Dispositivo de retina artificial.

Dispositivo de retina artificial (10) para estimular eléctricamente una neurorretina de un ojo con el fin de producir una visión artificial,

comprendiendo el dispositivo de retina artificial (10):

al menos un electrodo de estimulación (23b, 27) conectado con una fuente eléctrica, donde el al menos un electrodo de estimulación (23b, 27) está configurado para ser dispuesto o implantado para el contacto eléctrico con al menos una célula individual, grupos de células, partes de células y fibras nerviosas de la neurorretina; y

al menos un electrodo de retorno a tierra (14, 14a) conectado con la fuente eléctrica,

caracterizado porque el al menos un electrodo de retorno a tierra (14, 14a) está configurado para ser dispuesto o implantado en un localización espacial extendida o alejada del electrodo de estimulación (23b, 27) para la estimulación transretinal de la neurorretina, estando dispuestos el al menos un electrodo de estimulación y el al menos un electrodo de retorno a tierra en los lados opuestos de la neurorretina.

Dispositivo de retina artificial

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 las células neurorretinales en retinas parcialmente dañadas con el fin de producir una visión artificial. La invención provee eficiencia y resolución mejoradas del dispositivo, al utilizar una estimulación de la 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 de las capas retínales externas, que incluyen la membrana de Bruch y el epitelio de pigmento retinal. Con frecuencia, la pérdida de estas capas está acompañada por una 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 generar 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. La colocación de electrodos estimuladores y de retorno a tierra juntos de esta manera dio como resultado una estimulación ineficiente de la neurorretina, debido a que el campo eléctrico no estaba forzado directamente a través de la neurorretina. La resolución también se veía afectada, debido a la propagación difusa de cada campo eléctrico de los electrodos estimuladores.

El documento de patente US 4.628.933 describe el preámbulo de la reivindicación 1.

Breve sumario de las realizaciones preferentes

El dispositivo de retina artificial de esta invención está compuesto preferentemente 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 uno con relación 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 constituida por subunidades de microelectrodos de estimulación separados. Preferentemente, la unidad de electrodo de estimulación tiene una unidad de electrodo 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 una 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 preferentemente 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 preferente, en el lado posterior de la unidad de electrodo de estimulación, es decir, el lado opuesto al lado de la luz incidente, se conforma y dispone un conductor común aislado para conectar eléctricamente a tierra la subunidades de microelectrodos. Preferentemente, el conductor de tierra común 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 vitrea. La punta del electrodo de retorno a tierra expuesto en la cavidad vitrea 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 vitrea.

En una disposición ilustrativa, el conductor de la unidad de electrodo de tierra está eléctricamente conectado con un fotodiodo o fotodiodos de polarización adicionales para incrementar el voltaje y la corriente generados por el dispositivo. En este último caso, el electrodo de tierra del dispositivo está dispuesto preferentemente en el fotodiodo o fotodiodos de polarización adicionales dispuestos en la cavidad vitrea.

En otra disposición ilustrativa, el fotodiodo o fotodiodos de polarización están colocados en la bolsa capsular de la lente del ojo después de una eliminación quirúrgica del núcleo de la lente y del material cortical.

Breve descripción de las figuras

Otras características y ventajas de la invención serán evidentes para los expertos en la técnica al hacer referencia a la descripción detallada y las figuras, en las cuales:

Fig. 1A: vista en planta de una realización preferente que muestra la unidad de electrodo de

estimulación y la unidad de electrodo de retorno a tierra.

Fig. 1B: vista lateral de la Fig. 1A que muestra la unidad de electrodo de estimulación y la unidad de

electrodo de retorno a tierra.

Fig. 2a: vista en planta de la extensión de cola de las realizaciones preferentes, que se acopla física

y eléctricamente a la unidad de electrodo de retorno a tierra de las Fig. 1A y 1B para extender adicionalmente la ubicación del electrodo de retorno a tierra en la cavidad vitrea del ojo.

Fig. 2B: vista en sección transversal de la extensión de cola de las realizaciones preferentes.

Fig. 3: vista en perspectiva que muestra la extensión de cola de las Fig. 2A y 2B unida a la unidad

de electrodo de retorno a tierra de las Fig. 1A y 1B.

Fig. 4: vista en perspectiva de una disposición Ilustrativa, 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 neurorretlna, y las subunidades de electrodo de estimulación fabricadas en tos nodos de intersección de la cinta.

Fig. 4Ay4B: vistas en planta y en sección transversal amplificadas respectivamente de la disposición

ilustrativa de la Fig. 4 donde las subunidades de electrodo de estimulación de la unidad de electrodo de estimulación están cada una constituida por tres microfotodiodos eléctricamente conectados en serie para incrementar la salida de voltaje de cada subunidad de electrodo de estimulación.

