发明背景
1.发明领域。已经开发了许多不同类型的角膜植入物，用于治疗屈光误差和疾病。由于产生角膜囊袋的方法的限制，这些植入物都已被设计成通过产生角膜切口放置在角膜中，切口的尺寸或者与植入物的最小维度尺寸相仿，或者稍大些。最近，已设计出两种角膜囊袋产生方法，能够产生外部开口宽度小于囊袋的内部最大宽度的囊袋。这两种方法是通过飞秒激光以及特别有趣的角膜切削进行囊袋产生，它们描述在本发明人发明的US 2004/0243159和0243160中，其全部公开内容在此引为参考。
拥有可以通过小于植入物宽度的外部切口、特别是小于植入物的一半宽度的外部切口进行放置的生物相容的角膜植入物，是有利的。如果角膜植入物可以通过不需要缝合、典型情况下为3mm或以下的切口放置，将是特别有利的。这种小的外部切口也减少了诱导的外科手术散光，并加快了患者的恢复时间。此外，相对大的植入物可以通过相对小的切口放置，将是有用的。例如，较大的晶状体植入物更有可能给出良好质量的视觉，特别是在具有大的瞳孔的患者中。拥有简单可靠的角膜植入物投送系统，也是有利的。
用于白内障手术的人工晶状体(IOL′s)已被设计成通过小的切口放置。这些小切口白内障手术晶状体在实践中不能用于角膜囊袋中。通常情况下，大多数小切口白内障手术晶状体植入物太厚而不能放置在角膜囊袋中。例如，白内障手术晶状体植入物的典型厚度是1mm以上，明显比通常在0.5到0.6mm之间的人类角膜更厚。某些已经设计的角膜植入物仅仅具有大约0.05mm的厚度。此外，白内障手术晶状体植入物具有支撑襻，它从晶状体植入物伸出，被设计用于保持晶状体植 入物固定在囊袋中。对于角膜植入物来说，不存在或不需要支撑襻。最后，白内障手术晶状体植入物没有被设计成与角膜生物相容，不容许作为角膜植入物。
被设计用于小切口白内障手术晶状体植入物的投送系统，不能很好地适应于用作小切口角膜植入物的投送系统。这些投送系统被设计用于比通常的角膜植入物厚得多的白内障手术晶状体植入物。用于小切口白内障手术晶状体植入物的投送系统被设计成容纳支撑襻，这在角膜晶体移植物上是不存在的。已经发现，至少某些可商购的角膜植入物当通过标准的IOL注射器放置时被破坏。同样地，通过标准的IOL注射器放置的生物角膜植入物通常显示出严重的损伤，例如内皮损伤。
角膜植入物可以由合成材料(例如假体)制成，也可以是生物学来源的(例如移植物)。最近，设计出了两种新的外科手术技术，用于放置板层角膜基质内皮移植物。这些外科技术可用于治疗角膜的内皮疾病，例如Fuchs角膜内皮营养不良和假晶状体大疱性角膜病变。这些技术中的一种被称为深板层内皮角膜移植术(DLEK)。在这种技术中，在角膜内制造囊袋，将患病的角膜内皮与一层角膜基质一同切除。然后将健康的板层角膜基质内皮组织移植到切除的患病组织留下的空间中。另一种技术被称为后弹力层剥除自动内皮角膜移植术(DSAEK或DSEK)。在这种技术中，板层角膜基质内皮移植物使用微型角膜刀或激光自动产生。使用外科仪器将患病的角膜内皮剥除，然后将板层角膜基质内皮移植物通过全厚度的角膜切口插入到前房中。然后通过空气泡将移植物保持在靠着被剥除的后端角膜基质表面的位置上，直到移植物能够在位愈合。
在DLEK和DSAEK中，能够通过小的角膜或巩膜切口减少损伤地插入相对大的移植物，是有利的。较大的移植物具有更多的角膜内皮细胞，在角膜内皮疾病的治疗中将产生更好的结果。但是，现有的通过小切口将角膜移植物插入到前房中的技术方法的重要问题，是它们 都涉及用镊子折叠移植物和抓住移植物。此外，典型情况下，当移植物通过角膜切口时，移植物被严重挤压。通过活体染色技术已经证实，移植物的许多精细敏感的角膜内皮细胞在现有技术的插入过程中被杀死。与用于DSAEK或DLEK的角膜移植物相似，合成的角膜植入物例如角膜嵌入假体，也是非常精细敏感的。在许多情况下，这些角膜嵌入物可能薄至30到40微米，使得它们非常容易被镊子撕破。因此，对于通过小切口减少损伤地放置这些角膜嵌入物的改进的方法，也存在着需求。
