JPH11503657A

JPH11503657A - 角膜屈折特性を変化させるためのセグメント化された角膜実質内インサートおよびその方法

Info

Publication number: JPH11503657A
Application number: JP9528554A
Authority: JP
Inventors: エイ．シルベストリーニ，トーマス
Original assignee: ケラビジョン，インコーポレイテッド
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1997-02-07
Publication date: 1999-03-30
Also published as: IL121923A0; MX9707772A; AU721590B2; EP0822790A1; WO1997028759A1; CA2216205A1; AU2113897A; BR9708285A; TW346395B; IL121923A

Abstract

(57)【要約】乱視、近視、および遠視のような症状を処置するための、角膜曲率を変化させる角膜実質内インサート。このインサートは、１つまたはそれ以上の弧状のまたは弧形状のセグメントを含む。所定の断面形状に対する、このようなセグメントによる角膜矯正の程度は、弧角、曲率半径、円錐角、弾性率、およびセグメントの厚みを含む、１つまたはそれ以上の予め規定されたパラメーターの関数である。本発明はまた、眼の屈折特性を変化させる種々の方法を提供する。一般に、この方法は、所望の矯正屈折量を決定する工程、角膜周囲の回転の少なくとも一部分を横切る実質内チャンネルを提供する工程、および１つのまたはそれ以上の本発明のセグメント化されたインサートを導入する工程を包含する。

Description

【発明の詳細な説明】角膜屈折特性を変化させるためのセグメント化された角膜実質内インサートおよびその方法技術分野本発明は、眼の角膜の屈折特性（角膜曲率および／または非球面形状(aspheri c shape)を含む）を変化させるための角膜実質内インサートおよび方法に関する。より詳細には、本発明は、予め規定された種々のパラメータ（弧角、曲率半径、円錐角、厚み、および幅（これらは、このセグメントが角膜内に挿入された場合、この変化をもたらす）を含むが、これらに限定されない）を有する角膜実質内セグメントを包含する。本発明はまた、眼の角膜内へ１つ以上のセグメントを挿入するための方法も包含する。発明の背景眼の全体形状の異常は、視覚障害を引き起こし得る。遠視（「farsightedness 」）は、眼球内の前後距離が短すぎる場合に起こる。このような場合には、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、近視（「nearsightedness」）が起こり、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、むしろ角膜が、異なる経線における光を異なる距離に屈折させるという事実に起因して変化する焦点を有する場合に起こる状態である。ある程度の乱視は正常であるが、乱視が著しい場合には、矯正されなければならない。遠視、近視、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矯正される。このような障害を矯正するために外科的な方法が知られている。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4,815,463号および同第4 ,688,570号を参照のこと）、ならびにレーザ角膜剥離(例えば、米国特許第4,941 ,093号を参照のこと)が挙げられる。これらの障害を矯正するための別の方法は、眼の角膜実質内にポリマー性のリングを移植して角膜曲率を変化させることである。ポリメチルメタクリレート（ PMMA）リングの移植、同種移植角膜組織の移植、およびヒドロゲルの移植を含む以前の研究が、十分に提供されている。リングデバイスの１つは、角膜の実質層に予め切開したチャンネル内に挿入された分割リング設計を含む。最小の侵襲性の切開は、チャンネル生成および移植片の挿入の両方のために用いられる。たとえば、Reynoldsの米国特許第4,452,235号、Reynoldsの同第4,671,276号、Reynol dsの同第4,766,895号、およびKilmerらの同第4,961,744号のPMMA実質内リングの使用。眼の必要な矯正を得るための角膜内リングの調整は、通常、代表的にはリングサイズまたは直径の調整を含む。たとえば、米国特許第4,452,235号は、リングの直径を調整することによる角膜曲率の調整のための方法および装置を記載する。この方法は、眼の角膜中に分割末端調整リングの一端を挿入する工程、およびリングを、その末端が出会うまで環状経路中で移動させる工程を含む。その後、この末端を眼の形状が所望の曲率を呈するまで互いに相対的に調整する。そこで、末端を固く結合させて所望の角膜曲率を維持する。眼の異常を選択的に矯正するために、角膜内リングを調整する別の方法には、リングの厚みを変化させることが挙げられる。米国特許第5,318,047号は、必要な矯正の量を決定すること、種々の厚みのリングの選択によって必要な矯正を得るための適切な厚みの角膜実質内リングを選択すること、およびこのリングを角膜実質に挿入することによって、眼の屈折矯正を可能にする方法を開示する。米国特許第5,405,384号はまた、乱視を作製するための種々の厚みを有する角膜内実質内リングを開示する。これらのリングは、断面がより厚いか、またはこの領域の容量がより顕著である、少なくとも１つ、そしてしばしば２つ以上の領域を有する。眼の異常と大きな領域のリングとを適切に並べることにより、乱視が緩和され得る。先行技術の角膜内リング移植片は、角膜の実質内に連続的な円周のチャンネルを形成すること、およびその後、その中に連続的な環状のデバイスを挿入することを必要とする。このような要件は、重大な欠点を有する。角膜の前面から一定の深度、あるいはそうでなければ所望の深度に単一の、連続的なチャンネルを形成することは、外科的により複雑であり、そしてチャンネルが適切な深度であることを確実にするためにさらなる工程を要する。連続的なリングインサートの別の欠点は、挿入後、それらが角膜内に形成された最初の外科的切開と接触したままであることである。リングはこの切開に圧力をかけ、切開をうまく縫合することをより困難にし、そして手術後の感染の可能性を増加させ、そして治癒速度を低下させる。さらに、栄養の流れは角膜の後方側から前方側への拡散によって生じるので、インサートと切開部位との手術後の接触は、栄養の切開部位への流れを妨害する。予め形成されたリングインサートの代わりに、視覚収差を矯正するための他の先行技術は、硬化可能なポリマーまたはポリマーゲルの使用を含む。例えば、米国特許第5,095,955号は、予め形成された実質内チャンネル中に硬化可能なポリマーまたはゲルを導入し、そしてこのポリマーを硬化させることによって、角膜内リングを形成することを示唆する。この手順では、外科医は、生じたリングの正確な形状を特定できない。さらに、ゲルの形状および長さは実質内チャンネルの形状および長さに順応するので、ゲルインサートは、チャンネル内で回転または移動し得ない。従って、先行技術のインサートの制限を克服する角膜実質内インサートが必要である。上記で同定された特定の制限を考慮して、360°未満の範囲の角膜内インサートが必要である。さらに、挿入チャンネルの弧の長さおよび角よりも小さい弧の長さおよび角を有する角膜実質内インサートが必要である。さらに、このようなセグメントが、セグメントの部分の間で変化するか、または変化可能である寸法（例えば、円錐角、厚み、断面積、弧の長さなど）を有して、外科医が所望の角膜矯正を達成するためにインサートの寸法を正確に制御することが可能であることが所望される。セグメント間で変化する寸法を有するこのようなセグメントの組み合わせを提供することもまた、所望される。さらに、セグメントの厚み、幅、または弧角に関係なく、正確な角膜調整を提供する、セグメント、および角膜に関して所望の方同または角で、このセグメントを挿入する方法を有することが所望される。