Способ изготовления складного искусственного стекловидного тела и литейной формы для него - RU2496641C2

Чертежи

Показать все 13 чертежа(ей)

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к складному капсульному стекловидному телу и конструкции его литейной формы, способу изготовления, внешнему виду продукта, способности доставки лекарственного вещества, применению в хирургии и т. д.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящее время ведется множество отечественных и международных исследований заменителей стекловидного тела, главным образом включая инертный газ, силиконовое масло, густое силиконовое масло, перфторуглеродные жидкости и гидрогели, состоящие из высокомолекулярных гидрофильных полимеров, находившихся в фокусе отечественных и международных исследований в 90-е годы. Несмотря на это, результаты их практического применения являются неудовлетворительными, некоторые из которых могли повлечь серьезные осложнения, например, инертный газ, скажем, C3F8 может легко вызвать катаракту и потерять эффект тампонады примерно через две недели после операции, таким образом, что он не может создавать устойчивое высокое давление на сетчатку. Перфторуглеродные жидкости - токсичны для сетчатки в том смысле, что они не могут прижиться в полости стекловидного тела в течение длительного времени и могут быть использованы только во время операции. Кроме того, перфторуглеродные жидкости легко остаются в глазах и являются сложными для удаления после реакции с водой. Существующие заменители силиконовых масел, широко использующиеся в медицинской практике, могут приводить к глаукоме и катаракте, а также самопроизвольно превращаются в эмульсию в течение определенного промежутка времени. Эмульсированные заменители необходимо удалять. Однако после удаления сетчатка снова легко отслаивается. Повторяющиеся операции не только усугубляют состояние пациентов, но и серьезно ухудшают их зрение. Даже в случае успешной операции, зрение пациентов остается очень низким ввиду того, что низкий показатель преломления силиконового масла не может создать достаточное высокое давление на разрывы, находящиеся под сетчаткой, а так же, из-за того, что после заполнения, диоптрии глазного яблока смещаются в сторону высокой гиперметропии. Кроме того, после перенесенной операции пациент вынужден долгое время лежать на животе для того, чтобы предотвратить перетекание силиконового масла в переднюю камеру глаза, что причиняет пациентам значительные неудобства. Гидрогели преимущественно включают PVP гидрогели, PVA гидрогели, РАМ гидрогели и поли (1-винил-2-пирролидон) гидрогели и т.д. Однако в офтальмологии эти гидрогели все еще находятся на экспериментальной стадии, и до настоящего времени не один из этих гидрогелей не имел клинического применения, что приводит к недостатку долговременных терапевтических наблюдений на предмет их токсичности для глаза, при этом цена этих гидрогелей очень высока. Пациенты не могут себе их позволить. Необходимо найти заменители стекловидного тела, которые соответствуют физиологическим требованиям и являются более экономичными, что является одной из проблем, которая волнует врачей, занимающихся нарушениями сетчатки и стекловидного тела, в этом столетии.

Создание стекловидного тела, у которого структура и функция такие же, как у натурального стекловидного тела является одним из ключевых моментов обеспечения успеха витрэктомии. До сих пор компоненты стекловидного тела не до конца известны. Основываясь на положении современной науки и технологии, потребность в создании искусственного стекловидного тела, у которого структура и функции идеальны - непрактична. Имеющиеся заменители стекловидного тела иногда называют искусственным стекловидным телом. Способы имплантации осуществляются прямым введением заменителя стекловидного тела в полость стекловидного тела для поддержания сетчатки, и предотвращения нового отслаивания сетчатки.

