ES2200938T3 - Dispositivo para medir magnitudes fisicas en el ojo. - Google Patents

Dispositivo para medir magnitudes fisicas en el ojo.

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ES2200938T3
ES2200938T3 ES00964227T ES00964227T ES2200938T3 ES 2200938 T3 ES2200938 T3 ES 2200938T3 ES 00964227 T ES00964227 T ES 00964227T ES 00964227 T ES00964227 T ES 00964227T ES 2200938 T3 ES2200938 T3 ES 2200938T3
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Christine Kreiner
Volker Bodecker
Uwe Schnakenberg
Stella Marianne Ullerich
Peter Walter
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Abstract

Dispositivo para medir magnitudes físicas en el ojo con un implante plegable, en el que se ha dispuesto fuera de una pieza de implante, que cubre el campo de visión del ojo, un dispositivo de medición remota con un sensor y un dispositivo emisor que tiene una bobina para la transmisión inalámbrica de informaciones que corresponden a señales del sensor, y un dispositivo receptor dispuesto fuera del ojo que recibe las informaciones enviadas por el dispositivo emisor, y un sistema de evaluación que convierte las informaciones recibidas en datos reproducibles, caracterizado porque la bobina (1) en forma de varias espiras de bobina colocadas una al lado de la otra está dispuesta sobre un portador (2, 16) anular plegable como mínimo en una superficie, porque la bobina está en contacto eléctrico con, como mínimo, un módulo electrónico (4) que contiene el sistema electrónico del dispositivo de medición remota y porque esta disposición está fundida en el material del implante biocompatible plegable.

Description

Dispositivo para medir magnitudes físicas en el ojo.
La invención se refiere a un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1, como el conocido por la DE 197 28 069 Cl.
El dispositivo conocido sirve para medir la presión interna del ojo y tiene un implante plegable en el que se ha previsto, fuera del ángulo de visión del ojo, un sistema telemétrico con un sensor de presión y un dispositivo emisor equipado con una bobina. Con el dispositivo emisor es posible transmitir de forma inalámbrica informaciones correspondientes a las señales del sensor a un dispositivo receptor dispuesto en el exterior del ojo. En un dispositivo de evaluación conectado con el dispositivo receptor se convierten las informaciones recibidas en datos reproducibles.
En el dispositivo conocido, el dispositivo de medición remota implantable en el ojo puede tener un registrador de datos en el que se pueden almacenar los datos de medición transmitidos de forma continua por el sensor de presión y del cual se pueden obtener, en caso de necesidad, los datos de medición al funcionar como emisor-receptor, correspondientes a un período limitado.
Otro dispositivo de medición remota implantable se conoce por "Capacitive sensors when and how to use them" (sensores capacitivos y cómo utilizarlos), Puers R., Sensors and Actuators (sensores y actuadores), A, Vol. 37-38, páginas 93-105. Este documento revela un portador anular para una bobina y módulos electrónicos, siendo el portador de cristal.
El objetivo de la invención consiste en proporcionar un dispositivo del tipo arriba indicado, que, con una excelente calidad de recepción y emisión, se puede plegar o bien arrollarse.
Este objetivo se alcanza según la invención mediante las características identificadoras de la reivindicación 1, mientras que las subreivindicaciones incluyen desarrollos ventajosos de la invención.
En la invención, la bobina está colocada de forma plana sobre un portador plegable, especialmente una lámina portadora, en una superficie plana en forma de varias espiras de bobina colocadas una al lado de la otra. El dispositivo de medición remota, que contiene la parte electrónica y/o el sensor, está incluido, de preferencia, en, como mínimo, un módulo electrónico (chip) y también instalado sobre el portador plegable estando en contacto eléctrico con la bobina. Esta disposición está fundida en un material de implante plegable y biocompatible, especialmente de poliorganosiloxano, como por ejemplo polidimetilsiloxano. Aquí, el material de implante no sólo puede servir como envolvente para el dispositivo emisor y el dispositivo de medición remota, sino también como medio de transmisión al sensor para la magnitud física a medir, que puede ser, especialmente, la presión interna del ojo o también la temperatura del ojo. Es decir, en un tipo de ejecución preferido, también el sensor está rodeado por el material de implante biocompatible. Sin embargo, también es posible dejar libre el sensor en una superficie sensora sensible a la magnitud física a medir o bien registrar, o bien en un área sensora determinada. La magnitud física existente en el ojo que se debe medir, como por ejemplo la presión interna del ojo o la temperatura, actúa en este caso directamente sobre la superficie sensora o esta área de sensor. Además, es posible utilizar otro medio de transmisión para la magnitud física que el material del implante.
