Кератопротез и его применение
Изобретение относится к медицине. Кератопротез содержит: центральную оптическую сердцевину и периферическую юбку, содержащую пористый биологически совместимый слой, имеющий размер пор 2 мкм; при этом указанная прозрачная центральная оптическая сердцевина имеет диаметр по меньшей мере 3 мм, и он дополнительно содержит расширенную часть, простирающуюся под поверхностью, сформированной центральной сердцевиной и юбкой. При этом периферическая юбка имеет ширину 3 мм, так что она может помещаться под конъюнктивой и над склерой глаза. Применение данного изобретения позволит улучшить оптические качества искусственного лоскута ткани для пересадки, улучшить биоинтеграцию и улучшить стойкость к травме. 18 з.п. ф-лы, 6 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к сборкам кератопротезов (искусственной роговицы) и к способам их применения.
Уровень техники
Заболевания, влияющие на роговицу, являются одной из главных причин слепоты во всем мире, второй после катаракты по общей значимости. Согласно Всемирной Организации Здравоохранения, сообщается примерно о 2 миллионах новых случаев каждый год. Более 50 миллионов людей в мире слепнут на один или оба глаза из-за повреждения или заболевания роговицы. От деградации остроты зрения страдают гораздо больше.
По различным причинам, современные решения относительно заболеваний роговицы и слепоты, связанной с ними, являются удовлетворительными только для 5%-10% случаев. В настоящее время большинство пациентов лечат с помощью кератопластики - процедуры, которая основана на трансплантации ткани роговицы, взятой от умерших. Все решения с искусственной роговицей, которые основаны на имплантах, не могут соответствовать этому потенциалу по различным причинам. Из-за рисков, сложности и стоимости, они используются селективно в качестве последней меры для пациентов, которые не подходят для трансплантации роговицы или у которых она не удалась. Современные решения относительно роговичной слепоты подразделяются на кератопластику (трансплантацию роговицы) и кератопротезирование (искусственную роговицу).
Во время хирургической операции кератопластики берут лоскут ткани от недавно умершего донора без известных заболеваний или других факторов, которые могут повлиять на шансы приживления или на здоровье пациента, взятой у донора ткани. Недостатками кератопластики являются отсутствие донорской ткани, сложность работы с банком роговицы и затраты на это, и ограниченная применимость только для некоторых случаев. Например, заболевания и повреждения роговицы, которые приводят к васкуляризации (проникновение кровеносных сосудов в ткань роговицы), не подходят для кератопластики. Множественная пересадка также приводит к повышению риска отторжения/неудачи.
При использовании искусственной роговицы, процедура известна как кератопротезирование. Традиционно, кератопротезирование рекомендуется после того как пациент потерпел неудачу с одним или несколькими донорскими трансплантатами роговицы. Хотя FDA одобряет для ограниченного использования несколько типов кератопротезов (смотри Salvador-Culla et al. Journal of Functional Biomaterial. 2016, 7, 13, с обзором последних достижений в области кератопротезирования), единственным жизнеспособным решением на рынке сегодня является Boston KPro. Boston KPro одобрен FDA только для случаев, для которых не помогает кератопластика. Это вызвано множеством осложнений и необходимостью плотного и пожизненного мониторинга со стороны офтальмолога, имеющего опыт работы с Boston KPro. Пожизненное местное введение стероидов, таких как преднизолон ацетат, необходимо для всех глаз с KPro для предотвращения воспаления.
Имеется множество недостатков и неудач, связанных с известными возможностями кератопротезирования, включая разнообразные послеоперационные осложнения, которые в основном являются результатом оперативного вмешательства в физиологию передней камеры. У большинства пациентов (60%-75%) развивается глаукома, повышенное внутриглазное давление, которое может приводить к слепоте, ограничению поля зрения и катаракте. Кроме того, имеется плохая биоинтеграция известных кератопротезов, которая делает необходимым ежедневное закапывание антибиотиков, пожизненное лечение с помощью местного введения стероидов и интенсивные пожизненные консультации у офтальмолога.
После имплантации известного кератопротеза, доступ к внутренним частям глаза для осуществления хирургических процедур, таких как хирургия катаракты и сетчатки, является в лучшем случае ограниченным. Из-за этого, первичная хирургия кератопротезирования часто объединяется с другими процедурами, включая имплантацию фильтрационных устройств против глаукомы и хирургию катаракты (замена хрусталика синтетической внутриглазной линзой), что делает эту процедуру более продолжительной, более опасной и дорогостоящей.
