Brevet FR2939024A1 — publié le 20100604

SYSTEME DE TRAITEMENT OCULAIRE IN SITU UV/RIBOFLAVINE ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION [0002] La présente invention concerne généralement un instrument à utiliser dans le traitement des tissus oculaires. Plus particulièrement, l'invention concerne un appareil de distribution de traitement pour augmenter le tissu oculaire cornéen, scléral et rétinien, et pour traiter, comme en réparant et en refaçonnant, les tissus oculaires et éventuellement en cas de chirurgie réfractométrique. [0003] Des faiblesses cornéennes et d'autres faiblesses structurelles oculaires, comme des faiblesses structurelles sclérales, peuvent avoir plusieurs origines, y compris des origines génétiques, iatrogéniques, des accidents et les lacunes d'une correction chirurgicale souhaitée. En outre, des ulcérations, fusions et similaires peuvent nécessiter une réparation localisée. Des corrections de réfraction peuvent comprendre une chirurgie de remodelage cornéen ou l'addition de prothèses (inlays/onlays/augmentations cavitaires) ou une certaine combinaison de celles-ci. Une réparation localisée est actuellement effectuée par une chirurgie lamellaire, qui nécessite une "installation" précise in situ des tissus biocompatibles de l'hôte et du donneur et le maintien des interfaces lisses et de la biocompatibilité ensuite, tous étant des problèmes non-négligeables. Les complications provenant d'une chirurgie de rabotage en surface à base de laser sont bien connues. La suture a 2 son propre ensemble de difficultés et d'inconvénients, comme le collage de tissus. [0004] Dans la demande de brevet prioritaire, un procédé est décrit pour traiter efficacement le tissu oculaire en utilisant du collagène exposé à la riboflavine, également connue sous le nom de vitamine B2, en présence de lumière ultraviolette pour produire une réticulation, qui est utile en tant qu'échafaudage cellulaire pour reconstruire des défauts cartilagineux. La nouvelle technique implique l'irradiation du collagène in situ avec un tissu oculaire cible par un rayonnement UVA pulsé fractionné dans le temps, en présence de riboflavine. Toutefois, des problèmes existent avec des systèmes de distribution connus dus au manque de contrôle sur le positionnement de l'oeil relativement au système de distribution. [0005] Dans le travail du présent inventeur, décrit dans les demandes de brevet US 11/952 801 déposée le 7 décembre 2007 et US 12/273 444 déposée le 18 novembre 2008, différents procédés et matériels pour une augmentation cornéenne in situ ont été divulgués impliquant l'irradiation de mélanges de collagène/riboflavine. La présente invention est utile dans un tel traitement. RESUME DE L'INVENTION [0006] Selon l'invention, un système est proposé pour distribuer précisément des UVA pulsés fractionnés dans le temps, équi-dosés simultanément et bilatéralement pour irradier une classe de mélange de riboflavine/collagène, en présence d'oxygène en excès 3 pour provoquer une réticulation rapide résultant d'une gélification du mélange riboflavine/collagène in situ et pour effectuer l'adhésion à la structure sous-jacente, spécifiquement le tissu oculaire comme le tissu scléral et cornéen. Le système selon un mode de réalisation de l'invention comprend des cadres d'essai oculaires à monter sur le visage qui sont équipés 1) d'une buse pour introduire la riboflavine dans une solution au collagène sur la surface du tissu oculaire, 2) d'un orifice pour introduire du gaz riche en oxygène dans le tissu oculaire, et 3) d'une paire d'inserts de collimateurs optiques montés dans les supports de lentilles, où les inserts de collimateurs ont un masque dans le chemin optique, au niveau d'une ouverture sur le point focal, pour contrôler le modèle de radiation UVA à la cible oculaire, les inserts de collimateur ayant en outre des orifices d'entrée optiques raccordés à une source contrôlée de rayonnement UVA, qui est opérationnelle selon le procédé de l'invention correspondant. Le dispositif permet de réaliser un traitement simultané bilatéral du tissu oculaire accru par le collagène spécifiquement ciblé avec un rayonnement UVA en présence de riboflavine et d'oxygène. Une