用于将人工晶状体(IOLs)通过小切口放置到后房中的投送系统已有描述。但是，这些被设计用于小切口白内障手术IOLs的投送系统，不能很好地适应于用作通过小切口投送角膜植入物的系统。例如，典型的人工晶状体植入物的厚度可以是1mm以上，而典型的用于DLEK或DSAEK的角膜移植物的厚度在0.1到0.15mm之间。此外，正如前面已经指出的，角膜嵌入假体的厚度可能小至30到40微米。此外，IOL的尺寸和形状与角膜移植物的不同。IOL典型为12到13mm长，5到6mm宽，1mm以上厚，而角膜移植DSEK移植物典型为圆形形状，直径为8到9mm，厚度从0.1mm到0.2mm。在角膜假体植入物的情况下，直径可以在1mm到10mm的范围内，厚度从0.01mm到0.6mm。最后，IOL投送系统被设计用于在插入过程中极大地压缩IOL，而这种类型的压缩将可能损伤或破坏活的角膜移植物。用于IOL投送系统的压缩量也可能损坏薄的多的角膜植入物。
发明简述
本发明提供了用于植入角膜植入物的改进的系统和方法。词组“角膜植入物”是指任何可以植入到人类角膜中的天然的(生物的)或合成的植入物或移植物。这些系统和方法，可以通过基本上小于植入物的宽度的角膜切口放置角膜植入物。植入物可以放置在角膜的任何层内或层间，包括上皮、前弹力层、基质、后弹力层和内皮。在优选情况下，角膜切口等于或小于植入物宽度的一半。在其它优选情况下， 系统允许通过小于或等于3mm的切口放置角膜植入物，这在大多数情况下有利地避免了对切口缝合的需要，并极大地减少了不希望有的被诱导的散光的机会。
按照本发明的第一种情况，角膜植入物的形状可以可逆地变形，以允许它通过等于或小于植入物宽度的一半的角膜切口。角膜植入物与角膜、眼睛和身体是生物相容的。在某些实施方案中，可以满足这些标准的合成材料可能可以用于植入物。适合的合成材料包括选自下列的一种或多种化合物：胶原蛋白，聚氨酯，聚甲基丙烯酸-2-羟乙基酯，聚乙烯吡咯烷酮，聚甲基丙烯酸甘油酯，聚乙烯醇，聚乙二醇，聚甲基丙烯酸，硅酮，丙烯酸树脂，聚氟烃，以及具有磷酸胆碱的聚合物。在其它实施方案中，移植物可以包含收获的用于移植的人类角膜，例如移植物或DSEK，或只含有后弹力层和内皮的移植物。只移植后弹力层和内皮被称为后弹力层内皮角膜移植术(DMEK)。将来，生物角膜植入物可以从其它来源获得，例如动物、遗传修饰的动物、体外细胞培养等。
在优选实施方案中，材料含有水凝胶，在其它优选实施方案中，材料含有聚甲基丙烯酸-甲基丙烯酸羟乙基酯共聚物(PHEMA/M AA)。
在可选的优选实施方案中，角膜植入物从含有可以可逆变形的丙烯酸类共聚物、例如用于人工晶状体的材料形成。这些材料具有优异的抗张强度，在断裂前可以伸长到高达250％。这样的特性可以允许按照本发明进行注射而不会损伤植入物。适合的材料的例子包括甲基丙烯酸羟乙基酯和甲基丙烯酸甲酯和共聚物(例如可以在商标名Contamac C126、C118、C121材料、Benz IOL 25UV和Benzflex 26UV下获得的材料)。在其它优选的情况下，可变形聚合物在本质上时亲水的，使得可以顺畅地润湿植入物的光学表面。浸湿性是角膜植入物的重要特性，允许泪膜起到良好的光学界面的作用。在其它优选情况下，材料含有1％到20％之间的甲基丙烯酸。更优选情况下为5到10％的甲基 丙烯酸，这有利地允许系留分子例如聚乙二醇与植入体的表面结合。系留分子将允许反应活性部分连接到植入体的表面上，产生有用的植入体特性，例如促进上皮形成，或与角膜产生化学键的能力。角膜植入体材料的其它优选物理特性是抗张强度在0.1到4MPa的范围内，更优选情况下抗张强度在0.6到2.6MPa的范围内。此外，模量在0.1到5MPa的范围内，更优选模量在0.2到3.1MPa的范围内，也是理想的。尽管我们已经描述了特定类型的丙烯酸类共聚物适合用作角膜植入物，但具有与上面所述的相似的物理和化学特性的其它类型的材料(例如硅酮或胶原蛋白聚合物)也可以使用，并且都被当作本发明的一部分。
在其它优选实施方案中，可以在植入物中提供洞或孔，通过允许营养物质和气体(例如水、葡萄糖和氧气)容易地通过植入物，以便维持角膜中的健康代谢，来增加植入物的生物相容性。在其它优选实施方案中，聚合物材料可以具有热塑性，使得植入物在一个温度下具有一种所需形状，然后在第二个温度下变形成另一种所需形状。在其它优选情况下，角膜植入物可以含有一个或多个独立的、较小的部件，可以在角膜囊袋内部的位置原位装配。这样的原位装配有利地使插入角膜植入物所需的切口尺寸最小化。
角膜植入物可以具有任何允许将它放置在角膜囊袋中的形状。在优选实施方案中，角膜植入物是基本上圆的。在可选的优选实施方案中，角膜植入物不是圆的。不是圆的角膜植入物的优点在于，它在角膜囊袋中旋转的可能性较低。这种性质在矫正散光的植入物中是有用的。
