青光眼管理和治疗中的改进或涉及青光眼管理和治疗的改进的制作方法

青光眼管理和治疗中的改进或涉及青光眼管理和治疗的改进的制作方法
【专利摘要】本文描述了一种用于青光眼治疗和监控的设备（400），该设备包括眼内压力（IOP）传感器和青光眼引流设备的组合。设备（400）包括安装在形成引流路径的多孔生物兼容性材料（430）内的IOP传感器（410）和感性天线（420）。IOP传感器（410）被安装在设备（400）的尾部（450）中并且可安装在眼睛的前房中。尾部（450）通过将尾部（450）定位到前房内合适位置处的颈部（460）连接至容纳螺旋天线（420）的本体部分（440）尾部。由于尾部的尺寸原因，容纳IOP传感器（410）的尾部（450）可易于插入前房，其中容纳螺旋天线（420）的本体部分（440）位于子巩膜空间中的前房外部以驱散房水。可由天线（420）与外部检测器设备之间的感性耦合链路从设备（400）取得读数。
【专利说明】青光眼管理和治疗中的改进或涉及青光眼管理和治疗的改进
[0001]本发明涉及青光眼管理和治疗中的改进或涉及青光眼管理和治疗改进，且尤其涉及集成了眼内压力传感器和青光眼引流设备两者的青光眼设备。
[0002]哺乳动物的眼睛包括位于角膜与虹膜和晶状体之间的前房。该前房填充有被称为房水的液体。包括多个微观通道的小梁网位于虹膜和角膜之间的角中。在正常人类的眼睛中，房水以通常约每分钟2.7微升(y 1/min)的恒定速率由虹膜后方的睫状体生成。该房水流过晶状体和虹膜，且随后经由小梁网流出并且被返回至循环系统。
[0003]在正常眼睛中维持该流的眼内压力(IOP)往往保持在IOmmHg至20mmHg的范围内。然而，可能存在与心动周期、眨眼、昼行性、和其他原因有关的IOP的显著改变。这使得难以从不频繁的测量中获得IOP的代表值。在其中虹膜-角膜角保持打开的最常见的慢性形式的青光眼中，存在小梁网液体外流路径阻塞的情况，这造成眼睛中过多液体的堆积，并且由此将IOP提升至始终高于约18mmHg的值。在一些情形中，IOP可能高达50mmHg或更高。
[0004]随着时间的推移，这种压力增加导致对视神经的不可逆的破坏以及视觉丧失。
[0005]青光眼是全球范围内失明的主要原因并且影响了超过6千万人。青光眼与许多状况相关联，包括高血压、糖尿病、类固醇的使用、和种族渊源。当前对于青光眼有各种治疗可用，包括药物疗法、激光小梁成形术、小梁切开术、以及小梁切除术、和眼内引流植入。
[0006]经常以滴眼液的形式来管理药物从而控制液体内流，即房水的形成、或打开小梁网。反复无常的剂量、副作用以及较差的患者依从性是常见的问题。
[0007]在使用药物进行青光眼治疗的可选方式中，采用外科手术创建围绕或贯穿网阻塞的分流路径或引流作为缓解过多液体并由此缓解IOP堆积的一种手段。在小梁成形术中，使用激光来在眼睛的小梁网中创建小的`开口，从而使得房水能够通过网引流以减小眼睛前房中的眼内压力。这种治疗方法主要用于开角型青光眼。
[0008]外科手术技术包括小梁切开术和小梁切除术。小梁切开术是其中使用小的仪器在小梁网中创建开口以允许液体从前房流出的外科手术技术。小梁切除术是其中移除部分小梁网的最常见的青光眼外科手术技术。这些方法允许液体在结膜下方聚集并且被眼睛重新吸收。
[0009]植入设备在其中其他治疗方法已经变得无效的情况下最常被使用，但最近已经单独地或与药物治疗组合地，作为第一选择被提出。
[0010]这些植入物包括被插入到眼睛中的引流设备，以使得房水可通过引流路径吸引出来并且远离前房。在最常被使用的植入物中，例如，Molteno植入物和Baerveldt分流,通过被置于前房与通常位于巩膜上方结膜下方的液体扩散板之间的管道来形成引流路径。从该板扩散的液体形成了逐渐被重新吸收到眼睛外层中的池或“水泡”。
[0011]然而，这样的设备的引流板可经常是大而刚性的，从而导致与周边组织之间的纤维化反应，这可逐渐降低有效性。例如，这些板可具有大至425mm2的面积且覆盖眼睛的几乎25%的表面积。尽管扩散板可被弯曲从而匹配眼睛的外层的大致形状，但这些仅仅能够近似个别患者的眼睛的实际形状。板与巩膜几何形状的不匹配可导致慢性微创问题。尽管最近的引流设备具有更小的尺寸，但它们仍然是刚性的且在插入期间及后续使用中伴有创伤的可能性。[0012]通过克服这些缺点中的某些缺点，US-A-6102045描述了具有减小的纤维化反应的软而紧凑的植入物，该植入物降低了眼睛中的眼内压力(10P)。包括多孔纤维素膜的植入物延伸至眼睛的前房，随后通过角膜缘中的开口至巩膜瓣下方(且优选地位于巩膜和脉络膜之间)的引流区域。一旦被植入，液体从引流区域被吸收到脉络膜血管床，从而使得房水从前房中被引流。提供了引流或吸油绳(wick)功能的此类软性设备常常被称为泄液线。
