ES2341222T3 - Dispositivo de retina artificial con electrodos de estimulacion y de retorno a tierra colocados en lados opuestos de la neurorretina y procedimiento de fijacion. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de retina artificial (10) para estimular eléctricamente una neurorretina de un ojo y producir visión artificial, comprendiendo el dispositivo de retina artificial (10): una fuente eléctrica; al menos un electrodo de estimulación (23b, 27) conectado con la fuente eléctrica; y al menos un electrodo de retorno a tierra (14, 14a) conectado con la fuente eléctrica, caracterizado porque el electrodo de estimulación (23, 27) y electrodo de retorno a tierra (14, 14a) están configurados para estar dispuestos en los lados opuestos de la neurorretina.
Description
Dispositivo de retina artificial con electrodos
de estimulación y de retorno a tierra colocados en lados opuestos de
la neurorretina y procedimiento de fijación.
La presente invención se refiere, en general, a
dispositivos médicos. Más particularmente, la presente invención se
refiere a un dispositivo médico de retina artificial y a un
procedimiento para estimular eléctricamente de manera más eficiente
y con mayor resolución, células neurorretinales en retinas
parcialmente dañadas para producir visión artificial. La invención
provee eficiencia y resolución mejoradas del dispositivo, al
utilizar estimulación de corriente eléctrica transretinal provista
por electrodos de estimulación y de retorno a tierra que se colocan
en lados opuestos de la neurorretina.
Una variedad de enfermedades de retina ocasionan
pérdida de visión o ceguera. por destrucción de las capas
vasculares del ojo que incluyen la coroides y coriocapilar, y las
capas retinales externas, que incluyen la membrana de Bruch y
epitelio de pigmento retinal. La pérdida de estas capas, con
frecuencia está acompañada por degeneración de la porción externa
de la neurorretina, típicamente la capa fotorreceptora. Pueden
quedar restos variables de la neurorretina conservados, compuestos
por la capa nuclear externa, plexiforme externa, nuclear interna,
plexiforme interna, de capas de fibras nerviosas y células
ganglionares.
Los esfuerzos anteriores conocidos para producir
visión mediante estimulación eléctrica retinal utilizaban
disposiciones de electrodos de estimulación con su electrodo de
retorno a tierra o electrodos dispuestos ya sea completamente en el
lado epirretinal o subretinal de la neurorretina. Se conocen
ejemplos de tales dispositivos a partir de las patentes de los
Estados Unidos nº 4.628.933 y 5.895.415. La colocación de electrodos
estimulantes o de retorno a tierra juntos de esta manera, dio como
resultado estimulación ineficiente de la neurorretina debido a que
el campo eléctrico no fue forzado directamente a través de la
neurorretina.
La resolución también se degradó debido a
dispersión difusa de cada campo eléctrico del electrodo de
estimulación.
La presente invención proporciona un dispositivo
de retina artificial para estimular eléctricamente una neurorretina
de un ojo para producir visión artificial como se expone en la
reivindicación 1. Las características preferidas de la invención se
exponen en las reivindicaciones dependientes.
El dispositivo de retina artificial de esta
invención, de preferencia está compuesto de dos unidades básicas,
la unidad de electrodo de estimulación y la unidad de electrodo de
retorno a tierra. En una realización, las dos unidades están física
y eléctricamente continuas, o física y eléctricamente conectadas
mediante un conductor de tipo cola aislado que en algunas
realizaciones soporta, coloca, y alinea las dos unidades en lados
opuestos de la neurorretina con relación uno al otro. La unidad de
electrodo de estimulación, es por ejemplo un disco de silicio de 3
mm de diámetro y 25 micrómetros de espesor, y está comprendida por
subunidades de microelectrodos de estimulación separados. De
preferencia, la unidad de electrodo de estimulación tiene una unidad
de electrodos de retorno a tierra que se extiende desde un borde,
comprendido por una cola de silicio con un conductor aislado que
conduce al electrodo de retorno a tierra en su punta. Las
subunidades de microelectrodos de estimulación de las unidades de
electrodos de estimulación suministran corriente generada por uno o
más microfotodiodos conectados, por ejemplo en serie y fabricados
dentro de la subunidad. El número preferido de microfotodiodos por
subunidad es de uno. En otras realizaciones, cada subunidad de
microelectrodos de preferencia está fabricada sobre un nodo de una
cinta de silicio en forma de disco, estando las subunidades
separadas por áreas abiertas de la cinta. Las áreas abiertas de la
cinta permiten que la alimentación y oxígeno de la circulación
retinal externa se disperse hacia la
neurorretina.
neurorretina.