在优选的其它实施方案中，角膜植入物是透镜。透镜可以是单聚焦的、多聚焦的、菲涅尔式的(Fresnel)、衍射的、分光的或其它类型的、可以用于治疗屈光误差(例如近视、远视或散光)老花眼，或眼睛疾病例如黄斑变性的透镜。透镜也可以由聚合物制成，该聚合物能够通过电磁能量对其折射性质进行永久的或可逆的调整，如同在 Jethmalani的美国专利申请2003/0173691中描述的。
角膜植入物可以含有用于代替或改进角膜的一部分的假体。这样的植入物作为角膜移植的替代，可用于恢复角膜的光学澄清度或结构完整性。角膜假体可用于替代角膜的仅仅一部分厚度部分，或替代角膜的整个厚度部分。在优选情况下，角膜植入物可以用细胞外基质蛋白例如胶原蛋白、纤维连接蛋白、层粘连蛋白、物质P、胰岛素样生长因子-1，或肽序列例如纤维连接蛋白粘附促进肽(FAP)包层。在其它优选情况下，这些细胞外基质蛋白和肽，通过在Jacob等的美国专利6,689,165中描述的方法，连接或结合到角膜植入体的上皮一侧。这样的表面处理目的是促进角膜植入物表面上的上皮形成。
在可选的优选实施方案中，角膜植入物的表面具有能够促进角膜植入物表面上的上皮形成的结构。结构，例如表面凹痕，可以施加到角膜植入物的表面上以促进上皮形成，正如在Dalton等的美国专利6,454,800中描述的。
在其它可选优选实施方案中，角膜植入物可以由能够促进角膜植入物表面上的上皮形成的材料制成。这样的材料的例子包括选自胶原蛋白和N-异丙基丙烯酰胺、胶原蛋白和1-乙基-3，3′(二甲基-氨基丙基)-碳二亚胺、以及胶原蛋白和N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS)的聚合物。在其它优选情况下，聚合物还可以包含细胞外基质蛋白，例如纤维连接蛋白、层粘连蛋白、物质P、胰岛素样生长因子-1，或肽序列例如纤维连接蛋白粘附促进肽(FAP)。
可选地，装置的至少一部分可以含有洞或本质上是多孔的，用于促进角膜组织生长在植入物上或通过植入物，以促进保留和生物相容性。这样的多孔植物如可以按照Noolandi等的美国专利6,976,997和Chirila等的美国专利5,300,116中的描述制造。
可选地，透镜或其它角膜植入物的至少一部分可以着色。着色可用于化妆目的或治疗目的，例如无虹膜的治疗。例如，在有色隐形镜片制造中熟知的施加生物相容性墨水的方法，可用于对角膜植入物上色。具体的着色方法描述在美国专利申请2003/0054109和2003/0025873中，其公开内容在此引为参考。在可选的优选情况下，角膜植入物可以用当暴露于电磁波下将改变颜色的光敏墨水着色。这允许在体内通过暴露于电磁波来永久或可逆地调整角膜植入物的颜色。
可选地，角膜植入物也可以含有二苯甲酮类型的紫外线过滤化合物，例如3-(2-苯并三唑基)-2-羟基-5-叔辛基-苯甲基-甲基丙烯酰胺。
在可选的优选实施方案中，角膜植入物可以包含具有三维结构的支架，该支架包含形成了外周形状的离散的元件，以及大部分空的内部体积。当放置在角膜囊袋中时，可以选择预定的形状，以提供视觉矫正。支架可以插入到角膜囊袋中，用于重新造型或支持角膜。角膜的重新造型可用于矫正各种不同的视觉问题包括屈光误差，也可用于治疗膨胀性角膜疾病例如圆锥形角膜或透明性边缘变性。在优选情况下，角膜植入物支架包含三维结构，其中不可能有单个平面通过结构的所有元件。在其它优选情况下，角膜植入物支架是可以可逆变形的，使得它可以通过本发明的装置和方法导入到角膜囊袋中。此外，优选情况下，角膜植入物支架应该具有比哺乳动物角膜更高的刚性，以便支架插入到角膜囊袋中将或者导致角膜形状的改变，或者能够为角膜提供增加的结构强度。在优选情况下，角膜植入物支架由生物相容并且可以可逆变形的聚合物、或生物相容并且可以可逆变形的金属或合金(例如金、钛、镍钛诺)制成。在其它优选情况下，角膜植入物支架中结构元件的宽度是0.1mm到1mm，更优选为0.3到0.6mm。在优选情况下，支架中结构元件的厚度是0.001mm到0.5mm，更优选为0.01mm到0.06mm。在可选的优选情况下，角膜支架植入物也可以在结构中含有透镜，这将矫正屈光误差与改变角膜的形状和加入另一个透镜有利地结合在一起。
在其它可选的优选实施方案中，角膜植入物可以是装置。可能的植入物装置的例子包括小型相机和水性葡萄糖监测器。
本发明的改进的角膜植入物可以可逆地变形成宽度减小的形状，允许其通过显著小于植入物未变形或未被制约时的宽度的角膜切口。在优选情况下，植入物将可以通过小于或等于植入物宽度的一半、优选3mm或以下的切口插入。
