專利名稱：基質(zhì)內(nèi)角膜的修整的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及修整活體角膜以改變病人視力的方法，尤其是，通過把活體角膜的內(nèi)部區(qū)域分成相對的第一和第二內(nèi)表面、然后去除基質(zhì)內(nèi)細胞組織和/或在兩內(nèi)表面之間植入透明光學材料的步驟對活體角膜進行修整。
相關(guān)的
背景技術(shù)：
在屈光不正的人眼中，遠點，即無窮遠，聚焦在其視網(wǎng)膜上。屈光不正使得當遠點投射在視網(wǎng)膜之前時即為近視或者當遠點投射在該結(jié)構(gòu)之后時即為遠視或遠視狀態(tài)。
在近視眼中，或者是該眼睛的軸向長度比通常眼睛的長，或者是其角膜和晶狀體的折射能力比屈光不正眼睛中的強。相反，遠視眼中的軸向長度可能比通常眼睛的短，或者其角膜和晶狀體的折射能力比正常眼睛中的弱。近視通常在5-10歲開始發(fā)生，并一直發(fā)展到20-25歲。在1-2％的普通人群中可見大于6屈光度的高度近視。1-3屈光度的低度近視的發(fā)生率可達到普通人群的10％。
遠視眼的發(fā)生率是未知的。通常，所有的眼睛在出生時都是遠視，然后眼睛的折射能力逐漸地增加到15歲的正常水平。但是，由于白內(nèi)障而摘除晶狀的天然透鏡時，就會產(chǎn)生遠視的情況。
矯正近視可以通過在眼睛的前面設(shè)置一個負透鏡或凹透鏡來實現(xiàn)，以眼鏡或接觸透鏡的方式降低眼睛的折射能力?？梢杂靡桓闭哥R或凸透鏡的眼鏡或接觸透鏡來矯正遠視眼。當由于去除白內(nèi)障，即摘除天然的晶狀體而產(chǎn)生遠視時，我們可以在眼睛中植入一個塑料透鏡，如一種已知的眼內(nèi)植入術(shù)，以代替被摘除的天然晶狀體。
用手術(shù)的方法來矯正近視類屈光不正可以追溯到1953年，當時Sato試圖通過在角膜基質(zhì)的周邊施行徑向切割而修平角膜的曲率(Sato，Am.J.Ophthalmol.36823，1953)。后來，F(xiàn)yoderov(Ann.Ophthalmol.111185，1979)把上述方法作了修改，以避免由于上述的徑向角膜切開術(shù)而引起的術(shù)后并發(fā)癥。目前，在矯正達4個屈光度的低度近視中采用該方法(參見Schachar[eds]Radial Keratotomy Lal，Pub.Denison，Texas，1980和Sanders D[ed]Radial Keratotomy，Thorofare，NJ，Slack publication，1984)。
矯正近視類屈光不正的另一種方法是通過車床切割(lathe cutting)冰凍的片狀角膜移植物，即已知的近視眼角膜手術(shù)(Keratomieusis)。當近視程度大于6個屈光度且不大于18個屈光度時可以采用該技術(shù)。該技術(shù)涉及用微型角膜刀切割角膜的部分厚度，約為0.26-0.32mm(Barraquar，Ophthalmology Rochester 88701，1981)。然后將所切割的部分角膜置于一冷凍車床中而修整其表面。這是通過利用計算機系統(tǒng)將其切割成角膜薄壁組織而實現(xiàn)的。在進行該切割前，將角膜冰凍到-18°F。上述方法中的困難在于在完成所述的車床切割中需要加工頭和刀頭的精確的中心定位。在車床加工過程中需要不斷地檢測且加工頭和刀頭的溫度必須恒定。為達到此目的，采用二氧化碳氣體和流體。然而，液態(tài)二氧化碳之上的氣體的絕熱釋放將釋放出固態(tài)的二氧化碳顆粒，這將引起噴嘴堵塞和冷卻不充分。
還必須用計算機和計算器來計算角膜薄片的曲率和因冰凍而引起的增量。如果角膜薄片太薄，將導致一個小的光學區(qū)域和隨后不如意的矯正。如果該細胞組織比刀頭厚，將不會符合所計算的表面而出現(xiàn)矯枉過正。
另外，同時還需要精確的解凍技術(shù)。解凍的并發(fā)癥將影響術(shù)后的角膜透鏡。這包括角膜薄片與晶核之間的濃稠或不透明的接觸面。被切除的角膜的基質(zhì)也可能變得不透明(Binder Arach Ophthalmol 100101，1982和Jacobiec，Ophthalmology[Rochester]881251，1981；和Krumeich JH，Arch，AOO，1981)。在術(shù)后未經(jīng)矯正的視覺分辨力方面也具有很大的變化。由于這些困難，在美國進行近視角膜術(shù)(keratomieusis)的病例不多。
遠視類角膜真菌病的手術(shù)治療涉及以上所述的用于近視角膜術(shù)的片狀角膜。在冰凍之后對角膜表面進行車床切割以產(chǎn)生較高的折射能力。由于技術(shù)上的困難以及出現(xiàn)車床加工誤差的可能極大，所以在美國也較少實施上述的方法。許多眼科醫(yī)師優(yōu)選區(qū)別于這種方法的另一種技術(shù)，那就是keratophkia，即如果不能在這些眼睛中植入眼內(nèi)晶狀體，則在角膜內(nèi)植入一個晶狀體。
Keratophkia需要在角膜內(nèi)植入一個人造晶狀體，或是有機的或是合成的。如Werblin等人的美國專利No.5123921和美國專利No.5336261中所公開的那些合成晶狀體，由于它們受到上覆角膜的營養(yǎng)物質(zhì)的影響，不能在這個位置被很好的接受。盡管有機豆狀核承受力較好，但需要對角膜微透鏡進行冰凍車床切割。
采用用于片狀角膜切割的微型角膜刀的困難是對眼睛進行不規(guī)則的角膜摘除術(shù)或穿孔術(shù)。視力的恢復也不是長期的。因而，需要有效的時間來清理所植入的角膜微透鏡，且由于存在兩個接觸面而降低了最好的矯正視力。
在角膜中形成一個溝槽而將環(huán)狀元件插入該溝槽中以修整角膜的形狀也是已知的技術(shù)。例如，這種類型的環(huán)狀植入物公開在Kilmer等人的美國專利No.4961744、Silvestrini等人的美國專利No.5300118、Davenport等人的美國專利No.5318047、Silvestrini等人的美國專利No.5323788、Barrett等人的美國專利No.5391201、Loomas等人的美國專利No.5403335和Silvestrini等人的美國專利No.5405384中。但是，以這樣的方式把一個環(huán)狀元件插入角膜的溝槽中將使得角膜拉伸而變形，從而導致視覺模糊或畸變。
紫外或更短波長的激光器也用于修整角膜。這些激光器是公知的準分子激光器，它們是脈沖型紫外輻射高功率源。這些激光器的激活介質(zhì)包括例如氬、氪和氙的惰性氣體和例如氟和氯的鹵素氣體。在放電情況下，這些氣體發(fā)生反應而形成準分子。這些準分子的受激發(fā)射將產(chǎn)生紫外區(qū)域的光子。
這種類型的激光器的已有工作已經(jīng)示例了波長為193nm的氬-氟激光的遠紫外光能通過斯裂化學鍵而分解有機分子。由于這種光蝕作用，所以它能夠切割組織和有機與塑料材料，而不發(fā)出能使組織凝結(jié)的熱。已經(jīng)報道了早期采用這類激光器的眼科學工作，它是在體外對角膜施行徑向切割(Trokel，Am.J.Ophthalmol1983和Cotliar，Ophthalmogy 1985)。目前正在進行的利用激光來矯正角膜曲率的所有努力都是通過徑向角膜術(shù)對角膜進行徑向切割而矯正低度近視。
由于上述的困難都涉及已有的方法，所以需要繼續(xù)改進矯正視力的方法。
發(fā)明概述據(jù)此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種通過把一透明光學材料植入角膜內(nèi)部而修整角膜曲率的方法。
本發(fā)明的另一目的在于不用激光燒蝕而把一具有開口的環(huán)狀植入物植入眼睛的角膜中而修整角膜的曲率。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種通過一模板以精確的方式利用激光源且在必要時把一透明光學材料植入角膜基質(zhì)而修整角膜的曲率的方法。
本發(fā)明的在再一目的在于提供這樣一種方法，它能夠修整活體角膜，從而減小對冰凍角膜處理的需要和由此帶來的并發(fā)癥。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種不需要眼鏡或接觸透鏡而僅需要修整角膜曲率的改善視力的方法。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種不需要縫合而修整活體角膜曲率的方法。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種通過在角膜的上表皮和Bowman層形成小口而修整活體角膜曲率的方法。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種通過燒蝕或凝結(jié)角膜基質(zhì)且把一透明光學材料植入角膜基質(zhì)而修整角膜曲率的方法。
前面所述的發(fā)明目的是通過修整具有外表面的病人活體角膜的曲率的方法來實現(xiàn)的，它包括以下步驟在活體角膜的外表面形成一個相對小的開口；通過所述的開口把活體角膜的內(nèi)部區(qū)域分成相對的第一和第二內(nèi)表面，形成一個槽，所述第一內(nèi)表面面向該活體角膜的后方，第二內(nèi)表面面向該活體角膜的前方；通過該活體角膜外表面上的開口插入一模板，所述的模板具有一個激光束透過部分和激光束遮擋部分用于形成一預定模板圖案；通過所述的開口在所述的第一和第二內(nèi)表面之間插入一激光束發(fā)射光纜；把來自激光束光纜的激光束準直到所述的模板上，使所述的激光束穿過所述模板的激光束透過部分，且使激光束以一預定的圖案準直到至少第一和第二內(nèi)表面中的一個之上，以增加燒蝕強度且隨后完全去除它的三維部分，燒蝕之后使得所述的槽被破壞，從而該活體角膜得以修復。
對于所述技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說，本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點和突出特點將通過以下的詳細描述而清楚，所述的描述結(jié)合附圖，公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
附圖的簡要說明現(xiàn)在，參照附圖，它們形成本發(fā)明原始公開的一部分

