CZ20023624A3

CZ20023624A3 - Umělé sítnicové zařízení se stimulačními a zemnícími zpětnými elektrodami umístěnými na opačných stranách neurosítnice a způsob připevnění

Info

Publication number: CZ20023624A3
Application number: CZ20023624A
Authority: CZ
Inventors: Alan Y. Chow; Vincent Y. Chow
Original assignee: Optobionics Corporation
Priority date: 2000-05-04
Filing date: 2001-05-01
Publication date: 2003-06-18
Also published as: CN1438906A; KR20030003727A; ATE460956T1; ES2593477T3; CA2407360C; ES2341222T3; EP2289594A1; DE60141574D1; EP2158937A3; BR0110550A; WO2001083026A1; HUP0302506A3; NZ521976A; RU2002128726A; ES2509500T9; US20020169486A1; HUP0302506A2; FI20021938L; PL365419A1; US8306626B2

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se obecně týká lékařských zařízení. Konkrétněji se předkládaný vynález týká umělého sítnicového zařízení a způsobu účinnější elektrické stimulace neuroretinálních buněk s vyšším rozlišením u částečně poškozených sítnic za účelem umělého vidění. Vynález poskytuje zlepšenou účinnost a rozlišení zařízení za použití tranšretinální stimulace elektrickým proudem poskytnutým stimulační a zemnící zpětnou elektrodou, které jsou umístěny na opačných stranách neurosítnice.

Dosavadní stav techniky

Celá řada nemocí sítnice způsobuje ztrátu vidění neboli i

slepotu destrukcí vaskulárních vrstev oka, které zahrnují choroidní a choriokapilární vrstvu, a vnější retinální vrstvy zahrnující Bruchovu membránu a retinální sítnicový epitel. Ztráta těchto vrstev je často doprovázena degenerací vnější části neurosítnice, typicky fotoreceptorové vrstvy. Degenerace mohou být ušetřeny různé části zbývající neurosítnice tvořené zevní nukleární, zevní plexiformní, vnitřní nukleární, vnitřní plexiformní, ganglionové a nervově vláknité vrstvy.

Známá předchozí úsilí vytvořit vidění elektrickou stimulací sítnice používala polí stimulačních elektrod s jejich zemnící zpětnou elektrodou nebo elektrody umístěné buďto úplně na epiretinální nebo subretinální straně neurosítnice. Umístění stimulační a zemnící zpětné elektrody dohromady tímto způsobem vedlo k neúčinné stimulaci neurosítnice, protože elektrické pole nebylo přes neurosítnici hnáno přímo. Rozlišení bylo také

špatné kvůli difúznímu rozptýlení elektrického pole každé elektrody.

Popis vynálezu

Zařízení fungující jako umělá sítnice, které je předmětem tohoto vynálezu, je přednostně tvořeno dvěmi základními jednotkami, stimulační elektrodovou jednotkou a zemnící zpětnou jednotkou. V jedné formě vynálezu jsou obě jednotky fyzikálně a elektricky spojité, nebo fyzikálně a elektricky spojené izolovaným vodičem podobným ocasu, který v některých formách podporuje, umísťuje a řadí dvě jednotky na opačných stranách neurosítnice vůči sobě. Stimulační elektroda je například silikonový disk mající průměr 3 mm a tloušťku 25 mikronů a je složena z oddělených stimulačních mikroelektrodových podjednotek. Stimulační elektrodová jednotka má přednostně zemnící zpětnou elektrodovou jednotku přesahující z jedné hrany a obsahující silikonový ocas s izolovaným vodičem vedoucím k zemnící zpětné elektrodě na svém konci. Stimulační mikroelektrodové podjednotky stimulačních elektrodových jednotek dopravují proud generovaný jednou nebo více mikrofotodiodami připojenými například do série a vyrobené v podjednotce. Přednostní počet mikrofotodiod na podjednotku je jedna.

V dalších formách vynálezu je každá mikeoelektrodová podjednotka přednostně vyrobena na uzlu silikonové sítě ve tvaru disku, kde podjednotky jsou odděleny otevřenými oblastmi sítě. Otevřené oblasti sítě umožňují výživu a oxygenaci z vnější retinální cirkulace, odkud difundují do neurosítnice.

V přednostní formě vynálezu na zadní straně stimulační elektrodové jednotky, tj. na straně opačné ke straně, na kterou dopadá světlo, je zkonstruován izolovaný běžný vodič, a je uspořádán, aby elektricky uzemňoval mikroelektrodové podjednotky. Běžný zemnící vodič přednostně pokračuje podél délky zemnicí zpětné elektrodové jednotky a končí v exponované zemnící zpětné elektrodě na nebo blízko konci zemnící zpětné elektrodové jednotky, a je umístěn ve sklivcové dutině. Exponovaný konec zemnící elektrodové jednotky ve sklivcové dutině umožňuje elektrickému poli generovanému mikroelektrodovými podjednotkami v subretinálním prostoru, aby transretinálně stimuloval neurosítnlci.