本发明的系统含有空心元件和植入物移动器或其它轴向推动器，用于投送已经被强制装入空心元件的轴向中空通道中的角膜植入物。植入物可以变形或压缩成任何具有“减小的宽度”的形状或构型，使其可以装入空心元件内部，例如卷起或折叠。“减小的宽度”是指植入物的最大宽度，例如圆形透镜的直径，被减小一定的倍数，典型为至少一半(50％)，通常为至少60％，有时为65％以上。
本发明的系统含有空心元件和植入物移动器，用于投送已经被强制装入空心元件内部的角膜植入物。一旦角膜植入物进入空心元件内部，使用植入物移动器将植入物移动到角膜囊袋或前房中。
可选地，系统还可以含有变形仓室，植入物在其中变形成能够装入空心元件内部的形状和尺寸。在优选情况下，变形仓室可以含有隆起、突起、凹痕或凹槽，以帮助在变形过程中维持和指导角膜植入物在变形仓室中的方向。在其它优选情况下，变形仓室的尺寸适合于正使用的角膜植入物的类型。例如，在角膜移植物的情况下，开口的变形仓室的最小内部尺寸应该在6到10mm之间，更优选在8到9mm之间。在角膜植入物假体的情况下，开口的变形仓室的内部最小尺寸应该在1mm到10mm之间，更优选在2.0mm到7mm之间。在其它优选情况下，变形区域可以是锥形或漏斗形的，即一端比另一端狭窄。锥形或漏斗形的形状有利地便于将角膜植入物限制于较小直径的构型。
在其它优选情况下，空心元件的内部可以含有隆起、突起、凹痕或凹槽，以帮助维持和指导角膜植入物在通过空心元件内部时的方向。这样的表面特征将安排成能够防止角膜植入物在插入过程中旋转，否则可能导致植入物在囊袋中定向错误。在其它优选情况下，空心元件的内部可以含有隆起、突起、凹痕或凹槽，以指导板层角膜基质内皮移植物变形，变形的方式允许它不需要折叠或用镊子抓取就可以通过下得切口。系统被设计成允许角膜移植物通过等于或小于3mm的切口进行放置。但是，系统也可用于通过大于3mm的切口放置植入物。
可选地，系统可以被设计成无菌和可丢弃的，用于单次使用。这有利地降低了污染和感染的机会。这也排除了外科医生对高温高压灭菌或提供其它杀菌方法例如环氧乙烷的需要。为了确保系统将是无菌的并且只使用一次，我们可以加入一个或多个下列特征。在优选情况下，系统的一个或多个部分可以由聚合物制成，该聚合物在高温高压灭菌后将熔化或变形成不能使用的形状。在其它优选情况下，系统可以具有单向锁住机制，使得一旦植入物移动器的尖端移动过一定的距离，植入物移动器就被锁在空心元件内部的位置上，从而防止重新装入另一个角膜植入物。在可选的优选情况下，系统可以通过使用可断裂的袢或揿钮进行装配，它允许安全地装配起可丢弃部件，但是如果试图拆开系统重新使用，它们容易损坏。
可选地，系统可以被设计成使得角膜植入物在被外科医生使用前预先装在空心元件内部。这有利地最小化了对外科医生操作精巧的角膜植入物的需要，这种操作可能导致角膜植入物的损坏。
一旦角膜植入物进入空心元件内部，使用植入物移动器或其它轴向推动器进行并推动植入物到囊袋中。可选地，系统还可以包含变形仓室，植入物在其中变形成能够装入空心元件内部的形状和尺寸。在其它优选情况下，变形仓室可以含有隆起、突起、凹痕或凹槽，以帮 助在变形过程中维持角膜植入物在变形仓室中的方向。可选地，空心元件是圆锥形的，即远端比近端狭窄。这样的圆锥形允许植入物在通过空心元件前进并通过较小的远端开口出去时，能够进一步变形(尺寸或宽度减小)。空心元件的内部可以含有隆起、突起、凹痕或凹槽，以帮助维持角膜植入物在空心元件内部移动时的方向。用于放置植入物的系统被设计成允许植入物被放入角膜囊袋，使用的进入切口等于或小于植入物宽度的一半，但是，系统也可用于通过大于植入物宽度的一半的角膜切口放置植入物。
附图说明
图1A、1B、1C和1D显示了现有技术的角膜植入物。
图2A到2C显示了本发明的装置的第一个实施方案。
图3A到3C显示了角膜植入物在前进并被图2A-2C的装置制约时的侧视图。
图4A到4D显示了本发明的装置的第二个实施方案。
图5A到5D显示了角膜植入物在前进并被图4A-4D的装置制约时的侧视图。
图6A到6C显示了本发明的装置的第三个实施方案。
图7A和7B显示了使用图6A-6C的装置在角膜中植入植入物。
图8A到8D显示了根据本发明的优选的角膜植入物。
图9A到9F显示了根据本发明的其它植入方案。
图10A到10F显示了根据本发明的其它植入方案。