Debido al diseño plano de la bobina con varias espiras adyacentes, que preferiblemente está situada sobre un plano perpendicular al eje óptico del ojo o bien implante diseñado como lente intraocular, se consigue una gran calidad de emisión y recepción sin que se vea afectada la posibilidad de plegado o arrollado del material del implante. Además, se consigue para todo el dispositivo la compatibilidad necesaria con el ojo. Además de una posición plana, también se pueden prever varias capas planas sobrepuestas (planos) para las espiras de la bobina.
De forma preferida, el implante está diseñado como lente intraocular, estando situados el dispositivo de telemetría y el dispositivo emisor que contiene la bobina al exterior de la parte de la lente óptica, especialmente y esencialmente en el área del háptico de la lente intraocular que rodea la parte óptica de la lente. Para este fin, el háptico puede tener un área anular que rodea la parte óptica de la lente, área en la que se ha situado la disposición plana de las espiras de bobina. Las espiras de bobina tienen, de preferencia, el diseño de circuitos eléctricos impresos planos que están hechos, de preferencia, de un metal noble, especialmente oro. Los circuitos impresos de las espiras de bobina se fabrican sobre la lámina portadora con la técnica plana tradicional, por ejemplo por precipitación de metal, especialmente precipitación galvánica como se conoce en procedimientos de microestructuración.
El implante también puede ser anular. Las espiras de bobina están dispuestas, en este caso, sobre, como mínimo, una de las superficies anulares. De preferencia, la fijación del implante anular se realiza en el surco del ojo. El anillo puede estar formado en parte por un material duro, especialmente PMMA, y en parte por un material flexible, especialmente silicona. El implante está envuelto, de preferencia, por un material biocompatible, por ejemplo caucho silicónico. Sin embargo, el anillo también puede ser de silicona en su totalidad, habiéndose previsto un háptico estabilizante, especialmente de PMMA o de otro material rígido.
La lámina portadora está construida como lámina delgada, flexible y plegable, que garantiza una buena adherencia para el metal de las espiras de bobina. Especialmente, el material de la lámina tiene características dieléctricas y puede estar hecho de un plástico apropiado, como por ejemplo una poliimida.
Debido a la extrema capacidad de arrollado o bien plegado del dispositivo, es posible implantarlo en el ojo sin los métodos tradicionales minimo-invasivos de operación. De esta forma se pueden aplicar en el ojo componentes microelectrónicos y sensoriales para la transmisión inalámbrica de energía y señales, por ejemplo en forma de una lente intraocular artificial, que es plegable. Después de la implantación se despliega la lente intraocular.
Con ayuda de las figuras se explica con más detalle la invención por medio de un ejemplo de ejecución. Las figuras muestran:
- La figura 1, una vista en planta de un ejemplo de ejecución de diseño como lente intraocular.
- La figura 2, un tipo de ejecución visto en planta para un sistema telemétrico que se puede utilizar en el ejemplo de ejecución representado en la figura 1.
- La figura 3, una representación en corte del sistema telemétrico representado en la figura 2.
- La figura 4, una representación en corte de un sistema telemétrico de otro ejemplo de ejecución.
- La figura 5, un ejemplo de ejecución para un implante anular.
- La figura 6, otro ejemplo de ejecución de un implante anular con lazos del háptico cerrados.
- La figura 7 y última, un ejemplo de ejecución de un implante anular con lazos del háptico abiertos.
