CN110869081A - 感光阵列 - Google Patents

感光阵列 Download PDF

Info

Publication number
CN110869081A
CN110869081A CN201880045640.0A CN201880045640A CN110869081A CN 110869081 A CN110869081 A CN 110869081A CN 201880045640 A CN201880045640 A CN 201880045640A CN 110869081 A CN110869081 A CN 110869081A
Authority
CN
China
Prior art keywords
array
photosensitive
substrate
elements
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880045640.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110869081B (zh
Inventor
马丁·德特尔
埃洛迪·布耶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pixium Vision SA
Original Assignee
Pixium Vision SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pixium Vision SA filed Critical Pixium Vision SA
Publication of CN110869081A publication Critical patent/CN110869081A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110869081B publication Critical patent/CN110869081B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36046—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation of the eye
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02—Details
    • A61N1/04—Electrodes
    • A61N1/05—Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
    • A61N1/0526—Head electrodes
    • A61N1/0543—Retinal electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H01L27/1461—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements characterised by the photosensitive area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14649—Infrared imagers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

本发明涉及感光阵列，其包括设置在合适的衬底中或衬底上的多个感光元件。感光阵列用作植入物，特别是用作视网膜植入物。还提出了制造这种阵列的方法。

Description

感光阵列
本发明涉及一种包括设置在衬底中或衬底上的感光元件的感光阵列，所述感光阵列还可选地被涂覆，并且涉及一种制造所述感光阵列的方法。
存在由视网膜感光细胞的变性导致的视网膜的各种不同的疾病。退行性疾病的示例包括老年性黄斑变性(AMD)和色素性视网膜炎(RP)，这两种疾病特别是全世界老年人失明的主要原因。两种疾病都是退行性的，并且与视网膜的感光细胞(光感受器)的丧失有关。AMD导致中心视觉的丧失，而RP最初导致周围视觉的逐渐丧失，随后是中心视觉的丧失，最后导致完全失明。
视网膜是位于眼睛后部的感光层，其中包括近十万个称为视杆和视锥的光感受器细胞，它们的任务是将来自入射光的能量转换为神经信号，神经信号通过视神经传递给大脑的视觉皮层。AMD和RP中光感受器细胞的变性逐渐使视网膜对光的敏感性降低，并最终导致视力丧失。重要的是，视神经和视网膜的神经细胞没有像光感受器细胞那样受到疾病的严重影响。因此，在视网膜和大脑之间仍然存在完整且可行的连接，可以用于恢复视力。
已经开发了包括视网膜植入物的视觉假体系统，通过利用尽管部分视网膜组织已经变性，但大部分视网膜可以保持完整并且仍可以受到依赖光的电刺激的直接刺激的事实，该系统成为为盲人和视力障碍者至少部分地重建适度的视觉感知和方向感的有用工具。通常，将视网膜植入物植入患者的眼睛中，在光刺激下对剩余的神经元细胞进行电激励。当受到刺激时，这些剩余的神经元细胞将人工感应的电脉冲通过视神经传递到大脑的视觉部分。
视网膜植入物能够大致分为两类：视网膜上和视网膜下(Lin et al.,2015,Retinal prostheses in degenerative retinal diseases,J Chin Med Assoc.；78(9):501-5)。视网膜上装置设置在视网膜的内表面上或附近，即视网膜的首先暴露于入射光的侧面，并且神经节细胞的神经纤维沿着该侧面到达视神经。视网膜上植入物通常包括具有多个像素的芯片，该芯片能够接收由眼外装置(通常是照相机和用于解码入射光的微电子电路)通过眼睛的晶状体投射到视网膜上的图像，以将图像转换成电信号，并进一步经由多个刺激电极将信号转换成电刺激以刺激芯片附近的视网膜细胞，从而重建或改善盲人或部分失明患者的视力。相反，视网膜下装置设置在视网膜下方，在视网膜与下层的视网膜色素上皮或其它更深层组织之间。
