专利名称：用于润湿眼睛的装置和方法
技术领域：
本发明涉及眼睛表面的护理和治疗的领域，包括巩膜、结膜和角膜。更特别的，本发明涉及施加治疗和其它流体用于润湿和治疗眼睛表面。
背景技术：
正常情况下，眼睛表面，包括巩膜、结膜和角膜，由于泪膜的存在而保持润湿。这种 泪膜在实际上所有陆地上的脊椎生物中都发现了，除了蛇。成人眼睛表面积大约2cm2。它被复杂的泪膜(tear film)覆盖，该泪膜具有三片 层结构，其中每一层具有单独的和需要的功能。最接近眼睛表面的是粘液(mucus)的内层，厚度大约10_20Φπι。这一层中的粘液 使得泪膜稳定，并且提供了泪膜与下面的角膜和结膜的附着。粘液还降低了泪膜和眼睛之 间的表面张力，并且因而允许泪膜均勻地分布在眼睛上。眼睛的中间层是含水层(aqueous layer)，该层主要包括水、电解质和各种蛋白 质。这一层包括大约2-5Φ1的含水流体(aqueous fluid)，并且形成了泪膜的主要部分 (bulk)。在这一层内，PH、渗透压力、氧张力、和电解质例如钾、钙、氯化物、无机磷酸盐的水 平、以及酸例如乳酸和柠檬酸的水平保持在窄的生理范围内。存在于泪膜的含水层中的蛋 白质包括白蛋白和其它蛋白质，例如免疫球蛋白、干扰素、β-溶素和溶菌酶，它们具有抗菌 活性。距离眼睛表面最远的是油脂(lipid)层，其厚度从单分子层到大约200nm。通常， 这一层大约IOOnm厚。这一层用于阻止泪膜的蒸发。泪膜随着眨眼而厚度迅速减小。在没有后来的眨眼的情况下，在大约30秒内，孔 将开始形成在泪膜中，称为泪膜破裂。低于10秒的泪膜破裂时间被认为是异常的。这会随 着泪膜的粘液层中减少的眼泪形成或者不足而发生。会导致眼睛表面干燥的其它情况包括 环境干燥、接触透镜磨损和熬夜(upon waking)。通常，眼睛的干燥是利用水基溶液来治疗，该溶液含有电解质和防腐剂，防腐剂保 持溶液的无菌状态用于多次应用。不具有防腐剂的溶液通常包装在容器中，该容器用于提 供单次使用，其中在单次使用之后容器和任何剩余的溶液被丢弃。溶液通常通过滴剂来施加，这向眼睛表面提供了大约20-25Φ 1的流体。滴眼剂的 应用导致眼睛的快速润湿。然而，因为输送的量大于泪膜的体积，因此这些滴眼剂具有使得 眼睛漫溢(flooding)的缺点，这冲走了泪膜，并且以包括滴眼剂的流体代替了泪膜。在这 种漫溢之后紧接着，存在这样一段时间这时，具有三层结构和每层组成物的正常泪膜在眼 睛表面上不存在。这会导致不完全的眼睛润湿，这会持续几个眨眼循环。其它的将液体引入到眼睛表面上的方法包括眼杯、喷雾器和泵喷射、和喷雾装置。 眼杯用于将眼睛表面在流体中洗浴，这导致漫溢并且导致眼睛表面上的泪膜被洗掉。可用 于将液滴束输送到眼睛上的喷雾器在Haha的美国专利No. 5，346，132和No. 5，893，515中 描述，这些专利在此引为参考。这些专利中，Hahn公开了通过液滴将流体输送到眼睛中的多个缺点，包括难以定位滴管，并且由于没有对准眼睛导致不完整的药物输送，并且溅到脸 上。Hahn没有解决引入眼睛的流体量的问题，也没有解决由于漫溢而导致泪膜被冲掉的问 题。Hahan的喷雾器输送了可测量剂量的流体，并且可用于家庭或者医疗用途，或者用于润 湿眼睛或皮肤。另一种喷雾器在Hutson的美国专利No. 5，588，564中描述，在此引为参考。与 Hahn的喷雾器类似，Hutson的喷雾器可用于输送可调并且可重复剂量的流体到眼睛表面 上。Hutson没有解决引入眼睛的流体的量的问题，也没有解决由于漫溢导致的泪膜被冲掉 的问题。需要一种方法来润湿眼睛表面，同时不会使得眼睛漫溢或者破坏天然泪膜的完整 性。
发明内容