El ejemplo de ejecución representado de un implante de ojo 6 está diseñado como lente intraocular. Tiene una parte óptica de la lente 8, que se puede situar en el área de visión del ojo. La parte óptica de la lente 8 tiene un eje óptico 10 que es esencialmente perpendicular al plano del dibujo de la figura 1. En estado implantado, el eje óptico está dirigido esencialmente hacia el eje de visión del ojo. La parte óptica de la lente 8 cubre, esencialmente, el área de visión
del ojo.
En un portador anular diseñado como una lámina portadora 2 (figura 2) que es de construcción flexible, es decir plegable y arrollable, hay una bobina 1 que constituye la inductividad en el dispositivo de emisión y recepción. La bobina está formada por espiras de bobina planas 3, en forma de conductores de circuito impreso colocados uno al lado del otro. Los conductores de circuito impreso de las espiras de bobina 3 están colocados de forma adyacente en un plano esencialmente perpendicular al eje óptico 10. El ancho de una espira de bobina está en el rango de aproximadamente 3 a 90 \mum, de preferencia de aproximadamente 10 a 90 \mum. Se pueden prever aproximadamente de 10 a 65 espiras de bobina en cada plano para la bobina 1. Debido a un diseño de la bobina 1 de este tipo, se conserva sin perjudicar la posibilidad del plegado, arrollado y, en caso dado, doblado de la lámina portadora 2. Las espiras de bobina 3 pueden fabricarse, por ejemplo, por precipitación galvánica como se conoce en el procedimiento de la microestructuración. En el ejemplo de ejecución representado, la bobina 1 se encuentra sobre una superficie circular. Sin embargo, para adaptarla al lugar de aplicación del implante 6, la bobina puede tener también un diseño ovalado o similar al óvalo u otro diseño.
Sobre la lámina portadora 2 se encuentra, además, la electrónica del sistema telemétrico incluido en un módulo electrónico (chip) 4, pudiendo utilizarse también, naturalmente, varios módulos electrónicos. En este módulo electrónico 4, se puede prever, de preferencia en un área del borde, un sensor 5 para registrar la magnitud física a medir, especialmente la presión interna del ojo. Como se puede ver en la figura 2, el módulo electrónico 4 está en contacto con la bobina 1 de forma adecuada (contacto eléctrico 11). En el área del módulo electrónico, las espiras de bobina 3 son, para facilitar el contacto, de preferencia rectas como se puede ver en la figura 2 en un área de espiras rectas 7. El contacto eléctrico 11 entre la bobina 1 y el módulo electrónico 4 puede conseguirse con tecnología híbrida o de flip-chip mediante conectores eléctricos. Los puntos de contacto eléctrico 11 (figura 3) pueden formarse mediante mechas de oro con un espesor de 30 \mum o menos. Además del tipo constructivo monolítico, el chip o bien los módulos electrónicos pueden estar incluidos en una o varias láminas y, por lo tanto, ser plegables o bien arrollables.
Las espiras de bobina planas tienen un espesor (altura) en el rango de 5 a 60 \mum. La altura del módulo electrónico 4 es de aproximadamente 600 \mum y puede ser considerablemente menor, por ejemplo 300 \mum. La superficie del módulo electrónico 4 es de aproximadamente 2,0 mm x 2,0 mm. El espesor de la lámina portadora puede ser de aproximadamente 8 \mum. La bobina puede tener un radio exterior de aproximadamente 5,15 mm y un radio interior de aproximadamente 3,85 mm. El área de la lámina portadora 2, que queda situada dentro de la bobina 1, puede estar punzonado y cortado de forma que la lámina portadora 2 tenga forma anular que queda cubierta principalmente por las espiras de bobina 3.
La lámina portadora 2 con los sistemas telemétricos dispuestos sobre ella, como se ha representado en las figuras 2 y 3, es recubierta por completo, especialmente por fundición, por un material de implante biocompatible, especialmente material de lente. El material del implante o bien material de lente cubre también el sensor 5, diseñado especialmente como sensor de presión. La figura 1 muestra la lente intraocular en la que se ha fundido el sistema telemétrico representado en las figuras 2 a 4. Los datos de dimensiones, dados en la figura 1, son, por ejemplo, datos de ejemplo variables dentro de límites admisibles para una implantación de ojo.