Общее описание
Настоящее изобретение имеет целью улучшение оптического качества искусственного лоскута ткани для пересадки, улучшение биоинтеграции и улучшение стойкости к травме.
Таким образом, настоящее изобретение предлагает кератопротез, содержащий: (a) центральную оптическую сердцевину и (b) периферическую юбку (расположенную вокруг указанной оптической сердцевины и по существу окружающую ее), содержащую, по меньшей мере, один пористый биологически совместимый слой, имеющий размер пор, по меньшей мере, примерно 2 мкм.
Термин "кератопротез", как понимается, должен охватывать искусственную роговицу, используемую при процедуре кератопротезирования, когда заменяется поврежденная роговица у субъекта, нуждающегося в этом. Термины "сборка кератопротеза", "искусственная роговица" и "сборка искусственной роговицы", используются в настоящем документе взаимозаменяемо. Таким образом, искусственная роговица по настоящему изобретению содержит центральную оптическую сердцевину, которая используется для перекрытия передней камеры глаза, расположенную в центре искусственной роговицы по настоящему изобретению, и периферическую юбку, расположенную вокруг указанной оптической сердцевины, проходящую через переднюю склеру рядом с комплексом конъюнктива-тенонова оболочка.
Термин "центральная оптическая сердцевина" искусственной роговицы по настоящему изобретению (кератопротеза по настоящему изобретению) составляет центральную часть сборки, которая функционирует как оптическая часть кератопротеза, покрывающая переднюю камеру глаза (после трепанации болезненной роговицы). Оптическая сердцевина может быть гибкой в некоторых вариантах осуществления, и может быть жесткой в других. Оптическая сердцевина изготавливается из акрилового прозрачного полимера, с различной диоптрической силой, в соответствии с потребностью субъекта.
В некоторых вариантах осуществления, указанная центральная оптическая сердцевина содержит акриловый, силикатный или другой прозрачный, износостойкий полимер и любые их сочетания.
Кроме того, оптическая сердцевина необязательно содержит наружный слой, отталкивающий оптические отложения. Этот наружный слой может быть изготовлен из силиконового гидрогеля, подобно контактным линзам.
В некоторых вариантах осуществления, указанная оптическая сердцевина дополнительно содержит выступ по центру и сзади, дающий возможность размещения в трепанированной роговице для прохождения по ширине роговицы реципиента.
В некоторых вариантах осуществления, указанная центральная сердцевина простирается в направлении передней камеры глаза. В этих вариантах осуществления, центральная сердцевина содержит края, простирающиеся ниже ее поверхности, сформированные с помощью центральной сердцевины и юбки сборки по настоящему изобретению, что позволяет ей простираться в переднюю камеру глаза. Таким образом, указанная центральная сердцевина дополнительно содержит расширяющую часть (которая изготовлена из такого же или другого материала), которая простирается на вогнутой стороне сборки (в направлении конъюнктивы глаза, когда она помещается на глаз субъекта при процедуре кератопротезирования). Расширяющая часть может иметь такие же или иные (в некоторых вариантах осуществления меньше, а в других вариантах осуществления больше) обводы, как и центральная прозрачная сердцевина. В других вариантах осуществления, указанная периферическая юбка простирается в направлении конъюнктивы глаза.
Расширяющая часть центральной сердцевины формирует, по меньшей мере, одну бороздку, простирающуюся по задней поверхности сердцевины, что позволяет ей закрепляться в углу трепанированной роговицы. В некоторых вариантах осуществления, центральная оптическая сердцевина дополнительно содержит, по меньшей мере, одну простирающуюся бороздку, имеющую ширину, по меньшей мере, примерно 0,25 мм (в других вариантах осуществления, примерно от 0,25 мм примерно до 1 мм).
В некоторых вариантах осуществления, указанная центральная оптическая сердцевина имеет диаметр, находящийся в пределах примерно от 3 примерно до 15 мм. В других вариантах осуществления, указанная центральная оптическая сердцевина имеет диаметр, по меньшей мере, 3 мм. В других вариантах осуществления, указанная центральная оптическая сердцевина имеет диаметр в пределах примерно от 3 примерно до 6 мм. В других вариантах осуществления, указанная центральная оптическая сердцевина имеет диаметр в пределах между 6 и 14 мм.