application prévue est une augmentation structurelle du tissu oculaire, comme cela peut être utilisé pour mieux établir des maladies cornéennes progressives, comme le kératocône (KCN), l'ectasie, les ulcères/fusions et similaires. [0007] Un rayonnement UVA pulsé à motif précis, 30 fournit une réticulation de collagène plus sûre et 4 considérablement plus forte (en profondeur) sur un délai plus court. [0008] Le système divulgué, qui comprend un cadre d'essai oculaire stérilisable avec des systèmes optiques ajoutés et des systèmes de distribution de fluide ou de médicaments, propose une technique d'exposition oculaire pour la distribution cornéenne/sclérale/rétinienne par une réticulation conventionnelle (XL), une réticulation avec augmentation (XLA), une réticulation rapide ou une réticulation à haute intensité (RXL), une réticulation pulsée ou une réticulation UVA haute fréquence (PXL), et une réticulation fractionnée ou des pauses d'exposition UVA (FXL) pour les traitements, entre autres conditions typiques, du kératocône, de l'ectasie, de la stabilisation post-op, de la myopie progressive, de l'augmentation, des ulcères, des PMD, des fusions, de la kératite bulleuse (BK) et des infections antibactériennes. [0009] L'invention sera mieux comprise en se référant aux schémas suivants et à la description correspondante. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS [0010] La figure 1 est une vue en perspective d'une pièce de tête permettant de réaliser une augmentation cornéenne selon des procédés liés à l'invention. [0011] La figure 2 est une vue en coupe transversale montrant des éléments de l'invention. [0012] Les figures 3A et 3B sont des masques représentatifs selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 5 [0013] Selon un mode de réalisation spécifique de l'invention, et en se référant aux figures 1 et 2, un système 10 pour traitement oculaire comprend des cadres d'essai oculaires 12 à monter sur le visage et disposés pour s'adapter sur les yeux 14. Les cadres d'essai optiques sont équipés d'une paire de collimateurs optiques 16, 18, ayant des systèmes d'extrémité 20, 22 qui se verrouillent réciproquement avec les supports de lentille 24, 26 des cadres d'essai 12. Des bras 28, 30, 32, 34 relient les tubes des collimateurs aux systèmes d'extrémité 20, 22. Les bras 28, 30, 32, 34 définissent une zone semi-fermée pour le traitement. Les bras sont suffisamment larges pour être dotés d'une ou plusieurs buses 36, 38 pour introduire la riboflavine en solution par le biais d'un conduit 40, 42, 44 à un injecteur 46 au collagène 48 appliqué à la surface du tissu oculaire 40. Les buses 36, 38 peuvent être installées pour employer des systèmes de verrouillage Luer Locks standards. La même structure peut être utilisée pour fournir des anesthésiques topiques, des photo- sensibilisants, des agents réticulants, des catalyseurs et d'autres biomatériaux ou médicaments nécessaires. Entre les bras, se trouvent des ouvertures ou orifices pour fournir du gaz riche en oxygène au tissu oculaire. La source d'oxygène peut être l'air ambiant, les orifices étant alors grands, ou il peut y avoir une source d'oxygène séparée raccordée via un conduit aux 6 buses similaires à celles des buses 36, 38 pour fournir du gaz oxygène, du gaz ou de l'air chauffé, refroidi, humidifié ou déshumidifié au tissu oculaire. En outre, les orifices de gaz et les orifices de fluide peuvent être structurés de façon à être interchangeables. [0014] Chacun des inserts de collimateurs optiques 16, 18 a un support de masque 56, 58 dans lequel différents masques 60, 62 (fig. 2 et 3A et 3B) peuvent être montés dans le chemin optique 64 à une ouverture 66 sur un point focal, pour contrôler le modèle de rayonnement UVA à la cible oculaire. Le masque 60 est destiné à bloquer le rayonnement dirigé vers la zone de lentille oculaire et a donc un passage à travers qui est de forme annulaire. Le masque 62 est destiné à passer plusieurs colonnes de radiation qui sont séparées dans l'espace. Les inserts de collimateur 16, 18 ont en outre des orifices d'entrée 70, 72 qui mettent en prise les accouplements 74, 76 sur les extrémités des câbles en fibres optiques 78, 80, où une fibre optique 82 est intégrée. [0015] En se référant à la figure 2, l'extrémité de la fibre optique 82 est équipée d'une extrémité de lentille de focalisation 84, pour focaliser le rayonnement UVA au point focal à l'ouverture 66. L'ouverture 66 produit une image dans la zone cible 68 de l'ceil, le masque ayant un modèle adapté à celui des masques 60, 62, mais empiétant sur le matériau collagène 48, qui a été placé sur le tissu oculaire. Grâce à l'imagerie de la pointe de fibre sur l'ceil, le modèle spatial des UV sur le tissu cornéen et/ou scléral peut être contrôlé assez précisément. 