V druhé formě vynálezu je další konec s uloženým vodičem a elektrodovým koncem připojen ke konci zemnící elektrody zemnící elektrodové jednotky, aby zemnící elektroda přesáhla dále do sklivcové dutiny.

fotodiodám, zařízením.

V třetí formě vynálezu je vodič zemnící elektrodové jednotky elektricky připojen k další předpěťové fotodiodě nebo aby se zvýšilo napětí a proud generovaný

V tomto druhém případě je zemnící elektroda zařízení přednostně umístěna na další předpěťovou fotodiodu nebo fotodiody umístěné do sklivcové dutiny.

Ve čtvrté formě jsou předpěťové fotodioda nebo fotodiody umístěny v čočkovém kapsulárním váčku oka po chirurgickém odstranění jádra čočky a kortikálního materiálu

Příklady provedeni vynálezu

Stručný popis obrázků

Další rysy a výhody vynálezu budou zřejmé osobám znalým oboru s ohledem na detailní popis a vyobrazení, v kterých:

Obr. 1A je nákres přednostní formy ukazující stimulační elektrodovou jednotku a zemnící zpětnou elektrodovou jednotku.

9

Obr. 1B je boční pohled na Obr. 1A ukazující stimulační elektrodovou jednotku a zemnící zpětnou elektrodovou jednotku.

Obr. 2A je nákres ocasového přesahu přednostních forem, které se fyzikálně a elektricky spřažují k zemnící zpětné elektrodě dále do sklivcové dutiny oka.

Obr. 2B je průřez ocasového přesahu přednostních forem.

Obr. 3 je perspektivní pohled ukazující ocasový přesah z Obr. 2A a 2B připevněný k zemnící zpětné elektrodové jednotce z Obr. 1A a 1B.

Obr. 4 je perspektivní pohled na další formu ukazující stimulační elektrodovou jednotku vyrobenou jako cirkulární silikonové tkanivo a stimulační elektrodové podjednotky vyrobené v křížících se uzlech sítě.

Obr. 5 je průřezovým pohledem na Obr. 1A a 1B na oko se stimulační elektrodovou jednotkou v subretinálním prostoru a zemnící zpětnou elektrodou zemnící zpětné elektrodové jednotky umístěné ve sklivcové dutině.

Obr. 6 je průřezovým pohledem na zařízeni z Obr. 5 s připevněným ocasovým přesahem z Obr. 2A a 2B.

Obr. 7 je průřezovým pohledem na další formu vynálezu ukazující zařízení z Obr. 1A a 1B s elektrodovou stimulační jednotkou implantovanou v subretinálním prostoru a kličkou zemnící zpětné elektrody zemnící zpětné elektrodové jednotky umístěné ve sklivcové dutině.

Obr. 8 je průřezovým pohledem na další přednostní formu vynálezu ukazující zařízení z Obr. 1A a ÍB se stimulační • · • · · · ·: · ♦·····

I · · · · ···· · . ® · · · · · ·

Γ- ··· ··· ·· ···· ·· ·* elektrodovou jednotkou implantovanou v subretinálním prostoru a ocasovým přesahem elektricky připojeným k předpěťové fotodiodě umístěné v obalu čočky oka, kde předpěťová fotodioda obsahuje přesahující část zemnící zpětné elektrody a poskytuje další napětí a/nebo proud elektrodové stimulační jednotce v subretinálním prostoru.

Obr. 9 je průřezovým pohledem na další formu vynálezu ukazující zařízení z Obr. IA a IB se stimulační elektrodovou jednotkou implantovanou v subretinálním prostoru a ocasovým přesahem elektricky připojeným k předpěťové fotodiodě umístěné před duhovkou v přední komoře oka, kde předpěťová fotodioda obsahující přesahující část zemnící zpětné elektrody a předpěťovou fotodiodu poskytující další napětí a/nebo proud elektrodové stimulační jednotce v subretinálním prostoru.

stimulační zemnící zpětnou

Detailní popis přednostních forem vynálezu

S odkazem na vyobrazení, jak je uvedeno na Obr. IA a IB, má přednostní forma sítnicového zařízení elektrodovou jednotku 12 a zahnutou' elektrodovou jednotku 16 konfigurované pro implantaci do oka, takže sítnicové zařízení může být umístěno zcela v oku a může stimulovat opačné nebo významně opačné strany neurosítnice. Dvě složky 12 a 16 jsou přednostně fyzikálně zpracovány na jednom tenkém silikovém čipovém substrátu 11, ale mohou být vyrobeny odděleně a poté spojeny dohromady. Stimulační elektrodová jednotka 12 obsahuje řadu stimulačních elektrodových podjednotek 22, kde každá je tvořena jedním nebo více elektrickými zdroji, jako jsou například fotodetektor nebo fotodetektory. V přednostní formě mohou být fotodetektory začleněny jako mikrofotodiody 23a elektricky připojené například do série.