圖1是從眼睛中心剖開的截面的側(cè)視圖，示意了角膜、瞳孔和晶狀體；圖2是與圖1所示截面相似的截面?zhèn)纫晥D，但其中從角膜前部摘除了一薄層，使得角膜分成相對的第一和第二內(nèi)表面；圖3是如圖2所示眼睛的示意性側(cè)視圖，與其相鄰設(shè)有激光束源、光闌和導引機構(gòu)；圖4是經(jīng)圖3所示裝置以燒蝕處理過的眼睛的截面?zhèn)纫晥D，所作的處理是在與角膜內(nèi)表面中心相距一間隔的一環(huán)狀區(qū)域中進行的；圖5是圖4所示的經(jīng)燒蝕過的角膜的前視圖；圖6是圖4和圖5所示的經(jīng)燒蝕過的角膜的截面?zhèn)纫晥D，其中把先前從角膜上摘除的薄層放回到了該角膜的燒蝕區(qū)域。以增加整個角膜的曲率；圖7是角膜內(nèi)表面的中心區(qū)域被燒蝕過的眼睛的截面?zhèn)纫晥D；圖8是具有圖7所示中心燒蝕區(qū)的角膜的前視圖；圖9是圖7和圖8所示的被燒蝕過的角膜的截面?zhèn)纫晥D；其中把先前從角膜上摘除的薄層放回所述的燒蝕區(qū)，以減小整個角膜的曲率；圖10是圖3所示的可調(diào)光闌的前視圖，它用于把激光束準直到眼睛上；圖11是圖3所示的導引機構(gòu)的前視圖，它具有尺寸可變化的可旋轉(zhuǎn)光圈，用于以一預定圖案把激光束準直到眼睛上；
圖12是圖11所示導引機構(gòu)的右側(cè)視圖；圖13是沿圖11所示剖線13-13剖開的截面右側(cè)視圖，示意了所述導引機構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖14是含有一可動光圈的改進型導引機構(gòu)的示意性側(cè)視圖；圖15是用于導引激光束的第二種改進型導引機構(gòu)的示意性側(cè)視圖，它包括一個被常規(guī)支撐的反射鏡和用于移動所述反射鏡的驅(qū)動電機，從而以預定的圖案導引激光束；圖16是第三種改進型導引機構(gòu)的示意性側(cè)視圖，它含有一個外殼和一條可轉(zhuǎn)動的光纖；圖17是圖16所示外殼和光纖的后側(cè)視圖；圖18是激光源、光闌和導引機構(gòu)的示意性側(cè)視圖，用于燒蝕從角膜上摘除的薄層，所述的薄層由一對罩支撐；圖19是一活體角膜的前視圖，根據(jù)本發(fā)明，該角膜已經(jīng)被用一刮刀將角膜的中心部分成了相對的第一和第二內(nèi)表面；圖20是沿圖19所示角膜的剖線20-20剖開的截面?zhèn)纫晥D；圖21是用激光燒蝕切割過的、如圖19所示角膜的前視圖，所作的燒蝕是對角膜的中部進行的；圖22是沿圖21所示角膜的剖線22-22剖開的截面?zhèn)纫晥D；圖23是沿眼睛中心剖開的截面?zhèn)纫晥D，其中示意了圖19-22所示的燒蝕后的角膜，其中去掉了光纖尖部；圖24是沿眼睛中心剖開的截面?zhèn)纫晥D，其中示意了圖19-23所示的燒蝕后的角膜被破壞的位置，以減小角膜中部的曲率；圖25是角膜的部分放大截面圖，其中利用光纖尖部通過切割、分離和燒蝕而把角膜分成相對的第一和第二內(nèi)表面；圖26是具有光纖尖部的角膜的部分放大截面圖，其中的光纖尖部有傾斜的端部；圖27是具有光纖尖部的角膜的部分放大截面圖，其中的光纖尖部有直角的彎曲端部，用于燒蝕角膜；圖28是一活體角膜的前視圖，其中根據(jù)本發(fā)明用一刮刀形成了多個徑向延伸的切口，在每個徑向延伸的切口處將角膜分成相對的第一和第二內(nèi)表面；
圖29是一角膜的前視圖，其中圖28所示的徑向延伸切口已經(jīng)被燒蝕，形成了多個徑向延伸通道；圖30是沿圖29所示角膜的剖線30-30剖開的截面?zhèn)纫晥D，其中去掉了光纖尖部；圖31是沿眼睛中心剖開的截面?zhèn)纫晥D，其中示意了圖28-30所示的燒蝕過的角膜被破壞后的位置，減小了角膜中部的曲率；圖32是一種活體角膜的前視圖，其中根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)用刮刀形成了多個徑向延伸的切口，用以在每個徑向延伸的切口處將角膜分成相對的第一和第二內(nèi)表面；圖33是沿圖32所示角膜中的剖線33-33剖開的截面?zhèn)纫晥D，其中沒有刮刀；圖34是一種角膜的前視圖，該角膜已如圖32和33所示那樣被徑向切開，且在這些徑向切口末端由激光凝結(jié)，從而增加了該角膜中部的曲率；圖35是沿圖34所示角膜中的剖線35-35剖開的截面?zhèn)纫晥D，其中的激光器已去除，在各徑向切口末端凝結(jié)，以增加該角膜中部的曲率；圖36是角膜的部分截面放大圖，其中用一鉆尖去除細胞組織；圖37是一種已經(jīng)被切開且形成了一個基質(zhì)內(nèi)槽的活體角膜的前視圖，圖中示意了用于把眼用材料插入或植入該槽中的工具；圖38是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了充滿眼用材料的基質(zhì)內(nèi)槽，從而增加角膜中部的曲率；圖39是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了部分充滿眼用材料的基質(zhì)內(nèi)槽，從而減小角膜中部的曲率；圖40是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了用眼用材料將基質(zhì)內(nèi)槽完全填充，從而使角膜中部的曲率恢復到原曲率；圖41是一種根據(jù)本發(fā)明用于植入角膜的眼睛植入物或材料的后視圖；圖42是沿剖線42-42剖開的圖41所示眼用植入物或材料的截面圖；圖43是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了含有圖41和42所示眼用植入物或材料的基質(zhì)內(nèi)槽，以增加角膜中部曲率；圖44是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了含有圖41和42所示眼用植入物或材料的基質(zhì)內(nèi)槽，以減小角膜中部曲率；
圖45是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了含有圖41和42所示眼用植入物或材料的基質(zhì)內(nèi)槽，以保持角膜中部原曲率；圖46是一種已經(jīng)被切開且形成了多個徑向通道或槽的活體角膜的前視圖，其中示意了一種用于把眼用材料插入或植入這些溝槽的工具；圖47是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了在圖46所示的多個徑向通道或槽中過量填充眼用材料而修整角膜，從而增加它的曲率；圖48是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了在圖46所示的多個徑向通道或槽中不填滿眼用材料而修整角膜，從而減小它的曲率；圖49是沿眼睛中心割開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了在圖46所示的多個徑向通道或槽中完全充有眼用材料而修整角膜；圖50是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了在一個徑向通道或槽中過量填充眼用材料以增加所選角膜區(qū)域的曲率；而在另一個徑向通道或槽中不填滿眼用材料以減小所選角膜區(qū)域的曲率；圖51是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了在一個徑向通道或槽中完全充有眼用材料以使角膜的一部分保持原形狀，而在另一個徑向通道或槽中過量填充眼用材料以增加所選角膜區(qū)域的曲率；圖52是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了在一個徑向通道或槽中完全充有眼用材料以使角膜的一部分保持原形狀，而在另一個徑向通道或槽中不填滿眼用材料而塌陷，以減小所選角膜區(qū)域的曲率；圖53是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了在一個徑向通道或槽中過量填充眼用材料以增加所選角膜區(qū)域的曲率，而在另一個徑向通道或槽中不填滿眼用材料而塌陷，以減小所選角膜區(qū)域的曲率；圖54是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了完全從活體角膜上摘除的一角膜薄層或部分角膜，并在該薄層剩余的活體角膜之間置入如圖41和42所示的眼用材料或植入物；圖55是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了植于角膜中的如圖41和42所示的眼用植入物，其中角膜薄層重新放置在眼用植入物上，以增加角膜的曲率；圖56是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了植于角膜中的如圖41和42所示的眼用植入物，其中角膜薄層重新放置在眼用植入物上，以減小角膜的曲率；圖57是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了植于角膜中的如圖41和42所示的眼用植入物，其中代替角膜薄層重新放置在眼用植入物上，以保持角膜的原曲率；圖58是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了角膜中的一環(huán)形切口或槽以及位于相分離內(nèi)層之間的、如圖41和42所示的眼用植入物，但這是在相分離的內(nèi)層被重新放置或再結(jié)合在角膜上之前；圖59是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了形成一片狀結(jié)構(gòu)的角膜切口外表面，它的一部分仍與角膜相連，以曝露角膜基質(zhì)內(nèi)層；圖60是根據(jù)本發(fā)明用于植入角膜基質(zhì)內(nèi)區(qū)域中的眼用植入物或材料的前視圖；圖61沿剖線61-61剖開的、如圖60所示眼用植入物或材料的截面圖；圖62是已經(jīng)用一工具將其切開的活體角膜的前視圖，根據(jù)本發(fā)明，該角膜被從中部分成相對的第一和第二內(nèi)表面；圖63是圖62所示角膜的縱剖面的側(cè)視圖；圖64是其中含有一模板的、圖62所示活體角膜的前視圖；圖65是圖64所示角膜的縱剖面的側(cè)視圖，其中示意了位于角膜中的模板；圖66是圖62-65所示活體角膜的前視圖，但其中在角膜中插入了模板，且在其中也插入了激光束發(fā)射光纜或光纖，用于燒蝕該活體角膜中相對設(shè)置的第一和第二內(nèi)表面中的至少一個；圖67是圖66所示活體角膜被放大的、部分截面的側(cè)視圖，其中有一激光束穿過該模板的一部分，用以燒蝕該角膜的一個內(nèi)表面；圖68示意了當圖62-67所示的活體角膜在一個內(nèi)表面被完全燒蝕而形成了一環(huán)狀槽后的前視圖；圖69是圖68所示活體角膜截面的放大側(cè)視圖，其中該角膜具有一環(huán)狀槽，且該圖所示的是在該環(huán)狀槽塌陷之前的狀態(tài)；圖70是圖68和69所示角膜的截面?zhèn)纫晥D，但它是在該燒蝕槽已經(jīng)塌陷而減小該角膜外表面的斜率之后的狀態(tài)；圖71是圖70所示活體角膜的側(cè)視圖，但其中插入有圖60和61所示的眼用植入物；