7 [0016] Les extrémités d'entrée de chaque câble en fibre optique 78, 80 sont raccordées à un contrôleur 86, qui comprend une source de rayonnement UVA, comme un laser UVA, qui est opérationnel selon le procédé de l'invention. Des orifices de sortie UVA 88, 90 reçoivent les fibres optiques 78, 80. L'accouplement de fibres étant utilisé, l'uniformité du faisceau peut être plus étroitement contrôlée. Le contrôleur 86 est doté d'éléments de réglage pour la durée du traitement 92, le cycle de fonctionnement de l'UVA 94 afin de produire une émission fractionnée dans le temps, l'intensité de rayonnement 96 et la durée d'impulsion 96. La durée d'impulsion et l'intensité peuvent être préréglées sur la base de n'importe quelle considération de calibrage. [0017] Le mélange collagène/riboflavine, qui est produit par le placement du collagène 48 et l'injection de fluide en gouttelettes ou en brume à travers les buses 36, 38, est irradié avec un rayonnement UVA selon un modèle de timing spécifique, comme spécifié par le contrôleur 86 et le modèle spatial, tel que dicté par le masque choisi 60 dans le support de masque 56. Un modèle spécifique d'impulsions à un cycle de fonctionnement fractionné, en présence d'oxygène ciblant chaque oeil génère simultanément des espèces d'oxygène réactives et provoque des formes souhaitées de gélification, à savoir, une gélification robuste en termes de stabilité, de longévité, de rigidité, de clarté optique, de faible rétrécissement et d'adhérence élevée à un substrat de tissu oculaire. La diminution du temps d'exposition aux UVA ou la minimisation de 8 l'intensité des UVA dans un traitement selon l'invention tend à minimiser les changements cellulaires non désirés pendant l'augmentation ou la génération des gels de collagène in situ. [0018] La modulation de l'exposition affecte la nature des gels formés. En utilisant des conditions équi-dosées comme modalité, les UVA sont appliqués dans des impulsions fractionnées dans le temps aux mélanges collagène/riboflavine, sous la forme de gels amorphes. Les mélanges collagène/riboflavine ont été préparés comme précédemment décrit dans la demande de brevet US 11/952 801 intitulée � Method and Material for in situ Corneal Structural Augmentation � au nom du présent inventeur, en utilisant une solution de collagène bovine à 6 % à un pH de 5,5 et 6,5, contenant un agent réticulant à base de riboflavine selon un rapport de 5:100, bien qu'une vaste gamme de mélanges de concentration soit envisagee et ait un effet significatif sur la rapidité de la gélification. [0019] Selon un mode de réalisation de la présente invention, le mélange collagène/riboflavine est rapidement gélifié à une solidité prévue, en exposant le mélange en présence d'oxygène à un dosage fractionné d'UVA pulsés dirigés bilatéralement à travers les collimateurs 16, 18, en générant ainsi des espèces d'oxygène réactives d'oxygène singulet qui a des résultats bénéfiques. Les UVA sont à une fluence instantanée (intensité par cm2) comprise entre 1 mW/cm2 et 30 mW/cm2 et de préférence à une valeur optimale nominale de 15 mW/cm2 pendant la partie ON du cycle de fonctionnement, qui peut varier de 1 % à 100 % dans un 9 but expérimental mais inférieure à 100 % pour un fonctionnement effectif et de préférence pendant une période de quelques secondes allumé pendant un cycle de fonctionnement normal optimal de 20 % ou 1:5 avec un temps OFF d'approximativement 30 secondes sur une période de 6 minutes. Toutefois, un cycle de fonctionnement compris entre 2:1 (50 % allumé) et 3:1 (67 % allumé) avec un temps d'arrêt d'environ 30 secondes sur une période