さらに、所望されるセグメントを使用して、角膜中に治療的または診断的物質を導入することが意図される。発明の要旨本発明は、乱視、近視、および遠視のような状況を処置するための、角膜の曲率を変化させるための有効な角膜実質内インサートを指向する。インサートは、アーチ型または弧形状のセグメントである。このようなセグメントによる角膜矯正の範囲は、所定の断面構造については、１つ以上の予め規定したパラメーター (セグメントの弧角、曲率半径、円錐角、弾性率、幅および厚みを含む)の関数である。乱視、近視、遠視、および近視または遠視のいずれかと組み合わされた乱視のような、特定の視覚異常は、これらのセグメントの使用により矯正され得る。本発明の局面は、選択された弧角および曲率半径を有する１つ以上のセグメントを提供することによって、角膜の曲率の変化をもたらすことである。本発明のセグメントはまた、セグメントが角膜内の所望の位置に配置される場合に、角膜組織に対してさらなる矯正を付与するために、セグメントのサイズに独立して選択された、非適合円錐角を提供され得る。さらに詳細には、非適合円錐角は、独立して、曲率半径の変化をもたらし得るか、および／または角膜の非球面形状がもたらされ得る。従って、円錐角は、所望の曲率の変化、眼の開始曲率に基づいて、および、所定の断面構造についての厚み、曲率の半径、およびセグメントの弾性率に基づいて選択される。円錐角は、眼の曲率を変化させ、そして元来の非球面形状を維持するかまたは変化させるために、選択され得る。本発明のなお別の局面は、種々の厚みおよび幅のセグメントを提供すること、あるいは個々のセグメントの部分の厚みを変化させることによって、角膜の曲率の変化をもたらすことである。このセグメントを、少なくとも角膜の１部を取り囲むより大きな組み合わせにおけるセグメントとして、または、種々の厚みの構築物を形成するための組み合わせとして、単独、孤立した複合体(multiple)、協同的な複合体で使用し得る。アーチ状のインサートは、セグメントが配置されるべき実質内チャンネルの特定の部分の形状に近づくに十分な構造的完全性を有する。セグメントは高いおよび／または低い弾性率を有する１つ以上のポリマーからなり得る。少なくともその長さの１部で非適合円錐角を有するセグメントは、約3,500psiの最少の曲率弾性率を有することが必要とされ、その結果、セグメントは長期間非適合円錐角の影響を及ぼす能力を維持する。インサートは、親水性または疎水性材料をさらに含み得るか、あるいは、層状材料を含む水和デバイスであり得る。インサートは、内部を有し得るか、または中空であり得るか、あるいは、生物学的薬剤、薬物、または他の液体、乳液、または時間放出の、眼処置または診断物質、またはゲルあるいは硬化性(settable)ポリマーで充填され得るように適合される。インサートがハイブリッドである場合、内部および外部は共に、いろいろな１つ以上の高モジュラスまたは低モジュラスの、生理学的に適合するポリマー、または低モジュラスポリマーおよび高モジュラスポリマーの複合体を含み得る。内部は、中空の中央層への導入後、インサイチュで重合される、ゲルまたはポリマー材料を含み得る。水和可能なポリマーが使用される場合、それらは、これらのデバイスを眼に導入するために使用する外科的デバイスによって作製された実質内の通路内への導入前、または導入後に、水和され得る。インサートが水和可能なポリマーから作られ、そして外層が眼への挿入の前に水和される場合、インサートの最終サイズは挿入の前に調節される。水和可能なポリマーが角膜腔内で水和される場合、デバイス(適切なポリマーが選択される場合)は、眼の中で最終サイズに膨張する。予め水和される場合、外層はデバイスの潤滑性の測定をしばしば提供し、極めて容易な挿入を可能にする。本発明のさらに別の局面は、眼の屈折特性を変化させるための種々の方法または技術の使用である。一般に、この技術は、所望の屈折の矯正の量を決定する工程、角膜周囲回転(circumcorneal rotation)の少なくとも１部を横切る実質内チャンネルを提供する工程、および上記の本発明のセグメント化したインサートを１つ以上導入する工程を含む。乱視のような特定の症状は、１つ以上のインサートを部分的な実質内チャンネルに挿入し、急勾配の部分を平坦にするか、または平坦部分を急勾配にするか、あるいは、角膜表面前部を、完全な角膜内リングを挿入しないで、同時に平坦にしかつ急勾配にすることによって、矯正され得る。上記は、本発明のいくつかの特色および利点の簡単な説明である。他の特色、利点、および実施態様は、以下の説明、添付の図面および添付の請求の範囲から、当業者に明らかである。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の模式図である。図３は、角膜の平均角膜曲率半径および非球面形状を示す眼の模式図である。図４は、角膜の平均角膜曲率半径および非球面形状を示す遠視の眼の模式図である。図5Aおよび5Bは、本発明により作製された代表的な角膜内インサートの正面図および断面図をそれぞれ示す。図６は、角膜内に配置された、適合円錐角を有する仮想（imaginary）角膜内リングを示し、そして角膜に関する仮想リングの幾何学的関係を示す角膜の断面の概略図である。図７および８は、本発明に従う、非適合セグメントと角膜との間の幾何学的関係を示す。図９は、１つのセグメントが複数の円錐角を有する、本発明の別の実施態様を示す。図10は、図９の線10-10に沿った断面図である。図11は、図９の線11-11に沿った断面図である。図12は、２つのセグメントが複数の円錐角を有する、本発明のさらなる実施態様を示す。図13は、角膜内に配置され、かつ適合円錐角を有する本発明のセグメントを示す角膜の断面図である。図14は、本発明の１つの実施態様による、角膜内に配置され、かつ非適合円錐角を有する本発明のセグメントが、近視を処置するために角膜の前表面を平らにすることを示す角膜の断面図である。図15は、本発明の別の実施態様による、角膜内に配置され、かつ非適合円錐角を有する本発明のセグメントが、遠視を処置するために角膜の前表面を急勾配にすることを示す角膜の断面図である。図16は、付加の大きさまたは断面の対称領域を有する本発明のセグメントの正面図である。図17は、セグメントの厚みが変化する、本発明のセグメントを示す。図18A〜Cは、本発明により作製されるセグメントの実施態様の正面図、断面図、および頂面図をそれぞれ示す。図19A〜Cは、本発明により作製されるセグメントの別の実施態様の正面図、断面図、および頂面図をそれぞれ示す。図20A〜Cは、本発明により作製されるセグメントの別の実施態様の正面図、断面図、および頂面図をそれぞれ示す。図21A〜Cは、本発明により作製されるセグメントの別の実施態様の正面図、断面図、および頂面図をそれぞれ示す。図22A〜Cは、本発明により作製されるセグメントの別の実施態様の正面図、断面図、および頂面図をそれぞれ示す。図23A〜Cは、本発明により作製される柔軟な、満たされた（filled）角膜内インサートの正面図および２つの断面図をそれぞれ示す。図24は、セグメント間の末端連結を有さず、特定の空間的な関係にそれらを保持するようなインサート間の連結を有する、角膜内セグメントの端と端をつないだ集合体の正面図を示す。図25は、特定の空間的関係にそれらを保持するようなインサート間の連結を有する角膜内セグメントの端と端とをつないだ集合体の正面図を示す。図26は、フィラメントによってつながり、リングを形成する角膜内セグメントの端と端とをつないだ集合体の部分的な断面図を示す。図27Aおよび27Bは、それらの末端が重なって、一つの継ぎ目のないデバイスを形成する、本発明により作製される角膜内インサートの集合体の正面図および断面図をそれぞれ示す。図28A〜Eは、本発明の角膜内セグメントを取り付ける手順の工程を模式的に示す。図29A〜Eは、本発明の角膜内セグメントを取り付ける別の手順の工程を模式的に示す。発明の詳細な説明本発明のデバイスおよび方法の詳細を説明する前に、図１〜２と関連して眼の生理学の説明を行う。図１は、眼の水平断面を示す。眼球11は球体に似ており、角膜12を表す前部の膨らんだ球面部分を有する。