图11A到11F显示了根据本发明的其它植入方案。
图12A和12B显示了根据本发明的原理用于使角膜植入物压扁和前进的工具。
图13A和13B显示了根据本发明的原理用于使角膜植入物压扁和前进的可选工具。
图14A和14C是13A和13B的工具的横截面图，显示了如图15A到15D中所示的前进时的植入物。
图15A到15D显示了使用图13A和13B的工具，按照本发明的原理 推进和减小植入物的横截面。
图16A-F显示了根据本发明的原理用于使角膜植入物压扁和前进的可选工具。
图17A-C显示了用于治疗近视的角膜植入物的角膜支架实施方案。
图18A-B显示了用于治疗远视的角膜植入物的角膜支架实施方案。
图19A-B显示了用于治疗远视散光的角膜植入物的角膜支架实施方案。
图20A-B显示了还含有透镜的角膜植入物的角膜支架实施方案。详细描述
图1A显示了白内障手术晶状体植入物2的顶视图。植入物2的圆形光学元件5具有支撑襻10，它从光学元件的外周伸出。支撑襻10用于帮助光学元件中心，并固定在囊袋内。图1B显示了白内障手术晶状体植入物光学元件5的侧视图。注意，光学元件5的厚度t1典型地为1mm以上，明显大于0.5到0.6mm的人类角膜厚度。光学元件5的厚度使得它不适合用作角膜透镜植入物。图1C显示了角膜植入物15的顶视图。注意，在角膜植入物上没有支撑襻。图1D显示了角膜植入物15的侧视图。注意，厚度t2明显小于白内障手术晶状体植入物。角膜植入物的厚度t2一般小于人类角膜的厚度。
图2A显示了角膜植入物投送系统18的一部分。具有远端末端21(优选切成斜角或斜面)的空心元件20定义了中空轴向通道25(例如轴向空腔)。轴向推动器30具有末端35，它与形状已经变形并被制约装在空心元件20的中空轴向通道25内的角膜植入体15衔接，如图2B中所示。中空通道25的横截面可以是圆形、多边形或任何其它有助于制约角膜植入物15的形状。空心元件20的中空轴向通道25可以含有隆起、突起、凹痕或凹槽(未显示)，以帮助维持角膜植入物在向空心元件(未显示)远端前进时的方向。轴向推动器30与被制约的角膜植入物15的一个末端衔接，使被制约的植入物通过中控通道25前进。图2C显示了从中空通道25的远端出现的被制约的角膜植入物15，它 仍然处于变形和被制约的构型。通过将空心元件20的末端经切口放置在角膜中，角膜植入物15可以通过甚至非常小的切口进入到角膜囊袋中(未显示)。在优选情况下，角膜植入物能够通过小于角膜植入物宽度的一半的进入切口。在那样的情况下，空心元件的外部宽度为0.5mm到5mm，优选为1mm到3mm，内部宽度为0.3mm到4.8mm，优选为0.8mm到2.8mm。
图3显示了角膜植入物在其未变形、未制约的形状下的侧视图。图3B和3C显示了当角膜植入物15在空心元件20中移动时观察到的末端。注意，角膜植入物已经变形并被制约成卷起的构型。卷起的构型的直径优选在0.3mm到4.8mm的范围内，更优选为0.6mm到2.6mm，以便装入空心元件20的中空通道25中。
图4A-4D显示了具有变形仓室27和变形元件28的角膜植入物投送系统。在本发明的本实施方案中，角膜植入物15以未制约和未变形的构型放置在仓室27中，然后在变形仓室27中通过变形元件28变形成折叠的或卷起的角膜植入物17。变形元件28在变形仓室27中移动，将角膜植入物15变形和折叠成折叠的或卷起的角膜植入物17。图4C显示了通过植入物移动器末端35与变形的角膜植入物17衔接的轴向推动器30。图4D显示了变形和折叠的角膜植入物17。轴向推动器30与角膜植入物17衔接，将变形的被制约的植入物推入中空通道25中。图4D显示了角膜植入物17已经被轴向推动器30推出中空通道25，同时仍保持被制约的形状。角膜植入物17的被制约的构型允许通过小的切口传送到角膜囊袋中(未显示)。可选的变形仓室27和变形元件28的存在，有利地允许角膜植入物15容易地变形成允许将它通过小的角膜切口放置到角膜囊袋中的构型。
图5A-5D显示了角膜植入物15被变形成示例的变形和折叠或打褶的角膜植入物17的侧视图。
图6A-6C显示了可选的角膜植入物投送系统100。在本实施方案中，角膜植入物115放置在变形区域122中。当变形区域的“翼”123关闭时，形成了变形仓室124(图6B)，它使角膜植入物115变形。在本实施方案中，角膜植入物115被对折。轴向推动器130的末端132与角膜植入物115衔接。空心元件120是圆锥形的，使得中空通道126在插入到角膜囊袋中的远端121更狭窄。这使得当角膜植入物115向远端前进并通过远端121时，植入物被变形成甚至更小的横截面。在本实施方案中，在有利的情况下，植入物移动器末端132也可以是可变形的，以装入狭窄的中空通道126。