En la realización preferida, en el lado
posterior de la unidad de electrodo de estimulación, es decir, el
lado opuesto al lado de la luz incidental, un conductor común
aislado está construido y dispuesto para conectar eléctricamente a
tierra la subunidades de microelectrodos. El conductor de tierra
común, de preferencia continúa a lo largo de la extensión de la
unidad de electrodo de retorno a tierra y termina en un electrodo de
retorno a tierra expuesto en o cerca de la punta de la unidad de
electrodo de retorno a tierra, y está dispuesto en la cavidad
vítrea. La punta del electrodo de retorno a tierra expuesto en la
cavidad vítrea permite que el campo eléctrico generado por las
subunidades de microelectrodos en el espacio subretinal estimulen
transretinalmente la neurorretina.
En una segunda realización, una cola adicional
con un conductor incrustado y una punta de electrodo está conectada
a la punta del electrodo de tierra de la unidad de electrodo de
tierra para extender adicionalmente la ubicación del electrodo de
tierra en la cavidad vítrea.
En una tercera realización, el conductor de la
unidad de electrodo de tierra está eléctricamente conectado con un
fotodiodo o fotodiodos de polarización adicional para incrementar el
voltaje y corriente generados por el dispositivo. En este último
caso, el electrodo de tierra del dispositivo, de preferencia está
dispuesto en el fotodiodo o fotodiodos de polarización adicional
dispuestos en la cavidad vítrea.
En una cuarta realización, el fotodiodo o
fotodiodos de polarización están colocados en la bolsa capsular de
lente del ojo después de remoción quirúrgica del núcleo de lente y
material cortical.
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Otras características y ventajas de la invención
serán evidentes para los expertos en la técnica al hacer referencia
a la descripción detallada y dibujos, en los cuales:
La figura 1A es una proyección horizontal de una
realización preferida que muestra la unidad de electrodo de
estimulación y la unidad de electrodo de retorno a
tierra.
La figura 1B es una vista lateral de la figura
1A que muestra la unidad de electrodo de estimulación y la unidad
de electrodo de retorno a tierra.
La figura 2A es una proyección horizontal de la
extensión de cola de las realizaciones preferidas, que se acopla
física y eléctricamente a la unidad de electrodo de retorno a tierra
de las figuras 1A y 1B para extender adicionalmente la ubicación
del electrodo de retorno a tierra en la cavidad vítrea del ojo.
La figura 2B es una vista transversal de la
extensión de cola de las realizaciones preferidas.
La figura 3 es una vista en perspectiva que
muestra la extensión de cola de las figuras 2A y 2B fija a la
unidad de electrodo de retorno a tierra de las figuras 1A y 1B.
La figura 4 es una vista en perspectiva de otra
realización, que muestra la unidad de electrodo de estimulación
fabricada como una cinta da silicio circular para permitir que la
alimentación fluya entre la coroides y la neurorretina, y las
subunidades de electrodo de estimulación fabricadas en tos nodos de
intersección de la cinta.
Las figuras 4A y 4B son proyecciones
horizontales y transversales amplificadas respectivamente de la
realización de la figura 4 en donde las subunidades de electrodo de
estimulación de la unidad de electrodo de estimulación está cada
una constituida por tres microfotodiodos eléctricamente conectados
en serie para incrementar la salida de voltaje de cada subunidad de
electrodo de estimulación.
La figura 5 es una vista transversal de las
figuras 1A y 1B, en el ojo con una unidad de electrodo de
estimulación en el espacio subretinal y un electrodo de retorno a
tierra de la unidad de electrodo de retorno a tierra expuesto en la
cavidad vítrea.
La figura 6 es una vista transversal del
dispositivo de la figura 5 con la extensión de cola unida de las
figuras 2A y 2B.
La figura 7 es una vista transversal de otra
realización, que muestra el dispositivo de las figuras 1A y 1B con
una unidad de estimulación de electrodo implantada en el espacio
subretinal y un bucle de electrodo de retorno a tierra de la unidad
de electrodo de retorno a tierra dispuesto en la cavidad vítrea.
La figura 8 es una vista transversal de otra
realización preferida, que muestra el dispositivo de las figuras 1A
y 1B con una unidad de electrodo de estimulación implantada en el
espacio subretinal y una extensión de cola que se conecta
eléctricamente a un fotodiodo de polarización dispuesto en la
cápsula de lente del ojo, el fotodiodo de polarización contiene la
ubicación extendida del electrodo de retorno a tierra, y el
fotodiodo de polarización provee voltaje y/o corriente adicional a
la unidad de estimulación de electrodo en el espacio
subretinal.