Como se puede ver en la figura 1, la bobina 1 se encuentra dentro de un área anular del háptico que rodea la parte óptica de lente 8 de forma concéntrica. Se puede tratar de un círculo o un anillo ovalado o similar al óvalo. Un área anular 12 del material de lente situado entre esta área anular de háptico y la parte óptica de la lente 8 está provista de agujeros oblongos 9 que se extienden en sus bordes límite aproximadamente de forma concéntrica a la bobina anular 1 y el área anular 12 alrededor del eje óptico 10. Estos agujeros oblongos 9 no solamente facilitan el plegado o bien arrollado de la lente, sino ayudan a la fijación de la lente en el ojo, ya que en estos agujeros oblongos puede crecer tejido del ojo. Como se puede ver además en la figura 1, el sensor 5 se encuentra cerca de la parte óptica de la lente 8. Está situado entre la parte óptica de lente 8 y el borde interior de la bobina 1 en un área que no solapa la superficie de la bobina 1. El sensor 5 está rodeado por un material de lente que se encuentra entre dos extremos de los agujeros oblongos 9 en el área anular 12 del material de lente. El material de lente sirve para transmitir las magnitudes físicas a medir en el ojo, por ejemplo la temperatura o la presión interna del ojo. De forma preferida, se utiliza como material de lente poliorganosiloxano, especialmente polidimetilsiloxano. También es posible prever otro medio de transmisión en el área del sensor 5 o un área de sensor que reacciona con la magnitud física (por ejemplo presión, temperatura) o dejar libre esta área, como se explica con ayuda de la figura 4.
El diámetro exterior de la lente intraocular puede ser de 12 mm o menos, por ejemplo 8,5 mm. El diámetro de la parte óptica de lente 8 puede ser de 6 mm o menos, por ejemplo 4,8 mm. El espesor de la lente en el centro de la parte óptica de la lente 8 puede ser de aproximadamente 0,780 mm o menos. En el área no óptica, el espesor puede ser de 0,500 mm o menos, quedando, sin embargo, garantizado en el área del módulo electrónico 4 que éste queda completamente recubierto por el material de la lente y que por lo tanto la lente tiene en esta área el espesor correspondiente. La longitud de los agujeros oblongos 9 puede ser de aproximadamente 4,6 mm o menos. El ancho puede ser de 1,2 mm o menos.
En el ejemplo de ejecución representado en la figura 3, la bobina 1 y el módulo electrónico 4 se encuentran en el mismo lado de la lámina portadora 2. En el ejemplo de ejecución representado en la figura 4 la bobina 1 se encuentra en uno de los lados de la lámina portadora 2 y el módulo electrónico 4 en el otro lado de la lámina portadora 2. El contacto eléctrico 11 entre la bobina 1 y el módulo electrónico 4 se realiza con ayuda de un contacto que pasa a través de la lámina portadora 2.
Como se puede ver en el ejemplo de ejecución de la figura 4, un área del sensor 5, sensible a la magnitud física a registrar, puede estar descubierta. En el ejemplo de ejecución representado se trata de una superficie sensora 13. Para este fin se puede prever en la lámina portadora 2 una abertura. Esta abertura se encuentra también en el implante envolvente o bien material de lente intraocular. Sin embargo, también es posible que en la abertura se utilice otro material transmisor de la magnitud física que el material del implante. en el ejemplo de ejecución representado en la figura 4 la superficie sensora 13 descubierta se encuentra en el lado interior del sensor 5. La superficie sensora descubierta también puede estar situada en el otro lado, es decir la cara exterior del sensor 5.