已经意外的发现，以一定水平将一定量的流体送入到眼睛表面导致相对现有技术 方法的眼睛润湿的改进，高于该水平则导致溢流和泪膜被洗掉。一个实施例中，本发明是一种用于润湿眼睛的方法。根据本发明的方法包括获 得施药器，其可以可控地将含水流体以一定量输送到眼睛表面，该量低于将会导致眼睛漫 溢的量。这样，本发明的方法用于再水合泪膜的含水层，并且保留正常的三层泪膜不受影 响。根据本发明的方法，分配给眼睛表面的流体的量小于泪膜的正常含水层的体积的大约 两倍，也就是小于大约1001。优选的，送入大约0. 5-601之间，并且最优选的，送入2-501 之间。根据本发明，流体可以单团(bolus)送入眼睛表面，或者可以随着时间送入，在10秒 钟或者更短的时间内，优选5秒钟或者更短。流体可以作为液滴被输送，但是最优选的是作为细雾被输送。已经发现，细雾形式 的含水流体最适于使得泪膜的含水部分再水合，同时不会清洗掉泪膜。另一个实施例中，本发明是一个套件，用于输送药物组分用于治疗眼睛，例如润湿 眼睛。根据本发明，该套件含有含水流体药物成分，含有药物成分的容器，和施药器，当被致 动时，该施药器可控地将大约0. 5-5001之间的药物成分送入到大约2cm2的表面上，在10 秒钟或更短时间内，优选大约5秒钟或更短。优选的，该套件包括指令装置从而利用套件可 控地将药物成分施加到眼睛表面上，
图1示出了本发明的成套装置的一个实施例，用于根据本发明的方法润湿眼睛。
具体实施例方式已经发现，与流体的喷溅相反，如利用目前可获得的滴管和喷雾器所进行的，泪膜 的湿度的突然增加会增加泪膜的含水量，同时很少或者完全不会造成泪膜的替换。另外发现，泪膜湿度的这种突然增加最有利的是从人手中握着的手持式容器通过 喷射含水流体的雾状的射束从而送入(administer)到人的眼睛中，该含水流体优选主要 包括水，该容器距离脸的距离在12英寸(30厘米)到24英寸(60厘米)之间，持续的时间 段足以润湿眼睛。
根据本发明，眼睛表面泪膜的体积通过施加一定量的流体而增大，该量不大于泪 膜的含水部分的体积的大约100%到200%，其通常具有2-5Φ1的体积。因此，根据本发明， 大约10Φ 1或者更少被施加到眼睛表面。优选的，0. 5-6Φ 1被施加，并且最优选的是1-2Φ 1 被施加，特别是当由于干眼的存在而润湿眼睛时，其中，总的泪体积通常在1-2Φ1之间。根 据本发明，流体的体积用于再水合泪膜的含水部分，并且保持上面的油脂以及下面的粘液 层的完整性。与现有技术相反，其中，20-50Φ1的流体通过滴管或者喷射而被施加到眼睛，根据 本发明的方法在眼睛干燥的人体中重新建立了正常的状态。本方法仅洗掉了现有的泪膜， 并且利用含水溶液来替换泪膜或者至少中间含水层。这些溶液缺少完整未动的泪膜的结 构，并且同样不同于泪膜的正常的含水层。
通常，根据本发明施加的上述量的流体在眨眼(blink)之间的一个眨眼循环中被 施加。然而，流体可以在一次或者多次眨眼进行的时间段中被施加。优选的，流体在5-10 秒或者更短的时间段内被施加。虽然流体可以以任何形式被送入(administered)，包括滴剂、空气中分散的液滴 (雾)或者蒸气，但是优选的是，流体以分散液滴的细雾形式被送入，其中，流体液滴的平 均尺寸在大约5-150微米的直径之间。已经发现，由这个尺寸范围的液滴构成的细雾提供 了泪膜的最优的水合和眼睛表面的润湿，该尺寸优选每个液滴中泪体积大约0. -1%之 间。优选的，流体液滴的平均尺寸小于100微米，并且最优选的，小于75微米。最优选的， 液滴直径在10-50微米之间，直径的最优选范围在10-30微米之间。直径超过大约100微 米的液滴容易不完全地蒸发，并且将落到外面，并且不适当地弄湿脸部，和水平表面。直径 小于大约20微米的液滴通常被认为是可吸入的，并且可以被吸入到上下呼吸道。当把对于呼吸系统没有潜在危害的物质例如水输送到眼睛的表面时，这是可接受 的。然而，当局部或者眼科药物被结合在将被送入眼睛中的溶液中时，这是不适合的，这时， 这种药物如果被吸入的话会是刺激性的或者有毒的。根据本发明输送到眼睛表面的流体是水基流体。为了润湿眼睛，流体优选是含水 流体，具有中性至微酸的PH，例如在大约7到大约6. 5之间。优选的，流体具有低浓度的溶 解物，低于通常的泪膜。根据本发明优选实施例，流体的渗透压力小于350m0sm，并且最优选 的低于311m0sm。另外优选的是水是低应变原的或者基本不具有防腐剂和其它化学混合物，它们可 能会刺激眼睛表面。优选实施例中，输送到眼睛表面的含水流体主要包括水。这个优选实施例中，水可 以含有痕量的矿物。