圖72是模板的另一實施例，它用于燒蝕圖62和63所示活體角膜的相對設(shè)有的第一和第二內(nèi)表面中的至少一個，以生成一環(huán)形燒蝕；圖73是用于圖62和63所示活體角膜中的模板的又一實施例，以在多條徑向線燒蝕相對設(shè)置的第一和第二內(nèi)表面中的至少一個；圖74是本發(fā)明中的通用坯料的另一實施例的透視圖；圖75是圖74所示實施例的前視圖；圖76是圖74所示實施例的頂視圖；圖77是本發(fā)明中通用坯料的另一實施例的透視圖，它是圖74所示實施例的一種變換；圖78是圖77所示實施例的前視圖；圖79是圖77所示實施例的頂視圖；圖80是圖74和77所示實施例的一種變換例的前視圖；圖81是沿眼睛中心剖開的截面?zhèn)纫晥D，其中示意了將圖74所示通用坯料放置在該角膜暴露表面之上；圖82是沿眼睛中心剖開截面的放大側(cè)視圖，其中示意了圖74所示通用坯料位于該角膜暴露表面之上；圖83是含有圖74所示通用坯料的角膜的放大前視圖，如圖82所示，該坯料位于角膜的暴露表面上；和圖84是沿眼睛中心剖開截面的側(cè)視圖，其中示意了把片狀結(jié)構(gòu)復位到圖74所示的通用坯料之上。
優(yōu)選實施例的詳細描述如圖1所示，眼睛10包括角膜12、瞳孔14和晶狀體16。如果角膜和晶狀體的組合不能提供足夠的視力，可以根據(jù)本發(fā)明修整角膜，以修整相結(jié)合的角膜和晶狀體系統(tǒng)的折射能力，從而矯正視力。這可通過以下步驟完成首先利用一摘除工具19，例如解剖刀，切割病人活體角膜12的中部摘取一薄層18，通過切割，該薄層的厚度大約在0.2mm量級，而整個角膜的厚度為0.5mm。一旦從該角膜中切割和摘取該薄層18，該手術(shù)將使相對的第一和第二內(nèi)表面20和21暴露在外。有利的是，正是該角膜其余部分之上的暴露內(nèi)表面20成為準分子激光燒蝕的對象。另一方面，如圖18所示，所摘除的角膜薄層之上的切割內(nèi)表面21也可以成為激光加工的對象，將在以后詳細描述。
如圖3所示，用于本發(fā)明的裝置包括一激光束源22、一可調(diào)光闌24和一導引機構(gòu)26，它們?nèi)寂c眼睛10排成一線，相鄰設(shè)置，且都被支撐在一適宜的基座上。
所述的激光束源22采用氬-氟或氪-氟類準分子激光是有利的。這種類型的激光將光燒蝕該角膜組織，即，使之分解而不使之燃燒或凝結(jié)，這樣就不會過度損壞該活體組織。這種燒蝕去除了適宜的角膜部分，從而使得可修整角膜的曲率。
圖3和10所示的可調(diào)光闌主要是一個傳統(tǒng)光闌結(jié)合一可調(diào)中心光圈30，可以通過一個與該光闌相匹配的操縱桿32來增加或減小它的徑向尺寸。所述的光闌最好是被支持在一環(huán)狀體34上，而該環(huán)狀體34被支撐在基座28上的支架36上。形成該光闌的材料是不透激光的，從而使得在該激光射向該光闌時僅從光圈30中通過?？梢圆捎门c導引機構(gòu)26相結(jié)合的光闌24，以限制通過該導引機構(gòu)26的激光束的大小，這將在以后詳細描述，或者，可以通過它本身來對角膜中心的裸露內(nèi)表面20進行燒蝕。
在圖7-9中示意了上述情形，其中，使激光束22射向并通過光闌24的光圈3O，而在中心的裸露內(nèi)表面20上形成基本為盤狀的燒蝕區(qū)域38。通過改善光圈的大小，可以改變盤狀燒蝕區(qū)域38的大小。而且，通過隨時間改變該光圈的大小，可以形成適宜的凹狀或凸狀區(qū)域38。如圖9所示，一旦獲得適宜的燒蝕區(qū)域38，就可以把先前摘取的薄層18放回角膜的燒蝕區(qū)域38上，且在此通過縫合帶40相連接。
由于圖7所示的燒蝕區(qū)域38主要是一個位于裸露內(nèi)表面20上的均勻的圓柱狀凹陷，所以當把該角膜薄層18放回時，該角膜的曲率減小了，從而修整了該角膜和晶狀體系統(tǒng)的折射能力。
如圖10所示，桿32用于改變光圈30的尺寸，且能夠用手或適宜的常規(guī)電機進行調(diào)節(jié)，可以根據(jù)需要隨時間而對它進行調(diào)整，以提供孔徑大的或狹小的光圈如圖3、11、12和13所示，可以用一導引機構(gòu)26或用一導引機構(gòu)26與光闌24的結(jié)合代替光闌24來把激光導引到角膜上。該導引機構(gòu)26尤其適于在如圖4-6所示的表面20上形成一環(huán)狀燒蝕區(qū)域42，以增加該角膜的整體曲率。
如圖4和5所示，所形成的環(huán)狀燒蝕區(qū)域42與裸露的內(nèi)表面20的中心相距一定距離，且在先前被摘取的角膜薄層18恢復和縫合時，該薄層將變得更突出，從而使整個角膜的曲率得以修整。
如圖11-13所示，該導引機構(gòu)26包括一用于支撐環(huán)狀體46的桿44，該環(huán)狀體具有一向內(nèi)徑向延伸的凹陷48。不透激光的盤50位于環(huán)狀體內(nèi)，且具有一圓柱狀突起52，該突起52上有一向外的法蘭54，它能可轉(zhuǎn)動和可滑動地插入所述的凹陷。在穿過環(huán)狀體46的圓柱狀突起52之上有外齒狀齒輪56，該齒輪與支撐在電機62的軸60上的傳動齒輪58相嚙合。傳動齒輪58的轉(zhuǎn)動反過來轉(zhuǎn)動齒輪56和盤50。
盤50本身具有一長條形光圈64，該光圈主要是由一徑向邊緣所形成，且沿內(nèi)徑向延伸穿過該盤的中心。與光圈64的頂部和底部相鄰的是一對相平行的導軌66，其上設(shè)置了一具有U形截面且可滑動的遮蓋物70。由此，沿導軌移動所述遮蓋物70，就可以露出更多或更少的光圈64，從而使得更多或更少的激光通過和照射到角膜上。很明顯，光圈越大，環(huán)形燒蝕區(qū)域42的寬度將越大。通過轉(zhuǎn)動盤，該光圈64也轉(zhuǎn)動，從而形成環(huán)形燒蝕區(qū)域42。
圖14的實施例現(xiàn)在參見圖14，圖中示意了一個改進型導引機構(gòu)72，它與圖11-13所示的導引機構(gòu)26相似，只是光圈的大小不能改變。因此，所述的改進型導引機構(gòu)72由一個支撐在桿76上的環(huán)狀體74、一個不透光的盤78和一個可滑動的遮蓋物80組成，其中所述的不透光盤78可通過一適宜的電機(未示出)在環(huán)狀體74中轉(zhuǎn)動。盤78具有一徑向延伸的矩形光圈82，盤上的頂部和底部有平行導軌84和86，用以可滑動地接納所述的遮蓋物80，所述的遮蓋物具有與導軌相配的U形形狀。該遮蓋物80有自己的光圈88，它該光圈與盤中的光圈82相對準。據(jù)此，通過沿盤的導軌滑動該遮蓋物80，就可以改變光圈88和光圈82的交點位置，從而改變由這兩個光圈的組合所形成的整體光圈的徑向位置。正如在導引機構(gòu)26中，除光圈之外，遮蓋物80和盤78對激光都是不透過的。
圖15的實施例現(xiàn)在參見圖15，圖中示意了第二種改進型導引機構(gòu)90，它用于把從激光束源22中射出的激光束沿一適宜的預定圖案準直到角膜22上。該導引機構(gòu)90包括一通常被支撐在一桿94上的反射鏡92，例如通過一個球狀體96和軸窩98來支撐。所述的反射鏡92可以通過任何適宜的器件經(jīng)常規(guī)的連接而相對于桿旋轉(zhuǎn)，例如，以90°相間隔且與該反射鏡結(jié)合的兩個小型壓電電機，例如，可以利用具有一與之相配的插棒102且與反射鏡的后部相連的壓電電機100，一彈簧104環(huán)繞插棒且把該反射鏡保持在零位。電機100通過一桿108剛性與基座106相連。可以設(shè)置第二個壓電電機(未示出)使得它的插棒與反射鏡的后部相連，并與電機100成90°角。通過利用兩個電機、彈簧和插棒，可以在反射鏡92的常規(guī)連接中完全轉(zhuǎn)動該反射鏡92，使來自于光源22中的激光束照射到角膜12上，以一預定的圖案燒蝕該角膜。
圖16-17的實施例現(xiàn)在參見圖16和17，圖中示意了第三種改進型導引機構(gòu)111，用于把從激光源22中射出的激光束照射到角膜12上且燒蝕該角膜12。這種改進型導引機構(gòu)111基本上包括一圓柱形外殼113，它具有一可轉(zhuǎn)動地接納光纖17一端的不透光的第一末端。所述外殼的第二末端119包括一可轉(zhuǎn)動的不透光盤，所述的盤具有一與該外殼相配的法蘭121和一個與傳動齒輪相接的外齒輪123，所述的盤由軸127和電機129驅(qū)動。從而，傳動比齒輪的轉(zhuǎn)動將導致齒輪123的轉(zhuǎn)動且因此使得所述外殼不透光的第二末端119轉(zhuǎn)動。所述的第二末端119具有徑向的矩形光圈131，其中接納光纖117的另一端。所述光纖的這端，要么其尺寸合適而使其與光圈很好地緊密相配，要么具有另一適宜的組件，用于在第二末端轉(zhuǎn)動期間，把光纖的末端保持在光圈中的一預定位置。但是，所述的末端可以沿光圈的徑向移動，以改變由所述導引機構(gòu)形成的環(huán)狀燒蝕區(qū)域的位置。
圖18的實施例現(xiàn)在參見圖18，不燒蝕角膜12的裸露內(nèi)表面20，而用如圖18所示的裝置燒蝕被摘除角膜薄層18的內(nèi)表面133。同樣，圖18所示裝置也可用于從眼睛上摘取的眼庫角膜，然后把它放在病人的眼中，以修整該病人組合角膜結(jié)構(gòu)的曲率。前述的裝置包括激光源22、可調(diào)光闌24和導引機構(gòu)26。另外，采用一組件134支撐所摘取的極易損壞的角膜薄層。該組件134包括一對激光透明罩136和138，用夾具140把它們以密封的方式連接在一起，其間與角膜薄層18的外沿相配。每個罩都具有一個入口管142、144，用于把壓縮空氣或適宜的流體通過泵146和148噴射入其中。利用所述壓縮氣體或流體的容器，使該角膜薄層保持適宜的曲率，使得激光束能提供精確燒蝕的預定圖案。為保持如圖18所示的曲率，薄層右側(cè)的壓力稍大于其左側(cè)的壓力。
一旦所述的薄層按需要被適宜地燒蝕，它就可放回角膜的裸露內(nèi)表面20上，且可以改變以上所述和圖4-9中所示的整個角膜的曲率。
圖19-27的實施例現(xiàn)在參見圖19-27，其中示意了一種將根據(jù)本發(fā)明對其進行近視治療的病人的原位眼活體110。眼110包括角膜112、瞳孔114和晶狀體116，將根據(jù)本發(fā)明對其進行處理而不需要冰凍角膜。
可以通過減小角膜112外表面的曲率來實現(xiàn)近視的矯正(即把角膜的中部弄平)。這是通過首先把角膜112的表皮切出一切口118來完成的。切口118可以是彎的或直的，且優(yōu)選其長度約2.0-3.0mm，與角膜112的中心相距約3.0-6.0mm。可以用激光或刮刀(即一種雙刃刀)在角膜112上形成切口118。
如圖19和20所示，一旦形成了切口118，就把刮刀120插入切口118中以把活體角膜112的內(nèi)部區(qū)域分成相對的第一和第二內(nèi)表面122和124，從而形成基質(zhì)內(nèi)槽或內(nèi)槽126。第一內(nèi)表面122面向眼睛110后方，而第二內(nèi)表面124面向眼睛110的前方，且這兩個內(nèi)表面都相對于角膜的中心徑向延伸。