Como se puede ver en la figura 1, el material del implante o bien de la lente puede plegarse o arrollarse alrededor de cantos de plegado 14 paralelos entre si, situados a ambos lados del módulo electrónico 4. Incluso si el módulo electrónico 4 es un módulo monolítico que no se puede plegar, se consigue una considerable reducción de la sección transversal del implante para la implantación. Los dos cantos de plegado 14 están situados a ambos lados del módulo electrónico. Además, el implante también puede plegarse a lo largo de un canto de plegado 15 que va a través del centro de la lente (eje óptico 10). Aquí se puede ver que existe una gran cantidad de posibilidades de plegado del implante, incluso si el módulo electrónico 4 es monolítico. Debido al diseño especial de la bobina 1 ésta puede plegarse obteniendo una alta
inductividad.
En el módulo electrónico 4 se puede prever una memoria que almacena los valores de presión registrados de forma continua por el sensor, especialmente sensor de presión 5. Estos valores de presión pueden obtenerse de esta memoria de tiempo en tiempo, por ejemplo en turnos de una semana y transmitirse desde el dispositivo de telemetría a un dispositivo receptor, no representado en detalle, conectado con un sistema de evaluación, como se encuentra descrito, por ejemplo, en la patente alemana DE 197 28 069 Cl. También es posible que el módulo electrónico 4 sea de material portador plegable, de manera que sea posible una deformación de la lente intraocular hasta un diámetro pequeño y que en el ojo solamente sea necesario prever un pequeño corte para el implante. El material de la lente está diseñado de manera que después del implante se despliega adoptando la forma de lente deseada.
En los ejemplos de ejecución representados en las figuras 5 a 7 un cuerpo de implante 16 tiene forma anular. La abertura prevista al interior del anillo está dimensionada, como mínimo, de forma que queda fuera del campo de visión si el implante anular está dispuesto en el ojo. La bobina, no representada en más detalle, está diseñada igual que la representada en la figura 2. Se encuentra en una o ambas superficies del implante anular. La conexión del sensor 5 y del módulo electrónico 4 se realiza de la misma forma que se explica en los ejemplos de ejecución anteriores. El sensor 5 se encuentra dentro de la disposición anular de la bobina 1, como se puede ver en la
figura 2.
En el ejemplo de ejecución representado en la figura 5, el implante anular 16 está hecho de componentes anulares 17 duros o bien rígidos, de preferencia de PMMA, así como de componentes anulares 18 flexibles, especialmente de silicona. Así se hace posible el plegado del implante anular 16 alrededor de un eje de plegado formado por los componentes anulares flexibles 18. El diámetro exterior del anillo es de aproximadamente 12 a 15 mm. En ancho del anillo puede ser de 1 a 3 mm.
En el ejemplo de ejecución representado en la figura 6, el cuerpo de implante anular 16 tiene lazos hápticos 19 cerrados. El ejemplo de ejecución representado en la figura 7 tiene lazos hápticos 20 abiertos. Los cuerpos de implante anulares 16 de los ejemplos de ejecución 6 y 7 están hechos de preferencia de caucho de silicona. Los lazos hápticos 19 y 20 están hechos, de preferencia, de un material rígido, especialmente PMMA. En el ejemplo de ejecución representado en la figura 7 se han previsto en los lazos hápticos abiertos 20 agujeros de fijación 21. Así se garantiza un posicionamiento estable del cuerpo de implante 16 en el ojo. Los ejemplos de ejecución de las figuras 5 a 7 son adecuados para una fijación en el surco del ojo. En caso dado, también se pueden prever en el ejemplo de ejecución de la figura 5, agujeros de fijación adicionales no representados en más detalle.
Los ejemplos de ejecución de las figuras 5, 6 y 7 pueden estar completamente recubiertos con una envolvente de caucho de silicona o con otra envolvente biocompatible. La transmisión de la presión interior del ojo a la superficie sensora del sensor de presión 5 se realiza a través de esta envolvente flexible. El material de la envolvente constituye el medio de transmisión de la presión interna del ojo a la superficie sensora del sensor 5.
Por lo tanto, con todos los ejemplos de ejecución se consigue un recubrimiento completo del implante con material biocompatible y una transmisión impecable de la presión a la superficie sensora del sensor 5 a través del material de la envolvente.