Поэтому, если не преследовать цель создания полностью физиологического искусственного стекловидного тела, то целью исследования становится восстановление наиболее важной функции стекловидного тела, т.е. поддержание сетчатки, во избежание повторяющихся отслоений сетчатки, что также является способом разрешения проблемы. В данном раскрытии предлагается новый способ лечения, используя складное капсульное стекловидное тело (СКСТ) для замены натурального стекловидного тела. СКСТ состоит из тонкой капсулы, дренажной трубки и клапана. Также, оно оснащено вспомогательными инструментами - рукояткой для извлечения. В патенте Китая № ZL 03126845.5 раскрывается технический проект и способ изготовления СКСТ. Публикация патента Китая № CN 18103 01 (А) и публикация патента США № US 2007173933 (А1) дополнительно ограничивают выбор материала и способа изготовления СКСТ (формование окунанием). Настоящая патентная заявка дополнительно предлагает материал и другой способ изготовления СКСТ. Были добавлены новый способ конструирования литейной формы и дренажный клапан регулирования давления капсулы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является обеспечение складного капсульного стекловидного тела (СКСТ) для искусственного стекловидного тела с высокой биосовместимостью и хорошей эластичностью, улучшенной и стабильной технологией. Изобретение также предусматривает дренажный клапан регулирования давления капсулы, а также способ изготовления и литейную форму для него.

Цель настоящего изобретения достигается следующим образом:

Литейная форма для изготовления СКСТ содержит три основных части: верхнюю форму, нижнюю форму и сердечник между этими двумя формами.

Штырь дренажной трубки соединен с сердечником и каналом впрыска пластика. Отверстия для нагрева выполнены в верхней форме и/или нижней форме. Кроме того, литейная форма присоединена к оборудованию контроля температуры, чтобы обеспечить процесс производства в пределах соответствующих температур.

Верхняя форма имеет ползун, при этом сердечник соединяется с установочной пластиной, а установочная пластина может устанавливаться в ползуне. Главная ось установочной пластины образует прямой угол с главной осью штыря дренажной трубки, при этом установочная пластинка и центр сердечника находятся в одной плоскости. Штырь дренажной трубки соединен с дренажным клапаном через канал впрыска пластика.

Настоящее изобретение также предусматривает способ изготовления СКСТ, используя вышеописанную литейную форму. Для образования СКСТ материалы заливают в литейную форму, где выполняют их вулканизацию. Способ предусматривает следующие этапы:

(1) равномерное размешивание натуральных или модифицированных макромолекулярных материалов, вакуумирование, после чего их откладывают;

(2) нанесение необходимого количества рабочих материалов на дренажный клапан и укладывание жесткого листа;

(3) расположение сердечника между верхней формой и нижней формой, сборка и фиксация литейной формы;

(4) впрыск рабочих материалов, полученных на этапе (1) в полость формы из канала впрыска пластика;

(5) нагрев литейной формы через отверстия для нагрева и затвердевание материала в формообразующей полости;

(6) раскрытие литейной формы, извлечение сердечника после остывания и снятие капсульного мешка.

Для продления срока эксплуатации литейной формы и подготовки к следующему производственному циклу литейную форму необходимо очищать каждый раз после снятия изделия.

Капсульный мешок для СКСТ главным образом изготавливается из материала, выбранного из группы, состоящей из полисилоксана, полиуретана, стирольных трехблочных сополимеров термопластичных эластомеров, гидроксиэтилметакрилата (НЕМА), поливинилового спирта (PVA), поли (лактид-ко-гликолид) (PLGA) и сложного эфира гиалуроновой кислоты.

Как усовершенствование настоящего изобретения, материалы для изготовления СКСТ такие как полисилоксан или полиуретан модифицированы добавлением гидроксил(-ОН)-содержащей гидрофильной группы, для поддержания уровня содержания воды в диапазоне 5-30%; для увеличения кислородной проницаемости капсульного мешка из полисилоксана или полиуретана в них добавляют материалы, содержащие фтор-группу.

Предпочтительно, материалы представляют собой рассасывающиеся материалы, такие, которые позволяют имплантируемому СКСТ постепенно рассосаться на протяжении периода лечения заболевания во избежание вторичного удаления складного внутриглазного стекловидного тела. Для изменения физического состояния рабочих материалов в них добавляют разбавляющее вещество. Чтобы обеспечить естественное улетучивание, предпочтительно использовать летучее разбавляющее вещество.

