一种基于伞状镜柱的人工角膜及其制备工艺的制作方法

1.本发明涉及一种医疗器械，具体涉及一种基于伞状镜柱的人工角膜及其制备工艺。


背景技术：

2.人工角膜是用医用高分子材料制成的类似人体角膜的产品，人工角膜包括光学镜柱和支架两部分。光学镜柱是用光学特性优良、物理化学性质稳定的透明材料制成，用以替代病变后阻碍眼球光学通路的浑浊角膜；支架相当于连接光学镜柱和周边组织的桥梁，故而要求具有良好的组织相容性。
3.当人的角膜由于损伤，无法行活体角膜移植时需安装人工角膜。它适用于眼底功能尚好，角膜损伤又无法行角膜移植的患者，譬如：角膜自身疾病或外伤等，多次做角膜移植失败而导致双目失败的患者。目前市场上的人工角膜多数由钛板或者钛箔制成的支架和pmma镜柱组成。然，在临床实践中由于该人工角膜的支架是钛板制成，在人眼角膜层间的结合性与稳定性较差，容易脱落；另外人工角膜的镜柱为圆柱状结构，在患者后期使用时，镜面容易被创口恢复组织愈合上，将镜面盖住，造成光线无法进入镜柱，从而无法发挥光学功效。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于伞状镜柱的人工角膜及其制备工艺，基于伞状镜柱的人工角膜可正常发挥光学功效，减少前膜并发症的发生。
5.为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种基于伞状镜柱的人工角膜，包括支架以及与支架配合连接的镜柱，所述支架包括呈球面状结构的主体结构，该主体结构的中部设有一开孔，开孔内穿设有所述镜柱，主体结构的周面上形成微孔空隙，所述镜柱的顶端面形成弧面伞状结构，镜柱的底端面形成一凹状的球面结构，且支架与镜柱配合安装后，镜柱顶端面的弧面伞状结构凸起方向与主体结构球面状结构凸起方向一致。
6.作为进一步改进，所述镜柱为采用pmma材质制成，镜柱包括导光段，导光段的顶端面向外侧水平延伸形成一延展面，导光段顶端面中部凸起，该凸起沿延展面外端部形成所述弧面伞状结构。
7.作为进一步改进，所述镜柱呈阶梯式圆柱状结构，镜柱包括插入段、形成在插入段上的安装段以及形成在安装段上的所述导光段，所述插入段的底端面形成所述的凹状球面结构。
8.作为进一步改进，所述插入段与所述安装段的连接处形成一导向面，安装段的外径与所述开孔的内径相当。
9.作为进一步改进，所述主体结构采用pmma材质制成，主体结构的周面上均匀地开设有若干通孔，以形成微孔空隙，且若干通孔以开孔的孔心为中心、环形阵列地开设在主体结构的周面上。
10.作为进一步改进，所述主体结构采用微孔钛板或钛网材料制成，且主体结构的周面上形成微孔空隙。
11.作为进一步改进，所述支架的外周尺寸为7-8.5mm，支架的厚度为0.05-0.5mm。
12.作为进一步改进，所述开孔内周壁处设有内螺纹，所述镜柱的安装段外周面上设有与开孔的内螺纹相互啮合的外螺纹。
13.本发明还公开一种基于伞状镜柱的人工角膜的制备工艺，具体包括以下步骤：
14.s1：镜柱的制备，通过车床车削加工，以使pmma材质的镜柱形成阶梯式圆柱状结构，且镜柱的顶端面呈伞状结构、镜柱的底端面形成一凹状的球面结构，安装段上车削加工形成安装外螺纹；
15.s2：支架中主体结构的制备，pmma静电纺丝板的制备通过pmma静电纺丝和3d打印技术，实现支架中主体结构的成型，再通过物理混合方法，将其中易溶小分子溶解掉，然后实现支架上的微孔空隙；
16.s3：板材进行冲压成型，以使主体结构形成球面状结构、且中部开设有开孔；
17.s4：车床车削加工，使得主体结构的开孔内周壁处车削加工形成与安装段外螺纹相互啮合的内螺纹；
18.s5：支架和镜柱进行装配，通过镜柱的安装段上的外螺纹将镜柱安装至主体结构的开孔内。