图7A显示了插入到角膜囊袋140中的角膜植入物115的横截面侧视图。图7B显示了角膜植入物115在已经插入到角膜囊袋140中，并在角膜145中展开或伸展回它未被制约时的尺寸后，角膜植入物115的最终形状。
图8A显示了角膜植入物假体50的横截面图。角膜植入物50打算用于代替角膜前层的一部分。在本实施方案中，存在中央光学元件52，它从边缘54向前伸出。在优选情况下，中央光学元件将从边缘向前伸出1到600微米。更优选情况下，中央光学元件将从边缘向前伸出50到400微米。中央光学元件52将代替已经被移除的患病的前端角膜组织。边缘54被设计成部分或完全围绕着光学元件中心，并契合在角膜囊袋的外周凹进处，以便将角膜植入物假体锚定到角膜上。边缘可以是如图示的连续的裙，或者可以具有小圆齿，或者分布在围绕中央光学元件周围的区段中。图8B显示了角膜植入物假体50的顶视图，其中显示了中央光学元件52和边缘54。边缘54可以可选地含有洞，或本质上是多孔的，以便促进角膜组织生长在植入体中或通过植入体，以促进持留和生物相容性。
图8C显示了角膜植入物假体60的横截面图，该假体60打算用于代替角膜的整个厚度区域。在本实施例中，存在中央光学元件的前端 部分62，它从边缘64向前伸出。中央光学元件的前端部分62将代替已经被移除的患病的前端角膜组织。在优选情况下，中央光学元件将从边缘向前伸出1到600微米。更优选情况下，中央光学元件将从边缘向前伸出50到400微米。此外，角膜植入物假体60具有中央光学元件的后端部分66，它从边缘64向后伸出。在优选情况下，中央光学元件将从边缘向后伸出1到900微米。更优选情况下，中央光学元件将从边缘向后伸出50到800微米。中央光学元件63的后端部分将代替已经被移除的患病的后端角膜组织。边缘64将角膜假体60锚定在角膜囊袋的外周凹进处，并提供水密性密封。可选地，边缘64可以含有洞，或本质上是多孔的，以便促进角膜组织生长在植入体中或通过植入体，以促进持留和生物相容性。边缘可以从任何上述的透镜材料形成。
图9A-9F显示了使用本发明的方法和装置治疗前端角膜疾病过程的方法。在图9A-F的每个图中，上方显示的是角膜的横截面图，下方显示的是顶视图。在图9A中，显示已经在前端患病角膜43的后方产生了囊袋40。图9B显示了前端患病角膜43已经用圆锯(未显示)切除，产生了具有外周囊袋的开口顶端。切口的边缘显示为45。图9B还显示了静置在变形区域122中的角膜植入物50。在图9C中，空心元件120已经通过外部开口42插入到囊袋40中，角膜植入物50已经被对折在变形仓室124中。图9D显示了角膜植入物50，通过经狭窄的中空通道126的移动，已经进一步变形成更紧密的形状，并被挤压到囊袋40中。图9E显示了角膜植入物50已经在角膜囊袋40中恢复其原始形状。中央光学元件52填补了切除的患病前端角膜43所留下的空间，恢复了角膜的视觉清晰度。空心元件120和植入物移动器30已经从角膜囊袋40撤回。图9F显示了固定在角膜囊袋40中的角膜植入物50的最终外观。
图10A-10F显示了通过使用本发明治疗整个厚度的角膜疾病(例如假晶状体大疱性角膜病变)的方法。在图10A-F的每个图中，上方 显示的是角膜的横截面图，下方显示的是顶视图。在图10A中，显示了在患病角膜41的层中已经产生了囊袋40。囊袋将角膜分成患病的前端角膜43和患病的后端角膜44。图10B显示了前端患病角膜43已经用圆锯(未显示)切除。切除的边缘用虚线显示为45。在切除的边缘45中，前端角膜中的开口用引用数字46显示。图10B还显示了静置在变形仓室或区域122中的角膜植入物60。在图10C中，空心元件120已经通过外部开口42插入到囊袋40中，角膜植入物60已经被对折在变形仓室122中。图10D显示了角膜植入物60，通过经狭窄的中空通道126的移动，已经进一步变形成更紧密的形状，并被挤压到囊袋40中。图10E显示了角膜植入物60已经在角膜囊袋40中恢复其原始形状。前端光学元件62填补了切除的患病前端角膜43所留下的空间。在优选情况下，在角膜植入物已定位于囊袋中后，可以用通过外部开口42插入的薄断面曲线角膜剪或某些其它的剪切工具(例如等离子体刀片)切除后端患病角膜44。图10F显示了角膜植入物假体60的最终外观。注意，边缘64将角膜植入物假体60锚定在角膜囊袋的外周凹进处，并提供水密性密封。在本实施方案中，后端光学元件63突出在切除的患病角膜44留下的空间中。但是，后端光学元件63是可选的，对于角膜植入物发挥适合的功能来说不是必需需要的。应该理解，前端中央光学元件62、后端中央光学元件63和边缘64的相对维度、形状和角度，每个都可以进行修改，以促进持留以及光学质量的提高，这些都包含在本发明的范围内。
