用于治療虹膜角膜角變窄的眼部環(huán)圈支架的制作方法
【專利說明】用于治療虹膜角膜角變窄的眼部環(huán)圈支架
[0001]相關專利申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年8月7日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/680，453的優(yōu)先權，該申請的全部內容通過引用的方式并入本文。
技術領域
[0003]本發(fā)明廣義地涉及一種用于置入哺乳動物的前眼睛的結構，以進行與自然可預測的衰老變化相關的治療。本發(fā)明特別涉及一種用于人類眼睛的外科植入裝置。該裝置向特定的眼部構造提供結構支持，作為一種抵抗由衰老自然引起的變化的方式。
【背景技術】
[0004]所有人類的眼睛都會經歷按照自然規(guī)律的變化，這是正常衰老過程的結果。這些變化影響眼睛的各種結構。人類的眼睛具有三個腔。最大的是玻璃體腔。其填充有玻璃體的膠狀物質。這種物質充滿眼睛，主要用來保持眼睛的形狀。它還用于調節(jié)穩(wěn)固晶狀體后附著以及與所感應的力相互作用。在玻璃體腔的前方是后房和前房。這些腔同樣用于通過平衡房水的產生和排出機制來保持眼睛的形狀。這種流體充滿由虹膜分離的兩個腔。瞳孔為這兩個腔之間的相通區(qū)域。房水由后房中的睫狀體產生，然后流通向前穿過瞳孔到前房。隨后該流體緩慢濾過小梁網的環(huán)狀結構及其遠端系統。前房是由角膜和虹膜界定的。后房的邊界是虹膜和晶狀體前囊。后房周邊延伸至睫狀體，這是肌肉組織和器官附著的位置，負責用于調節(jié)。
[0005]調節(jié)涉及睫狀肌的收縮和放松，以實現對聚焦的控制。調節(jié)過程是由大腦自然地控制的。這是一個自動的過程，其通過操控晶狀體的形狀和位置來將光線聚焦在視網膜上，從而獲得清晰的視力。隨著衰老，眼睛會經歷可預測的調節(jié)退化。隨著時間的推移，聚焦器官逐漸變得更加松弛。肌肉組織和反饋機制保持不變，但是執(zhí)行變化和聚焦的能力在整個生命過程中降低，直到其基本上完全不起作用。這個過程被稱為遠視眼。年輕的眼睛有過度的調節(jié)能力，大約為一般所需調節(jié)能力的十倍。這些過剩的能力隨著時間的推移而削弱，通常在40至45歲時達到開始出現問題的臨界。退化不斷發(fā)展，并且通常到60歲時，致使眼睛完全不能維持任何近的聚焦。如其所顯示的，對于眼睛的衰老過程和隨之而來的普遍的各種疾病過程來說，這是一個非常重大的交界。這些可預測的變化導致晶狀體和聚焦器官的前移位。晶狀體和器官通過被稱為懸韌帶的微韌帶連接。懸韌帶隨著衰老逐漸變得越來越松弛。這種越來越嚴重的松弛產生的原因可能是雙重的。由于長期使用，懸韌帶僅僅隨著時間的推移而拉伸。這種拉伸是一個可能的影響因素，但衰老給實際晶狀體帶來的改變才是變化的主要原因。這些衰老的變化最終表現為白內障。白內障的發(fā)展是可預測和被人了解的眼睛衰老的變化。清澈透明的晶狀體的基質變得混濁，并損害視力。這通常會變成嚴重問題，以致在70到80歲之間需要白內障手術。作為這一過程的一部分，晶狀體變硬、變厚，并且隨后直徑增大。直徑增大導致懸韌帶附著向外位移。整個聚焦系統變得相對遲鈍并向前位移。由于玻璃體從后邊推壓該結構，晶狀體變厚也增加了這些向前的力。手術去除白內障成為必要，也是常見的做法。
[0006]在手術前的階段，完好的衰老的眼睛必須在伴有非常不利的位移和被壓縮的構造下保持功能。各種眼睛疾病的患病率在生命前五十年過后，開始顯著增加。這些疾病包括，但不限于，青光眼、富克斯(Fuchs)角膜營養(yǎng)不良和視網膜脫離。在本文中討論這三種疾病，因為每種疾病都涉及向前移位的構造變化。也對遠視眼和屈光不正進行了討論，但這二者不被認為是疾病。
