一种角膜基质的切割装置及切割方法
技术领域
[0001] 本
发明涉及角膜移植材料制作技术领域，尤其涉及一种角膜基质的切割装置及切割方法。
背景技术
[0002] 角膜病是全球范围内第二致盲眼病，并且以每年150～200万病例的速度递增。角膜移植是目前
治疗角膜盲唯一有效的方法，而角膜移植材料的来源主要是角膜捐献和角膜替代品，如脱细胞角膜基质等。这些角膜移植材料在手术前需要临床医生根据病人情况进行处理，现有的处理方法为
宝石刀剥离、分层撕裂或手术刀切割，再用环钻钻取，从而得到大小合适的
角膜植片。
[0003] 在使用上述方法处理角膜移植材料的过程中，由于角膜移植材料得不到很好地
支撑，因此无法获得具有准确厚度的角膜植片，且获得的角膜植片整体厚度不均一、表面不平整，会影响术后愈合。此外，不同医生的手法技巧和经验不同，最终得到的角膜植片也不尽相同，同时由于处理过程复杂和操作时间较长，容易造成角膜植片污染，从而给手术带来
风险。
发明内容
[0004] 本发明的
实施例提供一种角膜基质的切割装置及切割方法，在进行角膜移植材料处理的过程中，可以给角膜移植材料提供一个类似眼球的稳定支撑，从而可获得具有准确厚度且表面平整的角膜植片，降低角膜移植手术的风险。
[0005] 为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种角膜基质的切割装置，包括角膜刀组件，所述角膜刀组件包括
电机和连接于电机
主轴上的刀头；控制箱，所述控制箱与所述电机连接，所述控制箱可控制所述电机的运行并向所述电机提供动
力；眼球模拟夹具，所述眼球模拟夹具包括固定装置和模拟加压装置，所述固定装置可将待切割角膜基质的边沿固定，所述模拟加压装置可向所述待切割角膜基质的中部施加压力，所述压力可使所述待切割角膜基质的中部向外凸起呈凸球面形状。
[0006] 本发明实施例提供的角膜基质的切割装置，当需要对角膜基质进行切割处理时，可将待切割角膜基质设置于眼球模拟夹具上，并通过固定装置固定待切割角膜基质的边沿，然后启动模拟加压装置，从而向所述待切割角膜基质的中部施加压力，使所述待切割角膜基质的中部向外凸起呈凸球面形状。从而对待切割角膜基质提供了一个类似于眼球的凸球面支撑，此时再通过控制箱控制角膜刀组件对待切割角膜基质进行切割处理，便可获得具有准确厚度且表面平整的角膜植片，从而降低了角膜移植手术的风险。
[0007] 本发明的实施例还提供了一种角膜基质的切割方法，包括以下步骤：
[0008] 将待切割角膜基质的边沿通过眼球模拟夹具的固定装置固定；
[0009] 操作模拟加压装置，使模拟加压装置向待切割角膜基质的中部施加压力，直至角膜基质的中部向外凸起呈凸球面形状；
[0010] 启动控制箱，通过控制箱控制电机运行，使电机带动刀头对待切割角膜基质进行切割。
[0011] 本发明实施例提供的角膜基质的切割方法，当需要对角膜基质进行切割处理时，可将待切割角膜基质的边沿通过眼球模拟夹具的固定装置固定，然后操作模拟加压装置，向所述待切割角膜基质的中部施加压力，使所述待切割角膜基质的中部向外凸起呈凸球面形状。由此对待切割角膜基质提供了一个类似于眼球的凸球面支撑，此时再通过控制箱控制角膜刀组件对待切割角膜基质进行切割处理，便可获得具有准确厚度且表面平整的角膜植片，从而降低了角膜移植手术的风险。
附图说明
[0012] 为了更清楚地说明本发明实施例或
现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013] 图1为本发明实施例角膜基质的切割装置的结构示意图；
[0014] 图2为本发明实施例角膜基质的切割装置中眼球模拟夹具的立体结构示意图；
[0015] 图3为本发明实施例角膜基质的切割装置中眼球模拟夹具的内部结构示意图。
具体实施方式
[0016] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“
水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或
