CN112222436B - 一种人工角膜镜柱的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体公开了一种人工角膜镜柱的制备方法，应用于领扣型人工角膜镜柱的生产过程，该制备方法包括以下步骤：S1，准备加工胚料，并将加工胚料输入数控车床，以透明棒材作为镜柱的加工胚料；S2，使用数控车床依据设定的加工程序将加工胚料加工成镜柱；S3，对镜柱进行清洗及干燥处理；S4，对镜柱进行包装及灭菌。本发明提高了领扣型人工角膜镜柱的精度及清晰度，并且实现了领扣型人工角膜镜柱的批量化、标准化生产，大大提高了生产效率及成品合格率，降低了领扣型人工角膜镜柱在制备过程中受污染的风险。

Description

一种人工角膜镜柱的制备方法

技术领域

本发明涉及生物医学工程及人工角膜生产技术领域，具体涉及一种人工角膜镜柱的制备方法。

背景技术

2019年7月，据《人民网》及《南方都市报》等多家媒体报导：“我国自主研发首例领扣型人工角膜临床试验获成功”。这意味着国产领扣型人工角膜的医学应用迈出了重要的一步，初步适应了的临床应用，但其结构的优化及产业化生产仍在探索的过程中。如图1、图6所示，领扣型人工角膜包括镜柱1、作为镜柱1的安装支架的后板3和卡紧于镜柱1一端部外侧的卡圈4(附图1中序号2为角膜植片)。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，故而要求具有良好的光学分辨率。后板是用生物相容性较好的硬质材料制成，后板开设有用于安装镜柱的中心通孔。目前人工角膜常见的制备方法为3D打印成型或模具注塑一体成型，其制备工序相对繁琐、难以适应批量化、标准化生产，其制备过程容易受污染，其产品精度低从而导致康复难度加大及视觉清晰度降低。

发明内容

有鉴于此，有必要针对上述的问题，提出一种人工角膜镜柱的制备方法，能提高领扣型人工角膜镜柱的精度及清晰度，并且能实现领扣型人工角膜镜柱的批量化、标准化生产，大大提高生产效率及成品合格率，降低领扣型人工角膜镜柱在制备过程中受污染的风险。

为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：

一种人工角膜镜柱的制备方法，应用于领扣型人工角膜镜柱的生产过程，该制备方法包括以下步骤：

S1，准备加工胚料，并将加工胚料输入数控车床；以透明棒材作为镜柱的加工胚料；

S2，使用数控车床依据设定的加工程序将加工胚料加工成镜柱；

S3，对加工成型的镜柱进行清洗及干燥处理；

S4，对镜柱进行包装及灭菌。

进一步地，于S1中，使用注塑机对经干燥处理的PMMA颗粒进行注塑成型，从而获得若干条作为加工胚料的透明棒材。

进一步地，所述镜柱呈蘑菇状，包括依次设置的光学伞体部及光学柱体部，所述光学柱体部外侧面环设有用于卡设卡圈的环形槽；于S2中，所述加工程序通过数控车床形成加工工序，所述加工工序包括以下步骤：