眼球11は、感受性の網膜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内包する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部分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直下にあり、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。硝子体はその側面で毛様体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。その曲率は、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曲率していることが多く、それは乱視を生じる。角膜の中心は視覚帯と呼ばれ、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を含む角膜 12の種々の層を示す。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(lamel lae)を通る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（Descem et）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。上皮細胞が機能して、角膜12の透明度が維持される。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、曲率平均球面半径41を有し、正の(positive)非球面形状を有する角膜 12を有する眼球を示す。「曲率平均球面半径」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が曲率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し、最終的には眼の網膜18近くに収束する。図３の図解では、この議論のために、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、曲率平均球面半径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(pla teaus)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内セグメントが図４に示す角膜中に移植されれば、いま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、網膜の直接上などのより近くの点に収束する。さらに、ミスマッチ円錐角を有する角膜内セグメント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ためのものと理解されるべきである。本発明によれば、眼の屈折特性を変化させるための、所定の弧角、曲率半径、曲率半径、適合円錐角またはミスマッチ円錐角、厚みおよび／または幅、および弾性率、あるいはそれらの組み合わせを有する、１つ以上の弓状のポリマーセグメントである。このセグメントの各発明の局面を以下に詳述する。本発明のセグメント弧長または弧角を論じ、そしてこれらのパラメータの変化が角膜の形状にどのように影響を与えるかを論じる目的のため、図５Ａは本発明により作製される代表的なインサートの正面図を示し、そして図５Ｂはこのインサートの断面図を示す。図５Ａに示すように、弓状セグメント100は環の一部であり、そして角膜の外周のある特定量に(ある選択された半径で)対応し、「α」または「弧角」の値に等しい。個々の弧角の値は、矯正すべき適応症および使用されるセグメント(単数または複数)の個別の形状に基づいて選択される。弧角は、弧長(Ｌ_α)に関連し、弧角に対する弧長の比は、所与のセグメントの半径「ｒ」について、次式Ｌ_α ２πＲ_cc×(α／360°) で定義される。定義の目的では、セグメントを角膜実質内経路に挿入するときには、１つのセグメントの対向する端部は合わず、そして360°未満に対応する。しかし、２つ以上のセグメントが接合され、あるいは互いに組み合わされて使用される場合、「α」の値の合計は360°まで(360°を含む)の値の任意の広い範囲であり得る。 360°と等しいかあるいは360°を越える弧角の合計を有するセグメントのグループを使用する場合、角膜の挿入切開部に接するセグメントを有しないという利点は失われることに留意すべきである。本発明のセグメントの別の重要なパラメーターは、曲率半径である(R_cc)。セグメントの半径またはセグメントの曲率半径は、固定軸に対するその屈曲の変化の割合に関連する。別の言葉でいうと、特定のセグメントから形成され得るリングの半径に関連する。特定のセグメントについての曲率半径の選択は、セグメントのデザインおよび形状、もたらされるべき矯正、ならびに角膜において形成されるチャンネルの半径に依存する。処置されるべき多くの視覚問題に対して、角膜の周囲に挿入される本発明のセグメントの曲率半径は、約1.5mmおよび4.25mm の間である。ここで図５に言及すると、六角形切断面形状（本発明のセグメントについての種々の適切な断面形状の１つである）を有するセグメント100の半径方向の横断面が示される。このセグメントの厚み（参照文字「t」で称される）は、おおむね約0.05mm〜約0.48mmの間であり、そして好ましくは約0.15および0.45の間である。特定のセグメントの外形を上述したが、他の切断面形状（卵形面および矩形形状を含むがこれらに限定されない）のセグメントもまた使用され得る。但し、それらのそれぞれの最大の半径方向の横断面の寸法は、上記で定義した許容され得る範囲内である。他の適切な形状の例示を、以下により詳細に考察する。図５Bに戻ると、本発明のセグメントの円錐角を記載する目的のために、挿入されるべきセグメントのものと同じ断面形状および厚みの寸法を有する、そして互いに合わさるように伸長された想像末端を有するセグメントから形成された直径を有する、仮想または想像リング102が参照される。セグメントの半径方向の横断面は、このような挿入部位で重ねられた仮想リング102の直径を介して切断される切断面である。図５Ｂに示すように、仮想リング200の半径方向の横断面の構成部分は、セグメント100および想像部分104（想像に示す）の切断面積である。仮想リング102の円錐角θ、および従ってセグメント100は、例えば、仮想リング102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および仮想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θは、半径方向の横断面の長軸（例えば、図５Ｂ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θ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θ＝（180−φ）/２である。図６に言及すると、上述のセグメント100から形成される仮想リング102のような、角膜12に挿入された仮想リングが示される。挿入前に角膜構造に適合され円錐角を有する仮想リング102が示される。セグメントの適合円錐角は、仮想リング102の円錐角に関して記載され得る。仮想リング102の適合された円錐角は、一般的に、角膜12の前部表面に正接する特定の線62により定義される角に適合するものであると考えられ得る。正接線62は、仮想リング102の半径方向の横断面の長軸56'に沿って（例えば、図５Ｂの寸法「W」を示す線に沿って）伸長する線66 を、角膜の前部角膜表面に対して半径方向に投影することにより得られる。仮想リング102の実質的に任意の横断面の長軸56'は、その長軸と同じ平面における線に平行であり、かつおよび角膜12の前部表面に対して正接する。ここで、長軸線 66を２等分しかつ長軸線に垂直である線64は、角膜の前部表面を横断する。長軸線66は、（１）長軸56'にそって伸長し、そして（２）セグメントの外部表面によって境界づけられる線として定義される。適合円錐角は、角膜形状における変化によって、および使用するセグメントの半径方向の寸法によって変わり得る。逆に、仮想リング102の非適合円錐角は、仮想リング102の実質的に任意の半径方向の横断面の長軸56'が、２等分する線64が長軸線66に垂直であり、かつ角膜1 2の前部表面を横断する点で、正接線66に平行ではない。