В других вариантах осуществления, указанная центральная оптическая сердцевина имеет толщину, находящуюся в пределах примерно от 500 микрометров до 3000 микрометров. В других вариантах осуществления указанная центральная оптическая сердцевина имеет толщину, находящуюся в пределах примерно от 500 микрометров до 2500 микрометров. В других вариантах осуществления указанная центральная оптическая сердцевина имеет толщину, находящуюся в пределах примерно от 500 микрометров до 1500 микрометров.
В других вариантах осуществления, указанная центральная оптическая сердцевина имеет диоптрии, находящиеся в пределах примерно от 10 примерно до 70 диоптрий.
В других вариантах осуществления, указанная центральная оптическая сердцевина дополнительно содержит на своем боковом ребре (то есть на краю, который находится в контакте с юбкой), по меньшей мере, одно отверстие или открытую дугу.
Термин "периферическая юбка" должен пониматься как нечто, охватывающее часть кератопротеза по настоящему изобретению, что окружает по существу весь периметр центральной оптической сердцевины сборки. Указанная юбка содержит, по меньшей мере, один пористый биологически совместимый слой, как определено в настоящем документе выше и ниже.
В некоторых вариантах осуществления, указанная периферическая юбка простирается в направлении конъюнктивы глаза. В других вариантах осуществления, указанная периферическая юбка, формируется таким образом, который дает возможность ее помещения под конъюнктиву глаза. Помещение юбки под конъюнктиву осуществляют после иссечения конъюнктивы из ее лимбальной фиксации (эту процедуру называют перитомия) и ее приподнимания таким образом, чтобы создать пространство для аккомодации указанной юбки.
В некоторых вариантах осуществления, указанная периферическая юбка имеет ширину, по меньшей мере, 3 мм. В других вариантах осуществления, указанная периферическая юбка имеет ширину в пределах между 3 и 9 мм. В других вариантах осуществления, указанная периферическая юбка имеет ширину, находящуюся в пределах примерно от 4 примерно до 6 мм.
В некоторых вариантах осуществления, указанная периферическая юбка имеет толщину, находящуюся в пределах примерно от 100 примерно до 2000 микрон.
В некоторых вариантах осуществления, указанная периферическая юбка дополнительно содержит биомолекулы или антибиотический агент. В других вариантах осуществления, указанные биомолекулы выбираются из белка, коллагена типа I, фибронектина или TGF-бета 2, гепарина, факторов роста, антител, антиметаболитов, химиотерапевтических агентов и любых их сочетаний. В других вариантах осуществления, указанные биомолекулы или антибиотики ковалентно связываются к указанным, по меньшей мере, одним пористым биологически совместимым слоем.
Термин "пористый биологически совместимый слой" должен пониматься как охватывающий любой тип слоя (или пленки), сформированного из материала, который обладает способностью осуществлять свою желаемую функцию относительно медицинской терапии (то есть, кератопротезирование), не вызывая каких-либо нежелательных локальных или системных воздействий на реципиента или бенефициара такой терапии, но генерируя наиболее благоприятную полезную клеточную или тканевую реакцию в этой конкретной ситуации, и оптимизировать клинически релевантные характеристики такой терапии. Биологически совместимый слой юбки сборки по настоящему изобретению делает возможным существование имплантированной искусственной роговицы в гармонии с тканями, с которыми она находится в контакте, не вызывая вредных изменений. Слой является пористым, он имеет размер пор, по меньшей мере, примерно 2 мкм (когда упоминается размер пор необходимо понимать, что это относится к среднему размеру пор).
В некоторых вариантах осуществления, указанный пористый биологически совместимый слой представляет собой волокнистый пористый биологически совместимый слой (то есть слой или пленку, сформированную из волокон), имеющий размер пор, по меньшей мере, примерно 2 мкм.
В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, один пористый биологически совместимый слой имеет поры с шириной в пределах примерно между 2 мкм и примерно 100 мкм.
В других вариантах осуществления, указанный, по меньшей мере, один пористый биологически совместимый слой представляет собой полимерный слой. Таким образом, в этом варианте осуществления, слой или пленка юбки изготавливается, по меньшей мере, из одного полимерного материала.
В других вариантах осуществления, указанный, по меньшей мере, один пористый биологически совместимый слой представляет собой нетканый материал. Таким образом, в этом варианте осуществления, указанный слой или пленка юбки представляет собой тканеобразный материал, изготовленный из длинных волокон, связанных друг с другом с помощью химической, механической, термической обработки или обработки растворителем.