На этапе (2) на дренажный клапан наносят необходимое количество рабочих материалов и фиксируют жесткий лист, при этом жесткий лист предотвращает прокалывание СКСТ штырями устройства впрыска, и тем самым обеспечивает газонепроницаемость СКСТ. При использовании подхода впрыска синтетического пластика, на верхнюю и нижнюю формы может быть предварительно нанесено необходимое количество материалов.

После этапа (6), полученная капсула может быть подвергнута дальнейшей обработке: необходимое количество рабочих материалов наносится на отверстие снятия в капсульном мешке, затем капсульный мешок помещают в устройство запайки, которое повторяет форму отверстия снятия, с целью осуществления последующей формовки отверстия снятия, и обрезки отверстия снятия посредством кромкообрезного станка после агглютинации. Рабочая температура устройства запайки находится в диапазоне 60-300°С, предпочтительно 110°С, а время работы составляет более чем 2 секунды, предпочтительно 6 секунд.

Капсульные изделия, полученные на этапе (6), могут быть обработаны следующим способом:

Необходимое количество растворенного рабочего вещества наносят на отверстие снятия капсульного мешка, полученного на этапе (6), затем отверстие снятия капсульного мешка вулканизируют и запаивают при помощи нагревания посредством инфракрасной лампы; или же, наносят необходимое количество гелеобразных материалов, затвердевающих при комнатной температуре, для непосредственной запайки отверстия снятия по мере того как гелеобразные материалы затвердевают при комнатной температуре.

На этапе 5 температуру нагрева контролируют в пределах 80-300°С, и предпочтительно 160°С.

В способе изготовления складного капсульного стекловидного тела проницаемость капсульного мешка контролируется изменением апертуры, толщины стенки капсульного мешка, осмотического давления вещества в капсульном мешке или использованием нанотехнологии, а лекарственные препараты, факторы питания или натуральую композицию, оказывающую действие на стекловидное тело, вводят через дренажный клапан для создания непрерывной системы доставки лекарственных веществ (СДЛВ) из изделия капсульного мешка.

При одновременном соединении нескольких сердечников с каналом впрыска данный способ изготовления позволяет осуществлять производство партиями СКСТ.

Изобретение также позволяет получить СКСТ, изготовленное при помощи описанного выше способа изготовления и литейной формы для изготовления. СКСТ содержит капсулу, дренажную трубку и дренажный клапан. Дренажная трубка имеет внутреннее отверстие и внешнее отверстие, соединенные с капсулой и дренажным клапаном соответственно, а также небольшое углубление, выполненое на капсуле.

Дно дренажного клапана имеет такую же кривизну как и поверхность глазного яблока. Для предотвращения прокалывания клапана и поддержания его герметичности на дне клапана располагают жесткий лист. В действительности, после многократного прокалывания клапан остается герметичным. Клапан имеет щели для регулирования давления внутри капсулы. Клапан может иметь любую форму: треугольную, трапецеидальную, прямоугольную или неправильную форму.

СКСТ может использоваться в качестве системы доставки лекарственных веществ внутри или вокруг глазного яблока, а именно стенки глаза, ретробульбарной области, околобульбарной области, глазной мышцы, глазничной стенки, посредством введения лекарственных препаратов, факторов питания, биологических агентов, клетки, радиоизотопа, маркеров, натуральных активных компонентов стекловидного тела и т.д., которые могут вылечить заболевания глаза, включая аметропию, увеит, глазную опухоль, дегенеративные глазные заболевания, сосудистые заболевания, оптическую невропатию и т.д.

Размер и форма СКСТ могут быть изменены в зависимости от места имплантации. Формы могут представлять собой круг, веерообразную форму, овал, треугольник, четырехугольник, трапецию, многоугольник, сферу, эллипс, цилиндр, кольцо, полукольцо и пр.

В СКСТ может вводиться какое-нибудь безвредное вещество, такое как физиологический раствор, силиконовое масло, плотное силиконовое масло или гидрогель, которое после введения может быть жидким или гелеобразным СКСТ также может использоваться в качестве глазного имплантата.