ここで図７および８に言及すると、セグメントの非適合円錐角の概念は、角膜の挿入前に挿入部位で重ねた仮想卵形面角膜内リング(102'、102")に関してより詳細に記載される。これらの仮想リングは、挿入されるそれぞれのセグメントの寸法に等しい寸法を有する。図において示されるように、リング（セグメント）の実質的に任意の半径方向の横断面の長軸（図７および図８のそれぞれ軸150および軸152）は、この長軸と同じ平面にあり、そして長軸線（長軸に沿って伸展しかつリング（セグメント）の外部表面によって境界づ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７および図８におけるそれぞれ線170および線172）が角膜の前部表面を横断する点で、角膜の前部表面に接する線（図７および図８のそれぞれ線160および線162）に平行ではない。あるいは、適合円錐角、および従って、非適合円錐角は、方程式に関して記載され得る。適合円錐角を算出するためのこのような方程式を導くことにおいて、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、ΔR_0sの決定に重要であると考えた。 ΔR_0s＝f（R_i、θ、t、d、D_i、R_cc、E_y）ここで R_i＝最初の角膜曲率半径（前部角膜表面に沿って測定される）（例えば、図６Ｂを参照） θ＝セグメントの円錐角 t＝セグメントの厚みｄ＝前部角膜表面から半径線（D_cc（下記で定義される）に関して上で言及した、そして例えば、図６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な半径方向寸法（例えば、図５Ｂの「t」）を横切って伸展する）、の中点まで半径方向に測定される角膜中のセグメントの深さ（ここで、深さは文字「r」で示される）。 D_i＝縁の直径 R_cc＝セグメントの曲率半径。ここで、R_cc＝D_cc／２または挿入されるセグメントから形成された仮想角膜内リングの直径の２分の１（中心間で測定され、ここで、各中心は、仮想角膜内リングの半径方向の横断面の長軸線の中点である。このような中心は、例えば、図６に示され、ここでそれらは文字「ｃ」で示される）。 E_y＝セグメントに対するヤング率 O_s＝セグメント切断面領域形状因子、これはCXAに対するLXAの比例関数であるここでLXAはセグメントの半径方向の横断面領域の長軸であり、そしてCXAは、セグメントの半径方向の横断面領域の外周である。これらの変数は、セグメントがどのように角膜の曲率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。一般に、高いヤング率の場合、円錐角の増加は負の矯正の増加を提供し、これは角膜の平坦化の増加を意味する。円錐角を低下させることによって、角膜の勾配づけを生じる正の矯正が導かれる。円錐角の適合は、角膜の開始曲率半径(sta rting radial curvature)に依存する。ΔR_tは、任意の特定のデザインの与えられた横断面形状に対する、円錐角とは独立してセグメントの厚みにより誘導される、角膜曲率半径の予想される変化である。ここで、この変化は、最初の角膜曲率半径（すなわち、セグメント移植前の角膜曲率半径）−最後の角膜曲率半径( すなわち、セグメント移植後の角膜曲率半径)として測定される。ヒトアイバンクの眼で行われた試験から得られたデータに関して、円錐角の増加が屈折の矯正を増加させることを示すさらなる例を提供する。31°および43° の円錐角は、それぞれ、約---2.8および-4.4ジオプターの屈折矯正を提供した。セグメント円錐角は変化したが、各セグメントは約0.15mmの厚み(ｔ)を有し、角膜中の深さ(ｄ)約0.42mmに挿入された。上記の変数に基づいて、与えられたD_cc(２R_ccに等しい)、R_i、およびｄに対する適合円錐角を規定する下記の等式を導いた。ここで、θ、D_cc、R_i、およびｄは、上記に規定したとおりである。下記の表は、上記等式に従って、0.42mmの深さに移植されたセグメントに対する、7.6〜7.9mmの範囲(これはこの集団における代表的な範囲である)の最初の角膜曲率半径(R_i)および5.0〜8.0mmの範囲の中心間直径(D_cc)に対する適合円錐角の値(θ)を、四捨五入して小数点１位までの度(°)で提供する。上記の計算は単なる例示であり、本発明を制限することを意図しない。例えば、たとえ、例示のために上記の計算を通じて0.42mmの値が使用されていても、移植深度「ｄ」は約0.10〜0.50mmの範囲であり得る。非適合円錐角とは、与えられたD_cc(２R_ccに等しい)、R_i、およびｄに対する等式(１)に記載された円錐角に等しくない円錐角である。したがって、例えば、7. 0mmのD_cc、7.6mmのR_i、および0.42mmの「ｄ」が与えられた場合、非適合円錐角は2 4.1°に等しくない任意の円錐角である。約0.15mmを超えるセグメントの厚み(これは、円錐角から独立して角膜を平坦化するに十分な厚みを提供する)を説明する場合には、適合円錐角である円錐角を記述するための別の等式が好ましい。この改良された等式に従うと：ここで、ΔR_t＝任意の特定のセグメントデザインの与えられた横断面形状に対する、円錐角とは独立してセグメントの厚みによって誘導される、予想される角膜曲率半径の変化。あるいは、ΔR_t、は、上述のように、(最初の角膜曲率半径)−(最後の曲率半径)として記述され得る。ここで、ΔR_tは、任意のセグメントの与えられた半径方向の横断面形状に対して、セグメントの厚みによって誘導される変化のみに基づいて円錐角とは独立して決定される。したがって、このような厚みを説明する場合、非適合円錐角は与えられたD_cc( ２R_ccに等しい)、R_i、ｄ、およびΔR_tに対して、等式(２)に記述される円錐角に等しくない円錐角である。これまでは、セグメントの円錐角の議論は、その長軸を横切る一定の円錐角を有するセグメントに限定されてきた。しかし、セグメントの長さに沿って変化する円錐角を有するセグメント、すなわち、複数の円錐角を有するセグメントもまた、本発明によって意図される。ここで、図９〜11に言及すると、１より多い円錐角を有するセグメントを示す。この実施態様において、セグメント102'''は複数の円錐角を提供する。この構築物は、乱視(あるいは、近視または遠視のいずれかを伴う乱視)を処置するために特に有利である。ここで、角膜曲率は異なる経線で変化する。図９に示される実施態様において、セグメント円錐角は、その円周方向に沿って変化する。一般的にいうと、セグメントは、第１の円錐角を有する第１の円周領域、およびこの第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９に示される実施例において、セグメントは、異なる円錐角を有する３つの円周領域を有する。円周領域202は、図10に示されるように、第１の円錐角θ₁を有する。図11に示されるように、第１の円錐角θ₁とは実質的に異なる第２の円錐角θ₂を有する第２の円周領域204が、円周領域202の後に、時計回りに続く。すなわち、円錐角は、下記のように乱視(あるいは、近視または遠視のいずれかを伴う乱視)を処置するために十分に変化する。領域202の円錐角と同様な円錐角を有する円周領域206が、時計回りに領域204に続く。図12は本発明の別の実施態様を示す。２つの分割体(split)を有する環状構造を形成するように、互いに対向して位置する２つのセグメント210および220を示す。図12の例において、セグメント210および220は、互いに、そして図９のセグメント102'''に実質的に同様な、複数の円錐角値ならびに弧角および長さの値を有する。個々のセグメント210および220の円錐角ならびに得られる環状構造の円錐角は、それらの円周方向に沿って変化する。図12に示される例において、その構造は、異なる円錐角を有する６つの円周領域を有する。セグメント210は、図1 0に示されるように、第１の円錐角θ₁を有する第１の円周領域212を有する。図1 1に示されるように、第２の円錐角θ₂を有する第２の円周領域214が、時計回りに円周領域212に続く。第２の円錐角θ₂は第１の円錐角θ₁とは実質的に異なる。