La figura 9 es una vista transversal de otra
realización, que muestra el dispositivo de las figuras 1A y 1B con
su unidad de electrodo de estimulación implantada en el espacio
subretinal y una extensión de cola que se conecta eléctricamente a
un fotodiodo de polarización dispuesto frente al iris, en la cámara
anterior del ojo, el fotodiodo de polarización contiene la
ubicación extendida del electrodo de retorno a tierra, y el
fotodiodo de polarización provee voltaje y/o corriente adicional
para la unidad de estimulación de electrodo en el espacio
subretinal.
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Haciendo referencia a los dibujos, como se
muestra en las figuras 1A y 1B, la realización preferida del
dispositivo retinal 10 tiene una unidad de electrodo de
estimulación 12 y una unidad de electrodo de retorno a tierra curvo
16 configurado para implantación en un ojo, de modo que el
dispositivo retinal puede ser colocado completamente dentro del ojo
y estimular lados opuestos o substancialmente opuestos de la
neurorretina. Los dos componentes 12 y 16 de preferencia están
físicamente fabricados sobre un substrato sencillo de pastilla de
silicio delgado 11, pero pueden ser fabricados por separado y luego
ser unidos. La unidad de electrodo de estimulación 12 incluye una
disposición de subunidades de electrodos de estimulación 22 cada una
compuesta de una o más fuentes eléctricas tales como un
fotodetector o fotodetectores. En una realización preferida, los
fotodetectores pueden ser implementados como microfotodiodos 23a
eléctricamente conectados, por ejemplo, en serie.
Un electrodo de estimulación 23b hace contacto
por lo menos con una de células individuales, grupos de células,
porciones de células y fibras nerviosas de la reurorretina. El
electrodo de retorno a tierra 14, de preferencia está dispuesto en
o cerca de la punta de la unidad de electrodo de retorno a tierra
16. El electrodo de estimulación 23b y electrodo de retorno a
tierra 14 se disponen en lados opuestos de una neurorretina, o si la
neurorretina está parcialmente omitida o dañada, entonces en lados
opuestos del resto de la neurorretina. En una realización pretenda,
el electrodo de estimulación, 23b está dispuesto en un espacio
subretinal de la neurorretina y el electrodo de retorno a tierra 14
está dispuesto sobre un lado epirretinal de la neurorretina. En otra
realización, las posiciones están invertidas, con el electrodo de
retorno a tierra 14 estando dispuesto en el espacio subretinal de
la neurorretina y el electrodo de estimulación 23b estando dispuesto
en el lado epirretinal de la neurorretina.
También como se muestra en las figuras 1A y 1B,
los componentes ejemplares de la realización preferida del
dispositivo retinal 10 incluyen el substrato de silicio delgado 11,
unidad de electrodo de estimulación 12, subunidades de electrodo de
estimulación 22, microfotodiodos 23a eléctricamente conectados por
ejemplo, en serie, dentro de las subunidades de electro o de
estimulación 22 y un electrodo dé estimulación de iridio/óxido de
iridio 23b de las subunidades de electrodo de estimulación 22. Los
microfotodiodos 23a u otra fuente eléctrica, de preferencia proveen
estimulación a la neurorretina desde los lados subretinales y de la
cavidad vítrea del ojo. Alternativamente la fuente eléctrica podría
proveer estimulación desde el exterior del ojo en respuesta a luz
incidental Por ejemplo, la fuente eléctrica podría enviar señales
proporcionales a luz incidental detectada a través de cableado
hacia el espacio subretinal y cavidad vítrea del ojo. En otra
realización, la fuente eléctrica puede transmitir una señal de una
manera inalámbrica al ojo utilizando por ejemplo, radiofrecuencia
(RF) para enviar señales a una bobina localizada en el ojo que está
en comunicación con los electrodos de estimulación y de tierra.
Otros mecanismos conocidos también se pueden utilizar para proveer
energía eléctrica al ojo en respuesta a luz incidental.
También incluida con la unidad de electrodo de
retorno a tierra 16, se encuentra una capa de tensión de nitrito de
silicio 17 que de preferencia, configura la unidad de electrodo de
retorno a tierra 16 en una forma generalmente curva para dirigir la
unidad de electrodo de retorno a tierra 16 hacia la cavidad vítrea.