如圖19和20所示，通過在角膜112的基質(zhì)內(nèi)區(qū)域中向前和向后移動刮刀120可形成槽126。其重要的是，在形成槽126時，應使刮刀126基本保持在一個平面內(nèi)且基本與角膜的內(nèi)表面相垂直，以避免貫穿和切斷后彈性膜(descemet)或Bowman膜。
優(yōu)選的是，刮刀120的長度約為3.0-12.0mm，厚度約為0.1-1.0mm，寬度約為0.1-1.2mm。刮刀120可以如圖20所示稍微彎曲或是直的。
雖然如圖19和20所示的刮刀120用于分割角膜112的內(nèi)表面，但可以用與激光源相耦合的光纖來代替刮刀120，而把角膜112分成相對的第一和第二內(nèi)表面122和124。
如圖21和22所示，在形成槽126之后，把與光纖132耦合的光纖尖端130經(jīng)切口118插入槽126中，以把角膜112燒蝕成一基本為環(huán)形的區(qū)域。從而摘取一基本為盤狀的角膜112區(qū)域。而形成一盤狀腔126’，其中的光纖132是與激光器相耦合的。從尖端130射出的激光可以射向第一內(nèi)表面122和第二內(nèi)表面124中之一或同時，且通過燒蝕而從中摘取三維區(qū)域。所用的光纖可以根據(jù)需要采用實心的或空心的。
光纖132的激光源采用例如CO2、摻鉺或鈥激光器的長波、紅外激光器，或者氬-氟或氪-氟型短波、紫外準分子激光器是有利的。這種類型的激光器將光蝕角膜基質(zhì)內(nèi)組織，即把它分解而不使之燃燒或凝結(jié)。
圖25-27示意了用于燒蝕角膜的光纖尖端的三種不同結(jié)構(gòu)。在圖25中，尖端130具有一個用于使激光束與該尖端平行的基本筆直的末端。參見圖26，尖端130’具有一個其表面傾斜的末端，用于相對于該尖端以優(yōu)選為45°的銳角準直激光束，有助于根據(jù)需要燒蝕角膜。圖27中，尖端130”具有一彎曲末端，用于使激光束彎曲，有助于根據(jù)需要燒蝕角膜。
參見圖23，所示的角膜112具有在該角膜112中心形成的基本為盤狀的腔126’，該腔是在尖端130移開之后角膜112塌陷或弄平之前形成的。所示的盤狀腔126’可以是各種形狀和大小，這依賴于對病人眼睛進行矯正時所需要修整的曲率量。由此，可以根據(jù)需要摘除任何的角膜三維基質(zhì)內(nèi)區(qū)域。所摘除的基質(zhì)內(nèi)區(qū)域可以是均勻的或非均勻的。例如，從角膜邊緣摘除的材料可以比從角膜中部摘除的多。相反，從角膜中部摘除的材料也可以比從角膜邊緣摘除的多。角膜邊緣部分的摘除在邊緣區(qū)域塌陷后將導致角膜中部曲率的增加。
參見圖24，在燒蝕槽126以及移開尖端130之后，在通常的眼部壓力下所燒蝕的腔126’將塌陷，而將所燒蝕的第一和第二內(nèi)表面122和124重新連接在一起。這種角膜基質(zhì)內(nèi)部的塌陷和重新組合將減小角膜112中部的曲率，角膜的形狀從虛線所示的原形狀變?yōu)閳D24中所示的新形狀。經(jīng)過一段時間之后，根據(jù)病人的治愈能力，所述的燒蝕表面治愈且愈合，成為該角膜曲率的永久性修復。
圖28-31所示的實施例現(xiàn)在參見圖28-31，將根據(jù)本發(fā)明的另一實施例對所示的眼睛210進行近視治療，所述的眼睛210包括角膜212、瞳孔214和晶狀體216，將對角膜進行處理，而不需對其冰凍。在該實施例中，矯正近視是通過首先用平頭的或刀片狀的刮刀220形成多個徑向的基質(zhì)內(nèi)切口218來實現(xiàn)的。這些切口218使得在每個切口218處把角膜218分成相對的第一和第二內(nèi)表面222和224。第一內(nèi)表面222面向眼睛210的后方，而第二內(nèi)表面224面向眼睛210的前方，且兩者都相對于角膜中心徑向延伸。刮刀220可具有最大直徑約0.1-0.2mm的直刀片或彎曲刀片。如果需要的話，可以用激光器代替刮刀220來形成切口218。
切口或未燒蝕的通道218通常從角膜的邊緣向角膜的中心徑向延伸。盡管切口218可以從角膜中心延伸，但根據(jù)近視的程度，可優(yōu)選切口218在距角膜212中心約3.0mm處截止。切口218通常具有3.0-10.0mm長，這也依據(jù)角膜212曲率的所需改變量。雖然只示意了徑向切口，但對所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說，所述的切口顯然可以是非徑向的、彎曲的或別的形狀。在形成切口218時，重要的是應使刮刀220基本保持在一個平面上，從而不會引起后彈性膜或Bowman膜的斷裂和穿孔。
一旦用刮刀220形成了基質(zhì)內(nèi)切口218，光纖尖端230就已與光纖232耦合，爾后把激光器插入每個切口218中，用以把通道226燒蝕成適宜的尺寸。從尖端230射出的激光束可以對準第一內(nèi)表面222和第二內(nèi)表面224中之一，或兩者，用以燒蝕通道226且從其表面摘取三維的區(qū)域。
光纖232的激光源采用與用于上述光纖132的激光源相似的激光源是有利的。
現(xiàn)在參見圖30-31，其中示意了一對燒蝕通道226。在圖30中，所示的角膜具有已被燒蝕的通道226，所示的通道是在移開尖端230之后而在通道226塌陷或弄平之前的狀態(tài)。在圖31中，所示的角膜212處于已燒蝕通道226塌陷后將第一和第二內(nèi)表面222和224重新結(jié)合而把該角膜212弄平的狀態(tài)。換句話說，與角膜基質(zhì)內(nèi)區(qū)域的這種塌陷和重新結(jié)合將減小角膜212中部的曲率，從圖中虛線所示的原形狀變?yōu)閳D31所示的新形狀。通過基質(zhì)內(nèi)通道的塌陷，使得角膜的外表面松弛，即減小了表面張力，從而使角膜弄平。
圖32-35的實施例現(xiàn)在參見圖32-35，將根據(jù)本發(fā)明的另一實施例對所示的眼睛310進行遠視治療，所述的眼睛310包括角膜312、瞳孔314和晶狀體316。矯正遠視可以通過增加角膜312外表面的曲率(即使角膜中部變得更彎曲)來實現(xiàn)，而不需要冰凍該角膜。
上述的目的是通過用刮刀320形成多個徑向的基質(zhì)內(nèi)切口或通道318以形成相對的第一和第二內(nèi)表面322和324來實現(xiàn)的。這些通道318基本沿徑向向角膜312中心延伸。雖然圖中僅示意了八個等間隔的徑向通道318，但對于所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說，顯然可以形成更多或更少且不等間隔的通道，這就依賴于所要進行的曲率修整量。
形成圖32-35中的切口或通道318的初始步驟與形成圖28-31中的切口218的初始步驟相似。因此，刮刀320與上述的刮刀220相似。但也可以用激光器代替刮刀320來形成切口或通道318。
一旦形成了通道318，就把從光纖332中伸出的光纖尖端330插入每個通道318中，使激光束對準第一內(nèi)表面222和第二內(nèi)表面224中之一，或兩個內(nèi)表面，用以凝結(jié)角膜312的基質(zhì)內(nèi)部。參見圖34，每個通道318的末端點326都被凝結(jié)。優(yōu)選的是，該凝結(jié)點326基本位于與角膜中心同心的圓的圓周上。形成凝結(jié)點326的圓的大小由所需修整的曲率量決定。同樣，凝結(jié)點的數(shù)量和在角膜上的位置依賴于所要進行的適宜曲率修整量。
用激光器凝結(jié)角膜312基質(zhì)內(nèi)的點，例如凝結(jié)點326，將使得角膜的這些點，尤其是其中的膠原，被加熱和收縮。這種角膜基質(zhì)內(nèi)部的局部收縮將使得角膜的外緣在每個凝結(jié)點處以向后的方向被拉緊或拉拽。從而引起圖35所示的角膜整體曲率的增加。凝結(jié)，而不是燒蝕，是通過激光來完成的，所述的激光必須具有能夠燒煮角膜組織的波長且該波長介于長紅外光和短紫外光之間。
圖36的實施例參見圖36，不是用激光器來摘除角膜112中形成的腔126中的角膜組織或形成那些腔，而是采用與轉(zhuǎn)動或振動能量源適配的旋轉(zhuǎn)鉆頭400來通過切割燒蝕細胞組織。但是，也可以采用任何其它適宜的機械器件來摘除角膜組織或形成上述的腔。還可以采用一個適宜的真空器件，例如真空管，它有助于使腔成為真空而把所述的細胞組織從角膜上摘除。
圖37-45的實施例現(xiàn)在參見圖37-45，其中示意了病人的原位眼活體410，根據(jù)本發(fā)明，將通過摘除角膜的不透光部分而治療近視或遠視和/或改善病人的視力。圖37-40和43-45中的眼睛410包括角膜412、瞳孔414和晶狀體416，將根據(jù)本發(fā)明對其進行治療，而不需冰凍角膜412的任何部分。
可以通過修整角膜412的外表面的曲率來實現(xiàn)近視和遠視的矯正，即，對于近視將把角膜的中部弄平，而對于遠視，則增加角膜中部的曲率。這是通過首先在角膜412的表皮中切出一切口418來實現(xiàn)的，參見圖37。所述的切口可以是彎曲的或直的。優(yōu)選的切口長度約為2.0-3.0mm且與角膜412的中心相距約3.0-6.0mm?？梢圆捎眉す馄骰蚧螂p刃刀來在角膜412上形成切口418。
如圖37-40和43-45，一旦形成了切口418，，就可以把刮刀或激光探針插入切口418，而把活體角膜412的內(nèi)部區(qū)域分成相對的第一和第二內(nèi)表面422和424，從而形成如圖19-27所示的前述實施例中的基質(zhì)內(nèi)槽或內(nèi)槽426。第一內(nèi)表面422面向眼睛410的后方，而第二內(nèi)表面424面向眼睛410的前方，且這兩個表面都相對于角膜412的中心徑向延伸。
槽426可具有從兩內(nèi)表面422和424之一或兩者中摘取的角膜組織。換句話說，可以燒蝕或切割基質(zhì)內(nèi)槽426的內(nèi)表面422和424以限定一個腔。燒蝕或摘除角膜412的內(nèi)表面422和424部分適于摘除角膜412的不透明區(qū)域。另外，可以利用與前述實施例中相似的解剖手術(shù)刀或金剛石尖鉆來摘除角膜412的內(nèi)表面422和424?？梢酝ㄟ^基本與前述方法相同的方法來形成槽426。當然，也可以用激光器或一切割工具以一步形成切口418和槽426。另外，可以不從內(nèi)表面422和424中摘除任何的角膜組織。
如圖37-40和43-45所示，一旦形成了槽426，就可以利用工具450把眼用材料428或430插入槽426中。此處所用的眼用材料428或430可指流體或固體或二者的任何組合。在圖38-40的例子中，眼用材料是凝膠或流體類材料428，可以用工具450把它射入槽426中。換句話說，在圖38-40的例子中，工具450是一根用于把眼用材料射入槽426中的針。在圖43-45的例子中，眼用材料是柔性的、彈性環(huán)狀件430。
在任一種情形中，眼用材料428或430可以具有與角膜412基質(zhì)內(nèi)組織相同的折射率或具有與角膜412的基質(zhì)內(nèi)組織不同的折射率。因此，病人的視力可以通過修整曲率和/或改變其折射率而進行修整。此外，病人的視力也可以僅通過摘除角膜的不透明部分且用具有與角膜412基質(zhì)內(nèi)組織相同折射率的眼用材料替換而進行修整。