В других вариантах осуществления, указанный пористый биологически совместимый слой содержит нановолокна. Таким образом, в этом варианте осуществления, юбка формируется из волокон с диаметрами меньше чем 2000 нанометров. В некоторых вариантах осуществления, нановолокна изготавливают с помощью любого типа процесса, включая, но, не ограничиваясь этим, обработку расплава, полимеризацию на границе раздела фаз, электропрядение, преципитацию полимера, вызываемую антирастворителем, электростатическое прядение, каталитический синтез и любые их сочетания.
В других вариантах осуществления, указанный, по меньшей мере, один пористый биологически совместимый слой содержит поли(DTE карбонат), поликапролактон (PCL), полимолочную кислоту (PLA), поли-L-молочную кислоту (PLLA), поли(DL-лактид-со-капролактон, поли(этилен-со-винилацетат), винилацетат, поли(метилметакрилат), поли(пропиленкарбонат), поли(винилиденфторид), полиакрилонитрил, поликапролактон, поликарбометилсилан, полимолочную кислоту, полистирол, поливинилпирролидон, поливиниловый спирт (PVA), полиэтиленоксид (PEO), полиуретан, поливинилхлорид (PVC), гиалуроновую кислоту (HA), хитозан, альгинат, полигидроксибутират и его сополимеры, Nylon 11, ацетат целлюлозы, гидроксиапатит, поли(3-гидроксимасляную кислоту-со-3-гидроксивалериановую кислоту), поли(DL-лактид), поликапролактон и поли(L-лактид) или любое их сочетание.
В некоторых других вариантах осуществления, указанный пористый биологически совместимый слой содержит электроспряденные нановолокна. В другом варианте осуществления, указанный, по меньшей мере, один пористый биологически совместимый слой формируется посредством способа электропрядения.
Термины "электропрядение" или "электроспряденный" или любое из их лингвистических производных должны пониматься как охватывающие способ с использованием электрического заряда для вытяжки очень тонких (как правило, в микро- или наномасштабе) волокон из жидкости. Также практикуется электропрядение из расплавленных предшественников; этот способ обеспечивает, что растворитель не может переноситься в конечный продукт. Волокна, полученные с использованием способов электропрядения, имеют повышенное отношение площади поверхности к объему. Различные факторы известные как влияющие на электроспряденные волокна включают, но, не ограничиваясь этим: вязкость раствора, поверхностное натяжение, напряженность электрического поля и расстояние.
В типичном способе электропрядения достаточно высокое напряжение прикладывается к жидкой капле из полимерного материала (раствора полимера, его мономерного предшественника, предшественника типа золь-гель, суспензии частиц или расплава), объем жидкости становится заряженным и электростатическое отталкивание противодействует поверхностному натяжению, и капля растягивается, в критической точке, поток жидкости отрывается от поверхности. Если молекулярная когезия жидкости является достаточно высокой, разрыва потока не происходит (если он происходит, капли электрораспыляются) и формируется струя заряженной жидкости. Когда струя высыхает на лету, режим токового потока изменяется с омического на конвективный, поскольку заряд мигрирует к поверхности волокна. Затем струя вытягивается посредством процесса биений, вызываемого электростатическим отталкиванием, инициируемым на малых изгибах волокна, пока она наконец не оседает на заземленном коллекторе. Удлинение и утончение волокна, которое возникает в результате этой изгибной нестабильности, приводит к формированию однородных волокон с диаметрами нанометровых масштабов.
Биологически совместимые полимеры, которые могут применяться в способе электропрядения, включают, но, не ограничиваясь этим, поли(DTE карбонат), поликапролактон (PCL), полимолочную кислоту (PLA), поли-L-молочную кислоту (PLLA), поли(DL-лактид-со-капролактон, поли(этилен-со-винилацетат), винилацетат, поли(метилметакрилат), поли(пропиленкарбонат), поли(винилиденфторид), полиакрилонитрил, поликапролактон, поликарбометилсилан, полимолочную кислоту, полистирол, поливинилпирролидон, поливиниловый спирт (PVA), полиэтиленоксид (PEO), поливинилхлорид (PVC), гиалуроновую кислоту (HA), хитозан, альгинат, полигидроксибутират и его сополимеры, Nylon 11, ацетат целлюлозы, гидроксиапатит или любое их сочетание. Биологически деградируемые и биологически совместимые полимеры включают, но, не ограничиваясь этим, поли(3-гидроксимасляную кислоту-со-3-гидроксивалериановую кислоту), поли(DL-лактид), полиуретан, поликапролактон и поли(L-лактид) или любое их сочетание.