S212，根据所述镜柱外形尺寸对加工胚料进行外径粗车；

S213，对于S212获得的工件的端面进行重复精车；

S214，对于S213获得的工件进行插槽粗车，从而加工成对应为环形槽的粗加工槽结构；

S215，根据所述镜柱外形尺寸对于S213获得的工件进行外径精车；

S216，对于S215加工成的粗加工槽结构进行插槽重复精车，从而加工成所述环形槽；

S217，对于S216获得的工件对应为光学伞体部内伞面的轮廓弧面进行重复精车；

S218，对于S217获得的工件对应光学伞体部的外伞面的轮廓弧面进行车加工；

S219，对于S218获得的工件进行切断，从而获得镜柱。

进一步地，于S212之前还设有步骤S211：数控车床加工零点定位。

进一步地，于S3中，使用超声波清洗机对加工完成后的镜柱进行清洗。

进一步地，于S2中，在加工过程中数控车床使用气流对加工工件进行除屑。

进一步地，于S4中，利用环氧乙烷及过度灭菌法对镜柱及其包装进行灭菌。

进一步地，于S1中，所述透明棒材通过一自动送料装置进入数控车床。

进一步地，于S2与S3之间还包括：

S231，对镜柱进行清洗；

S232，对镜柱进行检测以剔除不合格产品。

本发明的有益效果为：

本发明过数控车床根据加工程序对加工胚料实现自动走刀换刀加工过程，并通过清洗工序使加工后的工件符合眼科手术的洁净要求，通过干燥处理、包装及灭菌处理使清洗后的人工角膜镜柱达到E0级医学卫生要求，从而实现了人工角膜镜柱的批量化、标准化生产，大大提高生产效率及成品合格率，降低人工角膜镜柱在制备过程中受污染的风险。本发明能提高人工角膜镜柱的精度及清晰度；数控车床高精度的加工过程使生产出的镜柱光学偏心均保持在10um以内，在高速切削下，人工角膜镜柱的表面光洁度及分辨率在数控车床切削完成时已达到要求，免去后期抛光的工序，避免因抛光工序导致的人工角膜前板曲率发生改变而影响镜柱的光学偏心；数控车床自动执行加工工序，省却了工件需要重新装上夹具及换刀的过程，提高了生产效率；本发明提升了生物相容性，高精度镜柱的偏心符合人体眼部结构且能影响植入后患者的舒适度。

附图说明

图1为本发明涉及的一种领扣型人工角膜的结构爆炸示意图；

图2为本发明一种人工角膜镜柱的制备方法的工作流程图；

图3为本发明的加工工序的走刀路线及工序图；

图4为通过本发明生产的人工角膜镜柱的显微结构图；

图5为通过传统工艺生产的人工角膜镜柱的显微结构图；

图6为本发明涉及的领扣型人工角膜相对于眼球的立体示意图；

附图标记说明：

镜柱1；角膜植片2；后板3；卡圈4；光学伞体部11；光学柱体部12；环形槽121；加工胚料100。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整地描述。需要说明的是，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。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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。

实施例

如图1、图2所示，一种人工角膜镜柱的制备方法，应用于领扣型人工角膜镜柱1的生产过程，该制备方法包括以下步骤：

S1，准备加工胚料，并将加工胚料输入数控车床；以透明棒材作为镜柱1的加工胚料100；

S2，使用数控车床依据设定的加工程序将加工胚料100加工成镜柱1；

S3，对加工成型的镜柱进行清洗、消毒及干燥处理；

S4，对镜柱进行包装及灭菌。

具体地，通过使用离心甩干及等离子风扇吹干的方式进行干燥处理；

具体地，在高速切削下，数控车床的切削速度相关参数具体为：切削速度为15至80mm/min，进给量为0.1至0.25mm/r,切削深度为0.15至0.2mm，在此组合条件下，人工角膜表面光洁度及分辨率在数控车床切削完成时已达到要求，免去后期抛光的工序，避免因抛光工序导致的人工角膜前板曲率发生改变而影响镜柱的光学偏心。

进一步地，于S1中，使用注塑机对经干燥处理的PMMA颗粒进行注塑成型，从而获得若干条作为加工胚料100的透明棒材。

如图1-3所示，进一步地，所述镜柱1呈蘑菇状，包括依次设置的光学伞体部11及光学柱体部12，所述光学柱体部12外侧面环设有用于卡设卡圈的环形槽121；于S2中，所述加工程序通过数控车床形成加工工序，所述加工工序包括以下步骤：