• · • · · · · ·

Stimulační elektrody 23b kontaktují . alespoň jednu z individuálních buněk, skupin buněk, částí buněk a nervových vláken neurosítnice. Zemnící zpětná elektroda 14 je přednostně umístěna na, nebo blízko konci zemnící zpětné elektrodové jednotky 16. Stimulační elektroda 23b a zemnící zpětná elektroda 14 jsou umístěny na opačných koncích neurosítnice, nebo pokud neurosítnice částečně chybí nebo je poškozena, poté na opačných koncích zbývající neurosítnice. V přednostní formě vynálezu je stimulační elektroda 23b umístěna v subretinálnim prostoru neurosítnice a zemnící zpětná elektroda 14 je umístěna na epiretinální straně neurosítnice. V další formě vynálezu jsou umístění opačná se zemnící zpětnou elektrodou 14 umístěnou v subretinálnim prostoru neurosítnice a stimulační elektrodou 23b umístěnou na epiretinální straně neurosítnice.

Jak je také uvedeno na Obr. 1A a 1B, zahrnují exemplární složky přednostní formy sítnicového zařízení 10 tenký silikonový substrát 11, stimulační elektrodovou jednotku 12, stimulační elektrodové podjednotky 22, mikrofotodiody 23a elektricky připojené například do série se stimulačními elektrodovými podjednotkami 22 a stimulační elektrodou z iridia/iridium oxidu 23b stimulačních elektrodových podjednotek 22. Mikrofotodiody 23a nebo další elektrický zdroj přednostně poskytuje stimulaci neurosítrticových stran subretinální a sklicové dutiny oka. Alternativně může elektrický zdroj poskytnout stimulaci z vnějšku oka v odpovědi na dopadající světlo. Elektrický zdroj může například vysílat signály proporcionálně k vnímanému dopadajícímu světlu cestou pevného zapojení do subretinálního prostoru a sklivcové dutiny oka. V další formě vynálezu může elektrický zdroj přenášet signál do oka bezdrátovým způsobem za použití například rádiové frekvence (RF) k vysílání signálů k cívce umístěné v oku, která komunikuje se stimulačními a zemnícími elektrodami. Pro poskytnutí elektrické energie do oka ·· · · · · « · · · · · · · ··♦♦···· * • · · · · · · · ·

Ί .............. ·· v odpovědi na dopadající světlo mohou být také použity další známé mechanismy.

Také zahrnuta v zemnící zpětné elektrodové jednotce 16 je silikonová stresová vrstva 17, která má přednostně tvar zemnící zpětné elektrodové jednotky 16 v obecně zahnutém tvaru, aby nasměrovala zemnící zpětnou elektrodovou jednotku 16 do sklivcové dutiny. Ačkoli zahnutí směřuje zemnící elektrodovou jednotku 16 do sklivcové dutiny, mohou být použity i jiné tvary, jako je například úhlová zemnící elektroda, k provedení stejné funkce, ale může být mnohem obtížnější takovou elektrodu vyrobit. Zemnící zpětná elektroda 14 je přednostně vyráběna z iridia/iridium oxidu a obsahuje titanovou adhezní vrstvu 14a a P+ nádržku 14b umístěnou pod titanovou adhezní vrstvou 14a k umožnění elektrického kontaktu s legovaným silikonovým substrátem 11. Sítnicové zařízení 10 také přednostně obsahuje silikon dloxidovou vrstvu 15, která izoluje stimulační elektrodovou jednotku 12 a zemnící zpětnou elektrodovou jednotku 16.

Jak je uvedeno na Obr. 1A a IB, obsahuje stimulační elektrodová jednotka 12 celou řadu stimulačních elektrodových podjednotek 22 majících jednu nebo více mikrofotodiod 23a elektricky připojených například do série v každé elektrodové podjednotce 22. Přednostní počet mikrofotodiod 23a je jedna jednotka na mikroelektrodovou podjednotku 22. Vrstvy mikrofotodiod jsou například od povrchu dopadajícího světla, iridium/iridium oxidová elektroda 23b, titanová adhezní vrstva 23c, N+ nádržka 23d, vnitřní vrstva 23e a silikonový substrát 11. Osoby znalé oboru ocení, že mohou být použita i jiná uspořádání, kde mikroelektrodové podjednotky jsou podjednotky schopné generovat elektrický proud.

