專利名稱：一種用于晶狀體輸送系統(tǒng)的盒的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及人工晶狀體(IOLs)，更具體地涉及與將IOLs注入眼睛的設備一起使 用的盒。
背景技術：
人眼最簡單的功能是通過由稱為角膜的透明外部傳送和折射光線、并進一步借助 晶狀體將圖像聚焦到位于眼睛背部的視網膜上來提供視覺。聚焦的圖像質量與很多因素有 關，這些因素包括眼睛的大小、形狀和長度，以及角膜和晶狀體的形狀和透明度。當因外傷、年齡或疾病的緣故導致晶狀體的透明度變差時，由于能夠傳送到視網 膜上的光線變少，視覺變差。眼睛晶狀體上的這種缺陷在醫(yī)學上被稱作白內障。這種狀況 的治療方法是通過外科手術摘除晶狀體并植入人工晶狀體或I0L。而早期的IOLs是由硬質塑料(諸如聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA)制成的，由硅酮、柔 性丙烯酸樹脂和水凝膠制成的柔性、可折疊的IOLs由于能夠折疊或卷起這些柔性晶狀體 并經由較小切口將其插入而越來越受歡迎。采用了數種卷起或折疊方法。一種流行的方法 是注射盒，其折疊晶狀體并提供直徑相對小的內腔，通?？梢越柚涱^柱塞通過所述內腔 將晶狀體推入眼睛。最常用的注射盒設計在第4，681，102號美國專利(Bartell)中示出，其 包括分離的、縱向鉸接的盒。在第5，494，484號和第5，499，987號美國專利(Bartell)及第 5，620，450號美國專利(Eagles等人)中示出了類似設計。為嘗試避開第4，681，102號美國 專利的權利要求，已調查研究了數種實體盒，參見例如第5，275，604號美國專利(Rheinish 等人)和第5，653，715號美國專利(Reich等人)?，F有技術的這些設備旨在經由相對大(約3.0mm或更大)的切口將IOL注入無晶 狀體的眼睛的眼后房。已經開發(fā)出允許經由小很多的切口(2. 4mm或更小)實現整個外科 手術過程的外科技術和IOLs。這種小切口要求IOL受到非常緊地壓縮，并且用在注射盒上 的噴嘴具有非常薄的壁。在使用過程中，讓受到緊壓縮的晶狀體穿過壁非常薄的噴嘴常常 導致噴嘴裂開。另外，雖然外科醫(yī)生能夠形成尺寸非常特定的切口，但是盒和晶狀體的插入 和操作頻繁壓迫切口的壁，從而使切口的尺寸變大并且對周邊組織造成外傷。因此，仍然需要一種能夠在減少組織外傷的情況下經由相對小的切口注入IOL的 人工晶狀體注射盒。

發(fā)明內容
本發(fā)明通過提供一種用于IOL輸送系統(tǒng)的盒來改善現有技術，其中盒的注射尖端 幾何形狀被設計成減小將盒尖端穿過傷口時作用于切口上的應力，從而減小盒尖端插入過 程中撕裂或過度拉伸傷口的可能性，以及在將晶狀體輸送到眼睛中時滯留在傷口中的時間。因此，本發(fā)明的目標是提供一種用于晶狀體輸送系統(tǒng)的盒，所述盒的注射尖端幾 何形狀被設計成減小傷口上的應力。本發(fā)明的另一目標是提供一種減小插入后對傷口的外傷的用于晶狀體輸送系統(tǒng)的盒。通過參考附圖和下面對附圖及權利要求的描述，本發(fā)明的其它目標、特征和優(yōu)點 將變得顯而易見。


圖1是比較圓、橢圓和直線的弧長的圖；圖2是說明各種尖端尺寸下的理論切口尺寸的圖；圖3是本發(fā)明的晶狀體輸送系統(tǒng)盒的放大透視圖。
具體實施例方式本發(fā)明涉及具有尖端12的盒10，尖端12的幾何形狀被設計成減小IOL插入眼睛 時產生的應力。雖然可以使用任意尺寸的切口，但以下討論中的尺寸是在眼睛切口或傷口 為2. Omm的情況下給出的。將盒尖端12穿過切口傷口的動作在傷口邊緣處產生應力，其會引起切口的外傷 和撕裂。發(fā)明人已發(fā)現在傷口的應力程度與盒尖端的幾何形狀之間存在關聯。基于這種發(fā) 現，發(fā)明人確定能夠將切口或傷口建模成大體具有長軸約2. 0mm、短軸約0. 25mm的橢圓外 部尺寸的可變形體。另外，發(fā)明人確定當假定尖端12的噴嘴在IOL插入眼睛的過程中不發(fā) 生任何變形并且在傷口上出現任何變形時，盒尖端12噴嘴可建模成剛性體。由于沒有真實 的組織材料特性可供使用，因此可以利用Arruda-Boyce材料模型為傷口組織的材料特性 建模。假定尖端12的噴嘴的面積大于傷口的面積，發(fā)明人向傷口內部施加理論負載以將傷 口“拉伸”至足夠大以允許噴嘴尖端12進入。通過降低理論負載直至內部傷口邊緣接觸尖 端12的整個外周面，能夠確定剩殘余應力、應力、應力分布和接觸壓力。本領域技術人員知道由于高和寬相等，因此圓形或圓的盒尖端的縱橫比為1。