領域212の円錐角と同様な円錐角を有する、セグメント210の円周領域216が領域214に続く。セグメント220の円周領域222が領域216に時計回りに続き、この円周領域222は領域216と同様な円錐角を有する。円周角は領域224で再度変化し、この領域224は、セグメント210の領域214の円周角と同様な円周角を有する。最後に、セグメント220の領域226は、領域212、216、および222の円周角と同様な円周角を有する。図９〜11に関して論議したように、特定の横断面領域の形状を有する特定のセグメントについてのそれぞれの弧角および円錐角の最適値は、処置される視覚の問題、セグメントの曲率半径、およびセグメントの屈曲率に依存する。代表的には、近視または遠視の問題のいずれかを伴う乱視の処置のためには、２つ以上のセグメントが用いられ得る。この２つ以上のセグメントは、同一の円錐角、厚み、および弧角を有し得るが、１つ以上のこれらのパラメーターについて互いに異なり得る。従って、それぞれが特定の多数の円錐角および弧角の形状を有する特定の数のセグメントを有する角膜内インサートが示されているが、他の形状も用いられ得る。例えば、個体の特定の問題を処置するために、任意の数のセグメントが用いられ得、それぞれは異なる適合または非適合の円錐角形状および弧角を有する。上記のように、本発明の重要な局面は、前方角膜表面の形状、特に曲率半径が、非適合円錐角を有するセグメントを用いて調整され得ることである。この局面は、図13、14、および15に一般的に例示される。ここで、適合円錐角（図13）と非適合円錐角（図14および15）との効果が比較される。これらの３つの図のそれぞれは、図12に関して記載されるものと同様の一対の対向セグメントの横断面図を示す。図13は、内部層状構造物に適合する円錐角を有する一対の対向セグメント300 および302を示す。図14および15においては、非適合な円錐角を有するセグメント対を示す。すなわち、それらの個々の円錐角は、内部層状構造物に適合しない。これらの図に示される想像線は、図13の角膜セクションの外側線に対応する。従って、この線は、非適合な円錐角を有するそれぞれのセグメント対により引き起こされる角膜の形態変化の参照を提供する。特に図14に関して、図６に示される円錐角よりも大きな円錐角を有するセグメント304および306が示される。より大きな円錐角は、図面に示すように、角膜の隣接部分を外側にねじれされ、そしてセグメント304とセグメント306との間の角膜の中心領域を平担化する。この特定の形態は、近視の処置に有用である。対照的に、図15は、図13に示す円錐角よりも小さな円錐角を有する一対のセグメント308および310を示す。このより小さな円錐角は、図面に示すように角膜表面に急勾配をもたらし、そして遠視の処置に有用である。従って、本発明のこの記載においては、角膜の曲率半径に変化をもたらすために使用される１つ以上の非適合な円錐角を有する１つ以上のセグメントが論議される。本発明の別の局面は、非適合および／または多数の円錐角を有するかまたは有さない、セグメントを用いることである。このセグメントは、曲率半径に所望の変化をもたらすために、特に乱視を矯正するために、横断面が異なるか、さもなければそれらの半径方向の厚みおよび幅が異なる。ここで図16〜17に関して、本発明のセグメントの１つの実施態様が示される。ここで、それぞれのセグメントは、横断面がより厚いかまたはその領域の大きさ (bulk)がより明確である少なくとも１つの領域を有する。しばしば、これらのセグメントは、大きさが増加した２つ以上の領域を有する。矯正を必要とする眼の領域を有するセグメントの種々の領域を適切に配置することにより、適切な曲率半径が達成され得る。図16においては、２つのセグメント350および352を示す。各々は、それぞれのセグメントの約90°の領域にわたって広がることが示される、付加された大きさまたは寸法の領域354を有する。実質的に対称的である領域が示されているが、２つ以上のセグメントが使用され、そして増大した寸法のそれぞれの領域が非対称形態である他の実施態様もまた本発明によって意図される。付加された寸法の領域は、乱視または特定の眼に見出される近視または遠視のいずれかを伴う乱視を矯正するために、精確に調整される。図17は、セグメント380を例示する。このセグメントにおいて、セグメントの少なくとも一部382の厚みは、セグメント380の別の薄い部分384よりも厚い。セグメントのより厚い部分の数は、矯正されるべき乱視収差に応じて、１つ以上であり得る。一般に、付加された大きさの領域の厚みは、約0.1mm〜0.5mm未満の範囲であり得る。この厚みの範囲は、乱視単独または近視または遠視のいずれかを伴う乱視を処置するために、上記の弧角の範囲ならびに対応する一定および可変の円錐角の範囲を有するセグメントに適切である。さらに、領域354は、セグメントとして理想的な横断面寸法および曲率半径を有する想像上の環の中心から測定して少なくとも約２°の弧に対する。より典型的には、より大きな寸法の領域は、約10°〜90°、そしてより好ましくは約10° 〜60°の弧に対する。付加された寸法の多数のセクションを用いる場合、それぞれのセクションは、一つの弧に対して上記の大きさであり得る。このセグメントに対する全ての弧の合計は、好ましくは約350°未満である。これらのセグメントの寸法、および特に厚みが、角膜への挿入後にインサイチュで調整され得るように、これらのセグメントの製造のために、水和および膨張可能なポリマーを使用することもまた、本発明により含まれる。本発明のこのような局面を、以下に詳細に論議する。上記のセグメントパラメーターの特定の値は、もたらされるべき角膜曲率矯正に基づいて選択される。個々のパラメーターのうちのいくつかの値は、選択された他のパラメーター値（例えば、曲率半径およびセグメントの弾性ヤング率）に依存し得る。従って、それぞれのパラメーターの適切な値は、一般にある範囲内で定義される。円錐角、厚み、および弧角についての可能な値の範囲の以下の論議は、約3.25mmの曲率半径を有し、そして約3.5kpsiよりも大きな弾性屈曲率を有するポリマー物質からなるセグメントに基づく。一般に、セグメントの円錐角についての値は、セグメントの長さを通じて一定であろうと変化しようと、約０°と160°との間、好ましくは約０°と80°との間、そしてより好ましくは約０°と60°との間である。一般に、セグメントの弧角の値は、360°未満、典型的には340°未満、より典型的には320°、そして最も典型的には270°未満である。セグメントの厚みは、セグメントの長さにそって一定であろうが変化しようが、約0.1mm〜約0.5mmの範囲である。上記の範囲内の特定の値の多くの組み合わせが、視覚の問題を矯正するために受け入れられる。しかし、近視または遠視の矯正の必要がない乱視矯正の目的のためには、より特定の範囲の値の変数の組み合わせが必要である。特に、その長さに沿って一定の横断領域および一定の円錐角を有するセグメントでは、適切な弧角は、約10°と90°との間、好ましくは約20°と60との間、そしてより好ましくは約30°と50°との間である。しかし、それらの長さに沿って種々の厚みおよび／あるいは種々のまたは多数の円錐角を有するセグメントを有する純粋な乱視の処置のためには、適切な弧角は、約90°と175°との間、好ましくは約100°と 175°との間、そしてより好ましくは約140°と165°との間である。同様に、純粋な乱視以外の状態（例えば、近視、遠視、または近視と乱視との組み合わせ、または遠視と乱視との組み合わせ）の処置のためには、セグメントが種々のまたは一定の厚みを有するか、あるいは種々のまたは一定の円錐角を有するかによらず、適切な弧角は、約90°と175°との間、好ましくは約100°と175°との間、そしてより好ましくは約140°と165°との間である。近視または遠視のいずれかを伴う乱視の処置のためには、上記の弧角に加えて既に記載された他の特定のパラメーター（例えば、種々の厚みまたは多数の円錐角）を有するセグメントもまた使用され得るということに留意すべきである。本発明のセグメントにおいて使用される物質は、好ましくは、眼に挿入された場合に、それにかけられる力によりこのセグメントが容易に損傷を受けないような形状および十分な強度を有する。特定の最小の曲げ弾性率が、非適合角を経時的に維持するために、非適合円錐角を有するセグメントのために必要である。