Lista de referencias
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 1 \+ bobina\cr  2 \+ lámina portadora\cr  3 \+ espiras de bobina\cr
 4 \+ módulo electrónico (chip)\cr  5 \+ sensor, especialmente
sensor de presión\cr  6 \+ implante, especialmente lente
intraocular\cr  7 \+ área de espiras rectas\cr  8 \+ parte óptica de
la lente\cr  9 \+ agujero oblongo\cr  10 \+ eje óptico\cr  11 \+
contacto eléctrico\cr  12 \+ área anular\cr  13 \+ superficie
sensora\cr  14 \+ canto de plegado\cr  15 \+ canto de plegado\cr  16
\+ cuerpo de implante anular\cr  18 \+ componente anular rígido\cr 
19 \+ componente anular flexible\cr  19 \+ lazo háptico cerrado\cr 
20 \+ lazo háptico abierto\cr  21 \+ agujero de
fijación\cr}

Claims (18)

1. Dispositivo para medir magnitudes físicas en el ojo con un implante plegable, en el que se ha dispuesto fuera de una pieza de implante, que cubre el campo de visión del ojo, un dispositivo de medición remota con un sensor y un dispositivo emisor que tiene una bobina para la transmisión inalámbrica de informaciones que corresponden a señales del sensor, y un dispositivo receptor dispuesto fuera del ojo que recibe las informaciones enviadas por el dispositivo emisor, y un sistema de evaluación que convierte las informaciones recibidas en datos reproducibles, caracterizado porque la bobina (1) en forma de varias espiras de bobina colocadas una al lado de la otra está dispuesta sobre un portador (2, 16) anular plegable como mínimo en una superficie, porque la bobina está en contacto eléctrico con, como mínimo, un módulo electrónico (4) que contiene el sistema electrónico del dispositivo de medición remota y porque esta disposición está fundida en el material del implante biocompatible plegable.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque
las espiras de bobina (3) están formadas por circuitos impresos eléctricos planos.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado
porque las espiras de bobina (3) están dispuestas en uno o varios planos.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el sensor (5) está recubierto por completo o parcialmente por un medio de transmisión que transmite la magnitud física.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el material biocompatible en el que se envuelve el dispositivo, constituye el medio de transmisión.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las espiras de bobina (3) son esencialmente rectas en el área de su conexión con el módulo electrónico (4).
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las espiras de bobina (3) se extienden esencialmente en toda la parte del implante que queda situada fuera del campo de visión del ojo.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el sensor (5) está configurado como sensor de presión.
9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque el sensor de presión (5) mide de forma continua la presión interna del ojo y porque el sistema electrónico del dispositivo de medición remota tiene una memoria, en la que se almacenan las señales del sensor para una emisión, limitada en el tiempo, a un dispositivo receptor.
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el sensor (5) está situado en un área, que no solapa la superficie de las espiras de bobina(3), fuera del campo de visión del ojo.
11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el sensor (5) está situado dentro del anillo formado por la bobina (1).
12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el implante (6) está diseñado como lente intraocular y porque el portador anular (2) tiene en el área de la parte óptica de la lente (8) una abertura situada dentro de las espiras de bobina (3).
13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque en el material del implante entre la bobina (1) y la parte del implante que pasa a través del campo de visión, especialmente parte óptica de la lente(8), se han conformado agujeros oblongos (9).
14. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado porque el sensor (5) está situado en un área anular (12) del material del implante, en el que se extienden los agujeros oblongos (9).
15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque la superficie o bien superficies, en la o en las que se ha dispuesto la bobina (1), se extiende o extienden aproximadamente de forma perpendicular al eje óptico (10) del implante (6) conformado como lente intraocular.
16. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque la bobina (1) está dispuesta en una de las superficies y el módulo electrónico (4) está dispuesto en la otra superficie del portador anular (2, 16).
17. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 11 y 15 y 16, caracterizado porque tiene un cuerpo de implante anular (16) hecho, por lo menos parcialmente, de material flexible, cuerpo que constituye el portador para la bobina (1).
18. Dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque el cuerpo de implante anular (16) se puede fijar en el surco del ojo.
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EP (1) EP1213991B1 (es)
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