Электроспряденные волокна, как правило, на несколько порядков величины тоньше чем волокна, полученные с использованием обычных технологий прядения. Посредством оптимизации таких параметров как: i) собственные свойства раствора, включая полярность и поверхностное натяжение растворителя, молекулярную массу и конформацию полимерной цепи и вязкость, упругость и электропроводность раствора; и ii) рабочие условия, такие как напряженность электрического поля, расстояние между мундштуком и коллектором и скорость подачи раствора, электропрядение, способно генерировать волокна, достигающие толщины десятков нанометров в диаметре. Дополнительные параметры, которые влияют на свойства электроспряденного волокна, включают молекулярную массу, распределение молекулярных масс и структуру (разветвленную, линейную, и тому подобное) полимера, свойства раствора (вязкость, проводимость и поверхностное натяжение), электрический потенциал, скорость потока и концентрацию, расстояние между капилляром и коллекторным ситом, параметры окружающей среды (температуру, влажность и скорость воздуха в камере), движение сита-мишени (коллектора) и так далее. Получение сильно пористых волокон может достигаться посредством электропрядения струи непосредственно в криогенную жидкость. Хорошо определенные поры развиваются на поверхности каждого волокна в результате температурно-индуцированного разделения фаз между полимером и растворителем и выпаривания растворителя при условиях сушки вымораживанием.
Разработано несколько подходов для организации электроспряденных волокон в виде ориентированного массива. Например, электроспряденные волокна могут выстраиваться в виде одноосного массива посредством замены цельного коллектора парой проводящих подложек, разделенных сквозной щелью. В этом случае, нановолокна имеют тенденцию к растяжению в щели ориентированной перпендикулярно краям электродов. Показано также, что парные электроды могут располагаться в виде некоторой структуры на изолирующей подложке, такой как кварц или полистирол, так что одноосно выстроенные волокна могут пакетироваться послойно в виде 3D решетки. С помощью контроля структуры электродов и/или последовательности приложения высокого напряжения, можно также генерировать более сложные архитектуры, состоящие из хорошо выстроенных нановолокон.
Электроспряденные нановолокна могут также непосредственно осаждаться на различных объектах для получения конструкций на основе нановолокон с хорошо определенными и контролируемыми формами. В дополнение к этому, после электропрядения можно вручную перерабатывать мембраны из выстроенных или неупорядоченно ориентированных нановолокон в виде различных типов конструкций: например, изготавливать трубу посредством свертывания волокнистой мембраны или изготавливать диски с контролируемыми диаметрами посредством штамповки волокнистой мембраны.
Настоящее изобретение относится к любой технологии электропрядения, известной в данной области, они включают электропрядение, J. Stanger, N. Tucker, and M. Staiger, I-Smithers Rapra publishing (UK), An Introduction to Electrospinning and Nanofibers, S. Ramakrishna, K. Fujihara, W-E Teo, World Scientific Publishing Co. Pte Ltd (Jun 2005), Electrospinning of micro- and nanofibers: fundamentals and applications in separation and filtration processes, Y. Fillatov, A. Budyka, and V. Kirichenko (Trans. D. Letterman), Begell House Inc., New York, USA, 2007, которые включаются в настоящий документ в качестве ссылок во всей их полноте.
Пригодные для использования технологи электропрядения описываются, например, в Международных публикациях заявок на патент №№ WO 2002/049535, WO 2002/049536, WO 2002/049536, WO 2002/049678, WO 2002/074189, WO 2002/074190, WO 2002/074191, WO 2005/032400 и WO 2005/065578, содержание которых тем самым включается в качестве ссылок. Необходимо понимать, что, хотя в соответствии с предпочтительным в настоящее время вариантом осуществления настоящего изобретения, оно описывается с особенным ударением на технологию электропрядения, ограничения рамок настоящего изобретения технологией электропрядения не предполагается. Репрезентативные примеры других технологий прядения, пригодных для вариантов осуществления настоящего изобретения включают, без ограничения, технологию мокрого прядения, технологию сухого прядения, технологию прядения геля, технологию прядения дисперсии, технологию реакционного прядения или технологию липкого прядения. Такие и другие технологии прядения известны в данной области и описаны, например, в патентах США №№ 3737508, 3950478, 3996321, 4189336, 4402900, 4421707, 4431602, 4557732, 4643657, 4804511, 5002474, 5,122,329, 5387387, 5667743, 6248273 и 6252031, содержание которых тем самым включается в качестве ссылок.