従って、非適合円錐角を有するセグメントについては、高い曲げ弾性率を有する、比較的硬い、生理学的に受容可能なポリマーが好ましい。高い曲げ弾性率を有する物質は、約3.5 kpsiより大きい率を有する物質である。十分に高い弾性率を有する受容可能な生理学的ポリマーとしては、ポリメチルメタクリレート（PMMA）、TEFLON、ポリカーボネート、ポリスルホン、エポキシ、またはポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン）、およびそれらの混合物およびインターポリマーが挙げられる。これらのポリマーの多くは、ハードコンタクトレンズにおいて適切に使用されることが、当該分野において公知である。セグメントを構成するポリマー物質は、１つより多いポリマー層を含むハイブリッドであり得る。ポリマー層は、例えば、１つの高モジュラスポリマーおよび１つの低モジュラスポリマー、または２つの高モジュラスポリマー、または２つの低モジュラスポリマーからなり得る。低モジュラスポリマーは、約3.5kpsiより低い弾性のヤング率を有する。このクラスのポリマーとしては、生理学的に適合性のエラストマーおよび架橋ポリマーゲル（例えば、ポリヒドロキシエチルメチルアクリレート（ポリ-HEMA）またはポリビニルピロリドン（PVP）、ポリエチレンオキシド、あるいはポリアクリレート、ポリアクリル酸ならびにその誘導体、それらのコポリマーおよびインターポリマーなど）、ならびに生物学的ポリマー（例えば、架橋デキストラン、架橋ヘパリン、またはヒアルロン酸）が挙げられる。上記のように、特定の最小量のセグメント剛性が経時的に非適合円錐角を維持するために必要であるので、１つ以上の低モジュラスポリマーの層からなるハイブリッドセグメントの全体の剛性が十分であることを確実にするように注意しなければならない。本発明のセグメントはまた水和性であり得る。部分的に水和された、または完全に水和された親水性ポリマーは、代表的には、滑らかであり、その結果、それによりインサートがラメラ間トンネル（interlamaellar tunnel）中に導入され得る、容易さに寄与し得る。適切な親水性ポリマーとしては、ポリヒドロキシエチルメタクリレート（pHEM A）、Ｎ置換アクリルアミド、ポリビニルピロリドン（PVP）、ポリアクリルアミド、ポリグリセリルメタクリレート、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ（N,N-ジメチルアミノプロピル -N¹-アクリルアミド）およびそれらのコポリマー、ならびに親水性および疎水性コモノマー、架橋および他の修飾物との組み合わせが挙げられる。熱可塑性ヒドロゲルとしては、ヒドロポリ-アクリロニトリル、ポリビニルアルコール誘導体、親水性ポリウレタン、スチレン-PVPブロックコポリマーなどが挙げられる。角膜実質内セグメントは、その導入に際して、挿入を補助するために、特に事前の水和なしに親水性ポリマーの実質内セグメントを挿入しようとする場合、適切な眼用潤滑剤（例えば、ヒアルロン酸、メチルエチルセルロース、デキストラン溶液、グリセリン溶液、多糖、またはオリゴ糖）で潤滑され得る。親水性ポリマーカバー（covering）を有するハイブリッドセグメントまたは親水性ポリマーを含むセグメントを事前の水和なしに眼に挿入する場合、挿入に続いて、実質内セグメントは、眼内で、その最終的なサイズまたは厚みに膨潤する。この膨潤は、しばしば、正常サイズの実質内チャンネル内で通常収容されるより大きな実質内セグメントの含有を可能にする。本発明において使用される低モジュラスポリマーは、しばしば特にそれらが水和性である場合、吸収性であり、そして実質内セグメントの移植後、デバイスから徐々に放出され得る薬物または生物学的薬剤が注入され得る。例えば、低モジュラスポリマーに、デキサメタゾンのような薬物をロードして、デバイス移植に対する急性炎症応答を軽減し得る。この薬物は、所望されない瘢痕または実質内セグメントへの脈管内部増殖（ingrowth）の防止を補助する。同様に、ヘパリン、コルチコステロイド、抗有糸分裂剤、抗線維症剤、抗炎症剤、抗瘢痕形成剤、抗癒着剤、および抗新脈管形成剤（例えば、ニコチンアデニンジヌクレオチド（ NAD⁺））が、新脈管形成および炎症を軽減または防止するために含まれ得る。明らかに、実質内セグメント中に含まれるに適切な他の種々の薬物が存在する。選択は、その薬剤が供される使用に依存する。図18Ａ〜Ｃ、19Ａ〜Ｃ、20Ａ〜Ｃ、および21Ａ〜Ｃの各々はそれぞれ、本発明に従って作製される種々の狭点（narrow point）角膜内インサートの正面図（「Ａ」図）、断面図（「Ｂ」図）および側面図（「Ｃ」図）を示す。これらの図は本発明のインサート上の狭点を示すが、このような点は本発明の重要な局面ではない。インサートの末端は、幅および厚みの両方がこれらの軸の一方または他方において次第に減じ得るか、あるいは平滑であり得る。末端の他の変形を、本発明を理解するために必要な程度に以下で論じる。これらのインサートは「事前形成（pre-formed）」または「事前形状（pre-shaped）」される。これらの用語の使用により、インサートは、それがその中に入れられるべき実質内チャンネルのいくつかの部分の形状に近似するに十分な構造的完全性を有することが意味される。図18Ａは、末端402を有する事前形状角膜内インサート400の正面図を示す。角膜内インサートは、幅および厚みの両方が狭点402へ次第に減じている。図18Ｂの断面を見ると、おおむね滑らかな凸状の正面表面404および平らな後表面406が見られ得る。図18Ｃは、セグメントまたはインサートの側面を示す。図19Ａは、末端502を有する角膜内インサート500の正面図を示す。再度、角膜内インサートは、幅および厚みの両方が狭点502へ次第に減じている。図18Ｂの断面を見ると、おおむね六角形の形状が見られ得る。眼の前表面に最も近接する表面および正反対の側は、一般にこれらの側のうち２つのより長い側である。おおむね平らな正面表面504および平らな後表面506が見られ得る。図19Ｃはセグメントまたはインサートの側面図を示す。図20Aは、末端602を有する角膜内インサート600の正面図である。角膜内インサートは、幅および厚みの両方において点602に向かって小さくなる。図20Bは、一般的な円断面図を示す。断面はまた、幅もしくは厚みのいずれかでまたはいずれでもない楕円形の主軸を有する楕円形であり得る。図20Cは、デバイスの対称性のために、頂面図と同じであるセグメントまたはインサートの側面図を示す。図21Aは、末端702を有するハブリッド角膜内インサート700の正面図を示す。また、角膜内インサートは、幅および厚みの両方において点702に向かって小さくなる。図19B中の断面図に見られるように、一般的な六辺形が見られ得る。この一連の図は、異なる特徴のポリマーで作製された多層のインサートの概念を示している。本発明の多層のインサートの例において、ハイブリッド角膜内セグメントは、低い弾性率を有するポリマーの内面702および外面704を有する。低いモジュラスのポリマーは、約3.5kpsi未満、より好ましくは１psiと1kpsiとの間、そして最も好ましくは、１psiと500psiとの間のヤング弾性率を有する多層のインサートである。それらは、眼に生理学的に適合性でなければならない。このクラスのポリマーは、ソフトコンタクトレンズに使用されるほとんどのポリマー性材料を含む。図21Bに示す内部部分または核706は、高い弾性率を有する生理学的に適合性のポリマーであり得る。上記のように、高いヤング弾性率は、値において、約3.5k PSi、好ましくは、５〜10kpsi，そして最も好ましくは、８〜10kpsiより大きいと考えられる。水和し得るポリマーが外層のために選択され、それらの外層が水和の際に膨張する範囲は、選択したポリマーのタイプ、ポリマーが水和性である場合、外層70 2および706に見出される架橋の量、および層の厚みに依存する。一般的に述べれば、水和性ポリマーがより高度に結合すれば、水和の際の体積変化の量はより小さくなる。あるいは、実質的に非膨張性のポリマー系が、膨張および水の吸収の程度を制限するために、水和しない別のポリマー（例えば、ポリHEMA）によって物理的に浸透されたヒドロゲルで形成され得る。広範な目的において、外層の厚みは、実質内セグメントの意図された使用に依存する。