[0013]在检测和监控青光眼时，每年或在其他基础上进行的例行眼科检查常常包括对IOP的测量。然而，这种低频率的测量可无法以及时的方式检测出升高的压力。而且，单次测量无法逐日给潜在的破坏性变化的指示。所使用的所建立的“黄金标准”眼内压力计仪器要求医术并且仅适用于偶尔使用。
[0014]已经公开了若干设备用于更频繁地测量10P。具体地，这些设备中的某些设备使用通过外科手术植入到眼睛中的压力传感器，连同外部无线、磁性、光学或其他装置来探询植入物并且获得IOP读数。
[0015]最常用的是部署无源传感器(即不需要内部电源的传感器)以避免任何电池化学物在眼睛里。然后，获取读数时，该探询方法提供某种外部施加的能量形式以激励该植入物。该技术常常类似于射频识别(RFID)领域中公知的那些技术。
[0016]然而，这样的传感器具有常见限制，要求专用于植入这些传感器本身的外科手术。在许多情形中，可能不存在用于进行外科手术的医疗风险-权益理由。因此，结合了其他眼科设备(最常见的是眼内透镜(IOL))的IOP传感器被用来避免对附加外科手术的需求。
[0017]许多已知的IOP传感器在眼睛尺寸的环境中是相对较大的，并且必须是刚性以获得正确的传感器和读出功能。这具有光学路径阻塞和创伤的风险。在US-B-7677107、US-B-6939299、US-B-6579235、US-A-2009/0299216 和 US-A-2009/0069648 中描述了 IOP 传感器。
[0018]US-B-7677107描述了一种无线压力传感器，该传感器包括夹在不渗水的聚合材料保护层之间的电感器-电容器排列。第一基板的一部分被配置成形成具有第一电容器板的腔，在该第一基板上还形成了电感器。在其上形成有第二电容器板的第二基板被附连到第一基板，并且密封住在第一基板中形成的腔，第二基板相对于第一基板是可移动的。由导致该组合的共振频率变化的相应的电容差来检测压力的变化。电感器元件必须被保持为刚性以维持稳定值且无法与个别患者人体组织(anatomy)共形。
[0019]US-B-6939299描述了一种其上安装了电感器-电容器排列的微型机械芯片。该电容器包括在制造期间被预先放置的上层板和下层板。眼睛中的体液压力变化是板偏转的原因且因此电容变化，这种变化可以与US-B-7677107类似的方式作为共振频率的改变来检测到。
[0020]US-B-6579235描述了一种无源眼内压力传感器，该传感器与在其眼睛中植入了该传感器的患者所佩戴的监控记录器一起操作。磁性耦合提供了该传感器与监控设备之间的链路。
[0021]US-A-2009/0299216描述了一种眼内压力传感器，该传感器使用电容器和基准腔室来执行眼睛内的压力比较。基准腔室具有预定的可接受压力，将该预定的可接受压力与感测到的压力进行比较以提供对眼睛内的压力的指示的输出。
[0022]US-A-2009/0069648描述了一种微机电系统(MEMS)设备，该设备使用用于感测压力变化的压阻元件。
[0023]在2010年8月出版的微机电系统期刊第19卷第.4期上由Po-Jui Chen,SaloomehSaati>Rohit Varma、Mark S.Humayun和 Yu-Chong Tai 所著的题为“Wireless IntraocularPressure Sensing Using Microfabricated Minimally Invasive Flexibie-Coiled LCSensor Implant (使用微制造的微创柔性线圈LC传感器植入物进行无线眼内压力感测)”的文章中也描述了一种眼内压力传感器。在该文章中，描述了使用所植入的无线压力传感器进行无源无线感测，该传感器包括电子LC电路，该电路的共振频率在压力之下变化。该传感器包括可弯曲线圈基板，该基板可被折叠以供植入并且一旦被植入可被扩展从而恢复刚性形状。感性耦合被用作植入的传感器和外部设备之间的无线链路。[0024]一旦青光眼已经进展到在医学上已经指示引流设备的阶段，则用于进行持续IOP监控的需要和益处就不言自明了。因此将青光眼引流设备插入与压力传感器进行组合是有益处的。这仅仅需要一次外科手术过程来插入两个设备并且提供了可容易地被监控的青光眼管理系统。
[0025]这种组合在US-B-7678065中进行了描述。在US-B-7678065中，IOP传感器与引流设备同时被植入。然而，该传感器并不与引流设备集成，并且在插入之后该传感器必须在眼睛内被分开地附连，这使得该手术的复杂性与两个分开的手术的复杂性相差无几。