[0007]青光眼是通過視力喪失的跡象或測量視神經和視網膜神經纖維層的變化來診斷的一種疾病。據估計，超過400萬美國人患有青光眼，但只有一半患有此病的人意識到自己的病情。約有120，000人失明是由這種疾病導致的。青光眼是全世界第二大致盲原因。估計全世界范圍的青光眼疑似病例總數約為7000萬。青光眼是一組涉及眼內壓(1P)和眼睛的房水流體動力學的疾病。這是后房中的睫狀體水狀物的生產速率與經由小梁網及其位于前房中的遠端系統的排水之間的平衡。據估計，睫狀體以2-3微升每分鐘(轉換為約1.5升每年)的平均速率產生水狀物。生產速率存在變化；然而，對于平衡壓力來說，這些波動可能不像排出流體的能力那么重要。眼睛的衰老導致位于小梁網后方的結構的可預測的前移位。這種移位導致基于結構變化的流量受到限制。當白內障被手術切除時，可以在臨床觀察到這種移位的跡象。平均來說，在手術后不久，眼內壓(1P)減小17%。晶狀體切除后，前房角立即擴大。在這些有利的變化后，小梁網的結構能夠打開。小梁網是具有錐形孔的網狀結構，這些錐形孔引導流體進入施勒姆(Schlemm)管。這種多孔組織的自然構造無法在壓縮下良好地執(zhí)行其功能。青光眼患者通常過早地接受白內障手術以利用眼內壓底線的降低。白內障手術可以在許多情況下推遲或避免，在這些情況中對實施手術的需求由壓力降低的情形來驅動。自然衰老白內障的視力并發(fā)癥一般是在一個人的六十歲初期被發(fā)現。視力繼續(xù)下降，通常需要在七十歲初期至中期的年齡段進行白內障手術。在美國，從出生的平均預期壽命為78年。更相關地考慮，從63歲開始的平均預期壽命為20年。因此，人口的很大部分活不到基于視力需求而需要進行白內障手術。
[0008]雖然青光眼是一組疾病，但是其一般可以分為兩類:閉角型青光眼和開角型青光目艮。閉角型青光眼是房角完全關閉時的醫(yī)療緊急情況。這會發(fā)生在周邊虹膜遮擋小梁網時。必須采用局部和全身性藥物，并且通常需要進行緊急虹膜切開術。虹膜切開術涉及虹膜穿刺切口而無需切除虹膜組織。其使用標準手術器械或激光來執(zhí)行。虹膜切開術能夠立即平衡前房與后房之間的眼內壓。
[0009]原發(fā)性開角型青光眼(POAG)占多數的青光眼病例。其表現出具有明顯的開口排水結構和通常正常的眼內壓。其特征是漸進性視神經病變，該病變導致視神經和神經纖維層的萎縮。疾病過程必然具有無法通過表面的構造觀察和臨床1P測量顯而易見的因素。這是有據可查的1P波動。通過植入1P測量探針的動物研宄已經顯示出非常戲劇性的結果。兔子和猴子實驗對象產生90mmHg量級的1P峰值。這幾乎為正常壓力值的六倍。這凸顯了用于這些峰值的1P清除時間的緊迫性，以保持眼睛的健康。眼睛必須能夠承受短暫的1P峰值。打噴嚏和揉擦一個人的眼睛是正常的尖銳1P峰值的例子。早期POAG病例有可能是眼睛的排水系統失去部分功能，無法保證安全的壓力清除時間。在這些開角型的病例中，小梁網結構將開始被內部壓縮并被壓縮到表面視野之外。這與50至60歲時喪失調節(jié)能力的急速惡化階段同時發(fā)生。這直接與青光眼的發(fā)病率急劇增加的年齡相關。隨著睫狀體及其結構的向前移位，房角沿其周邊被向內壓縮。房角和整個前房逐漸變窄。該結構向前移位的越遠，懸韌帶松弛的越嚴重。隨著這一過程，對與小梁網相鄰的構造的拉動就會更少，眾所周知這將降低1P。毛果蕓香堿滴眼液的作用就是利用這種機制來降低1P。毛果蕓香堿還作用于睫狀肌并使其收縮。當睫狀肌收縮時，其通過增加位于小梁網根部的鞏膜突上的張力來打開小梁網。在白內障的急劇發(fā)展的10到20年后，這種變窄的趨勢變得更加顯而易見。晶狀體的中心變厚產生額外的向前移動，這種移動的臨床觀察更加明顯。