在可选的优选情况下，角膜植入物60可以使用如前在图9和10中所述的注射器系统，通过开口46导入到囊袋40中。空心元件120可以通过开口46插入，然后将角膜植入物60注射到囊袋40中。在其它可选优选情况下，通过将角膜植入物60制约成小直径的构型(例如用镊子)，并将其通过开口46插入到囊袋40中，可以不使用空心元件120(未显示)就将角膜植入物60放置在囊袋40中。
图11A-11F显示了可以在角膜囊袋中装配的角膜植入物的实施方 案。通过在角膜囊袋中装配角膜植入物的每个较小部件，可以在使用相对小的外部切口的同时构建起相对大的角膜植入物。图11A和11B的上部显示了具有基质内囊袋的角膜的横截面图。图11A的下部显示了具有基质内囊袋的角膜的顶部俯视图。在图11A和11B中，可以看见边缘70的一半已经插入到囊袋内。边缘74的另一半正通过小的外部切口插入。注意，因为角膜组织是部分弹性的，因此边缘可以由相对刚性的材料例如聚甲基丙烯酸甲基酯(PMMA)制成，并仍然能够通过小于装配的角膜植入物直径的一半的外部开口42插入。图的上部中垂直的虚线和图的下部中圆形的虚线，表示已经被切除(例如使用圆锯)的前端基质组织的圆盘留下的开口76。图11C和11D显示了光学元件72可以装入开口76。图11E和11F显示了光学元件72已经与边缘的两半70和74相连，完成了角膜植入物的组装。角膜植入物的每个部件，可以通过互锁的连接件(未显示)、胶、或任何其它适合的机械或化学固定方法彼此连接。在本发明的本实施方案中，角膜植入物被显示成三个零件的假体，用于代替角膜的一部分。但是，应该理解，本发明包括了任何可以在角膜囊袋中从两个或多个零件装配的角膜植入物。
图12A-12B是变形仓室86的后部在空心元件80上的末端视图，显示了变形仓室中突出82的存在如何能够帮助维持角膜植入物90在沿轴向方向推进时的方向。变形仓室86包括三个铰接的部分80a、80b和80c，构成了具有开口以接收角膜植入物90的空心元件。在变形区域80的侧面有两个突出82，帮助将角膜植入物90的边缘94保持在位。图12B显示了如何能够通过将翼84放置在一起(它们一起形成了轴向推动器或植入物移动器)将部分80a、80b和80c闭合，产生空心元件80和变形仓室86。现在，角膜植入物90通过突出82牢固地固定在空心变形仓室86内，可以进行操作。然后可以通过轴向推动器或其它植入物移动器(未显示)沿着空心元件80移动角膜植入物90，不会由于疏忽导致角膜植入物的旋转。
请注意，在本发明的任何实施方案中，角膜植入物的至少某些部分可以着色，以增加眼睛的美观或较少暴露于眼睛的光的量(例如用于无虹膜的治疗)。
现在参考图13A和13B，角膜植入物插入装置200包含了由两个圆形铰接部分204定义的变形仓室202。铰接部分204与翼206相连，以便在植入物导入到变形仓室中后，允许铰接部分闭合，捕获角膜植入物C，如图13B所示。
具有内部弓形表面212的突出210与铰接部分204相连，以便表面212形成径向向内定向的斜面，如图14A中所示。因此，如图13B中所示，在将角膜植入物C导入变形仓室202后，使用翼206封闭仓室将使角膜植入物C卷曲成C形的轮廓，如图14A中所示。这与图12A和12B的角膜插入工具的实施方案相比可能是有利的，在那些实施方案中植入物的边缘被突出82的面朝外的表面保持在基本上展开的构型。
在本发明的角膜植入物插入装置的具体实施方案中，角膜植入物C包含直径为大约9mm，厚度为100μm的板层角膜基质内皮移植物。变形仓室220的直径或宽度D为大约9mm，以便接收角膜植入物C，使得它的边缘安置在突出210的弓形表面212的下方，如图13B中所示。