[0026]在2009 年出版的 Proc ICEMB23 第 198-201 页上的由 Kakaday T、PlunkettM、Mclnness S、Li JS、Voelker NH> Craig JE 所著的题为 “Design of a Wirelessintraocular Pressure Monitoring System for a Glaucoma Drainage Implant (用于青光眼引流植入物的无线眼内压力监控系统的设计)”的文章中，描述了附连于Molteno青光眼引流设备的外部板的一种IOP传感器植入物。该IOP传感器由MEMS容性压力传感器和直接印刷在柔性生物兼容聚酰亚胺印刷电路板(PCB)上的平面电感器组成以构成并联共振电路，该电路频率随着压力变化并且在外部可检测到。该传感器植入物被封装在聚二甲基硅氧烷(PDMS，通常被称为硅橡胶)的生物材料中以保护对抗水性环境。IOP传感器依赖于保持基本固定形状的板，该板在经由管道从前房进入该板的液体的压力下具有可预测的偏移。此类植入物的缺点包括:引流板的增加的厚度，这可使发生自气泡形成的起泡效应加剧，以及是针对引流板中的压力进行测量而非对前房中的压力的直接测量。
[0027]尽管如上所讨论的IOP传感器和引流设备是已知的，但这些设备是分开的，并且由于它们的不同功能往往位于眼睛的不同部分。
[0028]因此，本发明的一个目的是提供一种集成的眼内压力传感器和青光眼引流设备，该集成的眼内压力传感器和青光眼引流设备要求单次外科手术进行植入、与顺应眼部组织、并且位于眼睛中适于压力测量以及提供引流两者的位置。
[0029]根据本发明的第一方面，提供了一种集成的眼内设备，该眼内设备包括:眼内压力传感器元件；天线元件；以及房水引流元件；所述眼内设备的特征在于该引流元件包括封住眼内压力传感器元件和天线元件的高度柔性的多孔生物兼容性材料。
[0030]优选地，该引流元件包括容纳天线元件的本体部分和容纳眼内压力传感器元件的尾部(footplate portion)。本体部分和尾部通过较小界面的颈部彼此连接,该颈部在外科手术期间通过缘切口被放置以定位引流设备。
[0031]在一个实施例中，本体部分基本是圆形的，而天线元件包括位于圆形本体部分内的圆形螺旋。在另一实施例中，本体部分基本是矩形的，而天线元件包括位于矩形本体部分内的矩形螺旋。在每一种情形中，天线元件可基本上围绕本体部分的外围来排列。
[0032]天线元件和眼内压力传感器元件优选地通过穿过本体部分和尾部之间的引线来连接。至少一个保护层可位于眼内压力传感器元件、天线元件、引线和多孔生物兼容性材料之间，该多孔生物兼容性材料封住每一个保护层。
[0033]优选地，围绕眼内压力传感器元件、天线元件、和引线形成单个保护层，该单个保护层在眼内压力传感器元件附近具有开口以允许通过多孔生物兼容性材料来测量房水的压力。
[0034]该多孔生物兼容性材料可包括天然聚合物或人工聚合物，在本发明的一优选实施例中，人工聚合物包括硅橡胶。
[0035]该多孔生物兼容性材料的平均厚度在100 U m到1000 U m之间，优选地其厚度在IOOum到500 u m之间，更有选地其厚度在200 u m到500 y m之间。
[0036]该多孔生物兼容性材料包括具有基本上为球状开口的小孔，该小孔的平均小孔直径在20 ii m到90 ii m之间，优选地在25 y m到70 y m之间，而更优选地在25 y m到30 y m之间。在本发明的集成眼内设备中，优选范围在约25 m到30 m之间。
[0037]基本上为球状开口的小孔可具有平均小孔直径的15%到40%的小孔互连。最常见的是，将在任何小孔及其相邻小孔之间存在4至7个互连。
[0038]在一个实施例中，该多孔生物兼容性材料包括具有“峰和谷”地形的不规则外部表面。关于该多孔生物兼容性材料的`平均厚度，不规则外部表面的表面变化可在100 u m到300 u m之间。在将设备植入眼睛中时通过使这种“峰和谷”地形与眼睛组织接触，与所植入设备的纤维化反应可被进一步减小。
[0039]对于I ii 1/min的流，该多孔生物兼容性材料优选地提供具有不超过ImmHg压降的阻抗的前房流的引流。
[0040]天线元件优选地包括感性天线元件。该天线元件可以是柔性的，并且这提供了该设备在植入之后可易于顺应眼睛轮廓从而最小化创伤的优点。
[0041]优选地，该天线元件和眼内压力传感器元件两者都是无源的。