位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0018] 参照图1，图1为本发明实施例角膜基质的切割装置的一个具体实施例，本实施例中角膜基质的切割装置包括角膜刀组件200，角膜刀组件200包括电机201和连接于电机主轴上的刀头202；控制箱100，控制箱100与所述电机201连接，控制箱100可控制电机201的运行并向电机201提供动力；眼球模拟夹具300，所述眼球模拟夹具300包括固定装置和模拟加压装置，所述固定装置可将待切割角膜基质的边沿固定，所述模拟加压装置可向所述待切割角膜基质的中部施加压力，所述压力可使所述待切割角膜基质的中部向外凸起呈凸球面形状。
[0019] 本发明实施例提供的角膜基质的切割装置，当需要对角膜基质进行切割处理时，可将待切割角膜基质设置于眼球模拟夹具300上，并通过固定装置固定待切割角膜基质的边沿，然后启动模拟加压装置，从而向所述待切割角膜基质的中部施加压力，使所述待切割角膜基质的中部向外凸起呈凸球面形状。由此对待切割角膜基质提供了一个类似于眼球的凸球面支撑，此时再通过控制箱100控制角膜刀组件200对待切割角膜基质进行切割处理，便可获得具有准确厚度且表面平整的角膜植片，从而降低了角膜移植手术的风险。
[0020] 其中，角膜刀组件的电机201优选采用KM-5000D型
气动电机，该电机包括第一微电机和第二微电机，所述第一微电机可带动刀头202内的刀片沿角膜边缘的切线方向往复运动，所述第二微电机可带动第一微电机和刀片整体沿角膜边沿的圆周移动，以完成角膜切割。
[0021] 刀头202可以采用多种规格，不同规格的刀头202可以削切不同厚度的角膜材料，例如可以切削200μm、300μm、400μm、450μm等厚度的材料。由此，可满足不同角膜移植手术的需求。
[0022] 为了方便操作，优选在控制箱100上连接
脚踏控制板101，可通过脚踩脚踏控制板101来控制刀具组件200进刀或退刀，从而可方便双手进行其他操作。
[0023] 控制箱100可通过交流电源或
蓄电池向电机201提供动力。在方便连接电源插口的工作环境中可以选择交流电源进行供电，在没有电源插口的工作环境中，可以采用
蓄电池进行供电。由此可适应不同工作环境的需要。
[0024] 为了防止电机故障而导致损坏待切割角膜基质，需要在切割角膜基质前对电机201进行简单的检测，因此，可在控制箱100内设置电机检测模
块，并在控制箱100表面设置检测插孔和电机插孔，由此，当需要检测电机201是否正常时，可将电机201的接头插入所述检测插孔进行检测，当检测结果正常时，再将电机201的接头插入电机插孔，使控制箱
100控制电机201运行。
[0025] 如图2、图3所示，固定装置包括底座1、设置于底座1上的支撑柱2以及设置于支撑柱2上的夹紧装置3，支撑柱2的上端面与夹紧装置3配合用于夹紧待切割角膜基质的边沿，支撑柱2内部设有可容纳所述模拟加压装置的空腔21，空腔21贯穿支撑柱2的上端面。由于所述模拟加压装置位于支撑柱2内部的空腔21内，而空腔21又贯穿所述支撑柱2的
上端面，因此，所述模拟加压装置可向待切割角膜基质的中部施加向上的压力，使得待切割角膜基质的中部相对于边沿凸起。
[0026] 其中，所述模拟加压装置可以采用多种实现方案，例如，可以采用液压向待切割角膜基质施加压力，即在支撑柱2的空腔21内设置可向空腔21注入液体的装置，当夹紧待切割角膜基质后，操作注液装置向空腔21内注入液体(如水、油或培养液)，液体逐渐注满空腔21后，可将位于空腔21开口处的待切割角膜基质撑起，从而使待切割角膜基质的中部相对于边沿凸起呈凸球面形状。同理，上述功能也可以采用输气装置来实现，原理与注液装置相同。优选的，所述模拟加压装置还可以采用如图2所示的方案，即包括可沿空腔21伸缩的伸缩轴4，伸缩轴4包括固定端和伸缩端，所述固定端相对于所述底座固定，所述伸缩端的端面为凸球面且所述伸缩端可伸出所述支撑柱的上端面并与所述待切割角膜基质
接触，向其施加所述压力。由此，可使待切割角膜基质的中部向外凸起呈凸球面形状。此结构由于伸缩轴4的伸缩端直接与待切割角膜基质接触，相对于液体或气体的支撑来说，可以给待切割角膜基质更稳固的支撑，从而更加宜于获得具有准确厚度且表面平整的角膜植片。