Aunque una curva dirige la unidad de electrodo de tierra 16 hacia
la cavidad vítrea, se pueden utilizar otras formas, tales como un
electrodo de tierra sesgado, para realizar la misma función, pero
puede ser más difícil de fabricar. El electrodo de retorno a tierra
14 de preferencia está producido de un óxido de iridio/iridio e
incluye una capa de adhesión de-titanio 14a y un
tubo P+ 14b dispuesto debajo de una capa de adhesión de titanio 14a
para permitir contacto eléctrico con el sustrato de silicio
impurificado 11. El dispositivo retinal 10 también incluye de
preferencia una capa de dióxido de silicio 15 que aísla la unidad de
electrodo de estimulación 12 y unidad de electrodo de
retorno a tierra 16.
Como se muestra en las figuras 1A y IB, la
unidad de electrodo de estimulación 12 incluye una pluralidad de
subunidades de electrodos de estimulación 22 que tienen uno o más
microfotodiodos 23a eléctricamente conectados, por ejemplo, en
serie dentro de cada subunidad de electrodo 22. El número preferido
de microfotodiodos 23a es una unidad por subunidad de
microelectrodo 22. Las capas del microfotodiodo son por ejemplo, de
superficie de luz incidental, el electrodo de iridio/óxido de
iridio 23b, capa de adhesión de titanio 23c, tubo N+ 23d, capa
intrínseca 23e y el substrato de silicio 11. Los expertos en la
técnica apreciarán quo se pueden utilizar otras disposiciones, en
donde las subunidades de microelectrodo sean subunidades capaces de
generar corriente eléctrica.
También como se muestra en las figuras 1A
y 1B, la unidad de electrodo de retorno a tierra 16 de
preferencia incluye un orificio de posicionamiento 24 que permite
que el dispositivo retinal 10 sea colocado con instrumentos durante
cirugía La unidad de electrodo de retorno a tierra 16 en otra
realización, incluye muescas 26 que permiten un ajuste seguro para
uniones que tienen protuberancias correspondientes que se ajustan en
las muescas 26, como se describe más adelante a detalle.
Como se muestra en las figuras 2A y 2B, se
describe una extensión de cola 30 para fijación a la unidad de
electrodo de retorno a tierra 16 (mostrada en las figuras 1A y 1B)
para extender la terminación eléctrica del electrodo de retorno a
tierra 14 (mostrado en las figuras 1A y 1B), por ejemplo, hacia la
cavidad vítrea. Se puede requerir de extensión adicional del
electrodo de tierra hacia la cavidad vítrea para disminuir la
inclinación indeseable del campo eléctrico que se desplaza desde el
electrodo de estimulación hacia el electrodo de tierra. Dicho campo
eléctrico inclinado es menos eficiente para estimular le
neurorretina en comparación con un campo eléctrico que está
dispuesto en una detección perpendicular a la superficie
neurorretinal.
La figura 2A es una proyección horizontal y la
figura 2B es una vista lateral de la extensión de cola 30. La unión
de extensión de cola 30 está construida de un material biocompatible
31, tal como Parylene o una material biocompatible similar y de
preferencia se fabrica con una curva. La unión de extensión de cola
30 también incluye un conductor incrustado 34, aislado por el
material circundante 31, que termina en un electrodo de retorno a
tierra de extensión de rola 32 en o cerca de un extremo de la unión
de extensión de cola 30, de preferencia para ubicar el electrodo lo
más lejos posible hacia la cavidad vítrea. El conductor 34 de la
unión de extensión de cola 30 está diseñado para hacer contacto
eléctricamente con el electrodo de retorno a tierra 14 cuando la
unión de extensión de cola 30 está fija a la unidad de electrodo de
retorno a tierra 16 (mostrada en las figuras 1A y 1B). El electrodo
de tierra de extensión de cola 32 de preferencia está constituido
de iridio/óxido de iridio, u otro material de electrodo
adecuado.
Haciendo referencia también a las figuras 1A y
IB, la unión de extensión de cola 30 tiene una bolsa 36 que se
ajusta sobre la unidad de electrodo de tierra 16 para establecer
contacto eléctrico con el electrodo de retorno a tierra 14. Dentro
de la bolsa 36, se encuentran protuberancias 38 las cuales se
ajustan en las muescas 26 de la unidad de electrodo de retorno a
tierra 16. Las protuberancias 38 de preferencia están construidas
de un material. biocompatible, tal como Parylene o un material
biocompatible similar. La unión de extensión de cola 30 incluye una
ranura 40 que permite que el orificio de posicionamiento de la
unidad de electrodo de retorno a tierra 16 tenga acceso mediante un
instrumento (no mostrado).