[0042]本发明的集成眼内设备进一步包括眼内压力传感器处理系统，眼内压力传感器本身形成所述系统的一部分。该眼内压力传感器处理系统包括用于解码由天线元件接收的探询信号的解码器以及用于从这些接收到的信号获得功率信号的检测器。该处理系统进一步包括用于操作功率的能量存储模块。另外，所述系统进一步包括用于对将由天线元件传送的压力读出信号进行编码的编码器。
[0043]根据本发明的另一方面，提供了一种眼内压力监控系统，该系统包括:_体外探询和处理系统；如上所述的植入的集成眼内设备，该眼内设备被安排成与探询和处理系统无线通信。
[0044]该探询和处理系统优选地包括收发机元件，该收发机元件用于将激励信号传送到集成眼内设备并且用于接收与当集成眼内设备被激励时所获取的眼内压力测量值相对应的信号。该探询和处理系统可包括用于将与眼内压力测量值有关的数据传送到远程位置的通信模块。该探询和处理系统可被安装在以下各项中的至少一项中:一副眼镜、睫毛刷(wand)、枕头套、或床单，该枕头套或床单适于在患者睡着时接收测量值。可理解，该探询和处理系统可被拆分成各个组件部分，从而使得收发机可位于可被放置在枕头下方的床单中(或枕头套本身中)，该收发机通过线缆连接至该探询和处理系统的其余部分。这意味着当床单要被清理时收发机可以从床单移除而不会损坏该系统。
[0045]根据本发明的又一方面，提供了一种监控眼内压力的方法，该方法包括以下步骤:-a)植入如上所述的集成眼内设备；以及b)使用集成眼内设备中的眼内压力传感器元件来确定眼内压力测量值；所述方法的特征在于步骤a)包括将该设备中具有眼内压力传感器元件的部分植入到眼睛的前房中。
[0046]步骤a)包括以下步骤:在眼睛中制造缘切口 ；将尾部置于眼睛的前房内，颈部位于缘切口中；以及将本体部分置于眼睛的外部层中。另外，步骤a)进一步包括将本体部分置于眼睛的脉络膜和巩膜之间。
[0047]步骤b)包括使用体外设备来与眼内压力传感器元件进行交互以获得眼内压力测量值的输出。
[0048]本发明包括一种青光眼管理系统，该系统包括青光眼引流设备，该青光眼引流设备由解剖学地顺应的多孔生物材料泄液线形成，通过外科手术被植入从而在眼睛的前房和巩膜之间形成液体引导路径，该泄液线包括用于测量眼内压力和其他生理学条件的装置。提供了使用外部探询设备对此类测量值的无线读出，该外部探询设备适于向植入物提供能量并且无线地获得生理学测量值读出。
[0049]以此方式，紧凑的、完全集成的引流和传感器设备可以在单次手术中作为单个设备被植入。而且，传感器元件可被正确地放置从而直接在前房中测量10P，同时引流从前房延伸至眼睛的子巩膜区域。可选地，如果引流设备具有较低流阻，即，在流速率高达到进入眼睛中的自然输入速率(即在约I到3ia/min)的情况下，低于约ImmHg压降，压力感测元件可被置于扩散区。这种可选可选的放置将依赖于通过设备的低流阻，以及液体在引流本体内的任何方向上扩散且因此围 绕引流本体扩散的能力。制成本发明的集成设备的多孔生物材料提供了贯穿其结构的在任何方向上基本上相同的液体通道。这提供了对于在任何一个位置进行压力测量以准确地表示更大眼睛体的压力的重要条件。
[0050]另外，该多孔生物材料结构提供了对纤维化的控制，从而使得在整个材料上维持各向同性、低阻抗的流路径并且最小化了随时间改变的压力敏感性。
[0051]而且，提供了允许针对其中植入该设备的每一个别患者的眼睛轮廓进行自适应的高度柔性的设备。
[0052]除了压力测量，可提供附加的传感器以测量其他生理学条件，例如，房水的温度、盐度、葡萄糖浓度、局部施加于眼睛的药物浓度。
[0053]为了更好地理解本发明，现在将仅以示例的方式参考附图，在附图中:
[0054]图1示出眼睛的矢状剖面图；
[0055]图2示出了图示眼睛的前房的各部分和外部层的眼睛的放大的横截面视图；
[0056]图3示出图示根据本发明的设备的优选位置的眼睛的透视图；
[0057]图4和5分别示出根据本发明的集成IOP传感器和引流设备的第一和第二实施例的平面图；[0058]图6示出贯穿图5中图示的设备的尾部的横切截面；
[0059]图7示出贯穿图5中图示的设备的本体部分的横切截面；
[0060]图8示出贯穿图5的设备的纵向横截面；以及
[0061]图9示出使用上述图4至8中图示设备的处理系统的框图。
[0062]将针对特定实施例并参考特定附图来描述本发明，但是本发明不限于此。所描述的附图只是示意性的和非限制性的。在附图中，出于说明目的，一些元件的大小可能被放大，而未按比例绘制。