19.本发明还公开另一实施例的基于伞状镜柱的人工角膜的制备工艺，具体包括以下步骤：
20.s1：镜柱的制备，通过车床车削加工，以使pmma材质的镜柱形成阶梯式圆柱状结构，且镜柱的顶端面呈伞状结构、镜柱的底端面形成一凹状的球面结构，安装段上车削加工形成安装外螺纹；
21.s2：支架中主体结构的制备，微孔钛板的制备通过添加羟基磷灰石等无机物，主体结构成型之后，利用溶剂将无机物溶解掉，制成具有微孔结构的钛板或钛网；
22.s3：板材进行冲压成型，以使主体结构形成球面状结构、且中部开设有开孔；
23.s4：车床车削加工，使得主体结构的开孔内周壁处车削加工形成与安装段外螺纹相互啮合的内螺纹；
24.s5：支架和镜柱进行装配，通过镜柱的安装段上的外螺纹将镜柱安装至主体结构的开孔内。
25.本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明基于伞状镜柱的人工角膜通过支架的主体结构周面上的微孔空隙，使得愈合组织穿过微孔空隙之间，增加支架与角膜之间的结合力以及稳定性；其次，通过镜柱顶端面形成的弧形伞状结构，使得患者后期使用时，防止不断生长的组织攀到镜柱镜头面上盖住镜面，便于光线进入镜柱，正常发挥光学功效，减少前膜并发症的发生。
附图说明
26.图1为本发明基于伞状镜柱的人工角膜的结构示意图；
27.图2为本发明第一实施例中支架10的主视图；
28.图3为图2中支架10的主体结构101的主视图；
29.图4为图3的俯视图；
30.图5为本发明第二实施例中支架10的主视图；
31.图6为图5中支架10的主体结构101的主视图；
32.图7为图6的俯视图。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式进行详细说明。
34.请参阅图1至图4所示，本发明第一实施例中所述的一种基于伞状镜柱的人工角膜，包括支架10以及与支架10配合连接的镜柱20，以用于角膜移植术。
35.支架10用以承载并安装镜柱20，支架10包括主体结构101以及形成在主体结构101外周的卡持结构102。
36.主体结构101呈球面状结构，主体结构101的中部开设有一开孔11，开孔11内穿设有镜柱20，具体地，开孔11内周壁处设有内螺纹，以供配合安装连接镜柱20，本实施例中，支架10的外周尺寸为7-8.5mm，厚度为0.05-0.5mm。
37.主体结构101的周面上均匀地开设有若干通孔13，以使得主体结构101形成微孔空隙，利用主体结构101周面上的微孔空隙，便于愈合组织穿过微孔空隙之间，增加支架与角膜之间的结合力以及稳定性，防止脱落。本实施例中，若干通孔13为十个，每一通孔13的孔径为0.5mm，且以开孔11的孔心为中心、环形阵列地开设在主体结构101的周面上。
38.卡持结构102一体地形成在主体结构101上、且以主体结构101的球心为圆心，环形阵列地形成在主体结构101的外周，本实施例中，卡持结构102为三叶草型，请结合参阅图2-1或图5-1，或双翼型，请结合参阅图2-2或图5-2等多种结构。
39.支架10采用pmma材质制成，主体结构101的加工通过pmma静电纺丝和3d打印技术，实现支架的成型，再通过物理混合方法，将其中易溶小分子溶解掉，然后实现支架上的微孔空隙结构。
40.镜柱20安装在主体结构101的开孔11内，使得患者后期使用时，防止不断生长的组织攀到镜柱镜头面上盖住镜面，便于光线进入镜柱，正常发挥光学功效，减少前膜并发症的发生，具体地，镜柱20的顶端面中部凸起、该凸起沿顶端面外端部形成弧面伞状结构，镜柱20内部呈实体状结构，本实施例中，镜柱20的顶端面呈弧面伞状结构，且镜柱20纵截面顶端的弧线的曲率为7.6mm，弧线所对应的弦长为3-6mm，优选为4.5mm，通过镜柱20顶端面形成弧面伞状结构，便于手术中对支架的固定和夹持，且患者后期使用时，可防止不断生长的组织攀到镜柱镜头面上盖住镜面，便于光线进入镜柱，正常发挥光学功效，减少前膜并发症的发生。