В некоторых вариантах осуществления, указанные оптическая сердцевина и периферическая юбка механически соединяются друг с другом (с использованием, например, механических средств для соединения сердцевины с юбкой, таких, например, как полоска слоя, соединяющая их, или лигатуры). В других вариантах осуществления, указанная оптическая сердцевина и периферическая юбка химически соединяются друг с другом (с использованием, например, любого склеивающего или соединительного компонента, сплавливая их вместе с использованием тепла или давления, и так далее).
В другом аспекте настоящее изобретение предлагает способ имплантирования кератопротеза субъекту, нуждающемуся в этом, включающую шаги:
- Обеспечение кератопротеза в соответствии с настоящим изобретением;
- Осуществление 360-градусной перитомии глаза указанного субъекта;
- Приподнимание и иссечение как теноновой оболочки, так и конъюнктивы из склеры глаза указанного субъекта;
- Осуществление трепанации центральной роговицы указанного субъекта;
- Помещение прозрачной центральной сердцевины указанного кератопротеза в трепанированное пространство роговицы указанного субъекта;
- Помещение периферической юбки указанного кератопротеза под иссеченной теноновой оболочкой и конъюнктивой указанного субъекта;
- По выбору сшивание юбки со склерой или помещение юбки на самой склере без фиксации ее в ткани;
- Возвращение теноновой оболочки и конъюнктивы на юбку кератопротеза и
- По выбору сшивание и позиционирование снова конъюнктивы в исходной конфигурации.
Способ имплантирования сборки кератопротеза по настоящему изобретению, таким образом, представляет собой одностадийную процедуру. Глаз заполняется вязкоупругим материалом. Осуществляется 360-градусная перитомия с приподниманием как конъюнктивы, так и теноновой оболочки. Осуществляется трепанация центральной роговицы. Оптическая зона вставляется в трепанированное пространство. Биоинтегрируемая юбка выкладывается на саму склеру и необязательно сшивается с ней. Тенонова оболочка и конъюнктива возвращаются на место поверх пористой юбки и плотно пришиваются. Вязкоупругий материал заменяется BSS (сбалансированным солевым раствором).
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания предмета изобретения, который описан в настоящем документе, и для иллюстрации того, как оно может осуществляться на практике, теперь будут описаны варианты осуществления, в качестве всего лишь неограничивающих примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи, в которых:
Фиг.1 приводит схематический вид иллюстративного кератопротеза по настоящему изобретению и глаза для его имплантации.
Фиг.2 приводит схематический вид иллюстративного кератопротеза по настоящему изобретению.
Фиг.3 представляет собой вид в разрезе иллюстративного кератопротеза по настоящему изобретению, имплантированного в глаз.
Фигуры 4A-4B представляют собой вид в разрезе иллюстративного кератопротеза по настоящему изобретению. Фиг.4A показывает иллюстративную часть центральной оптической сердцевины кератопротеза и Фиг.4B показывает иллюстративную центральную оптическую сердцевину с периферической юбкой.
Фиг.5 представляет собой вид в разрезе иллюстративного кератопротеза по настоящему изобретению.
Фигуры 6A-6G приводят шаги процедуры кератопротезирования с использованием искусственной роговицы по настоящему изобретению, показывающие одностадийную 30-минутную процедуру, которая значительно проще, чем любое существующее решение.
Подробное описание вариантов осуществления
Фиг.1 показывает вариант осуществления кератопротеза 100 по настоящему изобретению, состоящего из прозрачной центральной оптической сердцевины 101 и периферической юбки 103. Центральная оптическая сердцевина 101 простирается в направлении передней камеры глаза с расширением 102 пригодным для фиксации указанной центральной сердцевины на месте в трепанированном пространстве 104 центральной роговицы 105.
Фиг.2 показывает вариант осуществления кератопротеза 200 по настоящему изобретению, состоящего из прозрачной центральной оптической сердцевины 201 и периферической юбки 202. Центральная оптическая сердцевина 201 простирается в направлении передней камеры глаза с расширением 203 пригодным для фиксации указанной центральной сердцевины на месте в трепанированном пространстве центральной роговицы.