[0063]根据本发明，提供了包括IOP传感器元件和感性天线元件的集成的IOP传感器和青光眼引流设备。该IOP传感器元件和天线元件被夹在开口小孔生物兼容性材料的至少两层之间。该生物兼容性材料具有两个功能，即，保护传感器元件和天线免受纤维化封装以及形成引流设备。当该设备被植入时，该生物兼容性开口小孔结构进一步允许房水与集成设备中的IOP传感器元件之间的连通。
[0064]在W0-A-2005/032418中描述了合适的生物兼容性材料结构。所述生物兼容性材料是多孔的且包括定义了具有类似直径的互连小孔阵列的生物兼容性聚合物支架。术语“类似直径”意思是两个小孔之间的直径之差小于较大直径的20%。通常，小孔的平均直径在约20 ii m到约90 i i m之间，优选地在约20 y m到约40 u m之间。为了在本发明的集成设备中使用，优选范围在约25iim到约30iim之间。
[0065]每一个小孔通过在小孔的平均直径的约15%到约40%之间的连接被连接到至少4个其他小孔。在一些实施例中，每一个小孔被连接到约4到12个其他小孔，诸如约4到7个其他小孔。
[0066]小孔中的至少90%是以这种方式连接的，优选地至少95%是以这种方式连接的且更优选地至少97%是以这种方式连接的。
[0067]该多孔生物兼容性材料可具有在约100 U m到约1000 U m之间的厚度，诸如在约100 u m到约500 u m之间。对于本发明的引流设备，生物兼容性材料的厚度是根据所期望的房水流以及机械强度要求来选择的。最常见的，多孔部分的总厚度将在约200 到约500 之间。这可以通过如先前提到的三明治结构中那样累积地组合多个层的各个厚度来获得。
[0068]多孔生物兼容性支架材料可包括任何生物兼容性聚合物，诸如人工聚合物、天然存在的聚合物、或其混合物。示例性的人工生物兼容性聚合物包括但不限于:聚(2-羟乙基甲基丙烯酸)、硅橡胶、聚己内酯二甲基丙烯酸、聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、含氟聚合物(诸如聚四氟乙烯)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET或涤纶)、聚酰胺(诸如尼龙)、乙烯醇、聚氨酯、互穿网络聚合物、及其混合物。示例性天然存在的生物兼容性聚合物包括但不限于:纤维或球状蛋白、合成碳水化合物、葡糖氨基葡聚糖、或其混合物。从而，聚合物支架可包括所有类型的胶原质(collage)、弹性蛋白、透明质酸、藻酸、肌间线蛋白、多能蛋白聚糖、基质细胞蛋白(诸如SPARC (骨粘连蛋白)、骨桥蛋白、血小板反应蛋白I和2、纤维蛋白、纤连蛋白、玻璃体结合蛋白、清蛋白等)。天然聚合物可被用作支架或者被用作添加物以改善人工聚合物的生物兼容性。
[0069]该多孔生物兼容性材料支架可以是水凝胶，例如可降解水凝胶，其通过将低分子量聚乙烯二醇与过量的甲基丙烯酰氯反应以给出具有甲基丙烯酸酯末端基的聚酰复合物来形成，该聚酰复合物由甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(HEMA)共聚以得到具有可水解联接的交联水凝胶。
[0070]聚合物支架一般具有低微孔性水平。术语“微孔性”是对聚合物支架本身存在的小的微孔的度量(与由支架所定义的小孔相对)。在一些实施例中，聚合物支架中的全部或几乎全部微孔均在约0.111111到约511111之间，诸如在约0.111111到约311111之间或者在约0.1um到约之间。术语“低微孔性水平”意思是如通过测量贯穿聚合物支架的横截面中的空隙空间百分比所测量的，微孔代表低于聚合物支架体积的2%。
[0071]生物活性分子可通过在存在生物活动分子的情况下形成多孔生物材料、通过允许生物活性分子扩散到多孔生物材料中或者通过以其他方式将生物活性分子引入多孔生物材料而被引入该多孔生物材料。
[0072]生物兼容性材料可由模板形成，该模板包括致孔剂阵列，即可用于创建模板并且在生物兼容性聚合物支架形成之后在不破坏聚合物支架的条件下可移除的任何结构。例如，可以使用PMMA或聚苯乙烯微球。
[0073]小孔和致孔剂可以是任何合适的形状，例如，球体、十二面体、五角十二面体、以及椭圆体。小孔和致孔剂具有至少0.1的圆度，诸如至少约0.3或至少约0.7的圆度。术语“圆度”被定义为6V/ D3，其中V是体积，D是小孔和致孔剂的直径。作为指示，球体具有圆度 1.0。
[0074]W0-A-2005/032418中描述的多孔生物兼容性材料通过形成基本上为球体的单分散致孔剂的模板、围绕该模板形成多孔生物材料、且然后移除该模板以产生多孔生物兼容性材料来构造。