[0027] 在上述实施例中，伸缩轴4可以有多种实施方案，例如可以采用电机或
气缸等驱动装置带动轴伸缩，但是由此会使眼球模拟夹具300占用更大的空间并且制作成本也较高。优选地，伸缩轴4可以采用如图3所示的方案，即通过
螺纹传动使旋转运动变为直线运动，伸缩轴4的固定端包括调节螺杆42，调节螺杆42与所述底座固定连接，伸缩轴4的缩端包括轴体41，轴体41的一端设有
内螺纹，另一端的端面为凸球面，用于向待切割角膜基质施加向外的压力，调节螺杆42的一端与轴体41的内螺纹配合连接，另一端穿出支撑柱2后与底座1通过
螺母固定连接；此时，只要转动轴体41即可使轴体41沿竖直方向直线移动，从而给待切割角膜基质施加压力，具体可通过以下结构实现：支撑柱2通过套设于支撑柱2端部的连接套5与底座1连接，连接套5可阻止支撑柱2沿轴向移动，支撑柱2可相对于连接套5转动，支撑柱2与轴体41通过连接结构7连接，连接结构7可使支撑柱2与轴体41同步转动，并且允许轴体41相对于支撑柱2沿轴向移动。采用此结构时，当转动支撑柱2时，轴体41会与支撑柱2同步转动，且由于轴体41与调节螺杆42是
螺纹连接的，因此在螺纹的作用下轴体41会沿空腔21上下移动，当需要给待切割角膜基质施加向外的压力时，可旋转支撑柱2使轴体41沿空腔21向上移动，直至轴体41的端部凸球面撑起待切割角膜基质的中部，从而使被撑起的待切割角膜基质呈类似人眼的表面形状；当需要使所述模拟加压装置复位时，只需反方向旋转支撑柱2，使轴体沿空腔21向下移动即可。此结构操作过程简单，且不需要增加额外的驱动装置，节省了空间和制作成本。
[0028] 在本发明的一种实施例中，用于连接支撑柱2与轴体41的连接结构7可以采用如图3所示的结构，即包括定向螺钉71、设置于支撑柱2内
侧壁上的螺纹通孔以及设置于轴体41外壁上的竖直长槽72，竖直长槽72与螺纹通孔位置对应，定向螺钉71与螺纹通孔配合连接且端部伸入竖直长槽72内设置。由此，当旋转支撑柱2时，由于定向螺钉71的端部伸入竖直长槽72内，则支撑柱2可通过定向螺钉71的端部带动轴体41同步旋转，并且由于竖直长槽72的作用，定向螺钉71的端部无法限制轴体41在竖直方向上的
自由度，因此在调节螺杆42的作用下，轴体41在旋转过程中会相对于支撑柱2竖直移动，从而实现对角膜基质的支撑。此结构简单且操作方便。
[0029] 由于在切割角膜基质时，角膜基质会由于受到切割刀具的推力而产生一定的
变形，此时，如果用于支撑角膜基质的力为刚性力则会造成角膜基质损伤，因此，优选采用具有一定弹性的力来支撑角膜基质。具体的，可以如图3所示，轴体41由调节螺母411、弹性体412以及小轴413三部分构成，其中，调节螺母411与调节螺杆42通过螺纹配合连接，并且调节螺母411与支撑柱2通过上述连接结构7连接，竖直长槽72设置于调节螺母411的外壁上，弹性体412设置于调节螺母411上，小轴413的下端与弹性体412可拆卸连接，上端面为凸球面，用于向待切割角膜基质施加向外的压力，从而可使被撑起的待切割角膜基质呈类似人眼的结构，更加便于对角膜进行切割和剥离，其中，凸球面可以根据需要制作多种规格，实际使用时，只需更换不同的小轴413即可实现凸球面形状的变化。由此，在切割角膜基质时，弹性体412可以给角膜基质提供具有一定弹性的支撑力，从而使得角膜基质有一定的收缩量，避免了角膜基质在切割时损伤。其中，弹性体412可以为
弹簧、
橡胶管或
硅胶管等，由于硅胶材料不易老化，使用寿命更长，因此弹性体412优选采用硅胶管结构。
[0030] 在上述实施例中，当调节螺母411向下拧紧时，调节螺杆42和调节螺母411的上表面可以相平齐，也可以调节螺母411的上表面高于调节螺杆42的上表面，也可以调节螺杆42的上表面高于调节螺母411的上表面。只要能够使得调节螺母411的上端面与弹性体412的下端面相接触即可。当调节螺杆42的上表面高于调节螺母411的上表面时，可以将弹性体412制作为管状结构，并且当调节螺母411向下拧紧时，弹性体412的管孔可容纳调节螺杆42超出调节螺母411上表面的部分，由此，可使得调节螺母411的上端面与弹性体412的下端面相接触。
[0031] 为了减少支撑柱2相对于连接套5转动时的
摩擦力，可在支撑柱2与连接套5之间设置