·· ··· ·

Jak je uvedeno na Obr. 1A a 1B, obsahuje zemnící zpětná elektrodová jednotka 16 přednostně umísťovací otvor 24, který umožňuje, aby sítnicové zařízení 10 bylo umístěno během chirurgie s nástroji. Zemnící zpětná elektrodová jednotka 16 zahrnuje v další formě vynálezu zářezy 26, které umožňují zajistit dosedání pro připevnění, které mají odpovídající výklenky, které pasují do zářezu 26, jak je popsáno detailněji níže.

Jak je uvedeno.na Obr. 2A a 2B, je uveden ocasový přesah 30 pro připevnění k zemnící zpětné 'elektrodové jednotce 16 (uvedené na Obr. 1A a 1B) k přesáhnutí elektrického ukončení zemnící zpětné elektrody 14 (uvedené na Obr. 1A a 1B) například dále do sklivcové dutiny. Další přesah zemnící elektrody do sklivcové dutiny může být vyžadován ke snížení nežádoucího vychýlení elektrického pole, které se pohybuje směrem od stimulační k zemnící elektrodě. Takové vychýlené elektrické pole je méně účinné pro stimulaci neurosítnice ve srovnání s elektrickým polem, které je uspořádáno ve směru kolmém k neurosítnicovému povrchu.

Obr. 2A je nákresem a Obr. 2B je bočním pohledem na ocasový přesah 30. Připevnění ocasového přesahu 30 je zkonstruováno z biokompatibilního materiálu 31, jako je například Parylene nebo podobný biokompatibilní materiál a je přednostně vyroben z ohnutím. Připevnění ocasového přesahu 30 také obsahuje usazený vodič 34 izolovaný okolním materiálem 31 ukončeným v ocasovém přesahu zemnící zpětné elektrody 32 na konci nebo v jeho blízkosti ocasového přesahu 30, přednostně, přednostně tak, aby byla elektroda umístěna ve sklivcové dutině co nejdál. Vodič 34 připevnění ocasového přesahu 30 je navržen, aby byl v elektrickém kontaktu se zemnící zpětnou elektrodovou jednotkou 14, je-li připevnění ocasového přesahu 30 připevněno k zemnící zpětné elektrodové jednotce 14 (uvedeno na Obr. 1A a

1B) . Zemnící elektroda 32 ·s ocasovým přesahem je přednostně zkonstruována z iridia/iridium oxidu nebo jiného vhodného elektrodového materiálu.

Také s odkazem na Obr. IA a 1B má připevnění ocasového přesahu 30 kapsu 36, která lícuje se zemnící elektrodovou jednotkou 16, aby byl zajištěn elektrický kontakt se zemnící zpětnou elektrodou 14. Uvnitř kapsy 36 jsou výklenky 38, které zapadají do zářezů 26 zemnící zpětné elektrodové jednotky 16. Výklenky 38 jsou přednostně zkonstruovány z biokompatibilního materiálu, jako je například Parylene, nebo podobný biokompatibilní materiál. Připevnění ocasového přesahu 30 obsahuje výřez 40, který umožňuje, aby byl umísťovací otvor 24 zemnící zpětné elektrodové jednotky 16 přístupný nástroji (neuvedeno).

Obr. 3 je perspektivním pohledem ukazujícím ocasový přesah 30 (uveden na Obr. 2A a 2B) elektricky připevněný k zemnící zpětné elektrodové jednotce 16 sítnicového zařízení 10. Vodič 34 ocasového přesahu 30 kontaktuje zemnící zpětnou elektrodu 14 zemnící zpětné elektrodové jednotky 16. Ocasový přesah 30 je přednostně ohnut, aby umístil svou zemnící zpětné elektrodu 32 do sklivcové dutiny oka. Osoby znalé oboru ocení, že mohou být použity i jiné tvary ocasového přesahu, pokud tvar umožní umístění zemnící zpětné elektrodu do sklivcové dutiny oka. Uvedena je také stimulační elektrodová jednotka 12.

Obr. 4 je perspektivním pohledem na další formu sítnicového zařízení 10 uvedeného na Obr. IA a 1B. Shodné složky jsou označeny za použití stejného číslování

Alternativní forma sítnicového zařízení 10a s písmenem, je podobná přednostní formě sítnicového zařízení 10 uvedeného na Obr. IA a 1B, s výjimkou, že stimulační elektrodová jednotka 12a je vyrobena jako tkanivo ve tvaru disku 17 k umožnění toku živin «· ···♦ mezi choroideou a neurositnicí, a stimulační elektrodové podjednotky 22a jsou vyrobeny jako křížící se uzly tkaniva 17. Tkanivo je přednostně vyrobeno ze silikonu a může být perforováno. Alternativní forma sítnicového zařízení 10a je tedy podobná přednostní formě sítnicového zařízení 10 s přidáním otvorů pro živiny 13.