[0075]该模板可通过使用超声波搅动将致孔剂堆积在模具中或者通过获得紧密堆积的致孔剂阵列的任何其他合适的方法来形成。`致孔剂可以通过烧结来被溶解，其中烧结时间和/或烧结温度可用于增大连接的大小和生长速率。其他方法可用于溶解致孔剂，例如，通过用合适的溶剂处理来部分溶解它们。
[0076]一旦创建了模板，就围绕模板形成生物兼容性聚合物支架。聚合物支架可通过围绕模板共聚聚合物前体混合物(包括聚合物前体和合适的交联试剂)来形成。用前体混合物来注入模板可通过应用一种或多种手段(取决于混合物粘性)来获得，包括毛细管灯芯效应、重力、真空、压力、或离心法。
[0077]在生物兼容性聚合物支架形成之后，通过溶剂提取来移除该模板以产生多孔生物材料。如果PMMA微球被用作致孔剂，则它们可以通过多次浸泡到二氯甲烷溶液或9: lv/v丙酮水溶液中来被提取。针对与最终多孔材料的兼容性而做出溶剂选择。
[0078]在用于构造多孔聚合物支架片材的一种方法中，在包括经烧结的PMMA微球的模板上形成聚合物前体混合物。微球被添加到模具，该模具包括约0.12_厚的两个固体PMMA外部层，这两个外部层由所期望的最终片材厚度的聚四氟乙烯垫片隔开并且通过夹在夹钳的显微镜载片之间来被进一步加固。微球使用超声波搅动被堆积并且在190°C被烧结达
18.5小时以给出约微球直径的30%大小的颈。
[0079]在烧结之后，显微镜载片被移除并且所得的PMMA模板被渗入包括由Nusil技术有限公司制造的按照制造商所规定的10:1的重量比新鲜混合的MED-6215硅树脂的聚合物前体混合物。模板被置于离心机试管中并且用未固化的液态硅树脂来覆盖。随后以约1.5小时24，OOOg来完成离心以确保未固化的硅树脂完全渗透模板。在从离心机移除之后，浸润了硅树脂的模板被置于75°C的烤箱中16个小时以完成硅树脂固化。最后，PMMA模板通过在二氯甲烷(DCM)溶剂中搅动来移除并且随后通过在Soxhlet提取装置中使用新鲜的DCM来净化。
[0080]对于硅树脂多孔材料，在以上过程之后对存在的残留未固化分量的分析显示为少于0.1%，远低于制造商规范针对长期医疗植入的1%。
[0081]在一可选方法中，多孔生物材料由聚(2羟乙基甲基丙烯酸酯)(聚甲基丙烯酸羟乙酯)水凝胶制成。为了制备此水凝胶，按照所指示的体积比来使用表1中的前体组分。
[0082]表1
[0083]
成分容量(ml)
甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)7.0
乙二醇2.1
水0.9
四甘醇二甲基丙烯酸酯0.31
0.02N醋酸中的I型胶原(4mg/ml)0.5
过硫酸铵0.7 焦亚硫酸钠0.7
[0084]混合物在约2大气压的压力下被引入如上所制备的被允许共聚24小时的PMMA微球模板，该PMMA随后用9: lv/v丙酮水溶液来提取以得到掺杂了类型I胶原的聚甲基丙烯酸羟乙酯的交联多孔水凝胶片材。
[0085]在组装该模板之前，通过光镜来检查PMMA微球的每一个微球大小的单分散性。对于每一个微球大小，微球中的至少95%具有等于平均微球直径±20%的直径。
[0086]根据SEM图像来测量致孔剂模板中的颈的单分散性。对于每一个微球大小，颈中的至少95%被验证在约平均微球直径的25%到35%之间。SEM也被用于确定多孔生物材料的结构。SEM图像的检查揭示了每一个小孔被连接到4至7个相邻小孔，并且多孔材料具有精确统一的小孔结构。
[0087]对于任何一种材料，可根据如上通过使用成形的钻孔机或其他合适的切割装置所准备的片材来制备具体的设备形状。
[0088]首先参考图1和2，示出了整个眼睛100的矢状部分，该矢状部分示出角膜110、虹膜120、瞳孔130、晶状体14、以及睫状体150的位置(在图2中更清楚地示出)。前房160位于晶状体140和角膜110之间。
[0089]在正常眼睛中，房水源自睫状体50并且在虹膜120和晶状体140之间循环进入前房160，并且随后经由位于虹膜120和角膜110之间的角中的多孔小梁网170流出，如箭头180所指示的。还示出了巩膜190和脉络膜195。
[0090]在青光眼的眼睛中，网状组织170通常被阻塞，从而导致眼睛内部破坏性的压力增大。根据本发明的集成IOP传感器和引流设备200可被植入以形成从前房160到子巩膜区210的液体路径，旁通这一阻塞区域并且恢复液体流，如箭头180所指示的。在引流设备被如此放置的情况下，IOP传感器元件(未示出)被定位成使得前房160中的压力可被检测到，并且天线元件(同样未示出)位于子巩膜区210中。在这一位置，与前房160有关的压力数据可由耦合至天线元件的远程设备(未示出)所检测。这在下面将更详细地描述。