La figura 3 es una vista en perspectiva que
muestra la extensión de cola 30 (mostrada en las figuras 2A y 2B)
eléctricamente fija a la unidad de electrodo de retorno 3 tierra 16
del dispositivo retinal 10. El conductor 34 de la extensión de cota
30 hace contacto con el electrodo de retorno a tierra 14 de la
unidad de electrodo de retorno a tierra 16. La extensión de cola 30
de preferencia es curva para colocar su electrodo de retorno a
tierra 32 en la cavidad vítrea del ojo. Los expertos en la técnica
apreciarán que se pueden utilizar otras formas de la extensión de
cola siempre que la configuración coloque el electrodo de retorno a
tierra en el vítreo del ojo. También se muestra la unidad de
electrodo de estimulación 12.
La figura 4 es una vista en perspectiva de otra
realización del dispositivo retinal 10 mostrado en las figuras 1A y
1B. Los componentes similares están marcados utilizando los mismos
números de referencia seguidos por una letra. El dispositivo
retinal 10A de la realización alternativa es similar al dispositivo
retinal 10 de la realización preferida mostrado en las figuras 1A
y 1B, excepto que la unidad de electrodo de estimulación 12a
está fabricada como una cinta en forma de disco 17 para permitir que
la alimentación Ruya entre, la coroides y la neurorretina, y las
subunidades de electrodo de estimulación 22a están fabricadas en los
nodos de intersección de la cinta 17. De preferencia. la cinta está
fabricada de silicio y puede ser perforada. El dispositivo retinal
10a de la realización alternativa, es por lo tanto, similar al
dispositivo retinal 10 de la realización preferida con la adición
de aberturas nutriente fabricadas 13,
La figura 4A es una proyección horizontal
ampliada, y la figura 4B es vista transversal tomada a través de la
sección III-III de la figura 4A de una realización
alternativa del dispositivo retinal 10a mostrado en la figura 4.
tas subunidades de electrodos de estimulación 22a de la unidad de
electrodo de estimulación 12a mostrado en la figura 4, están cada
una compuestas de primeros, segundos y terceros microfotodiodos 24,
25, 26 eléctricamente conectados por ejemplo en serie dentro de la
subunidad de electrodo de estimulación 22a para incrementar el
voltaje de salida de cada subunidad de electrodo de estimulación 22a
Las subunidades de electrodo de estimulación 22a hacen contacto con
un conductor de tierra común 28d a través de una almohadilla de
contacto 28c.
De preferencia, el conductor de tierra común 28d
y la almohadilla de contacto 28c se aíslan durante la fabricación,
por ejemplo, mediante deposición de dióxido de silicio 29. Para
efectos de claridad, de preferencia solamente las capas de uno de
los fotodiodos conectados eléctricamente en serie están marcadas: en
la capa N+ 24a, el substrato de silicio de tipo N 24b, la capa
intrínseca 24c, y la capa P+ 24d. Los conductores 27b, 28b de
preferencia están depositados sobre capas de aislamiento de dióxido
de silicio 27a, 28a, para conectar eléctricamente los
microfotodiodos adyacentes 2-25, 26. Una capa aislante de
dióxido de silicio 27c cubre el conductor 27b. El electrodo de
estimulación 27 de cada subunidad de electrodo de estimulación 22a
de preferencia está fabricado de iridio/óxido de indio depositado
sobre una capa de adhesión de titanio. Los expertos en la técnica
apreciarán que se pueden utilizar otros materiales de electrodo, por
ejemplo, metales nobles tales como platino y tantalio. El conductor
de tierra común 28d de las subunidades de electrodo de estimulación
22a termina eléctricamente, por ejemplo, en o cerca del electrodo de
retorno a tierra 14a de la unidad de electrodo de retorno a tierra
16a, mostrada en la figura 4.
La figura 5 es una vista transversal que muestra
el dispositivo retinal 10 de la realización preferida de las
figuras 1A y 1B implantado en el ojo 6 con la unidad de electrodo de
estimulación 12 dispuesta en el espacio subretinal entre la
neurorretina 50 y el epitelio de pigmento retinal 52, y la unidad de
electrodo de retorno a tierra 16 en la cavidad vítrea 54. Las
imágenes ele luz 56 entran al ojo 6 a través de la córnea 58 y lente
60 y son enfocados hacia la subunidad de electrodo de estimulación
12. Estímulos eléctricos en patrones son entonces generados por los
microfotodiodos de las subunidades de electrodo 12 (figura 1A) que
estimulan la neurorretina de cubierta 50 en el patrón de la imagen.