现在参考图15A到15D，具有向前元件232的推动器轴230可以前进到角膜植入物插入装置200的变形仓室202中。向前元件232具有与中空通道的形状相同的轮廓，以便它可以通过突出210，并且典型情况下将是可压缩的，以便它可以穿入到插入装置的逐渐变细的区域240中，如图15D中所示。因此，向前元件232将被首先导入到变形仓室202的恒定直径的部分中，如图15B中所示，被用于推动角膜植入物C向前移动。轴30和向前元件232将继续前进，以便从逐渐变细 的区域240的远端推动角膜植入物C，如图15C中所示。
当角膜植入物C前进时，它的边缘将向内卷曲或翻转，如图14A到14C中所示。在图14A中，角膜植入物C显示得与图15A中的相同。当如图15B中所示向前推进时，角膜植入物C的直径减小，边缘被径向向内推起，如图14B中所示。最后，当角膜植入物从逐渐变细的区域240的近端释放时，它具有显著减小的直径，如图14C中所示。使角膜植入物C的尺寸以尽可能大的程度减小，但是植入物的前端不接触内表面，将是特别理想的，正如图14C中所示。这减少了在移植步骤过程中对精细敏感的角膜内皮细胞的损伤或创伤。
在图16A-F中所示的实施方案中，移植物C、例如DSEK或DMEK移植物，基质一侧朝下放置在植入物移动器300的表面上。植入物移动器300具有柔性的平台310，它提供了装载区域，并由薄的柔性材料例如塑料构成。图16A显示了平台310上的DSEK或DMEK移植物C的顶视图。图16B显示了平台310上的DSEK或DMEK移植物C的侧剖面图。图16E显示了在装载过程开始时平台310上的DSEK或DMEK移植物的前视图。图16E与图16A和16B显示的是在装载过程中相同的时间点。图16C是顶视图，显示了当通过植入物移动器元件300将平台310推进到空心元件320中时，柔性平台310的尺寸和形状将变得被制约。因为DSEK或DMEK移植物C是柔性的，它在柔性平台310内部时尺寸和形状也变得被制约。图16D显示了与16C相同时间点时的侧视图。图16F显示了DSEK或DMEK移植物C在柔性平台310内部如何被束缚成小直径的构型。在图16A-D和16F中，内部弓形突起330将迫使柔性平台310和DSEK移植物C以仅仅与基质表面契合的方式卷曲，从而保护了位于DSEK或DMEK移植物C内部上的精细敏感的角膜内皮。当DSEK或DMEK移植物C将被插入前房中时，空心元件320前进到角膜或巩膜切口中。然后植入物移动器300前进，允许柔性平台310和DSEK植入物C前进，使得DSEK植入物C可以在前房中展开和释放。图16A-D显示了空心元件320末端的可选的斜切， 这有利地允许更容易地插入到眼部切口中。可选的斜切的角度在1°到89°之间，优选在25°到65°之间。
图17A显示了被设计用于矫正近视的角膜支架植入物400的顶视图。支架植入物400从离散的元件402形成，它们提供了截断的圆顶状的外周形状。圆顶的内部体积是空的，不含任何结构。图17B是斜视图，显示了在将用于近视的角膜支架植入物400通过切口I插入到角膜囊袋中之前，角膜C的形状。图17C显示了用于近视的角膜支架植入物400的插入如何使角膜在箭头404的方向上变平，从而缓解了近视。
图18A显示了被设计用于矫正远视的角膜支架植入物410的顶视图。植入物410含有元件412，它们形成了与植入物400相比更高的截断的圆顶。图18B显示了该用于远视的角膜支架植入物410的插入如何使角膜在箭头的方向上变陡，从而缓解了远视。
图19A显示了被设计用于矫正远视散光的角膜支架植入物420的顶视图。植入物420含有两个侧翼422，它们通过中央环424相连。图19B显示了该用于远视散光的角膜支架植入物420的插入如何使中央角膜在箭头的方向上变陡，从而缓解远视，并也使角膜的陡峭轴变平，从而缓解散光。
图20A显示了还含有用阴影线显示的透镜L的角膜支架植入物430的顶视图。图20B显示了该具有透镜的角膜支架植入物430的插入，如何同时通过改变角膜的形状(在本情况下变平)和向光学系统中引入附加透镜，矫正了屈光误差。
支架可以通过常用的技术例如模制，从与以前描述的相同的聚合物形成。可以为角膜支架植入物设计出许多其它的形状和结构，用于治疗近视、远视、散光、高阶像差和膨胀性角膜疾病。我们的发明包 括了所有可能的三维形状和结构，其中不可能有单一平面能够经过结构的所有元件。
尽管上面完全描述了本发明的优选实施方案，但也可以使用各种不同的替换方案、修改方案和等价方案。因此，上面的描述不应该被当作是对随附的权利要求书所定义的本发明的范围的限制。