轴承6，轴承6可以采用标准件，也可以采用如图3所示的结构。当采用标准件轴承时，只需将标准件轴承紧配合于支撑柱2端部即可。当采用图3所示的结构时，轴承6包括套设于支撑柱2端部的轴套61以及套设于轴套61外壁的滑套62，轴套61与支撑柱2固定
连接，轴套61可相对于滑套62转动。由此，减少了支撑柱2相对于连接套5转动时的摩擦力，有效防止了部件间的磨损，提高了零部件的使用寿命。
[0032] 为了实现支撑柱2的上端面可与夹紧装置3配合夹紧待切割角膜基质的边沿，其中夹紧装置3可以采用图3所示的结构，包括压环31和紧固螺母32，此时可在支撑柱2的外壁上设置可与紧固螺母32配合的
外螺纹。其中压环31与支撑柱2的端面配合用于固定待切割角膜基质的边沿，紧固螺母32与支撑柱2外螺纹的配合可将压环31的下表面与支撑柱2的上端面压紧。在图3所示的结构中，紧固螺母32的上端搭设于压环31的边沿上，下端内壁的内螺纹与支撑柱2外螺纹配合，因此只需将紧固螺母32向下拧入即可将压环31的下表面与支撑柱2的上端面压紧。此结构使得角膜基质边沿的受力更加均匀，在切削时角膜基质不易移动。
[0033] 在切割角膜基质时为了便于固定刀具组件，可在压环31的上表面设置固定轴311，在切割角膜基质时可直接将刀具组件固定于固定轴311上，避免因手动切割时因晃动或操作失误而造成角膜基质损坏。
[0034] 在操作眼球模拟夹具300时，为了便于手动旋转紧固螺母32和支撑柱2，可在紧固螺母32和支撑柱2的外侧壁分别压制滚花，从而可防止手动旋转紧固螺母32和支撑柱2时发生打滑。
[0035] 本发明实施例还提供了一种利用上述任一实施例所述的角膜基质的切割装置进行角膜基质切割的方法，包括以下步骤：
[0036] 将待切割角膜基质的边沿通过眼球模拟夹具300的固定装置固定；
[0037] 操作模拟加压装置，使模拟加压装置向待切割角膜基质的中部施加压力，直至待切割角膜基质的中部向外凸起呈凸球面形状；
[0038] 启动控制箱100，通过控制箱100控制电机201运行，使电机201带动刀头202对待切割角膜基质进行切割。
[0039] 本发明实施例提供的角膜基质的切割方法，当需要对角膜基质进行切割处理时，可将待切割角膜基质的边沿通过眼球模拟夹具300的固定装置固定，然后操作模拟加压装置，向所述待切割角膜基质的中部施加压力，使所述待切割角膜基质的中部向外凸起呈凸球面形状。由此对待切割角膜基质提供了一个类似于眼球的凸球面支撑，此时再通过控制箱100控制角膜刀组件200对待切割角膜基质进行切割处理，便可获得具有准确厚度且表面平整的角膜植片，从而降低了角膜移植手术的风险。
[0040] 为了防止电机故障而导致损坏待切割角膜基质，将待切割角膜基质的边沿通过眼球模拟夹具300的固定装置固定之前，还包括以下步骤：
[0041] 接通控制箱100的电源，将电机201的接头插入所述控制箱100的检测插孔，检测所述电机是否正常；
[0042] 若电机201正常，则将电机201的接头插入所述控制箱100的电机插孔。
[0043] 由此，在切割前对电机201进行检测，可防止因电机故障而损坏待切割角膜基质。
[0044] 具体地，将待切割角膜基质的边沿通过眼球模拟夹具300的固定装置固定可通过以下方法实现：
[0045] 将待切割角膜基质放置于支撑柱2的上端面，并通过压环31将待切割角膜基质的边沿压住，然后向下拧紧紧固螺母32，使压环31与支撑柱2的上端面压紧角膜基质的边沿。
[0046] 由此，使得待切割角膜基质边沿一周均能被压紧，且压紧力更加均匀，防止在切削时角膜基质产生移动。
[0047] 具体地，操作模拟加压装置，使模拟加压装置向待切割角膜基质的中部施加压力包括以下步骤：
[0048] 旋转支撑柱2，支撑柱2可通过定向螺钉71的端部带动轴体41同步旋转，轴体41在调节螺杆的作用下相对于支撑柱2竖直向上移动，从而向待切割角膜基质的中部施加压力。
[0049] 上述操作方法简单，且不需要增加额外的驱动装置，提高了工作效率且节省了成本。
[0050] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述
权利要求的保护范围为准。
