的にリング形状のメンバーを含む、角膜実質内リング。２．前部表面を有する角膜における移植のための角膜実質内リングであって、該角膜実質内リングは、円錐角、外部表面、その各半径方向の横断面に対する長軸、および各該切断面に対する長軸線を有する一般的にリング形状のメンバーを含み、各長軸線はそれぞれの長軸に沿って伸展しかつ該一般的にリング形状のメンバーの外部表面によって境界付けられる線として定義され、該円錐角は、該一般的にリング形状のメンバーと同じ形状、長軸、および長軸線を有する仮想メンバーが、該一般的にリング形状のメンバーの実際の挿入の前に該角膜の挿入部位に重ね合わせられたときに、該仮想メンバーの実質的に任意の半径方向の横断面の該長軸が、その長軸と同じ平面にありかつ該長軸線を二等分しかつ該長軸線に垂直である線が該角膜の該前部表面と交わる点で角膜の前部表面と接する線と、平行ではないような円錐角である、角膜実質内リング。３．円錐角および中心から中心の直径を有する実質内リングであって、該円錐角は以下の式： θ＝円錐角Ｄ_cc＝該角膜実質内リングの直径（中心から中心）Ｒ_i＝最初の角膜の湾曲半径、から導き出し得る円錐角の範囲外にある、実質内リング。４．円錐角および中心から中心の直径を有する実質内リングであって、該円錐角は以下の式： θ＝円錐角Ｄ_cc＝該角膜実質内リングの直径（中心から中心）Ｒ_i＝最初の角膜の湾曲半径 ΔＲ_t＝任意の角膜実質内リングの一定の半径方向の横断面形状の円錐角と独立して該角膜実質内リングの厚さにより誘導される予想される湾曲半径の変化、から導き出し得る円錐角の範囲外にある、実質内リング。５．以下に定義される一定のＲ_iおよびｄに対する円錐角および中心から中心の直径（Ｄ_cc）を有する角膜実質内リングであって、該円錐角は以下の式： θ＝円錐角；Ｄ_cc＝該角膜実質内リングの直径（中心から中心であって、ここで各中心は、該角膜実質内リングの半径方向の横断面を横切り、かつ該横断面の長軸に沿って伸展する線の中点である）；Ｒ_i＝最初の角膜の湾曲半径；およびｄ＝該角膜の該前部表面から半径方向に測定される角膜における該角膜実質内リングの深さ、に従って記載される該円錐角に対して等しくない、角膜実質内リング。６．以下に定義される一定のＲ_iおよびに対する円錐角および中心から中心の直径（Ｄ_cc）を有する角膜実質内リングであって、該円錐角は以下の式： θ＝円錐角；Ｄ_cc＝該角膜実質内リングの直径（中心から中心であって、ここで各中心は、該角膜実質内リングの半径方向の横断面を横切り、かつ該横断面の長軸に沿って伸展する線の中点である）；Ｒ_i＝最初の角膜の湾曲半径； ΔＲ_t＝角膜実質内リング移植後の最後の角膜湾曲半径を引いた角膜実質内リング移植前の最初の角膜湾曲半径であって、ここで該ΔＲ_t、は、任意の角膜実質内リングの一定の横断面形状に対する円錐角と独立して角膜実質内リングの厚さにより誘導される変化のみに基づいて決定される；およびｄ＝該角膜の該前部表面から半径方向に測定される角膜における該角膜実質内リングの深さ、に従って記載される該円錐角に対して等しくない、角膜実質内リング。７．円錐角および中心から中心の直径を有する実質内リングであって、一定のＤ_cc 、Ｒ_i、ｄ、および/またはΔＲ_tに対して、該円錐角が以下の式： θ＝円錐角；Ｄ_cc＝角膜実質内リングの直径（中心から中心）；Ｒ_i＝最初の角膜の湾曲半径； ΔＲ_t＝角膜実質内リング移植後の最後の角膜湾曲半径を引いた角膜実質内リング挿入前の最初の角膜湾曲半径であって、ここでΔＲ_tは、任意の角膜実質内リングの一定の横断面形状に対する円錐角と独立して角膜実質内リングの厚さにより誘導される変化のみに基づいて決定される；およびｄ＝該角膜の該前部表面から半径方向に測定される該角膜における角膜実質内リングの深さ、の１つから導き出し得る円錐角とは異なるように選択される、実質内リング。８．眼の角膜への挿入のための角膜実質内リングであって、複数の円錐角を有する生体適合性リングを包含する、角膜実質内リング。９．前記角膜実質内リングの円錐角が該角膜実質内リングの円周方向に沿って変化する、請求項８に記載の角膜実質内リング。１０．前記角膜実質内リングが、第１の円錐角を有する最初の円周領域および該第１の円錐角とは異なる円錐角を有する少なくとも１つの他の領域を有する、請求項８に記載の角膜実質内リング。１１．前記角膜実質内リングがスプリットリング形状を有する、請求項８に記載の角膜実質内リング。１２．角膜実質内リングのセットを包含する屈折補正移植片を提供するためのキットであって、多くの該リングが同じ直径を有しかつ少なくとも１°だけ互いに異なる、キット。１３．前記キットが、第１、第２、および第３のリングを含み、該第１のリングは該第２のリングより少なくとも１°小さい円錐角を有し、そして該第３のリングは該第２のリングより少なくとも１°大きい円錐角を有する、請求項１２に記載のキット。１４．前記キットが、第１、第２、および第３のリングを含み、該第１のリングは該第２のリングより少なくとも２°小さい円錐角を有し、そして該第３のリングは該第２のリングより少なくとも２°大きい円錐角を有する、請求項１２に記載のキット。１５．前記キットが、第１、第２、および第３のリングを含み、該第１のリングは該第２のリングより少なくとも３°小さい円錐角を有し、そして該第３のリングは該第２のリングより少なくとも３°大きい円錐角を有する、請求項１２に記載のキット。１６．前記リングの全てが同じ直径を有する、請求項１２に記載のキット。