[0010]一般地，疾病過程通過單獨的方法來治療疾病的某些方面。藥物治療為主要的治療形式。其對水狀液體的產生和排出進行調節(jié)。這些治療方法受到費用、適應性和副作用的阻礙。管理老年人群中的藥物的副作用是困難的。
[0011]無需植入裝置的組織修改手術治療歷來是藥物的輔助或補充方式。這些外科手術治療包括小梁切除術和激光小梁成形術。小梁切除術是具有顯著副作用的嚴重侵入式手術。處理區(qū)域的疤痕是導致失敗的最大風險。通常需要抗代謝藥物和抗腫瘤的藥物來補充該手術治療。其他風險包括感染、出血、形成白內障和低眼壓。對于低眼壓，如果壓力長時間持續(xù)過低，可能會導致黃斑病變和可能的視力喪失。激光小梁成形術應用更為廣泛，因為其較輕的侵入性質。這兩種手術治療的效果都非常有限，通常還需要長期采取輔助治療。所有涉及外科創(chuàng)傷帶病組織的手術治療必須與組織的自然愈合機制相斗爭。早期的積極響應經常致使帶病眼睛面臨更大的失敗風險?，F在存在一種替代方法能夠促進外科手術治療成為主要的治療方法。有效的單次手術治療具有降低成本、消除順應性問題的可能。可用于治療的大多數裝置都集中在排水路徑的分流或橋接元件。青光眼分流器或支架的發(fā)展與完善仍然是非?；钴S的研宄領域。最終的目標是實現能夠作為首選治療方法的單次外科手術治療。各種分流器設計不斷發(fā)展。其基本原理是繞過小梁網的阻力，并允許房水流直接進入施樂姆管。如果分流器可保持暢通，那么前房中的壓力與施樂姆管中的壓力將保持平衡。從那里開始，葡萄膜鞏膜流出路徑保持完好以調節(jié)眼內壓。外科手術植入這樣一個小支架需要熟練的外科醫(yī)生極高的精確度。這樣還是很難保證如所需的那樣穿透組織的支架的有效性。支架的內腔必須保持開放。疤痕和阻塞的風險將始終值得重點關注。
[0012]所有青光眼的治療方法和治療方法的變化都具有明顯的缺點和有限的效果。藥物有顯著的副作用，而外科手術導致組織創(chuàng)傷。在這兩種情況下，治療的費用是高昂的。對于最初階段的患者，青光眼治療的平均直接費用為從623美元每年起的范圍，對于該疾病的末期階段，每年超過2，500美元。在美國經濟中，每年僅用于青光眼的總費用就將近30億美元。手術治療的短期利益往往會導致與失敗和并發(fā)癥相關的附加費用。理想的青光眼治療方法是共同的目標。如果可能的話，眼睛的排水系統最好原封不動，從而為規(guī)避退化過程提供協助。創(chuàng)傷和疤痕將會不可避免地使再生過程變得復雜。植入裝置以提供結構支撐呈現了希望。通過積極的預防可能治愈青光眼。小梁網中的干細胞活性和細胞再生也有可能參與其中。刺激負責的干細胞以及結構支撐的裝置能夠向眼睛提供所有必要以防止青光眼的癥狀。
[0013]富克斯角膜營養(yǎng)不良是一組角膜內皮的退化疾病。內皮是特化的、扁平的、線粒體豐富的細胞的單層，其排列成角膜的內表面。富克斯營養(yǎng)不良的臨床觀察表現為被稱為圓色點(guttae)的病灶產物的積累，該圓色點為后彈力層增厚。這導致角膜水腫，引起視力下降和可能的視力喪失。據估計，50歲以上人口的5% -10%具有該疾病的顯著的臨床表現。其根本原因是角膜內皮細胞的缺乏。隨著衰老，角膜的后表面的內皮細胞的密度可預測地下降。目前已經在富克斯變種的基因遺傳學方面進行了大量的研宄和探索。有早期和晚期發(fā)病的變種，并且女性往往更容易在早期階段受到侵襲。所有共同的聯系是內皮細胞密度下降