水还可包括这样的成分，其不会刺激眼睛，且不会向眼睛提供治疗效 果。适于根据本发明这个优选实施例的含水流体的这种成分包括润滑剂，防腐剂，缓冲剂 和表面活性剂。然而，最优选的是流体中矿物的量尽可能少，并且水基本不具有这种成分， 例如润滑剂，防腐剂，缓冲剂和表面活性剂。本发明的方法可用于将治疗药物输送到眼睛表面。将药物送入眼睛的本方法使 用了相对大的滴(drop)，大约20Φ1或者更大，从而输送药物。这导致眼睑缘(eyelid margin)的溢出，一部分药物流走到脸面上。根据本发明的方法，含水溶液中的药物施加到眼睛表面上，其中溶液的体积小于大约1001。优选的，根据本发明送入的含有药物的溶液的体积在0. 5-601之间，并且最优 选在2和501之间。含有药物的溶液优选在5-10秒内送入，并且最优选的是在一个眨眼 循环内送入，但是溶液的送入可以在几次眨眼的时间过程中。可溶于水的任何治疗药物适用于本发明的方法。优选的是对于眼睛没有刺激性作 用的药物，但是认为，在一些情况中，适合的是或者必须的是将治疗药物输送给眼睛表面， 即使药物造成了刺激。适用于本发明方法的适合治疗药物的实例，包括抗菌素、交感神经和 副交感神经剂，防青光眼剂，和抗炎剂例如类固醇，所述抗菌素包括抗细菌的、抗真菌的、和 抗病毒剂。另一个实施例中，本发明是一种套件(kit)，用于将0.5和小于2001之间的受控 剂量的含水流体送入到眼睛表面。优选的，受控剂量小于1001，并且最优选小于501。最 优选实施例中，受控计量为1和2。1之间的流体。根据本发明，该套件包括容器，含水流 体位于容器内；和致动器，该致动器以上述剂量输送流体的射束或者细雾。优选的是细雾包 括分散的液滴，液滴的平均尺寸为直径大约5-150微米，最优选的是小于100微米，甚至更 优选小于75微米，最优选是小于10和50微米之间，最优选的范围是直径为15-30微米之 间。套件还可包括指令装置(instruction)，从而将受控剂量的含水流体施加到眼睛表面。 优选的，套件的容器被密封，从而它可在数天乃至数月中用于多次施加含水流体，而不需要 在流体中包括防腐剂。一个特别优选的实施例中，容器是筒罐(canister)，例如金属的或者塑料的，容纳 着含水流体。筒罐保持在人手中，手挤压在致动器上，并且当握着筒罐时，将含水流体的细 雾朝着人脸引导，从而向眼睛喷射含水流体的细雾。本发明套件的优选实施例在图1中示意性示出。图1示出了壳体(package)例 如箱101，用于容纳刚性的优选金属的密封容器102，其内部是内部密封的柔性袋子103， 袋子103容纳着待分配的流体。具有位于密封容器102和柔性袋子103之间的加压剂 (pressurization agent)，例如压缩空气或者氮104，并具有致动器105，允许袋子103中适 合剂量的流体在被挤压时流出。套件还包括指令装置(未示出)，用于将预定剂量的流体输 送到眼睛中。下面在非限制性实例中进一步描述本发明。实例1三个成人受验者的眼睛上的泪膜体积被测量并且确定为平均值2. 26010受验者 然后通过下面方式被治疗向他们的眼睛表面送入50和100微米之间平均液滴尺寸的细 雾，其中总体积为每个眼睛10秒钟时间内2-5①1。送入之后，泪体积再次被测量，并且确定 为平均2. 96①1。实例2获得了来自三个成人受验者的泪膜的试样，并且对它们进行HPLC色层分析法从 而确定泪膜中蛋白质和其它成分的基线水平。每个受验者的一个眼睛然后通过送入25和 5001之间的人工泪液的标准液滴而被润湿。来自三个经过治疗的眼睛的泪膜的试样然 后获得了，并且进行HPLC色层分析法。在获得了第二组试样之后，每个受验者的相反的眼 睛然后通过送入相同人造泪液而被润湿，但是是由液滴组成的细雾，该液滴的尺寸在50和 100微米之间，总体积大约5。1。来自细雾治疗的眼睛的泪膜的试样然后获得了，并且进行