Настоящее изобретение имеет следующие преимущества по сравнению с современными технологиями:

(1) Безопасность с точки зрения низкой токсичности. Располагаясь в капсуле, заменители стекловидного тела не находятся во всестороннем контакте с глазными тканями, таким образом исключается воздействие существующих заменителей стекловидного тела на передний сегмент. Капсула легко удаляется полностью. Если пациент не может выдержать тяжелую реакцию в глазах, капсула легко удаляется, в отличие от существующих заменителей, которые остаются в глазах ввиду сложности их удаления.

(2) Хорошие результаты высокого давления на сетчатку. Из-за равномерного распределения, капсула может создавать устойчивое высокое давление на сетчаточные разрывы в любом месте для того, чтобы уменьшить возможность повторного отслоения сетчатки и ускорить выздоровление после операции, что в значительной степени снижает расходы пациентов по причине отсутствия необходимости в повторных операциях.

(3) Дренажный клапан СКСТ может контролировать давление внутри капсулы, что позволяет избежать частых повреждений оптического нерва, вызванных высоким внутриглазным давлением.

(4) Лучшая послеоперационная острота зрения. Зрение пациентов улучшается, так как оптические параметры СКСТ ближе к нормальному стекловидному телу.

(5) СКСТ умело объединено с непрерывной системой высвобождения лекарственных веществ. Посредством изменения проницаемости капсулы, образуется СДЛВ для контроля результата непрерывного высвобождения СКСТ. Лечение глазных заболеваний или питание глаза может достигаться путем введения лекарственных препаратов, факторов питания, биологических агентов, клетки, радиоизотопа, маркеров, натуральных активных компонентов стекловидного тела и т.д.

(6) Существует множество различий по сравнению с предыдущими патентами (патент Китая № ZL 03247199.8, патент Китая № ZL 03126845.5), таких как основные материалы, способ изготовления, конструкция литейной формы и дренажный клапан.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - схематическое поперечное сечение литейной формы согласно конструкции настоящего изобретения;

Фиг.2 - вид сверху литейной формы;

Фиг.3 - вид сверху дренажного клапана литейной формы;

Фиг.4 - вид сбоку дренажного клапана литейной формы;

Фиг.5а и 5b - схематическое изображение сердечника литейной формы;

Фиг.6 - схематическое изображение установочной пластины литейной формы;

Фиг.7 - схематическое изображение СКСТ в настоящем изобретении;

Фиг.8 - схематическое изображение литейной формы с несколькими сердечниками для серийного производства;

Фиг.9а-9d - схематические изображения процесса имплантации СКСТ в глаз.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Согласно фиг.1-4, литейная форма в этом варианте осуществления содержит верхнюю форму 1, нижнюю форму 2 и сердечник 3. Сердечник 3, который соединен со штырем 10 дренажной трубки, расположен между верхней формой 1 и нижней формой 2, при этом штырь 10 дренажной трубки соединен с каналом 4 впрыска пластика. На верхней форме 1 и нижней форме 2 предусмотрены отверстия 6 для нагревания.

Верхняя форма 1 имеет ползун 7, а сердечник 3 соединен с установочной пластиной 5, которая расположена в ползуне 7. Штырь 10 дренажной трубки соединен с каналом 4 впрыска пластика через дренажный клапан 13.

Согласно фиг.5 и 6, сердечник 3 соединен с установочной пластиной 5, состоящей из верхней части и нижней части, при этом верхняя часть фиксируется в ползуне 7.

Штырь 10 дренажной трубки соединен с каналом 4 впрыска пластика через дренажный клапан 13, при этом в дренажный клапан встроен кусок жесткого листа, который устанавливается в определенном положении при помощи установочного штифта 9. В данном варианте осуществления используется алюминиевый лист 11.