外層が実質内セグメントのサイズを顕著に増大しない膨張性の外層を提供するために使用されるか、または潤滑層として機能的に使用される場合、他の層は非常に薄くなり得る。最小の適用範囲の層に関してさえも、おそらく単分子層と同程度に薄い。勿論、内層および外層は、それぞれ、低いモジュラスおよび高いモジュラスのポリマーである必要はないが、外部の親水性ポリマー層および内部の疎水性ポリマー；種々の親水性ポリマーなどを含む低いモジュラスのポリマーの多層で代用し得る。さらに、図21A〜Cに示される本発明のデバイスは、全実質内セグメントより大きい内層704および外層702を有する必要はない。例えば、乱視を軽減するために、より厚い部分および実質的により薄い部分を有する実質内のセグメントが所望され得る。高いモジュラスのポリマーの内部の核および膨張性ポリマーの外部の被覆を有する実質内セグメントを選択し得る。眼内に実質内セグメントを導入する前に、医師は、実質内セグメントの外面の被覆または表面の部分を取り除く。そしてさらに、以下により詳細に記載するように、親水性ポリマーは、高いモジュラスの材料であるよりも処置材料および診断材料を用いてより容易に注入し得る。次いで、記載される改変のように、インサートは、より広範に定められた処置領域または診断領域に注入された処置材料および診断材料を送達するのに使用され得る。図22Aは、末端802を有する幅の広い末端の角膜内インサート800の正面図である。この改変において、このインサートは、厚みのみにおいて、スペード形の末端802を形成するように先細にする。図22Bの断面図に見られるように、一般的な形を示し得る。図22Cは、同じ形であるがデバイスの末端により近いものを示す。この一連の図は、１つの先細の末端の概念を示すものである。図23Aは、低いモジュラスのポリマー系の水和性外面被覆902から作製された実質内セグメント900の改変の４分の１の正面図である。図23Cは、内部の空洞904 を示す。この実質内セグメントは、角膜内チャンネルを形成する解剖器具に類似する道具の被覆として、解剖器具によって形成された角膜内空間内にインサートされ得る。一旦その位置に配置されると、挿入器具は角膜内に殻を残して実質内セグメントから回転して取り出される。図23Cは、生物的、薬物あるいは他の液体、または生物学的に活性な眼の処置材料で満たされ得る内部の空洞904を示す。これらのデバイスは、公知の技術によりそれらの挿入点で、締め付けられるか、つままれるか、縮められるか、またはそうでなければ連結され得る。殻906は、硬化可能な柔らかいポリマーの核を用いて注入され得、所望の厚みに拡張され、そして硬化可能であり得る。インサイチュでポリマー化しないポリマー性ゲルが好ましい。適切な注入可能なポリマーは周知であるが、ポリHEMAヒドロゲル、架橋コラーゲン、架橋ヒアルロン酸、シロキサンゲル、および架橋メチルビニルシロキサンゲルのような有機シロキサンゲルを包含する。図24は、本発明の実質内セグメント950の組み合わせが、実質内空間で組み合わせられる場合、ポリマー性リングに形成されるか、あるいは、少なくとも、角膜周囲の360°以下を占める組み合わせに形成される、本発明の改変を示す。図2 4に示される、２つのセグメント950は、上記の図に示される任意の個々の改変であり得、そしていかなる様式でも結合する必要はない。図25は、実質内セグメント952が、開口954、および単純なワイヤあるいは他の適切な結合デバイスであり得るクリップ956を使用して共に固定される、類似の組み合わせを示す。図25に示されるような組み合わせは、以下に記載されるように、１つの中央開口部から都合よく挿入され得る。図26は、部分960がフィラメント962でともに連結される、セグメントの組み合わせの改変を示す。セグメント960は、このような連結を可能にする、その長さに沿った開いた経路を有する(切断面を参照のこと)。図27AおよびBは、２つまたはそれ以上のインサートが重なって組み合わせを形成する本発明の角膜内インサートの変形体を示す。図27Aに示した平面図は、眼において見出されるような組み合わせを示す。その組み合わせは、同一または同様な幅または厚みまたは構築材料のセグメントから形成される必要はなく、またその組み合わせは図27Aに示される半円に限定される必要もない。フロント-トゥ -バックの組み合わせが図27Bに示されているが、その区分(964および966)の間の連結部は、隣接する区分間での接触を可能にし、そして角膜への配置後に比較的不動のままである、あらゆる他のデザインのものであり得る。例えば、図27Aおよび27Bに示されるデザインとしては、滑らかな接触面の使用が挙げられる。実質チャンネルは、通常組み合わせに対して力を発揮し、そして眼の中の示した関連の位置にそのセグメントを維持する。セグメント組み合わせの特定の実施態様を、図中に示したが、他の組み合わせが受容可能である。このセグメントは治療されるべき指示に依存して、同様なまたは全く異なる形状のものであり得る。例えば、重ね合わせてまたは縦につないで配置されるよりも、そのセグメントは、より厚いインサートを形成するために一方を他方のトップ上に積み上げられたものであり得る。さらにそのセグメントは、角膜内で連絡してもしなくてもよい、別々に生成された実質内チャンネルに挿入され得る。そのような個々の挿入は、以下でより詳細に考察される。本発明は、眼の角膜に上記の本発明のセグメントを挿入するための方法を包含する。ここで部分的な弧セグメントは角膜の光学領域の外側の角膜周囲の別々の部分に導入される。特に、図28A-Eは、角膜内の１つ以上の挿入スリットを通して１つ以上のセグメントを挿入する方法を示す。他方、図29A-Fは、角膜内の１つのみの挿入スリットを通して１つ以上のセグメントを挿入する方法を例示する。最初の角膜スリットおよび実質チャンネルを作製するために用いられ得る外科的デバイス(例えば、解剖デバイスおよび支持デバイス)の詳細は、PCT公開番号第PCT/US93/03214号、「Corneal Vacuum Centering Guide and Dissector」という表題のPCT公開番号第WO9320763号、および「Hybrid Intrastromal Corneal Ri ng」という表題のPCT公開番号第WO09403129号において見出され得る(その全体が参考として援用される)。方法の１つの考察を今振り返ると、図28Aは虹彩800および瞳孔802の正面図を示す。上記のように、角膜は明瞭ではなく、これらの図では見えない。第１に、挿入スリット804は、角膜内へ半径方向に作製される。切開刃(示さず)が挿入スリット804に導入され、所望の長さの部分実質チャンネルを形成するために矢印8 06の方向に向けられる。次いで、第２の挿入スリット808が角膜内に作製され得、そして第２の実質チャンネルが、図28Bに示すように、矢印810の方向に作製される。第１および第２のチャンネルが、本発明の記載の目的のために、反時計回りおよび時計回りに、それぞれ切開刃を回すことにより形成されることが示された。あるいは、挿入スリットは、反対の方向にそれぞれ形成されたチャンネルとともに角膜の周りの他の半径方向の位置で、作製され得る。さらに、そのチャンネルは、例えば、その挿入スリットが180°離れている方向で形成され得る。図28Cは、第１の挿入スリット808への第１の本発明のセグメント812の導入を示す。図28Dはその最後の停止位置における第１のセグメント804および第２の挿入スリット808への第２のセグメント814の導入を示す。最後に、図28Eは角膜内のそれらの最終位置における第１のセグメント804および第２のセグメント814両方を示す。最終的に位置されるように、セグメント804および814はいずれも切口の治癒を促進するように２つの最初の切口に接触させない。この方法は、時計回りまたは反時計回りの挿入のいずれかが適切であり、そしてその実質チャンネルが角膜について完全な円を必要としないという点で手順の柔軟性を示す。図29A-Fは、上記のセグメントの挿入のための方法を模式的に示し、ここで部分的な弧セグメントは、単一の挿入スリットを介してその角膜の光学領域の外側の角膜周囲の別々の区分に導入される。図29Aは、角膜内への半径方向の最初の挿入スリット840の作製を示す。