Para propósitos de referencia, otras estructuras del ojo 6 que se
muestran son un iris 62, una esclerótica 64 y un nervio óptico
66.
La figura 6 muestra una vista transversal de un
dispositivo retinal 10b de la realización alterna, que incluye el
dispositivo retinal 10 de la realización preferida como se describe
en las figuras 1A y 1B y otras características. El dispositivo
retinal 10b de la realización alterna incluye la unidad de electrodo
de estimulación 12 dispuesta en el espacio subretinal entre la
neurorretina 50 y el epitelio de pigmento retinal 52, y la unidad de
electrodo de retorno a tierra 16 en la cavidad vítrea 54, con
extensión de cola unida 30 de las figuras 2A y 2B. Un propósito de
la extensión de cola 30 es extender adicionalmente de manera
eléctrica la ubicación el electrodo de retorno a tierra hacia la
cavidad vítrea 54 para evitar inclinación del campo eléctrico
transretinal entre la unidad de electrodo de estimulación 12 y la
unidad de electrodo de retorno a tierra 16 a medida que el campo
eléctrico atraviesa la neurorretina 50 Un campo eléctrico no
inclinado que es perpendicular a la superficie que mira hacia el
vítreo de la neurorretina estimula de manera eficiente las células
retínalas restantes. Para propósitos de referencia, otros elementos
y estructuras del ojo que se muestran son la córnea 58, iris 62,
lente 60, esclerótica 64, nervio óptico 66 y las imágenes de luz
incidental 56.
La figura 7 muestra una vista transversal de
otra realización del dispositivo retinal 10c que incluye el
dispositivo retinal 10 de la realización preferida como se describe
en las figuras 1A y 1B y otras características. La unidad de
electrodo de estimulación 12 está dispuesta en el espacio subretinal
entre la neurorretina 50 y el epitelio de pigmento retinal 52, y la
unidad de electrodo de retorno a tierra 16 esté dispuesta en la
cavidad vítrea 54, incluyendo una extensión de cola 30a que tiene
un electrodo de tierra generalmente en bucle. Aunque la unidad de
electrodo de estimulación 12 de preferencia está colocada en el
espacio subretinal con la unidad de electrodo de retorno a tierra
16 colocada en la cavidad vítrea, en otras realizaciones, se puede
invertir el posicionamiento de la unidad de electrodo de
estimulación 12 y unidad de electrodo de tierra 16.
Un propósito del electrodo de bucle de la
extensión de cola 30a, es extender adicionalmente de manera
eléctrica la ubicación del electrodo de retorno a tierra hacia la
cavidad vítrea 54 y de una manera regular. Un electrodo de tierra
dispuesto de manera regular en la cavidad vítrea con relación a la
disposición de electrodo de estimulación retinal, ayuda en el
mantenimiento de un campo eléctrico de estimulación transretinal en
una dirección perpendicular con relación a la superficie
neurorretinal. Dicha alineación del campo eléctrico con relación a
la superficie neurorretinal estimula de manera eficiente la
neurorretina, en comparación por ejemplo, con un campo eléctrico
transretinal que está inclinado hacia la superficie neurorretinal.
Para propósitos de referencia, otros elementos y estructuras del
ojo que se muestran son la córnea 58, iris 62, lente 60, esclerótica
64, nervio óptico 66, y las imágenes de luz incidental 56.
La figura 8 muestra una vista transversal de un
dispositivo retinal 10d de otra realización que incluye el
dispositivo retinal 10 de la realización preferida como se describe
en las figuras 1A y 18, incluyendo la extensión de cola unida 30b.
La extensión de cola se conecta eléctricamente por lo menos con un
fotodiodo de polarización 30c dispuesto en la cápsula de lente 60b
del ojo 6, el fotodiodo de polarización 30c contiene la ubicación
extendida del electrodo de retorno a tierra 32b. El fotodiodo de
polarización 30c provee voltaje y/o corriente adicional a la unidad
de estimulación de electrodo 12 en el espacio subretinal. El voltaje
de estimulación adicional y la corriente resultante pueden ser
requeridos para estimular retinas dañadas de manera más severa en
comparación con retinas dañadas de manera menos severa. El fotodiodo
de polarización, el cual también puede ser una serie de fotodiodos
30c, están eléctricamente conectados juntos en una configuración en
serie o paralela, como se conoce en la técnica, para proveer el
voltaje y/o corriente incrementado. Para propósitos de referencia,
otros elementos y estructuras del ojo 6 que se muestran son la
córnea 58, iris 62, esclerótica 6-4, neurorretina
50, epitelio de pigmento retinal 52, nervio óptico 66, y las
imágenes de luz incidental 56.