Способ изготовления СКСТ на основе вышеуказанной литейной формы включает следующие этапы:

(1) равномерное размешивание натуральных или модифицированных макромолекулярных материалов, вакуумирование, после чего их откладывают;

(2) нанесение необходимого количества рабочих материалов на дренажный клапан и укладывание жесткого листа;

(3) размещение сердечника между верхней формой и нижней формой, сборка и фиксация литейной формы;

(4) впрыск рабочих материалов, полученных на этапе 1 в полость формы из канала впрыска пластика;

(5) нагрев литейной формы через отверстия для нагрева и затвердевание материала в полости формы;

(6) раскрытие формы, извлечение сердечника после остывания и снятие капсульного мешка;

(7) очистка литейной формы;

(8) необходимое количество рабочего материала наносится на отверстие снятия капсульного мешка, затем капсульный мешок помещают в устройство запайки, которое повторяет форму отверстия снятия для осуществления последующей формовки отверстия снятия.

Более подробно на этапах происходит следующее:

1. Равномерно размешивают натуральные или модифицированные макромолекулярные материалы, вакуумируют, после чего их откладывают.

2. Наносят необходимое количество рабочих материалов на дренажный клапан и укладывают жесткий лист; если вещества впрыскивают вручную, то на верхнюю и нижнюю формы предварительно наносят необходимое количество рабочих материалов; а если впрыск осуществляют механически, тогда предварительное нанесение рабочих материалов не требуется.

3. Размещают сердечник между верхней формой и нижней формой, и а) если материалы впрыскивают вручную, то в канал впрыска пластика предварительно впрыскивают необходимое количество рабочих материалов, чтобы удалить воздух из канала впрыска пластика, после чего осуществляют сборку и фиксацию литейной формы для начала впрыска; а также b) если впрыск материалов осуществляют механически, тогда после сборки и фиксации литейной формы производят вакуумирование (прижимная сила 0-100 Н), чтобы выкачать воздух из формы, затем производят впрыск материалов в литейную форму через канал впрыска пластика.

4. Нагревают литейную форму до температуры в пределах 80-300°С, а в данном варианте осуществления до 160°С. Затем раскрывают и охлаждают литейную форму, извлекают сердечник и вынимают СКСТ.

5. Очищают литейную форму.

6. Необходимое количество рабочего материала наносят на отверстие снятия капсульного мешка, затем капсульный мешок помещают в устройство запайки, которое повторяет форму отверстия снятия для осуществления последующей формовки отверстия снятия. Рабочая температура устройства запайки находится в диапазоне 60-300°С, а в данном варианте осуществления - 110°С, при этом время работы составляет более, чем 2 секунды, а в данном варианте осуществления - около 6 секунд.

7. Для обрезки отверстия снятия после агглютинации используют кромкообрезный станок.

8. Охлаждают литейную форму до комнатной температуры (< 30°С) (возможный диапазон <100°С), после чего можно изготавливать новое СКСТ.

Как показано на фиг.7, СКСТ, полученное с использованием способов изготовления и описанной выше литейной формы, содержит: капсульный мешок 14, дренажную трубку 15 и дренажный клапан 16. Капсульный мешок 14 соединен с дренажным клапаном 16 через дренажную трубку 15. На капсульном мешке 14 выполнено небольшое углубление 17.

Согласно фиг.4 кривизна дна дренажного клапана 16 такая же, как и у глазной поверхности. Алюминиевый лист 11 вставляют в дно клапана 16, чтобы предотвратить прокалывание клапана и поддерживать его герметичность. В действительности, клапан остается герметичным после многократного прокалывания. Клапан имеет щели для регулирования давления внутри капсулы. Клапан может иметь любую форму: треугольную, трапецеидальную, прямоугольную или неправильные формы.

СКСТ имеет продольный диаметр, составляющий 5-40 мм, вертикальный диаметр - 10-40 мм, углубление с радиусом кривизны, составляющим 1-20 мм, при этом длина его хорды - 1-40 мм.

Толщина стенки капсульного мешка для СКСТ составляет 0,01-1 мм; при этом твердость капсульного мешка по Шору - в пределах 5-40 единиц; предел прочности на растяжение - в пределах 4-12 МПа; скорость гемолиза материала не более 5%; скорость передачи - не менее 90%; плотность вуали не более 0,1%; удлинение - не менее 500%; а прочность на разрыв - в пределах 10-40 кН/м.