8HPLC色层分析法。人工泪液同样进行HPLC色层分析法。开始的HPLC色层分析法提供了在正常的泪膜中发现的成分的轮廓。发现含有各 种油脂、粘液、蛋白质和电解质。通过单个大的液滴进行的润湿之后进行的HPLC色层分析法揭示出全部或者大 部分油脂和粘液保留在泪膜内。普通泪膜中存在的蛋白质和电解质不再存在，并且泪膜具 有与人工泪液类似的色层分析轮廓(profile)，去掉了油脂和粘液。通过细雾进行的润湿之后的HPLC色层分析法揭示出油脂和粘液保留在泪膜中。 正常泪膜中存在的蛋白质和电解质通过色层分析法被证实保留在细雾进行的润湿之后的 泪膜中。所述本发明的进一步修改、用途和应用对于本领域技术人员是显而易见的。这种 变形落在下面权利要求范围内。
权利要求
一种用于润湿眼睛同时不会冲掉眼睛泪膜的含水层的方法，包括将0.5和10Φl之间的含水流体送入到所述眼睛表面，所述含水流体主要包括水，其中所述流体是细雾的形式，所述细雾包括平均尺寸在5和150微米之间的液滴。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体包括防腐剂、润滑剂、缓冲剂和表 面活性剂中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体基本不具有防腐剂。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述流体基本不具有润滑剂和表面活性剂。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述流体基本不具有缓冲剂。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液滴的平均尺寸为直径10和50微米之间。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述液滴的平均尺寸为直径15和30微米之间。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，大约0.5和6Φ1之间的流体被送入。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，大约2和5Φ1之间的流体被送入。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体的同渗容摩低于泪膜的正常含水 层的同渗容摩。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述同渗容摩低于311mOsm。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，流体的PH低于7。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述Ph大约6.5。
14.一种用于润湿眼睛的套件，包括容器，主要包括水的流体位于该容器内；致动器， 输送一定量的流体，流体的量足以润湿眼睛表面的泪膜的含水层，并且小于会冲掉所述含 水层的量；和指令装置，用于输送所述剂量的流体到眼睛表面上。
15.如权利要求14所述的套件，其特征在于，致动器输送的量在0.5和20Φ1之间。
16.如权利要求15所述的套件，其特征在于，所述流体包括防腐剂、润滑剂、缓冲剂和 表面活性剂中的一种或多种。
17.如权利要求14所述的套件，其特征在于，所述流体基本不具有防腐剂。
18.如权利要求17所述的套件，其特征在于，所述流体基本不具有润滑剂和表面活性剂。
19.如权利要求18所述的套件，其特征在于，所述流体基本不具有缓冲剂。
20.如权利要求14所述的套件，其特征在于，致动器将流体作为细雾输送，该细雾具有 直径在5和150微米之间的平均液滴尺寸。
21.如权利要求20所述的套件，其特征在于，所述平均液滴尺寸在直径10和50微米之间。
22.如权利要求21所述的套件，其特征在于，所述平均液滴尺寸在直径大约15和30微 米之间。
23.一种用于润湿眼睛的方法，包括将细雾形式的含水流体送入到眼睛表面上，其中被 送入到眼睛的流体的量足以将泪膜的含水层的体积增加通常含水层的体积的至少5%，并 且所述量小于会将泪膜从眼睛冲掉的量，并且允许流体润湿泪膜的含水层。
24.如权利要求23所示的方法，其特征在于，所述含水流体主要包括水。