Obr. 4A je zvětšený nákres a Obr. 4B je řezem částí III-III z Obr. . 4A alternativní formy sítnicového zařízení 10a uvedeného na Obr. 4. Stimulační elektrodové podjednotky 22a stimulační elektrodové jednotky 12a uvedené na Obr. 4 jsou každá tvořena prvními, druhými a třetími mikrofotodiodami 24, 25, 26 elektricky zapojenými například do série ve stimulační elektrodové podjednotce 22a, aby se zvýšilo vystupující napětí každé stimulační elektrodové podjednotky 22a. Stimulační elektrodové podjednotky 22a jsou v kontaktu se společným zemnícím vodičem 28d prostřednictvím kontaktní podložky 28c.

Společný zemnící vodič 28d a kontaktní podložka 28c jsou izolovány během výroby například depozicí silikon dioxidu 29. Pro účely jasnosti jsou přednostně označeny pouze vrstvy jedné z mikroelektrod zapojených elektricky do série; jedná se o N+ vrstvu 24a, N typ silikonový substrát 24b, vnitřní vrstvu 24c a P+ vrstvu 27b, 28b jsou přednostně deponovány přes izolační vrstvy silikon dioxidu 27a, 28a, aby elektricky zapojily přilehlé mikrofotodiody 24, 25, 26. Izolační vrstva silikon 27c kryje vodič 27b. Stimulační elektroda 27 každé stimulační elektrodové podjednotky 22a je přednostně vyrobena z iridia/iridium oxidu deponovaného přes titanovou adhezní vrstvu. Osoby znalé oboru ocení, že mohou být použity další elektrodové materiály, například ušlechtilé kovy, jako například platina a tantal. Společný zemnící vodič 28d stimulačních elektrodových podjednotek 22a je elektricky ukončen například na, nebo v blízkosti zemnící zpětné ·· ··· ·

elektrody 14a zemnící zpětné elektrodové jednotky 16a, jak je uvedeno na Obr. 4.

Obr. 5 je průřezovým pohledem ukazujícím přednostní formu sítnicového zařízení 10 z Obr. IA a IB implantovaného do oka 6 se stimulační elektrodovou jednotkou 12 umístěnou do subretinálního prostoru mezi neurosítnicí 50 a retinálním pigmentovým epitelem 52, a zemnící zpětnou elektrodovou jednotkou 16 ve sklivcové dutině 54. Světelné obrazy 56 vstupují do oka 6 přes rohovku 58 a čočku 60 a jsou zaostřeny do stimulační elektrodové jednotky 12. Zformátované elektrické stimuly jsou poté generovány mikrofotodiodami elektrodových podjednotek 22 (Obr. IA) , které stimulují nad nimi ležící neurosítnicí 50 ve formátu obrazu. Pro referenční účely jsou uvedeny další struktury oka 6, kterými jsou duhovka 62, skléra 64 a optické vlákno 66.

Obr. 6 uvádí průřezový pohled na alternativní formu sítnicového zařízení 10b zahrnujícího přednostní formu sítnicového zařízení 10, jak je popsáno na Obr. IA a IB, a další rysy. Alternativní forma sítnicového zařízení 10b zahrnuje stimulační elektrodovou jednotku 12 umístěnou v subretinálním prostoru mezi neurosítnicí 50 a retinálním pigmentovým epitelem 52 a zemnící zpětnou elektrodovou jednotkou 16 ve sklivcové dutině 54 s připojeným ocasovým přesahem 30 z Obr. 2A a 2B. Účelem ocasového přesahu 30 je elektricky přesáhnout přes umístění zemnící zpětné elektrody dále do sklivcové dutiny 54 , aby se zabránilo odchýlení transretinálního elektrického pole mezi stimulační elektrodovou jednotkou 12 a zemnící zpětnou elektrodovou jednotkou 16, jak se přenáší elektrické pole přes neurosítnicí 50. Nevychýlené elektrické pole, které je kolmé k povrchu neurosítnice obrácené ke sklivci účinně stimuluje zbývající neuroretinální buňky. Pro referenční účely jsou dalšími prvky toto ·<·· _ - « · to · ·* * : · · · · · · · _ to to to · ···· * ζ · ··· ···· «toto toto totototo ·· ·* a strukturami oka, které jsou uvedeny, rohovka 58, duhovka 62, čočka 60, skléra 64, optický nerv 66 a dopadající světelné obrazy 56.