[0091]在图3中，示出了根据本发明的集成IOP传感器和引流设备200的优选的颞上(supratemporal)定位。对于左眼201,设备200位于约“I点钟”到约“2点钟”之间的位置。类似地，对于右眼1，设备200位于约“10点钟”到约“11点钟”之间的位置。如将在下文更详细地描述的，这提供了在外科手术期间避开了直肌196解剖学上的优势、以及与外部探询设备进行无线通信的有利定位的技术优势。而且，视力不会因为将设备200置于眼睛内而受损。
[0092]在下文中将在图4到8中更详细地描述如上参考图1到3描述的集成IOP传感器和引流设备200。不作限制，这些描述指代使用硅橡胶作为多孔生物材料成分的设备。该材料已经被示出为在生物学上优选的针对长期眼睛引流植入物并且良好地适于本发明的目的。
[0093]在图4中，示出了根据本发明的组合IOP传感器和青光眼引流设备400的第一实施例的平面图。设备400包括如图所示连接至天线元件420的IOP传感器元件410。IOP传感器元件410还包括如将在下文更详细地描述的信号处理器(未示出)。IOP传感器元件410和天线元件420位于多孔生物兼容性材料430 (例如，如上所述的多孔生物兼容性材料)的各层之间。这在以下参考 图6到8来更详细地描述。生物兼容性材料430定义了设备400的整体形状。在该实施例中，天线元件420被示为具有基本上圆形的轮廓。
[0094]如图所示提供了用于将IOP传感器元件410与天线元件420相连接的引线470、480。如图所示，引线470、480通过颈部460从尾部450穿到本体部分440。
[0095]如图所示，设备400包括基本上圆形的本体部分440、尾部450、以及将本体部分440连接至尾部450的颈部460。如图所示，天线元件420被容纳在本体部分440中，而IOP传感器元件410被容纳在尾部450中。颈部460在设备400被插入到眼睛中时为设备400提供了锚点，如将在下文中更详细地描述的。
[0096]通常，设备400的近似尺寸在下文中的表2中给出。
[0097]表2
[0098]
设备元件尺寸(mm)
整体长度11到13
圆形本体部分的直径 8到10
尾部的宽度5
颈部的宽度3
【权利要求】
1.一种集成眼内设备，包括: 眼内压力传感器元件； 天线元件；以及 房水引流元件； 其特征在于，所述引流元件包括封闭了所述眼内压力传感器元件和所述天线元件的多孔生物兼容性材料。
2.如权利要求1所述的集成眼内设备，其特征在于，所述引流元件包括容纳所述天线元件的本体部分以及容纳所述眼内压力传感器元件的尾部。
3.如权利要求2所述的集成眼内设备，其特征在于，所述本体部分和所述尾部通过较小横截面的颈部彼此连接，所述颈部将所述引流元件定位在眼睛内所期望“使用”的位置。
4.如权利要求2或3所述的集成眼内设备，其特征在于，所述本体部分基本上是圆形的，且所述天线元件包括位于所述圆形本体部分内的圆形螺旋。
5.如权利要求2或3所述的集成眼内设备，其特征在于，所述本体部分基本上是矩形的，且所述天线元件包括位于所述矩形本体部分内的矩形螺旋。
6.如权利要求4或5所述的集成眼内设备，其特征在于，所述天线元件基本上被安排成围绕所述本体部分的外围。
7.如权利要求2到6中的任一项权`利要求所述的集成眼内设备，其特征在于，所述天线元件和所述眼内压力传感器元件由穿过所述本体部分和所述尾部之间的引线来连接。
8.如权利要求7所述的集成眼内设备，其特征在于，还包括位于所述眼内压力传感器元件、所述天线元件、所述引线、和所述多孔生物兼容性材料之间的至少一个保护层，所述多孔生物兼容性材料封住每一个保护层。
9.如权利要求8所述的集成眼内设备，其特征在于，围绕所述眼内压力传感器元件、所述天线元件、和所述引线形成单个保护层，所述单个保护层在所述眼内压力传感器元件附近具有开口以允许通过所述多孔生物兼容性材料来测量所述房水的压力。
10.如前述权利要求中任一项权利要求所述的集成眼内设备，其特征在于，所述多孔生物兼容性材料包括天然聚合物。
11.如权利要求1-9中任一项权利要求所述的集成眼内设备，其特征在于，所述多孔生物兼容性材料包括人工聚合物。
12.如权利要求11所述的集成眼内设备，其特征在于，所述人工聚合物包括硅橡胶。
13.如前述权利要求中任一项权利要求所述的集成眼内设备，其特征在于，所述多孔生物兼容性材料的平均厚度在100 u m到1000 ii m之间。