La figura 9 muestra una vista transversal de un
dispositivo retinal 10e de otra realización que incluye el
dispositivo retinal 10 de la realización preferida como se describe
en las figuras 1A y 1B, y una extensión de cola unida 30d que se
conecta eléctricamente por lo menos con un fotodiodo de polarización
30e, de preferencia dispuesto al frente del iris 62 del ojo 6. La
colocación de por lo menos un fotodiodo de polarización en esta
ubicación, permite que todo el fotodiodo de polarización sea
expuesto a la luz, en comparación con un fotodiodo de polarización
dispuesto detrás del Iris. El fotodiodo de polarización 30e
contiene la ubicación extendida del electrodo de retorno a tierra
32c, y el fotodiodo o fotodiodos de polarización 30e para proveer
voltaje y/o corriente adicional a la unidad de estimulación de
electrodo12 en el espacio subretinal. El fotodiodo o fotodiodos de
polarización 30e eléctricamente conectados juntos en una
configuración en serie o paralela para proveer voltaje y/o
ocurrente incrementados, como se conoce en la técnica. Para
propósitos de referencia, otros elementos y estructuras del ojo 6
que se muestran son la córnea 58, lente 60, esclerótica 64,
neurorretina 50, epitelio de pigmento retinal 52 y nervio óptico
66, y las imágenes de luz incidental 56.
Se entenderá que cambios y modificaciones a las
realizaciones antes descritas serán evidentes para los expertos en
la técnica y están contemplados Por lo tanto, se pretende que la
descripción detallada anterior se considere como ilustrativa más
que limitativa, y que se entienda que las siguientes
reivindicaciones que incluyen todos los equivalentes, pretenden
definir el espíritu y alcance de la presente invención.
Claims (36)
1. Dispositivo de retina artificial (10) para
estimular eléctricamente una neurorretina de un ojo y producir
visión artificial, comprendiendo el dispositivo de retina artificial
(10):
- una fuente eléctrica;
- al menos un electrodo de estimulación (23b, 27) conectado con la fuente eléctrica; y
- al menos un electrodo de retorno a tierra (14, 14a) conectado con la fuente eléctrica,
caracterizado porque el electrodo de
estimulación (23, 27) y electrodo de retorno a tierra (14, 14a)
están configurados para estar dispuestos en los lados opuestos de
la neurorretina.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 1, en el cual la fuente eléctrica es un fotodetector
(23a, 24-26).
3. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 2, en el cual el fotodetector (23a,
24-26) es un reticulado de microfotodiodos.
4. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 1, en el cual electrodo de estimulación (23b, 27)
está configurado para posicionarse en un espacio subretinal de la
neurorretina.
5. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 1, en el cual el electrodo de retorno a tierna (14,
14a) está configurado para posicionarse en un lado epirretinal de la
neurorretina.
6. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 1 en el cual el al menos un electrodo de
estimulación (23b) comprende una pluralidad de electrodos de
estimulación (22) configurados en un reticulado (12).
7. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 6, en el cual el reticulado de electrodos de
estimulación (12) se fabrica sobre una cinta (17).
8. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 7, en el cual la cinta (17) comprende una pluralidad
de perforaciones (13).
9. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 7, en el cual la cinta (17) comprende silicio.
10. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 7, en el cual la cinta (17) comprende un material
biocompatible que se materializa en una cinta.
11. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 1, en el cual al menos un electrodo de retorno de
tierra (14, 14a) está fabricado sobre una cinta.
12. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 11, en el cual la cinta comprende silicio.
13. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 1, en el cual el electrodo de retorno a tierra (14,
14a) está configurado para estar dispuesto en una cavidad vítrea del
ojo.
14. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 1, en el cual el electrodo de retorno a tierra
(14, 14a) está configurado para estar dispuesto en una cápsula de
lente de un ojo.
15. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 1, en el cual el electrodo de retorno a tierra (14,
14a) está configurado para estar dispuesto en una cámara anterior
del ojo.
16. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 6, en el cual la fuente eléctrica comprende por lo
menos un fotodetector y un dispositivo fotovoltaico, y por lo menos
un electrodo de estimulación (23b, 27) del reticulado de electrodos
de estimulación (12) recibe voltaje y corriente desde por lo menos
un fotodetector correspondiente y dispositivos fotovoltaicos de la
fuente eléctrica,
17. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 16, en el cual el fotodetector y el dispositivo
fotovoltaico están dispuestos próximos uno al otro adyacentes al
electrodo de estimulación (23b).
18. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 17, en el cual el fotodetector y el dispositivo
fotovoltaico y electrodo de estimulación (23b, 27) están
configurados para estar dispuestos sobre un lado epirretinal o
subretinal de la neurorretina, de modo que las imágenes enfocadas
hacia el ojo produzcan un área de estimulación del fotodetector y
dispositivos fotovoltaicos que asemejan las imágenes enfocadas.
19. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 16, en el cual al menos un fotodiodo de polarización
(30c) está eléctricamente conectado a la disposición del electrodo
de estimulación (12) para proveer por lo menos uno de voltaje y
corriente adicional a la disposición de electrodo de estimulación
(12).
20. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 19, en el cual el al menos un fotodiodo de
polarización (30c) está configurado para estar dispuesto por lo
menos en uno de una cavidad vítrea posterior a una cápsula de
lente, dentro de la cápsula de lente, detrás de un iris y frente al
iris de un ojo.
21. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 20, en el cual se provee una voltaje y una corriente
adicional a los electrodos de estimulación (12) al conectar
eléctricamente por lo menos uno de los fotodiodos de polarización
(30c) a por lo menos uno del fotodetector y fotodispositivos
fotovoltaicos.
22. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 16, en el cual la disposición de por lo menos uno de
un fotodetector y dispositivo fotovoltaico están configurados para
estar dispuestos en un espacio subretinal de la neurorretina.
23. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación, 1, en el cual electrodo de estimulación (23b, 27)
está configurado para hacer contacto por lo meno con uno de células
individuales, grupos de células, porciones de células y fibras
nerviosas de la neurorretina.
24. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 1, en el cual los electrodos de estimulación (23b,
27) están configurados para estar dispuesto de manera cercana de,
pero sin tocar, un lado epirretinal de la neurorretina.
25. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 1, en el cual el electrodo de retorno a tierra (14,
14a) está configurado para estar dispuesto entre una capa
coriocapilar y un epitelio de pigmento retinal.
26. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 1, en el cual el electrodo de retorno a tierra (14,
14a) está configurado para estar dispuesto entre la esclerótica y la
coroides.
27. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 1, en el cual el electrodo de retorno a tierra (14,
14a) está configurado para estar dispuesto sobre una superficie
esclerótica en el exterior del ojo.
28. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 1, en el cual por lo menos uno de los electrodos de
estimulación y de retorno a tierra (23b, 27; 14, 14a) está
configurado para estar dispuesto en el lado epirretinal de la
neurorretina y está soportado y colocado por una extensión rígida
desde la porción del dispositivo (10) colocado en el lado opuesto
de la neurorretina.
29. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 28, en el cual el electrodo de retorno a tierra (14,
14a) está configurado para estar dispuesto entre una capa
coriocapilar y un epitelio de pigmento retinal.
30. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 28, en el cual el electrodo de retorno a tierra (14,
14a) está configurado para estar dispuesto entre la esclerótica y la
coroides.
31. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 28, en el cual el electrodo de retorno a tierra (14,
14a) está configurado para estar dispuesto sobre una superficie
esclerótica en el exterior del ojo.
32. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 28, en el cual los electrodos de estimulación (23b,
27) están configurados para estar en contado con el lado epiterrinal
de la neurorretina.
33. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 32, en el cual el electrodo de retorno a tierra (14,
14a) está configurado para estar dispuesto entre una capa
coriocapilar y un epitelio de pigmento retinal.
34. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 32, en el cual el electrodo de retorno a tierra (14,
14a) está configurado para estar dispuesto entre la escarótica y la
coroides.
35. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 32, en el cual el electrodo de retorno a tierra (14,
14a) está configurado para estar dispuesto sobre una superficie
esclerótica en el exterior del ojo
36. Dispositivo (10) de conformidad con la
reivindicación 1, en el cual el electrodo de retorno a tierra (14,
14a) está configurado para estar dispuesto en un lado del espacio
subretinal de la neurorretina.
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