在圖38-40的例子中，利用眼用材料428，過量填充、部分填充或完全填充槽426，以根據(jù)需要修整角膜?？梢杂醚塾貌牧贤耆畛淝换虿?26，以使角膜412恢復正常的曲率，如圖40所示?？梢栽黾右氲讲?26中的眼用材料量，從原始曲率開始增加角膜的曲率，從而治療遠視，參見圖38。另外，可以減少引入到槽426中的眼用材料量以降低曲率或把從原始曲率開始把角膜弄平，從而治療近視。參見圖39。這種方法適用于矯正屈光度為12或更多的視力。在槽426被填滿后，槽426的內(nèi)表面422和424成為一體，而將眼用材料428裹入角膜412中。所示的表面得以治愈和愈合，從而形成角膜曲率的永久性修復。
射入槽426中的眼用材料428可以是具有生物相容性且不干擾病人視力的任何適宜材料。優(yōu)選的是，圖38-40中的眼用材料428是一種以可注射形態(tài)存在的透明凝膠狀膠原，例如明膠，它可以從公知的各種商源中獲取。通常，在本發(fā)明中所用的膠原是I型膠原。當然，眼用材料也可以是透明或半透明的生物相容性聚合物凝膠，例如一種硅氧烷或一種可注射的聚甲基丙烯酸甲酯。優(yōu)選的是，眼用材料428是一種透明、柔性且具有親水性的聚合物材料。所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員將會從該公開的內(nèi)容中理解眼用材料428可以是任何適宜的聚合物材料。當然，眼用材料428可以是圖41-45的例子中所示的柔性固態(tài)或半固態(tài)材料，將在以下描述相關(guān)的眼用材料430，它們可以從膠原或合成聚合物中制得，例如丙烯酸類聚合物、硅氧烷和聚甲基丙烯酸甲酯。
現(xiàn)在參見圖43-45的例子，其中采用的是固態(tài)或半固態(tài)眼用材料或植入物430，通過小口用工具450把眼用材料或植入物430植入，使得可以把眼用材料或植入物430植入槽426中且約位于眼睛410的主光軸中心，其中的小口是通過角膜外表面上的切口418所形成的，參見圖37。眼用材料或植入物430優(yōu)選彈性的、柔性的構(gòu)件，可以把它折起來，經(jīng)切口418所形成的小口而插入槽426中。
眼用植入物430由生物相容性的透明材料制得。優(yōu)選的是，眼用植入物430由任何適宜的透明聚合物材料制得。適宜的材料包括例如，膠原、硅氧烷、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸類聚合物、甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸硅氧烷酯的共聚物、纖維素乙酸丁酸酯和類似物。這些材料可以從制造接觸透鏡的廠家獲得。例如；光學級硅氧烷可以從Allergar、Alcon、Staar、Chiron和Iolab獲得。光學級丙烯酸樹脂可以從Allergan和Alcon獲得。一種由水凝膠光學材料和甲基丙烯酸甲酯組成的水凝膠透鏡材料可以從Staar獲得。
與以上所述的流體型眼用材料428相似，可以根據(jù)需要采用固態(tài)或半固態(tài)的眼用材料或植入物430過量填充、部分填充或完全填充槽426以修整角膜412。雖然需要燒蝕或摘除槽426的基質(zhì)內(nèi)組織以減小角膜412的曲率，參見圖44，或保持角膜412的原始曲率，參見圖45，但是，這種對槽426的基質(zhì)內(nèi)組織所進行的燒蝕或摘除對增加角膜412的曲率是沒有必要的。在任何情況下，如果需要，從槽426中所摘除的基質(zhì)內(nèi)組織的量依賴于眼用材料430的形狀和最后所需要的角膜412的形狀。
參見圖41和42，眼用材料或植入物430具有其中心有一開口或圓孔432的基本為環(huán)形的形狀。中心開口432使得基質(zhì)內(nèi)流體流過眼用材料或植入物430。優(yōu)選的是，眼用材料430具有其外徑在約3.0mm-9.0mm范圍內(nèi)的圓形邊界。中心開口432優(yōu)選范圍約為1.0mm-8.0mm。眼用材料430的厚度優(yōu)選20微米-1000微米。從所公開的內(nèi)容中可以清楚地看到眼用材料430可以是具有一狹縫的部分環(huán)或整環(huán)。而且，眼用材料430可以是橢圓環(huán)。
在圖41-45的實施例中，眼用材料或植入物430具有一平面434和一曲面436。平面434形成一截頭圓錐形表面，它在眼睛后方向內(nèi)面向眼睛410的中心，從而與槽426的內(nèi)表面424相接。使曲面436成形為一矯正透鏡的形狀或形成來修整角膜412曲率，參見圖43和44。當然，可以使眼用材料430的形狀能代替角膜412的不透明區(qū)，該區(qū)在前已經(jīng)被摘除，和/或形成一矯正透鏡，而不改變角膜2的曲率，參見圖45。
當中心開口432約為2.0mm或更小時，中心開口432充當一個針孔，使得所通過的光總被適當?shù)鼐劢?。由此，具有這種小開口432的眼用材料430可以成為一矯正透鏡，它不會受到中心開口432的嚴重影響。然而，當眼用材料430具有一約大于2.0mm的中心開口432時，該眼用材料430很可能與角膜412的基質(zhì)內(nèi)組織具有相同的折射率，用于修整角膜412的形狀和/或代替角膜基質(zhì)內(nèi)組織的不透明區(qū)。當然，所有的或部分的眼用材料430可能具有與角膜412的基質(zhì)內(nèi)組織不同的折射率，以矯正屈光不正或其它，此時，中心開口432約大于2.0mm。
由眼用材料430修整角膜的量和/或所產(chǎn)生的矯正能力可以通過改變厚度、形狀、外徑和/或中心開口432的大小而改變。而且，除了采用如圖41和42所示的連續(xù)、均勻的環(huán)以外，眼用材料430還可以根據(jù)需要在所選區(qū)域采用非均勻截面的環(huán)，以矯正病人的視力。另外，可以用多個分離的固態(tài)或半固態(tài)眼用植入物代替眼用材料430，而在所選位置填入角膜412的槽426中。
圖46-53的實施例現(xiàn)在參見圖46-53，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，通過摘除角膜的不透明部分而對所示的眼睛510進行遠視或近視治療和/或改善其視力。眼睛510包括角膜512、瞳孔514和晶狀體516。如前實施例所述，對角膜512的處理沒有采用冰凍。
在該實施例中，對遠視或近視的矯正或摘除不透明部分可以通過這樣完成，即首先用與前面圖28-31的實施例中所示的類似平頭針、激光器或刀片式刮刀形成多個徑向基質(zhì)內(nèi)切口518。這些切口518分別在每個切口518處都把角膜512分減相對的第一和第二內(nèi)表面522和524。第一內(nèi)表面522面向眼睛510的后方，而第二內(nèi)表面524面向眼睛510的前方，且兩者都相對于角膜512的中心徑向延伸。
切口或未經(jīng)燒蝕的通道518通常是從其邊緣向中心徑向延伸。根據(jù)遠視或近視的程度，盡管切口518可以延伸到角膜512的中心，但優(yōu)選的是，切口在距角膜512的中心約3.0mm處截止。切口518通常延伸約3.0-10.0mm長，這依賴于所需要改變的角膜512曲率量。雖然僅示出了徑向切口，但對于所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說，很明顯，切口還可以是非徑向的、彎曲的或其它形狀的。在形成切口518時，重要的是所述的刮刀或激光器應基本保持在一平面上，這樣不會使后彈性膜或Bowman膜被貫穿或切斷。
如果需要或者適宜，一旦形成了基質(zhì)內(nèi)切口518，就可以把與光纖和激光器相耦合的光纖尖端可優(yōu)選地插入每個切口518中，用以把通道526燒蝕成所需的尺寸。從尖端射出的激光束可以照射到第一內(nèi)表面522、第二內(nèi)表面524中之一或二者之上，以燒蝕通道526，從而相繼地且逐漸地從這些表面上摘除三維的區(qū)域。光纜中的激光源采用與上述的激光源相似的激光源是有利的。另外，也可以采用鉆或其它適宜的微型切割工具來相繼且逐漸地摘除角膜的部分區(qū)域。
參見圖46，其中示意了多個徑向通道526，將適宜的工具550插入一個通道526中，把光學材料528引入通道526中以修整角膜512。在此所用的眼用材料528是指透明的流體或固體或它們的組合。在圖47-53的例子中，眼用材料528是凝膠或流體狀材料，它們可以經(jīng)工具550射入槽526中。優(yōu)選的是，在所述情形中，工具550是用于把眼用材料528注射入槽526中的針。當然，在如前所述的實施例中，固態(tài)植入物或眼用材料可以被引入槽526中。而且，根據(jù)需要和/或要求，眼用材料528可以具有與角膜512的基質(zhì)內(nèi)組織不同或相同的折射率，不管該眼用材料是凝膠、固體，還是任何它們的組合物。
如圖47所示，注射進入燒蝕通道526的光學材料528使角膜512的外表面向外膨脹，來改變或改善角膜512中央部分的曲率，從虛線所示的原始形狀變?yōu)閷嵕€所示的形狀。
如圖47-53所示，可以用眼用材料528過量地(圖47)、未充滿地(圖48)或完全地(圖49)填充槽526而填充各個徑向通道526。因而，通過把不同量的光學材料引入槽526中，可以在不同區(qū)域改變角膜512的曲率。類似地，可以在所選的區(qū)域過量或完全地填充所選的通道，而在其它所選區(qū)域的其它的所選通道中部分地、完全地或不填充，從而因塌陷而減小角膜512的曲率，參見圖50-53。角膜不同區(qū)域的曲率的選擇性改變尤其適于矯正屈光不正。
在圖47-53的實施例中，對通道526的基質(zhì)內(nèi)部進行燒蝕時優(yōu)選激光器或進行切割時優(yōu)選微型切割工具，以相繼且逐漸地摘除角膜512的三維區(qū)域。從而由通道526形成管狀槽。但是，如圖37和38的實施例，可以用眼用材料填充切口518，而不需先燒蝕或切割角膜512的內(nèi)表面522和524，以擴展角膜512，進而增加其曲率。燒蝕角膜的內(nèi)表面有利于摘除角膜的不透明區(qū)域。其間可以填充眼用材料。
如圖48和50所示，引入槽526的燒蝕區(qū)的眼用材料528量可以少于所燒蝕的材料量，從而減小角膜512的曲率。另外，引入槽526的燒蝕區(qū)中的眼用材料528量可以完全填充槽526以使角膜512保持原曲率，參見圖49、51和52。
圖54-57的實施例現(xiàn)在參見圖54-57，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，將對所示的眼睛610進行遠視、近視和/或摘除不透明部分的治療，其中采用了植入物或眼用材料630。如圖所示，眼睛610包括角膜612，瞳孔614和晶狀體616。如前面的實施例所述，眼睛活體610不用冰凍其角膜612或它的任何部分而進行處理。