Fig. 5: vista en sección transversal de las Fig. 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 vitrea.

Fig. 6: vista en sección transversal del dispositivo de la Fig. 5 con la extensión de cola unida de las

Fig. 2Ay 2B.

Fig. 7: vista en sección transversal de una disposición ilustrativa, que muestra el dispositivo de las

Fig. 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 vitrea.

Fig. 8: vista en sección transversal de otra disposición ilustrativa, que muestra el dispositivo de las

Fig. 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.

Fig. 9: vista en sección transversal de otra disposición ilustrativa, que muestra el dispositivo de las

Dispositivo de retina artificial (10) para estimular eléctricamente una neurorretina de un ojo con el fin de producir una visión artificial, comprendiendo el dispositivo de retina artificial (10):

al menos un electrodo de estimulación (23b, 27) conectado con una fuente eléctrica, donde el al menos un electrodo de estimulación (23b, 27) está configurado para ser dispuesto o implantado para el contacto eléctrico con al menos una célula individual, grupos de células, partes de células y fibras nerviosas de la neurorretina; y

al menos un electrodo de retorno a tierra (14, 14a) conectado con la fuente eléctrica,

caracterizado porque el al menos un electrodo de retorno a tierra (14, 14a) está configurado para ser dispuesto o implantado en un localización espacial extendida o alejada del electrodo de estimulación (23b, 27) para la estimulación transretinal de la neurorretina, estando dispuestos el al menos un electrodo de estimulación y el al menos un electrodo de retorno a tierra en los lados opuestos de la neurorretina.

Dispositivo (10) según la reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un electrodo de estimulación (23b, 27) y el al menos un electrodo de retorno a tierra (14, 14a) están configurados para ser dispuestos o Implantados en lados opuestos de la neurorretina.

Dispositivo (10) según la reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un electrodo de estimulación (23b, 27) se proporciona en una unidad de electrodos de estimulación (12) y porque el al menos un electrodo de retorno a tierra (14, 14a) se proporciona en una unidad de electrodos de retorno a tierra (16).

Dispositivo (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el al menos un electrodo de retorno a tierra (14, 14a) está configurado para estar en una superficie esclerótica en una zona exterior del ojo.

Dispositivo (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el al menos un electrodo de estimulación (23b) comprende una pluralidad de electrodos de estimulación (22) y porque los electrodos de estimulación (23b, 27) están configurados para ser dispuestos cerca de o en contacto con un lado epiretinal de la neurorretina.

Dispositivo (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el al menos un electrodo de estimulación (23b) comprende una pluralidad de electrodos de estimulación (22) configurados en una matriz (12).

Dispositivo (10) según la reivindicación 6, caracterizado porque la matriz de electrodos de estimulación (12) se fabrica en una red (17), comprendiendo la red (17) preferentemente silicio y/o comprendiendo la red (17) preferentemente un material biocompatlble.

Dispositivo (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el al menos un electrodo de retorno a tierra (14, 14a) se fabrica en una red, y porque la red opcionalmente comprende silicio.

Dispositivo (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye la fuente eléctrica para proporcionar una corriente eléctrica al al menos un electrodo de estimulación (23b, 27) y/o porque la fuente eléctrica está adaptada para proporcionar estimulación desde el exterior del ojo, y/o

porque la fuente eléctrica está adaptada para transmitir una señal de forma Inalámbrica al ojo, y/o porque la fuente eléctrica está adaptada para utilizar radiofrecuencia (RF) para enviar señales a una bobina situada en el ojo que está en comunicación con los electrodos de estimulación de tierra.

Dispositivo (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el electrodo de retorno a tierra (14, 14a) está soportado y dispuesto en una extensión desde la parte del dispositivo (10) que incorpora al menos un electrodo de estimulación (23b, 27).

Dispositivo (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el al menos un electrodo de retorno a tierra (14, 14a) está configurado para estar dispuesto entre la esclerótica y la coroides o porque el al menos un electrodo de retorno a tierra (14, 14a) está configurado para estar dispuesto entre una capa coriocapilar y un epitelio de pigmento retinal o porque el al menos un electrodo de retorno a tierra (14, 14a) está configurado para estar dispuesto en un espacio subretinal de la neurorretina o porque el al menos un electrodo de retorno a tierra (14, 14a) está configurado para estar dispuesto en una cavidad vitrea del ojo o porque el al menos un electrodo de retorno a tierra (14, 14a) está configurado para estar dispuesto dentro de una cápsula

de lente del ojo o porque el al menos un electrodo de retorno a tierra (14, 14a) está configurado para estar dispuesto en una cámara anterior del ojo.