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

Dispositivo de retina artificial con electrodos de estimulación y de retorno a tierra colocados en lados opuestos de la neurorretina y procedimiento de fijación.

Campo de la invención

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.

Antecedentes de la invención

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.

Breve descripción de las realizaciones preferidas

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.

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.

Breve descripción de los dibujos

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...

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):

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.

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.