在該實施例中，首先用刮刀或激光器進行切割而從病人活體角膜612的中部摘除一薄層618角膜612。典型地，該薄層618的厚度約取0.2mm量級，而整個角膜的厚度約取0.5mm量級。一旦從角膜612中摘除了薄層618，便裸露出相對的第一和第二內(nèi)表面622和624。通常，內(nèi)表面622和624之一或兩者是準分子激光器燒蝕的目標。另外，內(nèi)表面622和/或624中的細胞組織可以通過一機械切割工具從中摘除，或幾乎不從角膜中摘除任何細胞組織。
如圖54所示，用激光束或別的切割工具從內(nèi)表面624上摘取一個盤狀部分626。在該實施例中，使內(nèi)表面624形成為包括一凹狀的環(huán)形區(qū)域627?？梢砸曰鞠嗤姆椒?，采用上述圖1-10的實施例中的方法和激光裝置以基本相同的方式從角膜612中摘除細胞組織。
在燒蝕角膜612的裸露內(nèi)表面622或624后，如果需要，就在角膜612的燒蝕區(qū)域628上放置環(huán)形的植入物或眼用材料630。然后把先前摘取的角膜612薄層618放回角膜612的已燒蝕區(qū)626，以覆蓋植入物或眼用材料630，爾后使它們再結(jié)合。所得的角膜可以具有修整后的曲率，從而使角膜和晶狀體系統(tǒng)的折射能力得以修整，參見圖55和56，或者所得的角膜具有原始曲率而其中的不透明區(qū)域被摘除和/或修整后的折射能力，參見圖57。
圖54-57的實施例中的眼用植入物或材料630的形狀幾乎為環(huán)形，且基本與上述的植入物或眼用材料430相同。由此，可以參考圖54-57的過程或方法，而將不再示意或詳細描述。與眼用材料或植入物430相似，眼用材料630可以是含有一狹縫的部分環(huán)或整環(huán)。
眼用植入物或材料630的外徑可以約為3-9mm，而其內(nèi)開口632通常約為1-8mm。眼用植入物630優(yōu)選厚度約為20-1000微米。眼用植入物630具有一平面644，形成一截頭圓錐形表面，它在眼睛610向內(nèi)面向眼睛610的中心，從而與角膜612的裸露內(nèi)表面620相接。相對的表面646優(yōu)選一曲面，它面向所示眼睛610的前方?？梢允寡塾弥踩胛?30成形為形成一矯正透鏡的形狀或成形來修整角膜612曲率。類似地，可以用植入物代替角膜612的不透明區(qū)，該區(qū)在前已經(jīng)被用燒蝕或別的方法摘除。
在所示的實施例中，眼用植入物630優(yōu)選基本均勻的形狀和截面。另外，根據(jù)矯正病人視力的需要，在所選區(qū)域的眼用植入物630可以是任何均勻的和/或非均勻截面的適宜形狀。例如，可以采用具有圓形或三角形截面的眼用植入物。在該方法中，可以在所選區(qū)域中修整角膜曲率，以矯正各種光學缺陷，例如屈光不正。眼用植入物630可以是用于矯正病人視力的、具有適當折射率的矯正透鏡。眼用植入物630是由生物相容性透明材料制得的。優(yōu)選的是，眼用植入物630由任何適宜的透明聚合物材料制得。適宜的材料包括例如，膠原、硅氧烷、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸類聚合物、甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸硅氧烷酯的共聚物、纖維素乙酸丁酸酯和類似物。這些材料可以從制造接觸透鏡的廠家獲得。例如；光學級硅氧烷可以從Allergan、Alcon、Staar、Chiron和Iolab獲得。光學級丙烯酸樹脂可以從Allergan和Alcon獲得。一種由水凝膠光學材料和甲基丙烯酸甲酯組成的水凝膠透鏡材料可以從Staar獲得。
親水性眼用植入物透鏡可以根據(jù)其聚合物網(wǎng)絡(luò)中主要成分的化學構(gòu)成來進行分類，而不管其類型或次要主份的數(shù)量，這些次要主份例如交聯(lián)劑和別的副產(chǎn)品或主要單體中的雜質(zhì)。水凝膠透鏡可以被分為(1)甲基丙烯酸2-羥乙酯透鏡；(2)甲基丙烯酸2-羥乙酯-N-乙烯基-2-吡咯烷酮透鏡；(3)親水-疏水等分的共聚物透鏡(親水性成分通常是N-乙烯基-2-吡咯烷酮或甲基丙烯酸甘油酯，疏水性成分通常是甲基丙烯酸甲酯)；和(4)混合水凝膠透鏡，例如具有硬光學中心和軟親水性群邊的透鏡和雙層透鏡。
另外，眼用植入物630可以是長條形的或弧形的，盤狀的或其它的形狀，用以修整角膜612的形狀和曲率或用于改善眼睛610的視力而不需修整角膜612的曲率。類似地，可以在所選位置的角膜基質(zhì)內(nèi)部放置眼用植入物630，以修整角膜的曲率和矯正角膜與晶狀體系統(tǒng)所提供的視力。在圖54-57所示的實施例中，可以完全摘除角膜612的薄層618以裸露角膜612的內(nèi)表面622和624。
圖58的實施例圖58中示意了把眼用材料或植入物630植入眼睛710的另一種方法。特別是，把眼用材料或植入物630植入眼睛710的角膜712中以修整病人的視力。尤其是，可以采用該方法來治療遠視、近視或進行角膜的不透明部分的摘除。如前所述的實施例，對眼睛510的處理不需要冷凍角膜712或它的任何部分即可實現(xiàn)。
在這種方法中，用刮刀、激光或公知的任何切割工具在角膜712上形成一環(huán)狀切口718。然后可以根據(jù)需要和/或要求再用刮刀、激光或切割工具切割或燒蝕角膜712的基質(zhì)內(nèi)環(huán)狀槽726。因此，現(xiàn)在形成環(huán)狀槽是用于容納以上詳細描述的眼用材料或植入物630的。
由環(huán)狀切口718所形成的環(huán)狀槽把角膜712分成相對的第一和第二內(nèi)表面722和724。第一內(nèi)表面722面向眼睛710的后方，而第二內(nèi)表面724面向眼睛710的前方，任選的，兩個內(nèi)表面722和724中的任一個都可以被燒蝕，以使環(huán)狀槽726更大來容納眼用植入物630。
具有內(nèi)表面722的角膜712區(qū)域形成一個環(huán)形的片狀結(jié)構(gòu)725，可以把它從角膜712的剩余部分抬起和折疊，以使其可以把眼用植入物或材料630放入角膜712的環(huán)形槽726中，參見圖58?，F(xiàn)在，可以把角膜的片狀結(jié)構(gòu)725折疊在眼用植入物或材料630上，通過接縫等將其與角膜712的剩余部分重新連接。因此，現(xiàn)在眼用植入物或材料630被裹在角膜712中。
如前述的實施例所述，眼用植入物或材料630可以修整角膜712的外表面曲率，從而增加或減小它的曲率，或者使角膜712的外表面曲率保持為原曲率。換句話說，眼用植入物或材料630可以通過該角膜712的曲率和/或摘除角膜的不透明部分和/或在角膜中充當矯正透鏡，來矯正病人的視力。
圖59的實施例其中示意了本發(fā)明中利用眼用植入物800的另一實施例。尤其是，圖59的方法與上述的圖54-57所示的方法幾乎相同。因而，在此將不再示意或描述。但是，圖54-57所示的方法與圖59所示的方法唯一實質(zhì)性的區(qū)別在于圖59中的薄層816不是從眼睛810的角膜812中完全摘除的。
換句話說，利用刮刀或激光形成角膜812的薄層818，因此薄層818區(qū)域仍與角膜812相連，而形成一個角膜的片狀結(jié)構(gòu)?？梢杂萌缜笆鰧嵤├械募す饣蚯懈罟ぞ邅頍g或切割薄層818的裸露內(nèi)表面820或角膜的裸露內(nèi)表面824，以修整角膜的曲率。然后可以把眼用植入物630放置在角膜812的內(nèi)表面820和824之間。再把該片狀結(jié)構(gòu)或薄層818放回角膜812，使之愈合。由此，眼用植入物630可以根據(jù)需要和/或要求增加、減小或保持眼睛810的曲率，其中同時摘除了眼睛的不透明部分。
圖60和61的實施例現(xiàn)在參見圖60和61，其中示意了本發(fā)明中用于治療近視或遠視的眼用植入物或材料930。尤其是，眼用植入物或材料930是盤狀構(gòu)件，它象紙一樣薄或更薄。眼用植入物或材料930包括一個用于使基質(zhì)內(nèi)流體在眼用植入物或材料的兩側(cè)間通過的開口932?；旧希塾弥踩胛锘虿牧?30由一種適宜的透明聚合物材料構(gòu)成，其中利用了例如菲涅耳透鏡這樣的衍射技術(shù)，該眼用植入物或材料可以通過改變角膜的折射能力而矯正通過該角膜的光的焦點。由于眼用植入物或材料930很薄，即象紙一樣薄或更薄，所以，即使在把眼用植入物或材料930插入角膜之后，角膜的外表面也將基本保持初始形狀。即使角膜有些變化，而這種變化也可以由眼用植入物或材料930的折射能力來補償。
在前述的實施例中，可以以任何不同的方式把眼用植入物或材料930插入角膜。尤其是，可以通過折疊眼用植入物或材料930爾后將其經(jīng)小口插入的方式把眼用植入物或材料930經(jīng)角膜上形成的較小的小口而插入，從而使之擴展到角膜基質(zhì)內(nèi)部形成的槽中。而且，可以形成一個薄層或片狀結(jié)構(gòu)，用于安置上述的眼用植入物或材料930。
眼用植入物或材料930的外徑優(yōu)選范圍約為3.0mm-9.0mm，而中心開口932優(yōu)選范圍約為1mm-8.0mm，這依賴于所要矯正的視力類型。特別地，可以用眼用植入物或材料930來矯正遠視和/或近視。此時采用范圍約為1.0mm-2.0mm的相對小的中心開口932。但是，如果該開口大于2.0mm，那么將很可能設(shè)計眼用植入物或材料930，使之矯正眼睛的缺陷，例如矯正散光。在屈光不正的情形中，僅是眼用植入物930的一定區(qū)域具有與角膜基質(zhì)內(nèi)組織不同的折射率，而眼用植入物或材料930的其余部分具有與角膜基質(zhì)內(nèi)組織相同的折射率。
特別地，眼用植入物930由一種生物相容性的透明材料制得，它具有彈性，因而可以折疊且經(jīng)角膜中的小口插入其間，然后當其被容納入角膜的槽中時擴展回初始形狀。適宜材料的例子包括，例如基本與上述的材料相同，此時可以參考上述的眼用植入物或材料430或630。
圖62-73的實施例現(xiàn)在參見圖62-73，將討論本發(fā)明中用于修整病人眼睛活體1010以矯正病人視力的不同方法。尤其是，這些方法引入了前述的本發(fā)明中通過摘除角膜不透明部分而治療近視、遠視和/或改善病人視力的方法中的許多過程。因此，將用多個前述的過程和已經(jīng)提及的例子來描述圖62-73的過程。
如前述的實施例，用于修整圖62-71的眼睛1010的過程是通過處理角膜1012的基質(zhì)內(nèi)部來實現(xiàn)的。這些過程包括逐漸地和相繼地燒蝕或摘除角膜1012的基質(zhì)內(nèi)部的三維區(qū)域和/或插入眼用材料428、430、528、630或930，如前面的實施例中所述。
參見圖62，該過程的第一步在于在如圖62和63所示的角膜1012的表皮形成一個開口或切口1018。切口1018可以是彎曲的或直的，且優(yōu)選2.0mm-4.0mm長且與角膜1012的中心相距約3.0mm-6.0mm。當然，切口1018的大小和位置取決于角膜1012所需的矯正。換句話說，如果根據(jù)本發(fā)明的需要或要求，可以形成多個切口?？梢酝ㄟ^工具1020在角膜1012上形成切口1018或多個切口，這些工具可以是例如射出激光束的光纖、刮刀或微型金剛鉆等適宜的工具。