25.如权利要求23所示的方法，其特征在于，送入到眼睛的含水流体的体积小于3微升。
26.如权利要求25所示的方法，其特征在于，送入到眼睛的含水流体的体积小于大约2微升。
27.如权利要求26所示的方法，其特征在于，送入到眼睛的含水流体的体积为1-2微升。
28.如权利要求23所示的方法，其特征在于，细雾中液滴的平均尺寸为直径小于20微米。
29.如权利要求28所示的方法，其特征在于，液滴的平均尺寸为直径在10和小于20微 米之间。
30.一种用于润湿眼睛的方法，包括将含水流体送入到眼睛表面，其中送入到眼睛的流 体体积小于3微升，并且允许流体润湿泪膜的含水层。
31.如权利要求30所示的方法，其特征在于，送入给眼睛的流体体积小于大约2微升。
32.如权利要求31所示的方法，其特征在于，送入给眼睛的流体体积为1-2微升。
33.如权利要求30所示的方法，其特征在于，送入给眼睛的流体为细雾的形式。
34.如权利要求33所示的方法，其特征在于，细雾中液滴的平均尺寸为直径小于20微米。
35.如权利要求34所示的方法，其特征在于，液滴的平均尺寸为直径在10和小于20微 米之间。
36.如权利要求30所示的方法，其特征在于，流体主要包括水。
37.一种用于润湿眼睛的方法，包括将含水流体送入到眼睛表面，该含水流体是许多液 滴的形式，液滴的平均直径小于20微米，其中送入给眼睛的流体的量足以将泪膜的含水层 的体积增大正常含水层的体积的5%，并且该量小于会造成泪膜从眼睛冲掉的量，并且允许 流体润湿泪膜的含水层。
38.如权利要求37所示的方法，其特征在于，液滴的平均直径在10和小于20微米之间。
39.如权利要求37所示的方法，其特征在于，送入给眼睛的流体的体积小于3微升。
40.如权利要求39所示的方法，其特征在于，送入给眼睛的流体的体积小于大约2微升。
41.如权利要求40所示的方法，其特征在于，送入给眼睛的流体的体积为1-2微升。
42.如权利要求37所示的方法，其特征在于，送入的液滴以细雾的形式送入。
43.如权利要求37所示的方法，其特征在于，含水流体主要包括水。
44.一种用于润湿眼睛的方法，包括将含水流体送入到眼睛表面，该含水流体主要包括 水，含水流体的量足以将泪膜的含水层的体积增加正常含水层的体积的至少5%，并且该量 少于会使得泪膜从眼睛冲掉的量，并且允许流体润湿泪膜的含水层。
45.如权利要求44所示的方法，其特征在于，含水流体是液滴的细雾的形式，该液滴的 平均直径小于20微米。
46.如权利要求45所示的方法，其特征在于，液滴的平均直径为10到小于20微米。
47.如权利要求44所示的方法，其特征在于，送入给眼睛的流体的量小于3微升。
48.如权利要求47所示的方法，其特征在于，送入的流体的量小于大约2微升。
49.如权利要求48所示的方法，其特征在于，送入给眼睛的流体的量为1-2微升。
50.一种用于润湿眼睛的方法，包括将主要包括水的含水流体送入给眼睛表面，所述含 水流体是液滴的细雾的形式，液滴的平均尺寸为直径小于20微米，其中送入给眼睛的流体 的量在1和小于3微升之间，并且允许流体润湿泪膜的含水层。
51.如权利要求50所示的方法，其特征在于，液滴的平均尺寸在10和小于20微米之间。
52.如权利要求50所示的方法，其特征在于，送入的流体的量小于大约2微升。
53.如权利要求52所示的方法，其特征在于，送入的流体的量为1-2微升。
全文摘要
一种用于润湿眼睛的方法，其中，一定量的含水流体被输送到眼睛，输送量低于会造成眼睛漫溢和正常的泪膜从眼睛表面上去除的量。优选的，流体主要包括水。也就是说，它不包括治疗活性成分，但是它可以包括非治疗成分，例如防腐剂，润滑剂，表面活性剂和缓冲剂。当根据本发明输送时，流体使得已经存在的泪膜再水合，而不是代替所述泪膜。流体通过从人握着的容器朝着人的脸部喷射流体细雾而被输送。
文档编号A61M35/00GK101874755SQ20091013786
公开日2010年11月3日 申请日期2009年4月29日 优先权日2009年4月29日
发明者S·F.·克莱尼 申请人:S·F.·克莱尼