Фиг.3 показывает вариант осуществления кератопротеза 300 по настоящему изобретению, помещенного на глазу субъекта, где указанный кератопротез состоит из прозрачной центральной оптической сердцевины 301 и периферической юбки 303. Центральная оптическая сердцевина 301 простирается в направлении передней камеры глаза с расширением 302 пригодным для фиксации указанной центральной сердцевины на месте в трепанированном пространстве 304 (не показана) центральной роговицы 305. Отметим, что периферическая юбка 303, когда она помещается в глаз после трепанации центральной роговицы, простирается впереди по отношению к спирали Тиллуса 306.
Фигуры 4A-4B представляют собой вид в разрезе иллюстративного кератопротеза по настоящему изобретению. Фиг.4A показывает иллюстративную часть центральной оптической сердцевины 400 кератопротеза. Центральная оптическая сердцевина 400 формируется из PMMA (одобренного материала для глазных имплантов, сходного с материалом, используемым в контактных линзах), обеспечивая оптическую зону большого диаметра. Центральная сердцевина простирается от вогнутой поверхности центральной сердцевины 401 с формированием, по меньшей мере, одной бороздки 402, показанной на Фиг.4B (с множеством возможных форм, поддерживаемых с помощью лазерной и ручной трепанации), что делает возможным закрепление и прилегание импланта по настоящему изобретению в отверстии, вырезанном в существующей роговице, для непосредственной водонепроницаемости. По меньшей мере, одна бороздка 402 удерживает края оставшейся роговицы (смотри также Фиг.5). По меньшей мере, одна бороздка 402 также делает возможным тщательное клиническое исследование и внутриглазной доступ. Кроме того, центральная оптическая сердцевина необязательно содержит, по меньшей мере, одно отверстие/сквозные арки 403 и 405, обеспечивающие стабильность и удерживание оптической сердцевины и юбки (PMMA-нановолокна) после имплантирования в ткани человека.
Фиг.4B показывает иллюстративную центральную оптическую сердцевину (400) с периферической юбкой (404). Юбка располагается субконъюнктивально и объединяется с конъюнктивой, в том числе, по меньшей мере, через одно отверстие и арки 403, вырезанные в оптическом элементе. Юбка изготовлена из электроспряденного полимера, который является биологически совместимым и стимулирует рост клеток. Биологически совместимый пористый волокнистый материал от Scaffold для клеточной пролиферации делает возможным биоинтеграцию.
Фиг.5 представляет собой вид в разрезе иллюстративного кератопротеза 500 по настоящему изобретению, имплантированного в роговицу после удаления поврежденной роговицы. Оптическая центральная сердцевина 501 помещается над передней камерой (не показана) и плотно удерживается в своем положении, благодаря двум структурным элементам, включая расширение 502 оптической сердцевины и расширение 503 наружной части оптической сердцевины, формирующих бороздку 504, которая удерживает оставшиеся края уменьшившейся роговицы. Эта, по меньшей мере, одна бороздка обеспечивает стабильное позиционирование искусственной роговицы, с закреплением и прилеганием в вырезанном отверстии в существующей роговице для непосредственной водонепроницаемости. Центральная сердцевина также содержит, по меньшей мере, одно отверстие и/или сквозные арки 505 и 506, обеспечивающие прочность соединения и удерживания сердцевины (501) и юбки (507) (PMMA-нановолокна) после инфильтрации тканей человека. 507 представляет собой репрезентативное положение периферической юбки кератопротеза по настоящему изобретению, который формируется из слоя электроспряденных нановолокон, что делает возможным рост клеточных тканей и ассимиляцию устройства в конъюнктиве.