一旦形成了切口1018，就可以經(jīng)切口1018把工具1020插入角膜1012的基質(zhì)內(nèi)部，把活體角膜1012的內(nèi)部區(qū)域分成相對的第一和第二內(nèi)表面1022和1024，以形成前述的如圖19-27實施例中的基質(zhì)內(nèi)槽或槽1026。用激光或切割工具以一個步驟或根據(jù)需要和/或要求以兩個步驟就可以形成切口1018和槽1026。第一內(nèi)表面1022面向眼睛1010的后方，而第二內(nèi)表面1024面向眼睛1010的前方，且這兩個表面都相對于角膜1012的中心徑向延伸。
槽1026可具有從內(nèi)表面1022和1024之一或兩者中摘取的基質(zhì)內(nèi)組織。換句話說，可以通過工具1020燒蝕基質(zhì)內(nèi)槽1026的內(nèi)表面1022和1024，以限定一個腔。燒蝕或去除角膜1012的內(nèi)表面1022和1024特別適于摘除角膜1012的不透明部分。從內(nèi)表面1022和1024去除基質(zhì)內(nèi)組織可以利用與圖36相似的金剛鉆或利用例如與圖25-27的光纖相似的激光發(fā)射光纜來實現(xiàn)。
如果工具1020是光纖，那么可以用模板1028來燒蝕圖66和67所示的內(nèi)表面1022和/或1024。模板1028優(yōu)選柔性的、彈性構(gòu)件，該構(gòu)件包括一激光傳輸部1030和一激光束遮擋部1032，這樣，在把激光束準直到模板上時，激光束將通過激光束透過部1030，而不通過激光束遮擋部1032。在圖64所示的例子中，模板1028為環(huán)形，其中含有一幾乎為盤狀的激光束透過部1030和一環(huán)狀且環(huán)繞激光束透過部1030的激光束遮擋部。因此，當把激光束準直到模板1030上時，一盤狀部就從圖67-69所示的角膜1012中燒蝕出。
從以上的公開內(nèi)容中所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚模板1028可以具有各種形狀的激光束透過部1030和激光束遮擋部1032，以形成任何適宜的預定圖案，用以燒蝕角膜1012的內(nèi)表面1022和/或1024。而且，激光束透過部1030可以僅該模板1028中的一個切口。并且，模板1028可以具有一個有助于把該模板1028插入槽1026中的狹縫。
圖72和73中示意了其它可能的模板結(jié)構(gòu)，用以控制角膜1012的燒蝕。模板1028’具有一環(huán)狀激光束透過部1030’和一環(huán)繞部1030’的激光束遮擋部1032’。模板1028’還具有有助于把模板1028’插入角膜1012中的狹縫1034’。圖73示意了模板1028”，它具有多個徑向延伸線，形成激光束透過部1030”和環(huán)繞部1030”的激光束遮擋部1032”。
對于所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說，從上述的公開內(nèi)容中還可以清楚的是用于本發(fā)明過程中的模板可以具有各種形狀，包括半盤狀、半環(huán)狀、不規(guī)則形狀，用以獲得適宜的燒蝕圖案，但以上所述的形狀是非限定性的。
由于必須把模板1028經(jīng)相對小的小口或切口1018插入，所以，該模板1028必須是能夠塌陷的，例如可折疊或卷繞，以適于插入開口或切口1018。因而，模板1028是由柔性的、彈性材料制得的，它可以塌陷而經(jīng)開口1018插入角膜1012中，從而一旦在槽中就能很容易地就恢復到初始形狀。各種柔性材料的例子包括以上所述的用于眼用植入物430的相同材料。通過在模板1028上設(shè)置一個或多個狹縫，使得模板1028能容易地塌陷以插入槽1026中。
一旦燒蝕了角膜1012，就使角膜1012放置一定時間，例如24小時到約48小時，以使角膜獲得新的折射能力。所述的預定時間可以更長，例如達到一個月甚至稍微更長?，F(xiàn)在，如果還需進一步的修整，將檢查所述的角膜1012，以確定該角膜將還需怎樣的進一步修整才可以獲得適宜的視力。在所述的預定時間中，槽1026和切口1018將沒有時間完全愈合，這使得外科醫(yī)生還可以對角膜1012的內(nèi)表面1022和/或1024進行進一步燒蝕和/或把前述的眼用材料428、430、528、630或930或前述材料之一或它們的任何變化材料插入其中。換句話說，外科醫(yī)生可以根據(jù)需要經(jīng)小口1018進一步燒蝕角膜1012或插入適宜的眼用材料，以進行適宜的進一步修整。
在固態(tài)眼用植入物的情形中，外科醫(yī)生可以插入一眼用植入物，然后檢查角膜1012的折射能力，以確定它是否是正確的眼用植入物。如果不是，外科醫(yī)生將摘除該眼用植入物，而插入另一個眼用植入物?？梢岳^續(xù)這樣的過程，直到經(jīng)開口1018將正確的眼用植入物插入到角膜1012中。換句話說，這個過程與用于配戴眼鏡或隱形眼鏡的眼睛驗光過程相似，但其中外科醫(yī)生實際上是把透鏡放在角膜的一個槽或多個槽中。
在燒蝕之后，通常對槽1026進行沖洗以去除任何的異物從而清理槽1026是適宜的。在該方法中，這樣的沖洗步驟可以根據(jù)需要進行多次，且可以在該方法中，根據(jù)需要和/或要求而在不同的時間進行。
圖71示意了把眼用植入物930插入槽1026中的角膜1012。如上所述，眼用植入物930優(yōu)選適宜的透明聚合物材料，其中利用了衍射技術(shù)，例如菲涅耳透鏡，它可以用于通過改變角膜的折射能力而矯正經(jīng)過角膜的光的焦點。特別參見圖60和61中的眼用植入物930，它具有一個中心開口932。
當然，可以采用前述眼用植入物或材料中的任何一種。換句話說，可以把前面所舉的凝膠或流體射入槽1026中，然后外科醫(yī)生將檢查眼睛，以確定角膜因插入了眼用材料而得的新折射能力。當然，外科醫(yī)生可以通過增加或減少眼用材料的預定量來調(diào)節(jié)眼用材料，然后重新檢查病人的眼睛，直到獲得滿意的角膜折射能力。
當然，可以根據(jù)需要，用與前面所提及的和前面附圖中所示的相同方式插入眼用材料來修整角膜的曲率。尤其是，參見前面圖38-40所示的實施例，可以根據(jù)需要，用眼用材料428過量地、部分地或全部地填充槽1026來修整角膜1012?？梢杂醚塾貌牧贤耆畛淝换虿?026，以恢復角膜1026的正常曲率，從而得到與圖40所示的角膜428具有相似曲率的角膜。引入槽1026中的眼用材料量可以增加，以從角膜1012的原始曲率增加其曲率而治療遠視，從而獲得圖38所示曲率的角膜。另外，引入槽1026中的眼用材料量可以減少，以從角膜1012的原始曲率減小其曲率或使其平整而治療近視，從而獲得圖39所示曲率的角膜。
在固態(tài)的彈性眼用植入物的情形中，角膜1012可以引起與圖43-45中所示的曲率修整相似的各種曲率修整。在采用例如圖41和42所示的環(huán)狀眼用植入物的眼用植入物或前述的半環(huán)狀眼用植入物的情形中，圖72中的模板可能很有用。
在槽1026中具有插入或射入其中的適當眼用材料之后，槽1026的內(nèi)表面1022和1024連在一起，從而把眼用材料裹在角膜1012中。換句話說，表面治愈和愈合在一起，形成了永久性的角膜曲率修整。
圖74-84的實施例圖74-76示意了本發(fā)明中的通用坯料的另一實施例。尤其是，坯料1100為環(huán)狀，它具有一幾乎為平面或幾乎為曲面的上平面1102、一幾乎為平面或幾乎為曲面的下平面1104、一外壁1106和一內(nèi)壁1108，該內(nèi)壁限定了一個貫通該坯料1100的開口1110。開口1110可以是如圖所示的環(huán)形或例如橢圓、多邊形(例如正方形、矩形、三角形)等的任何適宜形狀。開口1110也可以不必完全貫通圖示的坯料1100，但可以在該坯料1100上形成一凹槽。
表面1102和1104可以相互平行或幾乎相互平行或成任意適宜的角度，且外壁1106和內(nèi)壁1108之一或二者與兩表面1102和1104中的一個或二者垂直，或與表面1102和1104成任意適宜的角度。而且，表面1102和1104、外壁1106和內(nèi)壁1108不必平滑，但可具有突出部、凹槽或任何類型紋理或曲率，且可以具有任何形狀，例如凸面、凹面、復曲面等。
坯料1100可以由與上述的植入物430和630同類的材料制得。例如，坯料1100可以由合成材料、有機材料或合成與有機材料的組合材料制成，這就可以使具有可見光波長的所有或幾乎所有光通過，而吸收具有激光波長的全部或幾乎全部的光。例如，坯料1100可以由膠原、共聚物膠原、聚氧乙烯或水凝膠、或例如凝膠、透明酯酸、粘多糖或糖蛋白的交聯(lián)有機材料等制得。坯料1100是多孔的，使得氧氣和養(yǎng)料能從中通過。而且，坯料1100來自于捐獻者的人眼角膜，或來自于人造角膜。但是，坯料1100并不限于此，且可以由任何適宜的材料制得，例如Raven等人的美國專利No.49994058、L’Esperance的美國專利No.4718418、Barret等人的美國專利No.5336261、Peyman的美國專利No.4840175以及Jose I.Barraquer，M.D的題為“Keratomileusis and Keratophakia in the SurgicalCorrection of Aphakia”的公開物中所公開的材料，其中所公開的內(nèi)容在此可作為參考。
一般地，坯料1100具有的外徑范圍約為4mm-11mm，開口1110的直徑約為0.1mm-10mm，這取決于其外徑的大小。而且，坯料1100可具有的厚度范圍約為10μm-1000μm，適宜的厚度實例約為144μm。通常，約12μm的坯料厚度可提供約1個屈光度的矯正。從而，約144μm的坯料厚度可提供約12個屈光度的矯正。
坯料本身可以具有任意適宜的形狀，例如橢圓形、正方形、矩形、多邊形、復曲面等。如圖所示，例如，在圖77-79中，坯料是一橢圓形坯料1112，它具有一上表面1114、一下表面1116、一外壁1118和一內(nèi)壁1120，該內(nèi)壁用以限定貫穿坯料1112的開口1122，開口1122與開口1110相似，可以是圓形、橢圓形、復曲面或任何其它適宜的形狀，它可以完全貫通該坯料1112或在該坯料1112上形成一凹陷。坯料1112可以由以上所述的植入物430和630和坯料1100同類的材料制得，且可具有相似的尺寸。即，坯料1112的最大外徑范圍約為4mm-11mm，開口1122的最大直徑約為0.1mm-10mm，這取決于其外徑的大小。