Obr. 7 ukazuje průřez další formy sítnicového zařízení 10c zahrnující přednostní formu sítnicového zařízení 10, jak je popsáno v Obr. 1A a 1B, a další rysy. Stimulační elektrodová jednotka 12 je umístěna v subretinálním prostoru mezi neurosítnicí 50 a retinálním pigmentovým epitelem 52, a zemnící zpětná elektrodová jednotka 16 je umístěna ve sklivcové dutině 54 zahrnujíce ocasový přesah 30a, který má obecně stočenou zemnící elektrodu. Ačkoli stimulační elektrodová jednotka 12 je přednostně umístěna v subretinálním prostoru . se zemnící zpětnou elektrodovou jednotkou 16 umístěnou ve sklivcové dutině, může být v dalších formách vynálezu umístění stimulační elektrodové jednotky 12 a zemnící elektrodové jednotky 16 obrácené.

Účel smyčkové elektrody ocasového přesahu 30a je elektricky přesáhnout rovnoměrným způsobem za umístění zemnící zpětné elektrody dále do sklivcové dutiny 54. Rovnoměrně uložená zemnící elektroda ve sklivcové dutině relativně k síti subretinální stimulační elektrody pomáhá udržet transretinální stimulační elektrické pole v kolmém směru relativně k neuroretinálnímu povrchu. Takové uspořádání elektrického pole relativně k neuroretinálnímu povrchu účinně stimuluje neurosítnici ve srovnání s například transretinálním elektrickým polem, které je vychýleno k neuroretinálnímu povrchu. Pro referenční účely jsou dalšími prvky a strukturami oka, které jsou uvedeny, rohovka 58, duhovka 62, čočka 60, skléra 64, optický nerv 66 a dopadající světelné obrazy 56.

Obr. 8 uvádí průřez ještě další formy sítnicového zařízení lOd zahrnujícího přednostní formu sítnicového zařízení 10, jak je « · ·· ·· popsáno na Obr. 1A a IB, obsahující připevněný ocasový přesah 30b. Ocasový přesah je elektricky připojen k alespoň jedné předpěťové fotodiodě 30c umístěné v obalu čočky 60b oka 6, kde přepěťová fotodioda 30c přesahuje zemnící zpětnou elektrodu 32b. Předpěťová fotodioda 30c poskytuje další napětí a/nebo proud elektrodové stimulační jednotce 12 v subretinálním prostoru. Ke stimulaci závažněji poškozených sítnic může být vyžadováno ve srovnání s méně poškozenými sítnicemi další napětí a výsledný proud. Předpěťová fotodioda může být také sérií fotodiod 30c elektricky připojených společně do série nebo paralelní konfigurace, jak je známo v oboru, aby poskytla zvýšené napětí a/nebo proud. Pro referenční účely jsou dalšími prvky a strukturami oka, které jsou uvedeny, rohovka 58, duhovka 62, čočka 60, skléra 64, neurosítnice 50, retinální pigmentový epitel 52, optický nerv 66 a dopadající světelné obrazy 56.

Obr. 9 uvádí průřez ještě další formy sítnicového zařízení IQe zahrnujícího přednostní formu sítnicového zařízení 10, jak je popsáno na Obr. 1A a IB, a připevněný ocasový přesah 30d, který je elektricky připojen k alespoň jedné předpěťové fotodiodě 30e přednostně umístěné před duhovkou 62 oka 6. Umístění alespoň jedné předpěťové fotodiody v tomto umístění umožňuje všem předpěťovým fotodiodám být exponovány světlu, ve srovnání s předpěťovou fotodiodou umístěnou za duhovkou. Předpěťová fotodioda 30e přesahuje zemnící zpětnou elektrodu 32c a předpěťová fotodioda nebo fotodiody 30e poskytují další napětí a/nebo proud elektrodové stimulační jednotce 12 v subretinálním prostoru. Předpěťová fotodioda nebo fotodiody 30e jsou elektricky připojené společně do série nebo paralelní konfigurace, aby poskytly zvýšené napětí a/nebo proud, jak je známo v oboru. Pro referenční účely jsou dalšími prvky a strukturami oka, které jsou uvedeny, rohovka 58, duhovka 62,

··

»· 999 9 »· čočka 60, skléra 64, neurosítnice 50, retinální pigmentový epitel 52, optický nerv 66 a dopadající světelné obrazy 56.