41.镜柱20采用pmma材质制成的阶梯式圆柱状结构，镜柱20包括插入段21、形成在插入段21上的安装段22以及形成在安装段22上的导光段23，插入段21、安装段22以及导光段23同轴、且径向尺寸依次增大，插入段21与安装段22连接处形成一导向面24，安装段22的外径与开孔11的内径相当、且安装段22的外周面上设有与开孔11的内螺纹相互啮合的外螺纹，使得镜柱20安装在开孔11内。
42.插入段21的底端面形成一凹状的球面结构，导光段23的顶端面形成凸起的伞状结构，具体地，导光段23的顶端面向外侧水平延伸形成一延展面25，导光段23顶端面的凸起沿
延展面25外端部形成弧面状结构，且支架10与镜柱20配合安装后，镜柱20顶端面的弧面伞状结构凸起方向与支架10的主体结构101球面状结构凸起方向一致。
43.请结合参阅图1、以及图5-图7所示，本发明第二实施例中所示的一种基于伞状镜柱的人工角膜，与实施例一所述的结构大致相同，区别在于，支架10的主体结构101采用微孔钛板或钛网材料制成。
44.主体结构101呈球面状结构，且主体结构101上形成微孔空隙，以供愈合组织穿过微孔空隙之间，增加支架与角膜之间的结合力，防止脱落。主体结构101的中部开设有一开孔11，开孔11内穿设有镜柱20，支架10的外周尺寸为8mm，厚度为0.1mm。
45.主体结构101在钛板或钛网成型中，添加羟基磷灰石等无机物，成型之后，利用溶剂将无机物溶解掉，制成具有微孔结构的钛板或钛网。以利用主体结构101上形成的微孔空隙结构，且该微孔空隙结构的每一单孔孔径为3nm-100μm，使得愈合组织穿过微孔空隙之间，增加支架与角膜之间的结合力以及稳定性，防止脱落。
46.伞状镜柱人工角膜的制备工艺流程，包括以下步骤：
47.步骤一：镜柱20的制备；具体为车床车削加工，车刀转速为2000-10000r/min，本实施例中车刀转速优选为8000r/min，实现光学镜面以及微精结构的加工，以使镜柱20形成阶梯式圆柱状结构，且镜柱20的顶端面呈伞状结构、镜柱20的底端面形成一凹状的球面结构，安装段22上车削加工形成安装外螺纹。
48.步骤二：支架10中主体结构101的制备；具体包括微孔钛板或者pmma静电纺丝板的制备；微孔钛板的制备通过添加羟基磷灰石等无机物，成型之后，利用溶剂将无机物溶解掉，制成具有微孔结构的钛板或钛网；pmma静电纺丝板的制备通过pmma静电纺丝和3d打印技术，实现支架的成型，再通过物理混合方法，将其中易溶小分子溶解掉，然后实现支架上的微孔空隙。
49.步骤三：板材进行冲压成型，以使主体结构101形成球面状结构、且中部开设有开孔11。
50.步骤四：车床车削加工，使得主体结构101中部的开孔11内周壁处车削加工形成与安装段22外螺纹相互啮合的内螺纹。
51.步骤五：通过镜柱20的安装段22上的外螺纹将镜柱20配合安装至主体结构101的开孔11内。
52.综上所述，本发明基于伞状镜柱的人工角膜通过支架10的主体结构101周面上的微孔空隙，使得愈合组织穿过微孔空隙之间，增加支架与角膜之间的结合力；其次，通过镜柱20顶端面形成的伞状结构，便于手术中对支架的固定和夹持，患者后期使用时，可防止不断生长的组织攀到镜柱镜头面上盖住镜面，便于光线进入镜柱，正常发挥光学功效，减少前膜并发症的发生。
53.以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。