Дренажная трубка имеет длину 2-15 мм, внешний диаметр составляет 0,1-10 мм, а внутренний диаметр составляет 0,1-10 мм, при этом вертикальное расстояние внутреннего отверстия дренажной трубки - 2-20 мм от главной оси. Дренажная трубка может быть прямой или быть изогнутой с любой формой.

Внешний диаметр большего конца дренажного клапана составляет 2-10 мм, а внешний диаметр меньшего конца - 1-20 мм, при этом полная толщина дренажного клапана составляет 1-10 мм, толщина прокалываемой части - 1-10 мм, а установочные отверстия имеют диаметр 0,1-5 мм и глубину 0-10 мм. Размер или форма СКСТ зависят от различных мест имплантации.

СКСТ может быть использовано в качестве системы доставки лекарственных веществ внутри или вокруг глаза посредством введения лекарственных препаратов, факторов питания, натуральных активных компонентов стекловидного тела и т.д. Размер и форма СКСТ изменяется соответственно месту имплантации. В СКСТ можно вводить любое безвредное текучее вещество, которое может быть жидким или гелеобразным после введения.

На фиг.8 показано схематическое изображение литейной формы с несколькими сердечниками для использования в серийном производстве. Канал 4 впрыска пластика соединен с несколькими сердечниками таким образом, что для серийного выпуска материалы впрыскивают в литейную форму через канал впрыска пластика.

На фиг.9а-9d показана хирургическая операция по имплантации СКСТ. На фиг.9а и 9b СКСТ складывают и имплантируют в полость стекловидного тела. На фиг.9с в капсулу вводят раствор через систему трубка-клапан. На фиг.9d, трубку и клапан последовательно прикрепляют под слизистой оболочкой глаза.

СКСТ может использоваться в качестве системы доставки лекарственных веществ (СДЛВ) внутри или вокруг глазного яблока, а именно стенки глаза, ретробульбарной области, околобульбарной области, глазной мышцы, глазничной стенки, посредством введения лекарственных препаратов, факторов питания, биологических агентов, клетки, радиоизотопа, маркеров, натуральных активных компонентов стекловидного тела и т.д., которые могут вылечить заболевания глаза, включая аметропию, увеит, глазную опухоль, дегенеративные глазные заболевания, сосудистые заболевания, оптическую невропатию и т.д.

Размер и форма СКСТ могут быть изменены в зависимости от места имплантации. Формы могут представлять собой круг, веерообразную форму, овал, треугольник, четырехугольник, трапецию, многоугольник, сферу, эллипс, цилиндр, кольцо, полукольцо и пр.

В СКСТ может вводиться какое-нибудь безвредное вещество, такое как физиологический раствор, силиконовое масло, плотное силиконовое масло или гидрогель, которое после введения может быть жидким или гелеобразным.

Следует подчеркнуть, что описанные выше варианты осуществления настоящего изобретения, в частности любые предпочтительные варианты осуществления являются попросту возможными примерами реализации, изложенными для ясного понимания принципов изобретения. Большое количество изменений и модификаций может быть сделано в описанном выше варианте (вариантах) осуществления, не отступая в значительной степени от сути и принципов изобретения. Предполагается, что все такие модификации и изменения будут отнесены к объему этого раскрытия и настоящего изобретения, и защищены следующей ниже формулой.

Реферат

Настоящее изобретение относится к складному капсульному стекловидному телу, а также к конструкции его литейной формы и способу изготовления. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение биосовместимости и эластичности складного капсульного стекловидного тела для искусственного стекловидного тела, а также улучшение технологичности его изготовления. Технический результат достигается литейной формой для изготовления складного искусственного стекловидного тела, которая содержит верхнюю форму, нижнюю форму и сердечник, расположенный между верхней формой и нижней формой. При этом сердечник соединен со штырем дренажной трубки. Штырь дренажной трубки соединен с каналом впрыска пластика, а на верхней форме и/или нижней форме выполнены отверстия для нагрева. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 13 ил., 1 табл.

Формула