de 12 minutes a été utilisé efficacement pendant les expériences. [0020] En cours d'utilisation, l'utilisateur thérapeutique ou le chirurgien a un accès visuel pendant le traitement ou la chirurgie, et le dispositif a à la fois une capacité simultanée unilatérale et bilatérale avec une distribution de faisceau tolérant d'alignement et en cloche, homogène avec un meilleur confort/interface du patient. Cela permet d'obtenir une précision de traitement améliorée et fournit des paramètres personnalisables pour le patient, comme une sélection de modèle projetée au moyen de différents masques. Les masques indiqués sur les figures 3A et 3B sont purement indicatifs. D'autres modèles adaptés, outre les modèles annulaires et de taches, sont en noeuds papillons et une variété de taille de taches (jusqu'à environ 12 mm) et des formes permettant de s'adapter à la superficie d'exposition prévue. D'autres paramètres contrôlables sont la distance pupillaire, le contrôle du sommet et similaire (comme proposé par les cadres d'essai oculaires modernes), une sélection de longueurs d'ondes (bleue/UVA, etc) et de manière importante, une irradiance programmable, une durée 10 d'exposition, une sélection d'expositions temporisées pulsées ou continues qui peuvent être administrées individuellement ou simultanément pour chaque oeil. [0021] Le système peut être doté d'un mécanisme de retour manuel, comme un écran visuel qui est relié à un contrôleur et à des capteurs pour contrôler l'entrée optique, la distribution de médicaments et similaire. Il peut également être équipé de systèmes de sécurité pour désactiver le système et avertir l'utilisateur des conditions indésirables ou peu sûres. [0022] Bien que le système ait été indiqué avec des sources optiques doubles, et un système de distribution à fluide unique, on ne sort pas du cadre de l'invention si une source optique unique et un système de distribution de fluide double sont proposés. [0023] L'invention a été expliquée relativement à des modes de réalisation et exemples spécifiques. D'autres modes de réalisation seront évidents pour l'homme du métier. Il n'est pas donc pas considéré que l'invention soit limitée, excepté selon les revendications jointes. REVENDICATIONS1. Système pour le traitement de tissu oculaire, en connexion avec une source de rayonnement ultraviolet comprenant . une paire de cadres d'essai oculaires (12) ayant 5 des systèmes de lentilles ; un premier et un second collimateurs (16, 18) montés dans le premier et le second supports (24, 26), chacun étant disposés face à chaque position de l'ceil, au niveau des cadres à monter sur la tête et à aligner 10 avec les deux yeux ; une première et une seconde buses (36, 38) montées sur un premier et un second supports (24, 26) respectifs afin d'introduire la riboflavine, en solution en contact avec le collagène (48) sur le tissu 15 oculaire des yeux pour donner un mélange collagène/agent réticulant ; une première et une seconde ouvertures dans un premier et un second supports respectifs (24, 26) pour admettre de l'oxygène en contact avec le mélange 20 collagène/agent réticulant dans les yeux ; et12 un premier et un second orifices (70, 72) d'entrée optique pour le premier et le second collimateurs (16, 18) pour recevoir le rayonnement ultraviolet. 2. Système selon la revendication 1, comprenant en 5 outre . un premier et un second conduits en fibre optique (78, 80) raccordés au premier et au second orifices d'entrée (70, 72); une source de rayonnement ultraviolet pour amener 10 des rayons ultraviolets au premier et au second conduits en fibre optique (78, 80) ; et un contrôleur (86) raccordé à la source d'ultraviolet pour contrôler une irradition bilatérale simultanée dans des impulsions fractionnées dans le 15 temps, équi-dosées à un cycle de fonctionnement fractionné, choisi sur une période d'exposition sélectionnée suffisante pour donner une gélification avec des caractéristiques physiques souhaitées. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, 20 comprenant en outre : un premier et un second supports de masque (56,58) pour un premier et un second masques, disposés dans les voies optiques du premier et du second collimateurs respectifs.