Mělo by být rozuměno, že změny a modifikace forem vynálezu popsaných výše budou zřejmé osobám znalým oboru a jsou očekávány. Je proto zamýšleno, že předcházející detailní popis je spíše ilustrační než omezující, a že bude rozuměno, že jsou to následující patentové nároky zahrnující všechny ekvivalenty, které jsou zamýšleny k definici ducha a rozsahu tohoto vynálezu.

·· * 00* »0 04· • * ’ β 0 •0 0000 > · 1 » 0 0 4 • · *0

Seznam vztahových značek oko sítnicové zařízení

10a sítnicové zařízení

10b sítnicové zařízení

10c sítnicové zařízení

IQd sítnicové zařízení lOe sítnicové zařízení substrát stimulační elektrodová jednotka 12a stimulační elektrodová jednotka otvor zemnící zpětná elektroda

14a zemnící zpětná elektroda

14a vrstva

14b nádržka vrstva zemnící zpětná elektrodová jednotka 16a zemnící zpětná elektrodová jednotka vrstva tkanivo elektrodová podjednotka vrstva

23a mikrofotodioda

23b stimulační elektroda

23d nádržka

23e vrstva otvor zářez mikrofotodioda

24a vrstva

24b substrát

24c vrstva mikrofotodioda ·« ·*♦· • 4 4 4

9 ·

4 · » · ·

4444 ··

4 *

Í4 *

• · • ·

9 4 mikrofotodioda stimulační elektroda

27a vrstva

27b vodič

27c vrstva

28a vrstva

28c vrstva

28c kontaktní podložka 28d společný zemnící vodič depozice silikon dioxidu ocasový přesah

30a ocasový přesah

30d ocasový přesah

30c fotodioda

30e fotodioda31 materiál zemnící zpětná elektroda 32b zemnící zpětná elektroda 34 vodič kapsa výklenek výřez neurosítnice retinální pigmentový epitel 54 sklivcové dutině 56 světelný obraz 58 rohovka čočka

60b čočka duhovka skléra optické vlákno ?>(/ Z ~ 66£3 ' · · · · · ······ v ··· fcfcfc fcfc ···· ·· fc·

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Umělé sítnicové zařízení k elektrické stimulaci neurosítnice oka k tvorbě umělého vidění, kde umělé sítnicové zařízení obsahuje:

elektrický zdroj;

alespoň jednu stimulační elektrodu připojenou k elektrickému zdroji; a alespoň jednu zemnící zpětnou elektrodu k elektrickému zdroji, kde stimulační elektroda zpětná elektroda jsou konfigurovány k umístění v oku na opačných stranách neurosítnice.

připojenou a zemnící
2. Zařízení podle patentového nároku 1, kde elektrickým zdrojem je fotodetektor.
3. Zařízení podle patentového nároku 1, kde fotodetektorem je mikrofotodiodové pole.
4. Zařízení podle patentového nároku 1, kde stimulační elektroda je umístěna v subretinálním prostoru neurosítnice.
5. Zařízení podle patentového nároku 1, kde zemnící zpětná elektroda je umístěna na epiretinální straně neurosítnice.
6. Zařízení podle patentového nároku 1, kde alespoň jedna stimulační elektroda obsahuje celou řadu stimulačních elektrod konfigurovaných do pole.
7. Zařízení podle patentového nároku 6, kde pole stimulačních elektrod je vyrobeno z tkaniva.
8. Zařízení podle patentového nároku 7, kde tkanivo obsahuje celou řadu perforací.
9. Zařízení podle patentového nároku 7, kde tkanivo zahrnuje silikon.
10. Zařízení podle patentového nároku 7, kde tkanivo zahrnuje biokompatibilní materiál, který je možno uspořádat do tkaniva.
11. Zařízení podle patentového nároku 1, kde alespoň jedna zemnící zpětná elektroda je vyrobena z tkaniva.
12. Zařízení podle patentového nároku 11, kde tkanivo zahrnuje silikon.
13. Zařízení podle patentového nároku 1, kde zemnící zpětná elektroda je umístěna do sklivcové dutiny oka.
14. Zařízení podle patentového nároku 1, kde zemnící zpětná elektroda je umístěna v obalu čočky oka.
15. Zařízení podle patentového nároku 1, kde zemnící zpětná elektroda je umístěna v přední komoře oka.
16. Zařízení podle patentového nároku 6, kde elektrický zdroj zahrnuje alespoň jeden fotodetektor a fotogalvanické zařízení, alespoň jedna stimulační elektroda stimulačního elektrodového pole získává napětí a proud z alespoň jednoho odpovídajícího fotodetektoru elektrického zdroje.

fotogalvanických zařízení
17. Zařízení podle patentového nároku 16, kde fotodetektor a fotogalvanické zařízení jsou umístěny proximálně vůči' sobě v blízkosti stimulační elektrody.