另外，坯料1112可具有的厚度范圍約為10μm-1000μm，適宜的厚度實例約為144μm。而且，表面1114和1116可以相互平行或幾乎相互平行或成任意適宜的角度，且外壁1118和內(nèi)壁1120之一或二者與兩表面1114和1116中的一個或二者垂直，或與表面1114和1116成任意適宜的角度。而且，與坯料1100同樣，表面1114和1116、外壁1118和內(nèi)壁1120不必平滑，但可具有一突出部、凹槽或任何類型紋理或曲率。
另外，如圖80所示，坯料1100和1112之一都可具有約從20μm到500μm的厚度變化范圍，這對于矯正屈光不正的情形是很有用的。而且，坯料1100和1112不必為絕對的環(huán)形。即，坯料1100和1112可以分別含有間隙1124和1126，如圖76和79所示，它們可具有任何適宜的寬度。間隙1124和1126可以是如圖所示的楔形。即形成間隙1124的表面1128和1130可以與如圖所示的兩者之一成一角度地延伸。另外，間隙1124可以象一狹縫，其中表面1128和1130相互平行地延伸或幾乎平行地延伸。同樣，形成間隙1126的表面1132和1134可以與如圖所示的兩者之一成一角度地延伸。另外，間隙1126可以象一狹縫，其中表面1132和1134相互平行地延伸或幾乎平行地延伸。表面1128、1130、1132和1134可以是平滑的或具有突起的或任何適宜的紋理。而且，除了間隙，由1124和1126表示的區(qū)域可以是這樣的區(qū)域。相應的坯料1100和1112厚度大于或小于相應坯料1100和1112的余下部分的整體厚度。
又，坯料1110的特定參數(shù)可以預先確定，使得坯料1100的下表面(后表面)1104具有與術(shù)前角膜活體相同或相似的曲率半徑。坯料1100可以在模具中預制成一適宜的形狀。而且，可以用激光，例如準分子激光或類似激光，燒蝕坯料1100，而在使用之前形成適宜的形狀。另外，坯料1100可以在被使用之前在例如冷凍車床的車床上成形，以形成適宜的形狀。例如，上表面(前表面)1102可形成具有曲率的形狀，例如凹面、凸面、復曲面或與前表面1104向平行或任何其它適宜的曲面。后表面1104可以具有同樣所述的形狀。坯料1100的厚度、前表面1102的曲率、間隙110的長度(或表面1132和1134之間區(qū)域的厚度)可以預制，以矯正屈光不正和散光，而不需要用激光燒蝕。根據(jù)要求，具有圖77-79所示形狀的通用坯料可以具有相似的預定特性。
圖81-84中示意了本發(fā)明中采用通用坯料1100和1112的方法的一個實施例，它與以上所提及的坯料18的方法相似。為舉例的目的，圖81-84表示了坯料1100。但是以相似的方式使用坯料1112。
圖81-83表示含有角膜1138的人眼1136。以上述的例如圖59所示的方式從角膜1138中分出具有直徑約為8mm-9mm和厚度約為160μm的片狀層1140，且該片狀層在連接部1142仍與角膜1138相連。當從所示的角膜1138中分出片狀層1140時，該片狀層1140的內(nèi)表面1144就裸露出來，且角膜1138的內(nèi)表面1146將裸露出。如圖80-83所示，坯料1100位于該裸露表面1146之上，這使得表面1104與表面1146相連。尤其是，坯料1100(或1112)位于表面1146之上，這使得它的中心與眼睛1136的光軸幾乎在同一直線上。但是，坯料1100(或1112)可以位于表面1146上的任何位置。
然后將該片狀層1140重新放在坯料1100(或1112)和如圖84所示的裸露表面1142之上，而不燒蝕坯料1100(或1112)、片狀層1140的內(nèi)表面1144或裸露表面1146中的任何一個。但是，如果需要，表面1144和1146的任一個或二者，以及坯料1110(或1112)都可以被燒蝕成適宜的形狀。
一旦把片狀層1140重新放在坯料1110(或1112)之上，該片狀層1140將以松弛的狀態(tài)處于坯料1100(或1112)和表面1146之上。因此，當把片狀層1140重現(xiàn)放在坯料和表面1146之上時，表面1146和和坯料1100(或1112)將影響片狀層1140的形狀。由片狀層1140所呈現(xiàn)的新形狀將根據(jù)需要矯正眼睛1136的折射能力，從而矯正視力異常。
一旦片狀層22和26愈合，就可以測試病人的視力。如果確定視力的異常沒有矯正滿意，則將把片狀層22再從角膜12上分離出來，且根據(jù)需要進一步燒蝕表面26和/或坯料1100(或1112)。而且，如果認為已經(jīng)合適，就可以把具有與已有坯料相同或不同形狀和特性的另一坯料或多個坯料疊放在坯料1100(或1112)的表面1102(或1114)之上，且可以根據(jù)需要燒蝕另一坯料或多個坯料。然后可以把片狀層22重新放在坯料和表面26之上，使之愈合，然后再測試視力。摘除和燒蝕片狀層22與另加坯料的步驟可以根據(jù)需要重復多次，以適當矯正視力異常。從而可以使視力達到20/15或20/10。
由于坯料1100和1112分別存在開口1102和1122，所以每個坯料1100和1112將用比具有相同的整體尺寸和厚度的固態(tài)坯料(例如上述的坯料18)還少的材料。而且，由于坯料1100和1112上已經(jīng)存在開口，所以，如果需要燒蝕，將僅需要經(jīng)坯料開口而燒蝕角膜的裸露表面，以獲得適當?shù)慕悄ば拚?。在此情形中，需要較少的激光和較少的整體手術(shù)時間。
雖然，選擇了各種有利的實施例以解釋本發(fā)明，但是，所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員應當明白在不偏離如所附權(quán)利要求所限定的發(fā)明范圍的基礎(chǔ)上，可以進行各種變化。
權(quán)利要求
1.一種對病人活體角膜的曲率進行修整的方法，包括以下步驟從所述活體角膜的前部分離出一層所述活體角膜；移動所分離出的層，使位于所分離出的層下方的活體角膜內(nèi)表面裸露出來；把其中含有一開口的坯料放置在所述活體角膜的所述內(nèi)表面上；和把所述活體角膜所分離出的層放回所述角膜的所述內(nèi)表面和所述坯料上，從而所述的內(nèi)表面和所述坯料的形狀將影響所放回的活體角膜分離層的形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中的分離步驟包括用一刀片在所述活體角膜上切開一切口而從所述活體角膜上分離出所述分離層的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中的分離步驟包括使所分離出的角膜層成為一片狀結(jié)構(gòu)的步驟，所述的片狀結(jié)構(gòu)具有與所述活體角膜保持相連的連接部。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的分離層的移動步驟包括相對于所述的連接部移動所述分離層而使所述內(nèi)表面裸露的步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的重放步驟包括把所述活體角膜的所述分離層放回所述活體角膜的所述內(nèi)表面和所述坯料之上，從而使所述分離層在所述內(nèi)表面和所述坯料上處于松弛狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的坯料為環(huán)形。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的坯料為橢圓形。
8.一種適用于修整病人活體角膜曲率的坯料，包括一適用于直接放于病人活體角膜的一裸露內(nèi)表面之上的第一表面，所述的內(nèi)表面已經(jīng)因從所述活體角膜中摘除一片狀結(jié)構(gòu)而裸露；一與所述第一表面相對的第二表面；一壁面，它在所述第一和第二表面間延伸且在所述坯料上限定一開口；所述坯料含有這樣一種材料，它們的特性使得可見光波長的光從中通過。
9.一種如權(quán)利要求8所述的坯料，其中所述坯料的厚度范圍約在10到1000微米，且所述坯料的至少一個所述第一和第二表面的最大長度范圍約為4mm-11mm。
10.一種如權(quán)利要求8所述的坯料，其中所述坯料為環(huán)形，在其相對的側(cè)具有所述第一和第二表面，所述坯料的厚度范圍約在10到1000微米，所述坯料的直徑約在4mm-11mm，且所述開口的直徑約在0.1mm-10mm。
11.一種如權(quán)利要求8所述的坯料，其中所述的材料是有機材料和合成材料中的一種。
12.一種如權(quán)利要求8所述的坯料，其中所述的材料是膠原、共聚物膠原、聚氧化乙烯和水凝膠中的一種。
13.一種如權(quán)利要求8所述的坯料，其中所述的材料包括下列交聯(lián)有機材料中的一種膠原、透明酯酸、粘多糖和糖蛋白。
14.一種如權(quán)利要求8所述的坯料，其中所述的坯料在所述第一和第二表面之間具有幾乎均勻的厚度。
15.一種如權(quán)利要求8所述的坯料，其中所述的第一和第二表面中的任一個都基本為平面或基本為曲面。
16.一種如權(quán)利要求8所述的坯料，其中所述的第一和第二表面幾乎相互平行。
17.一種如權(quán)利要求8所述的坯料，其中所述的第二表面相對于所述的第一表面為凸面、凹面或復曲面。
18.一種如權(quán)利要求8所述的坯料，其中所述的壁面相對于所述的第一和第二表面以0°之外的角度延伸。
19.一種如權(quán)利要求8所述的坯料，其中所述的壁面為凸面、凹面或復曲面。
20.一種如權(quán)利要求8所述的坯料，其中所述的壁面相對于至少所述的第一和第二表面之一垂直地延伸。
21.一種如權(quán)利要求20所述的坯料，其中所述的壁面相對于所述的第一和第二表面基本垂直地延伸。
22.一種如權(quán)利要求8所述的坯料，其中所述的坯料為環(huán)形。
23.一種如權(quán)利要求8所述的坯料，其中所述的坯料為橢圓形。
24.一種如權(quán)利要求8所述的坯料，其中所述的壁面將所述的開口限定為基本為圓形開口。
25.一種如權(quán)利要求8所述的坯料，其中所述的壁面將所述的開口限定為基本為橢圓形開口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種修整活體角膜(12)的曲率而矯正病人視力的方法。首先,在角膜上形成至少一個相對小的小口,用于在其中插入光纖或微型切割工具,以形成一具有相對第一和第二內(nèi)表面的槽或腔?？梢愿鶕?jù)需要,把激光束(22)或微型切割工具準直到第一和第二內(nèi)表面中之一或二者上,以逐漸地且相繼地燒蝕或摘除角膜的三維區(qū)域。如果采用激光束,那么,可把一柔性模板插入角膜上的開口中,用以準確控制將在角膜上燒蝕的圖案。優(yōu)選的是,爾后把該活體角膜放在一邊,讓其塌陷,通過等待一段時間后將獲得新的折射能力。在等待一段時間之后,檢查該角膜,以確定該角膜的新折射能力。
文檔編號A61F9/013GK1360486SQ00804357
公開日2002年7月24日 申請日期2000年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月2日
發(fā)明者格蘭姆·佩曼 申請人:格蘭姆·佩曼