Фигуры 6A-6G приводят шаги процедуры кератопротезирования с использованием искусственной роговицы по настоящему изобретению, показывая одностадийную 30-минутную процедуру, которая значительно проще чем любое существующее решение. Способ осуществляется, например, с использованием следующих шагов:
Фиг.6A глаз заполнен вязкоупругим материалом
Фиг.6B осуществляют 360-градусную перитомию с приподниманием как конъюнктивы, так и теноновой оболочки
Фиг.6C осуществляют трепанацию центральной роговицы
Фиг.6D вставляют оптическую зону в трепанированное пространство
Фиг.6E биоинтегрирующаяся юбка выкладывается на чистую склеру и необязательно сшивается с ней
Фиг.6F тенонову оболочку и конъюнктиву помещают снова на место поверх пористой юбки и необязательно плотно пришивают
Фиг.6G вязкоупругий материал заменяют BSS (сбалансированным солевым раствором)
1. Кератопротез, содержащий: (a) центральную оптическую сердцевину и (b) периферическую юбку, содержащую по меньшей мере один пористый биологически совместимый слой, имеющий размер пор по меньшей мере 2 мкм; при этом указанная прозрачная центральная оптическая сердцевина имеет диаметр по меньшей мере 3 мм, и он дополнительно содержит расширенную часть, простирающуюся под поверхностью, сформированной центральной сердцевиной и юбкой; и при этом указанная периферическая юбка имеет ширину по меньшей мере 3 мм, так что она может помещаться под конъюнктивой и над склерой глаза.
2. Кератопротез по п.1, в котором указанный по меньшей мере один пористый биологически совместимый слой имеет размер пор от 2 мкм до 100 мкм.
3. Кератопротез по п.1 или 2, в котором указанный по меньшей мере один пористый биологически совместимый слой представляет собой полимерный слой.
4. Кератопротез по п.1 или 2, в котором указанный по меньшей мере один пористый биологически совместимый слой представляет собой нетканый материал.
5. Кератопротез по п.1 или 2, в котором указанный пористый биологически совместимый слой содержит нановолокна.
6. Кератопротез по любому одному из предыдущих пунктов, в котором указанный по меньшей мере один пористый биологически совместимый слой формируется посредством способа электропрядения.
7. Кератопротез по п.1, в котором указанный по меньшей мере один пористый биологически совместимый слой содержит поли(DTE карбонат), поликапролактон (PCL), полимолочную кислоту (PLA), поли-L-молочную кислоту (PLLA), поли(DL-лактид-со-капролактон, поли(этилен-со-винилацетат), винилацетат, поли(метилметакрилат), поли(пропиленкарбонат), поли(винилиденфторид), полиакрилонитрил, поликапролактон, поликарбометилсилан, полимолочную кислоту, полистирол, поливинилпирролидон, поливиниловый спирт (PVA), полиэтиленоксид (PEO), полиуретан, поливинилхлорид (PVC), гиалуроновую кислоту (HA), хитозан, альгинат, полигидроксибутират и его сополимеры, Nylon 11, ацетат целлюлозы, гидроксиапатит, поли(3-гидроксимасляную кислоту-со-3-гидроксивалериановую кислоту), поли(DL-лактид), поликапролактон и поли(L-лактид) или любое их сочетание.
8. Кератопротез по п.1, в котором центральная оптическая сердцевина имеет диаметр, находящийся в пределах примерно от 3 до 15 мм.
9. Кератопротез по п.1, в котором центральная оптическая сердцевина имеет толщину, находящуюся в пределах примерно от 500 микрометров до 3000 микрометров.
10. Кератопротез по п.1, в котором указанная центральная оптическая сердцевина имеет диоптрии, находящиеся в пределах примерно от 10 примерно до 70 диоптрий.
11. Кератопротез по п.1, в котором периферическая юбка дополнительно содержит биомолекулы или антибиотический агент.
12. Кератопротез по п.1, в котором биомолекулы выбираются из белка, коллагена типа I, фибронектина или TGF-бета 2, гепарина, факторов роста, антител, антиметаболитов, химиотерапевтических агентов и любого их сочетания.
13. Кератопротез по п.12, в котором биомолекулы или антибиотики ковалентно соединяются с указанным по меньшей мере одним пористым биологически совместимым слоем.
14. Кератопротез по п.1, в котором периферическая юбка имеет ширину, находящуюся в пределах между 3 и 9 мм.
15. Кератопротез по п.1, в котором периферическая юбка имеет ширину, находящуюся в пределах примерно от 4 примерно до 6 мм.
16. Кератопротез по п.1, в котором периферическая юбка имеет толщину, находящуюся в пределах примерно от 100 примерно до 2000 микрон.
17. Кератопротез по п.1, в котором указанная оптическая сердцевина и периферическая юбка механически соединяются друг с другом.
18. Кератопротез по п.1, в котором указанная оптическая сердцевина и периферическая юбка химически соединяются друг с другом.
19. Кератопротез по п.1, в котором периферическая юбка выполнена с возможностью быть помещенной под конъюнктивой глаза.