• · «· · · ····
18. Zařízení podle patentového nároku 17, kde fotodetektor,. fotogalvanické zařízení a stimulační elektrody jsou umístěny na epiretinální nebo subretinální straně neurosítnice, takže obrazy zaostřené do oka vytvářejí oblast stimulace fotodetektoru a fotogalvanického zařízení, která napodobuje zaostřené obrazy.
19. Zařízení podle patentového nároku 16, kde alespoň jedna předpěťová fotodioda je elektricky připojena k poli stimulační elektrody, aby poskytla alespoň další napětí nebo proud poli stimulační elektrody.
20. Zařízení podle patentového nároku 19, kde alespoň jedna předpěťová fotodioda je umístěna v alespoň sklivcové dutině za obalem čočky, v obalu čočky, za čočkou, nebo před čočkou oka.
21. Zařízení podle patentového nároku 20, kde další napětí a proud jsou poskytnuty stimulačním elektrodám elektrickým připojením alespoň jedné předpěťové fotodiody k alespoň jednomu fotodetektoru nebo fotogalvanickému zařízení.
22. Zařízení podle patentového nároku 16, kde pole alespoň jednoho fotodetektoru nebo fotogalvanického zařízení je umístěno v subretinálním prostoru neurosítnice.
23. Zařízení podle patentového nároku 1, kde stimulační elektroda je v kontaktu s alespoň jednou z individuálních buněk, skupin buněk, částí buněk a nervových vláken neurosítnice.
24. Zařízení podle patentového nároku 1, kde stimulační elektrody jsou umístěny, ale nedotýkají se epiretinální strany neurosítnice.

• · · · · ·
25. Zařízení podle patentového nároku 1, kde zemnící zpětná elektroda je umístěna mezi choriokapilaris a retinální pigmentový epitel.
26. Zařízení podle patentového nároku 1, kde zemnící zpětná elektroda je umístěna mezi skléru a choroideu.
27. Zařízení podle patentového nároku 1, kde zemnící zpětná elektroda je umístěna na povrchu skléry vně oka.
28. Zařízení podle patentového nároku 1, kde alespoň jedna ze stimulační a zemnící zpětné elektrody je umístěna na epiretinální straně neurosítnice a je podporována a umístěna rigidním přesahem zařízení umístěným na druhé straně neurosítnice.
29. Zařízení podle patentového nároku 28, kde zemnící zpětná elektroda je umístěna mezi choriokapilaris a retinální pigmentový epitel.
30. Zařízení podle patentového nároku 28, kde zemnící zpětná elektroda je umístěna mezi skléru a choroideu.
31. Zařízení podle patentového nároku 28, kde zemnící zpětná elektroda je umístěna na povrchu skléry vně oka.
32. Zařízení podle patentového nároku 28, kde stimulační elektrody jsou v kontaktu s epiretinální stranou neurosítnice.
33. Zařízení podle patentového nároku 32, kde stimulační elektroda je umístěna mezi choriokapilaris a retinální pigmentový epitel.
34. Zařízení podle patentového nároku 32, kde stimulační elektroda je umístěna mezi skléru a choroideu.
35. Zařízení podle patentového nároku 32, kde stimulační elektroda je umístěna na povrchu skléry vně oka.
36. Zařízení podle patentového nároku 1, kde zemnící zpětná elektroda je umístěna na straně subretinálního prostoru neurosítnice.
37. Způsob tvorby umělého vidění za použití umělého sítnicového zařízení, kde umělé sítnicové zařízení obsahuje elektrický zdroj a stimulační elektrodu a zemnící zpětnou elektrodu připojenou k elektrickému zdroji, ke stimulaci neurosítnice oka za vzniku umělého vidění, kde způsob zahrnuje:

implantaci stimulačního elektrodového zařízení na první stranu neurosítnice; a implantaci zemnící zpětné elektrody na stranu opačnou první straně neurosítnice.
38. Způsob podle patentového nároku 37, kde stimulační elektroda je umístěna v subretinálnim prostoru neurosítnice.
39. Způsob podle patentového nároku 37, kde zemnící zpětná elektroda je umístěna na epiretinální straně neurosítnice.
40. Způsob podle patentového nároku 37, kde alespoň jedna stimulační elektroda obsahuje celou řadu stimulačních elektrod konfigurovaných do pole.
41. Způsob podle patentového nároku 37, kde stimulační elektroda je umístěna na epiretinální straně neurosítnice a ·· ·· • · · • · ··· · ·· ·' ··· ··· ·· ···· «* ·· zemnící zpětná elektroda je umístěna v subretinálním prostoru neurosítnice.

TV⁷ 77 2 ty

Obr. ΙΑ