14.如权利要求13所述的集成眼内设备，其特征在于，所述多孔生物兼容性材料的平均厚度在IOOiim到500iim之间。
15.如权利要求14所述的集成眼内设备，其特征在于，所述多孔生物兼容性材料的平均厚度在200 u m到500 y m之间。
16.如前述权利要求中任一项权利要求所述的集成眼内设备，其特征在于，所述多孔生物兼容性材料包括具有在20 ii m到90 ii m之间的平均小孔直径的基本上为球体的开口小孔。
17.如权利要求16所述的集成眼内设备，其特征在于，所述平均小孔直径在20i!m到40y m之间。
18.如权利要求17所述的集成眼内设备，其特征在于，所述平均小孔直径在25y m到30 um之间。
19.如权利要求16-18中任一项权利要求所述的集成眼内设备，其特征在于，所述基本上为球体的开口小孔具有在所述平均小孔直径的15%到40%之间的小孔互连。
20.如前述权利要求中任一项权利要求所述的集成眼内设备，其特征在于，所述多孔生物兼容性材料包括具有“峰和谷”地形的不规则外部表面。
21.如权利要求20所述的集成眼内设备，其特征在于，有关所述多孔生物兼容性材料的平均厚度，所述不规则外部表面的表面变化在100 u m到300 ii m之间。
22.如前述权利要求中任一项权利要求所述的集成眼内设备，其特征在于，所述多孔生物兼容性材料提供了对于I U 1/min的流具有不超过ImmHg压降的阻抗的房水流的引流。
23.如前述权利要求中任一项权利要求所述的集成眼内设备，其特征在于，所述天线元件包括感性天线元件。
24.如权利要求23所述的集成眼内设备，其特征在于，所述天线设备是无源的。
25.如前述权利要求中任一项权利要求所述的集成眼内设备，其特征在于，所述眼内压力传感器元件是无源的。
26.如前述权利要求中任一项权利要求所述的集成眼内设备，其特征在于，还包括眼内压力传感器处理系统，所述眼内压力传感器形成所述眼内压力传感器处理系统的一部分。
27.如权利要求26所述的集成眼内设备，其特征在于，所述眼内压力传感器处理系统包括用于解码由所述天线元件接收的信号的解码器以及用于从接收到的信号获得功率信号的检测器。
28.如权利要求27所述的集成眼内设备，其特征在于，所述眼内压力传感器处理系统还包括用于存储与从接收到的信号中导出的功率信号有关的能量的能量存储模块。
29.如权利要求26到28中任一项权利要求所述的集成眼内设备，其特征在于，所述眼内压力传感器处理系统包括用于对将由所述天线元件传送的信号进行编码的编码器。
30.一种眼内压力监控系统，包括: 探询和处理系统； 根据前述权利要求中的任一项权利要求的集成眼内设备，所述眼内设备被安排成与所述探询和处理系统无线通信。
31.如权利要求30所述的眼内压力监控系统，其特征在于，所述探询和处理系统包括收发机元件，所述收发机元件用于将激励信号传送到所述集成眼内设备以及用于接收与由所述集成眼内设备在被激励的情况下获取的眼内压力测量值相对应的信号。
32.如权利要求31所述的眼内压力监控系统，其特征在于，所述探询和处理系统包括用于将与所述眼内压力测量值有关的数据传送到远程位置的通信模块。
33.如权利要求30到32中任一项权利要求所述的眼内压力监控系统，其特征在于，所述探询和处理系统被安装在以下各项中的至少一项中:一副眼镜、睫毛刷、枕头套、以及床单。
34.一种监控眼内压力的方法，所述方法包括以下步骤: a)植入根据权利要求1-29中任 一项权利要求所述的集成眼内设备；以及b)使用所述集成眼内设备内的眼内压力传感器元件来确定眼内压力测量值； 其特征在于，步骤a)包括将所述设备的具有所述眼内压力传感器元件的部分植入到眼睛的前房中。
35.如权利要求34所述的监控眼内压力的方法，其特征在于，步骤a)包括以下步骤:在眼睛中制造缘切口 ；将所述尾部置于眼睛的前房内，所述颈部位于缘切口中；以及将所述本体部分置于眼睛的外部层中。
36.如权利要求35所述的监控眼内压力的方法，其特征在于，步骤a)还包括将所述本体部分置于眼睛的脉络膜和巩膜之间。
37.如权利要求34到36中任一项权利要求所述的监控眼内压力的方法，其特征在于，步骤b)包括使用体外设备与所述眼内压力传感器元件交互以获得所述眼内压力测量值的输出。`
【文档编号】A61B3/16GK103517667SQ201280020405
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年4月27日 优先权日:2011年4月27日
【发明者】A·马歇尔, M·马金尼斯, M·阿尔瓦雷兹 申请人:Istar医疗公司