S212，根据所述镜柱1外形尺寸对加工胚料100进行外径粗车；

S213，对于S212获得的工件的端面进行重复精车；

S214，对于S213获得的工件进行插槽粗车，从而加工成对应为环形槽121的粗加工槽结构；

S215，根据所述镜柱1外形尺寸对于S213获得的工件进行外径精车；

S216，对于S215加工成的粗加工槽结构进行插槽重复精车，从而加工成所述环形槽121；

S217，对于S216获得的工件对应为光学伞体部11内伞面的轮廓弧面进行重复精车；

S218，对于S217获得的工件对应光学伞体部11的外伞面的轮廓弧面进行车加工；

S219，对于S218获得的工件进行切断，从而获得镜柱1。

进一步地，于S212之前还设有步骤S211：数控车床加工零点定位。

步骤S211至S219的工艺顺序保证了镜柱1加工精度的同时，提高了镜柱1的生产效率，加工后的镜柱1精细结构满足了眼科的生物相容性以及对术后视觉清晰度的要求。

进一步地，于S3中，使用超声波清洗机对加工完成后的镜柱1进行清洗。

进一步地，于S2中，在加工过程中数控车床使用气流对加工工件进行除屑及冷却；因PMMA材料的玻璃化温度在105度左右，材质较硬易于破碎，为了能切削出人工角膜镜柱仅有0.02mm厚度的裙边(如图4左上角白色标记圈内所示)，在原数控车床的基础上，加装在线冷却系统，通过编程控制，在切削的关键时刻点从特定的位置进行瞬间冷却，由此数控车床进刀的切削速度可以进一步加快，不需担心产生过高温度使PMMA棒材发生熔融，生产出与眼球表面贴合度高的人工角膜镜柱，直接提高人工角膜术后长期在位率以及减轻植入术后患者眼表不适感。

进一步地，于S4中，利用环氧乙烷及过度灭菌法对镜柱1及其包装进行灭菌；具体地，环氧乙烷透过包装的透析纸对镜柱1进行灭菌，使用环氧乙烷能避免镜柱1在灭菌过程中出现老化。

进一步地，于S1中，所述透明棒材通过一自动送料装置进入数控车床。

进一步地，于S2与S3之间还包括：

S231，对镜柱1进行清洗；

S232，对镜柱1进行检测以剔除不合格产品；该检测过程包括尺寸、外形及光学分辨率等测量环节。

如图4、图5所示，通过对比图4与图5，明显反映出本发明在加工精度上的优势，且能加工超薄的镜柱裙边；图5左上角白色箭头所指的镜柱裙边结构由传统工艺生产，该镜柱裙边较厚且欠缺精细度。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种人工角膜镜柱的制备方法，应用于领扣型人工角膜镜柱的生产过程，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

S1，准备加工胚料，并将加工胚料输入数控车床；以透明棒材作为镜柱的加工胚料；

S2，使用数控车床依据设定的加工程序将加工胚料加工成镜柱；

S3，对加工成型的镜柱进行清洗及干燥处理；

S4，对镜柱进行包装及灭菌;

所述数控车床的切削速度相关参数具体为：切削速度为15至80mm/min，进给量为0.1至0.25mm/r,切削深度为0.15至0.2mm；

所述镜柱呈蘑菇状，包括依次设置的光学伞体部及光学柱体部，所述光学柱体部外侧面环设有用于卡设卡圈的环形槽；于S2中，所述加工程序通过数控车床形成加工工序，所述加工工序包括以下步骤：

S212，根据所述镜柱外形尺寸对加工胚料进行外径粗车；

S213，对于S212获得的工件的端面进行重复精车；

S214，对于S213获得的工件进行插槽粗车，从而加工成对应为环形槽的粗加工槽结构；

S215，根据所述镜柱外形尺寸对于S213获得的工件进行外径精车；

S216，对于S215加工成的粗加工槽结构进行插槽重复精车，从而加工成所述环形槽；

S217，对于S216获得的工件对应为光学伞体部内伞面的轮廓弧面进行重复精车；

S218，对于S217获得的工件对应光学伞体部的外伞面的轮廓弧面进行车加工；

S219，对于S218获得的工件进行切断，从而获得镜柱。

2.根据权利要求1所述的人工角膜镜柱的制备方法，其特征在于，于S1中，使用注塑机对经干燥处理的PMMA颗粒进行注塑成型，从而获得若干条作为加工胚料的透明棒材。

3.根据权利要求1所述的人工角膜镜柱的制备方法，其特征在于，于S212之前还设有步骤S211：数控车床加工零点定位。

4.根据权利要求1所述的人工角膜镜柱的制备方法，其特征在于，于S3中，使用超声波清洗机对加工完成后的镜柱进行清洗。

5.根据权利要求1所述的人工角膜镜柱的制备方法，其特征在于，于S2中，在加工过程中数控车床使用气流对加工工件进行除屑。

6.根据权利要求1所述的人工角膜镜柱的制备方法，其特征在于，于S4中，利用环氧乙烷及过度灭菌法对镜柱及其包装进行灭菌。

7.根据权利要求1所述的人工角膜镜柱的制备方法，其特征在于，于S1中，所述透明棒材通过一自动送料装置进入数控车床。

8.根据权利要求1所述的人工角膜镜柱的制备方法，其特征在于，于S2与S3之间还包括：

S231，对镜柱进行清洗；

S232，对镜柱进行检测以剔除不合格产品。

Images