切開刀 (示さず)を、挿入スリット840内に導入し、そして矢印842で示すように、反時計回り方向に回転させ、所望の長さまたは角度、代表的には約０°〜約350°の、部分的実質内チャンネルを形成する。図示した方法において、チャンネルは約18 0°の弧を有するように示される。図29Bに示すように、切開刀(示さず)を、同じ最初の挿入スリット842から、矢印844で示すように時計回り方向に約０°から約 350°回転させる手段により、第２の実質内チャンネルを作製する。あるいは、時計回り方向でのチャンネルの作製から手順を開始し得るが、この考察の目的のためには、反時計周りの方向でのチャンネルの形成から開始する手順を記載する。どちらの手順を用いても、チャンネルは反対の方向で形成される。２つのチャンネルが合わさり、１つの360°のチャンネルを形成するか、互いに重なり合うか、または、好ましくは360°未満である１つのチャンネルを形成し得る。図29Cは、第１のセグメント846の挿入スリット842への導入を示す。図29Dは、最終的な停止位置における第１のセグメント846を示す。図29Eは、第２のセグメント848の、挿入スリット840への導入を示す。最後に、図29Fは、第１のセグメント846および第２のセグメント848の両方の角膜内の最終位置を示す。さらに、両方のセグメントが切口部位から離れて位置し、切口の治癒を促進する。あるいは、本発明は、例えば、２つ以上のセグメントが導入され得、そしてチャンネル内で所望されるように位置され得る、350°の弧角を有する１つのチャンネルの形成を意図する。本発明の特定のセグメントの性質のために、大きな測定値の調整が、セグメントの挿入過程において利用可能である。例えば、種々のインサートを使用する( 特に、眼の潤滑剤と共に)場合、インサートは、挿入のために予め作製された実質内チャンネルの周囲でほぼ180°またはそれ以上「押され(pushed)」、次いで、所望の場合は容易に取り出され得ることが見出された。この観察は、以下の手順が使用され得ることを意味する。近視および／または乱視を有するヒトの眼を測定して、必要とされる矯正の正確な程度を決定し得る。次いで、この情報から、１つ以上のセグメントのサイズおよび位置を選択し得る。適切なチャンネルへの挿入後、眼の視力を再度測定してもよい。症状の矯正が不十分であると見出される場合、インサートは、チャンネル内で回転されるか、または(部分的または完全に)引き出され、完全な再挿入の前に、整えられる必要があり得る。あるいは、特定の角膜の問題をより正確に処置するために、異なる円錐角、曲率半径、弧角または厚みを有する別のセグメントで、このセグメントを置き換える必要があり得る。このような調節は、通常、ゲル-ベースのリングのような先行技術のインサート、または半径方向の角膜切開術に基づく外科的技術を扱う場合、利用可能でない。以下の２つの実施例は、臨床的手順に基づき、図29A〜Fに関して議論される方法をさらに図解することを意図するが、本発明をいかなるようにも限定することを意図しない。実施例１問題になっている眼は近視の矯正を必要とした。必要な矯正の量は、-2.0〜-2 .5ジオプターの間であると測定された。達成されるべき矯正の量に基づいて、各々が0.3mmの厚み、150°の弧角、および34°の一定の円錐角を有する２つのセグメントを、垂直軸のまわりに対称的に配置すべきことを決定した。挿入手順は、図29Aに示される挿入スリットと類似の挿入スリットを作成する工程、および210 °の弧を有する反時計回りのチャンネルを形成する工程を包含した。次いで、同一の挿入スリットから、図29Bに示されるチャンネルと類似の、同様に210°の弧を有する時計回りのチャンネルを反対方向に形成した。次いで２つのセグメントを、それらのそれぞれのチャンネルに挿入し、そして図29Fに示されるのと同様に、対称的に互いに対向して配置した。測定は、-2.5ジオプターの所望のパワー矯正が達成されたことを示した。実施例２本実施例における問題になっている眼は、-3.0ジオプターの矯正を必要とする乱視であった。ここでは、２つのセグメントは、各々が、0.40mmの厚み、34°の円錐角、および45°の弧角を有していた。同じ挿入手順を用いて、これらのセグメントを、図29Fに示される配置に類似の、垂直軸のまわりで対称的に互いに対向して配置した。測定を行い、所望の矯正より-2.0ジオプター過剰に、-5.0ジオプターのみの矯正を示した。次いで、これらのセグメントを、チャンネルから回転して出し、そして同一の弧角および円錐角を有するが厚みが3.0mmのセグメントで置き換えた。この時、測定は、セグメントの厚みの増加により所望の-3.0ジオプターの矯正が達成されたことを示した。上記は、本発明の特定の実施態様の詳細な説明である。開示された実施態様からの逸脱が本発明の範囲内でなされ得ること、かつ当業者に明らかな改変が生じることが認識される。本発明の全範囲は、等価物を伴う請求項に示される。従って、請求項および明細書は、本発明が権利を有する保護の全範囲を不当に狭めるように解釈されるべきでない。

───────────────────────────────────────────────────── 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)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims

【特許請求の範囲】１．角膜実質内インサートであって、360°より小さい弧角を有する、予め形成された、生理学的に適合するポリマー性弧状セグメントを備え、そして、該セグメントにおいて、少なくとも１つの以下の特性：円錐角、幅、厚み、および弾性率が、該セグメントの弧角にわたって変化する、インサート。２．前記円錐角が、０°から180°の範囲で変化する、請求項１に記載のインサート。３．前記円錐角が、０°から60°の範囲で変化する、請求項２に記載のインサート。４．前記円錐角が連続的に変化する、請求項１に記載のインサート。５．前記円錐角が段階的に変化する、請求項１に記載のインサート。６．前記厚みが約0.1mmと約0.5mmの範囲で変化する、請求項１に記載のインサート。７．前記セグメントが、純粋な乱視を処置するために適切な弧角を有する、請求項１に記載のインサート。８．前方表面を有する角膜における移植のための角膜実質内インサートであって、該インサートは、曲率の半径、円錐角、外表面、その放射状の横断面の各々に対する主軸、および該断面の各々に対する主軸線を有する弧形状セグメントを含み、主軸線の各々が、各主軸に沿って伸び、かつ該弧形状セグメントの該外表面により境される線として規定され、該円錐角は、該弧形状セグメントと同一の曲率の半径、主軸、および主軸線を有する仮想リングが、該弧形状セグメントの実際の挿入前に該角膜中の挿入部位で重ねられる場合、該仮想リングの実質的にすべての放射状の横断面の主軸が、該主軸と同一平面にある線に平行でなく、かつ該主軸線を二等分し、そしてそれに垂直な線が、該角膜の前方表面を横断する点で、該角膜の前方表面に接しない円錐角である、インサート。９．前記円錐角が、前記セグメントの円周方向に沿って変化する、請求項８に記載の弧形状セグメント。１０．前記セグメントが、第１の円錐角を有する第１の円周領域、および該第１の円錐角と異なる円錐角を有する少なくとも１つのその他の領域を有する、請求項９に記載の弧形状セグメント。１１．複数の円錐角を有する、請求項８に記載の弧形状セグメント。１２．前記円錐角が、前記前方表面を実質的に非球面形状に維持するために選択される、請求項１１に記載の弧形状セグメント。１３．360°より小さい弧角を有する、予め形成された、生理学的に適合するポリマー性弧状セグメントである少なくとも２つの角膜実質内インサートを含み、該弧状セグメントは少なくとも１つの以下の特性：円錐角、曲率半径、幅、厚み、および弾性率において互いに異なる、眼の屈折特性の矯正における使用のための外科用システムまたはキット。１４．前記インサートが円錐角において異なり、そしてそれらの円錐角が０°〜 180°の範囲にある、請求項１３に記載のシステムまたはキット。１５．前記インサートが厚みにおいて異なり、そしてそれらの厚みが約0.1〜0.5 mmの範囲にある、請求項１４に記載のシステムまたはキット。１６．前記インサートが異なる弧角を有する、請求項１３〜１５のいずれかに記載のシステムまたはキット。