然 而，如圖1所示，當通過縮短高度來減小縱橫比時，弧長發(fā)生變化，其通過減小傷口邊緣處 的應力而起到減小傷口拉伸程度的作用。本領域技術人員還知道連接高和寬的直線形成 這些點之間的最短距離，并且代表在不形成負弧的情況下相對于施加在傷口上的應力可能 的最短“弧”長。不希望出現負弧，因為在使用負弧或非曲面幾何形狀時，晶狀體會受到損 傷或發(fā)生不希望的折疊。代表注射尖端12幾何形狀的橢圓的橫截面形式可以用橢圓形狀系數來分析。這 個形狀系數’ ε，可以在尖端尺寸從3. Omm以及更小開始變化時保持不變以維持相同形式。 通過改變其他參數值，維持該形式，同時減小周邊和最終的理論切口尺寸，如下表1和圖2 所示。下面從橢圓方程開始進一步討論形狀系數ε (也稱作偏心率)。平行于坐標軸的 平面上的橢圓橫截面形成橢圓。通常，該二維橢圓可以用下列方程表示(x-h)2 (y-k)2——-~ +‘ = 1
a2b2其中，h、k代表橢圓中心，’ a’為長軸，’ b’為短軸。橢圓形狀可以用其偏心率ε 來表示，所述ε被定義為S = (AIa)^a2-b2)\其中0< ε <1。ε值越大則表示a/b值越大，橢圓會越細長。另外，在給定偏 心率值的情況下，如果知道參數’ a’或’ b’，則利用該方程能夠輕易地計算出另一參數。整 體而言，要注意參數’ a'和’ b’受下列方程限制C2 = a2-b2其中’(士c，0)’代表橢圓的焦點。要注意橢圓橫截面被修正成橢圓中心不一定 在原點上，而是可以移動。然而，當位于象限I中的橢圓部分圍繞χ軸旋轉時，橢圓的偏心 留下拐點(尖銳特征)。為使該點平滑，利用過渡半徑來使χ軸交點的切線處于90度。偏 心橢圓及過渡半徑這兩個特征形成經修正的橢圓構造的橫截面。上述橢圓方程的可選形式可以表達成Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F = 0其中B2 < 4AC，且所有系數均為實數?？梢酝ㄟ^配方并獲得表現橢圓中心及長、短 軸長度的形式將該方程轉變成第一方程。利用上述指導，能夠計算出這些參數。象限I中的橢圓曲線與普通橢圓相符，且發(fā) 現(h，k) = (0.0,-0. 13), (a，b) = (0· 95，0· 72)。偏心率 ε 然后被計算出為 0· 65。在該 偏心率下，如果橢圓的兩個軸向尺寸之一發(fā)生變化，則可以利用上述方程計算出另一尺寸。 一般而言，拐點的過渡半徑可被選擇為與上、下曲線均相切且在χ軸交點上有90度切線的 可能的最小圓，諸如圖4的圓100。在下表1中能夠看到上述確定的最小弧長、縱橫比及過渡半徑的應用示例，在表1 中示出了各個變量的典型值。表1將典型的修正橢圓值定義成切口尺寸的函數。1.0、2.0 和3. Omm的切口尺寸被用于舉例說明弧長寬度和橢圓偏心率保持不變時的關系。在盒尖端 設計中使用這些數值可以在最小弧長下獲得最大內部體積，其共同使得切口傷口邊緣上的 應力明顯變小，同時使晶狀體的壓縮度及最終的晶狀體注射作用力最小。表1 作為切口尺寸的函數的修正橢圓典型尺寸
切口尺寸 (mm)橢圓長 軸，a(mm)橢圓短 軸，b(mm)橢圓偏心 率，ε孤長(mm)弧長/寬度過渡半徑 (mm)1.00.3920.300.651.0871.3860.22.00.7840.600.652.1741.3860.43.01.1760.900.653.2611.3860.6 上述步驟得到一種用于盒尖端12的設計，其在最小弧長下提供最大內部體積。這 種組合導致切口傷口邊緣上的應力明顯變小，同時使晶狀體的壓縮度及最終的晶狀體注射 作用力最小。本文所描述的發(fā)明提供注射盒10或噴嘴尖端12的形狀，其借助減小的縱橫
5比和弧長使得將盒尖端12穿過傷口所需要的作用力變小。另外，這種曲線形式有利于通過 消除尖銳的外部和內部特征或過渡點減少傷口外傷和晶狀體受損的可能性。
雖然在上面已經描述了本發(fā)明的某些實施例，但這些描述只是用于說明和解釋的 目的?？梢愿倪M、改變、修改和偏離上述系統(tǒng)和方法，而不脫離本發(fā)明的范圍或精神。
權利要求
一種用于人工晶狀體輸送系統(tǒng)的盒，其包括主體，以及管狀噴嘴，其連接至主體且遠離主體地伸出，所述噴嘴具有帶有過渡半徑的經修正的橢圓橫截面，其中所述過渡半徑根據所需切口的尺寸來計算。
2.如權利要求1所述的盒，其中所述所需切口的尺寸約為2mm。
全文摘要
一種用于IOL輸送系統(tǒng)的盒(10)，其注射尖端(12)的幾何形狀被設計成減小IOL插入眼睛時在切口傷口邊緣處產生的應力。
文檔編號A61F2/16GK101938956SQ200980104412
公開日2011年1月5日 申請日期2009年2月6日 優(yōu)先權日2008年2月7日
發(fā)明者D·A·唐納 申請人:愛爾康公司