当前可用的视网膜植入技术依赖于单芯片的植入。WO 2016/180535A1、EP 3 144032 A1以及Wang et al.J Neural Eng.2012Aug；9(4):046014描述了刚性和平面芯片(感光元件)，每个芯片包括布置成阵列的多个像素。US 2003/0097165 A1、US 2005/0090874A1和WO 2012/058477 A2提出了更多种的柔性芯片(感光元件)。所有上述现有技术文献都是视网膜植入物领域中常见方法的典型示例，其依赖于单个感光芯片或感光元件的植入。然而，这些方法具有某些缺点，特别是植入期间的处理方面(这可能导致对芯片或周围组织的损坏)以及有限的视野。此外，现有技术的植入物被插入后容易偏移位置(这会导致视力受损)，并且由于与环境液体接触而易受腐蚀(这会损坏植入物)。
因此，期望提供一种解决方案，该解决方案克服了与现有技术相关联的缺点，并增强了手术期间对芯片的处理以及对患者的治疗效果。
尽管下面详细描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于本文描述的特定方法、方案和试剂，因为它们可以变化。还应理解，本文所使用的术语并不旨在限制本发明的范围，本发明的范围仅由所附权利要求书来限定。除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有如本领域普通技术人员通常理解的相同含义。
在下文中将描述本发明的元件。这些元件与特定实施例一起列出，但是，应该理解，它们可以以任何方式和任何数量组合以创建另外的实施例。描述的各种示例和优选实施例不应被解释为将本发明限制为仅明确描述的实施例。该描述应理解为支持并涵盖所明确描述的实施例与任何数量的公开和/或优选元件相结合的实施例。此外，除非上下文另外指出，否则应认为本申请的描述公开了本申请中描述的所有元件的任何排列和组合。
在整个说明书和随后的权利要求书中，除非上下文另有要求，否则术语“包括”以及诸如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”之类的变体将被理解为暗示包括所陈述的构件、整数或步骤，但不排除任何其它未陈述的构件、整数或步骤。术语“由...构成”是术语“包括”的特定实施例，其中排除了任何其它未陈述的构件、整数或步骤。在本发明的上下文中，术语“包括”涵盖术语“由...构成”。因此，术语“包括”涵盖“包含”以及“由……构成”，例如，“包括”X的组合物可以仅由X构成，或者可以包含其它，例如，X+Y。
在描述本发明的上下文中(特别是在权利要求的上下文中)使用的没有数量词限定的术语和类似的表达应被解释为涵盖单数和复数形式，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。本文中数值范围的列举仅旨在用作分别指代所述范围内的每个单独数值的简写方法。除非本文另有说明，否则每个单独的值都被并入说明书中，就好像它在本文中被单独记载一样。说明书中的任何语言都不应解释为表示对实施本发明必不可少的任何未要求保护的要素。
术语“基本上”不排除“完全”，例如，“基本上不含”Y的组合物可以完全不含Y。必要时，可以在本发明的定义中省略“基本上”。
关于数值x的术语“约”表示x±10％。
本文中关于参数的绝对或相对关系或关于参数本身的值提供的所有值都受到统计误差和/或设计约束和变化的影响。因此，所提供的值应被理解为表示所提供的值的至少+/-25％或至少+/-10μm，在此称为尺寸。例如，尺寸为100μm的三二极管像素允许电极尺寸的约从15μm到30μm的最佳值。
在本发明中，如果没有另外指出，则替代方案和实施例的不同特征可以彼此组合。
*****
开发了感光元件(芯片)作为植入物，用于对患有诸如AMD(干性老年性黄斑变性)或RP(色素性视网膜炎)外部视网膜变性的患者进行视觉恢复。为了优化功能、处理和治疗效果，本发明人提出了以下想法：提供至少一个电刺激元件、优选感光元件的阵列，优选地提供几个电刺激元件、优选感光元件的阵列，该阵列由合适的衬底支撑或嵌入在合适的衬底中。根据其中植入几个感光元件的特定实施例，提供衬底可以确保植入芯片所需的布置和距离。此外，合适的衬底优选地促进了手术期间的处理(包括针对移除或更换植入物的植入和移出)。将感光元件封装在合适的软生物相容的材料中(作为衬底或作为附加涂层)优选地保护植入物在植入期间不受损坏。此外，封装可通过减少手术期间或手术之后由刚性、平面芯片引起的机械创伤来有利地改善植入后的愈合。
在第一方面，本发明提供了一种电刺激阵列，其包括至少一个刺激元件、优选至少两个刺激元件，所述刺激元件各自包括至少一个刺激电极，其中所述刺激元件设置在衬底中或衬底上。可选地，所述刺激元件还包括对电极和/或电阻器。
在优选的方面，本发明提供了一种感光电刺激阵列(“感光阵列”)，其包括至少一个感光元件、优选至少两个感光元件，所述感光元件各自包括至少一个像素，所述至少一个像素具有至少一个二极管和刺激电极，其中所述感光元件如本文所述的设置在衬底中或衬底上。可选地，所述像素还包括对电极和/或电阻器。当存在电阻器时，电阻器的电阻可以优选地根据电阻、刺激电极的尺寸和二极管的尺寸的预定关系来选择。感光阵列还可选地包括涂层。
感光阵列
根据本发明的“感光阵列”包括设置在衬底中或衬底上的至少一个感光元件(“芯片”)的阵列、优选至少两个感光元件的阵列，或由设置在衬底中或衬底上的至少一个感光元件(“芯片”)的阵列、优选至少两个感光元件的阵列构成。换句话说，根据本发明的“阵列”或“感光阵列”优选地由设置在衬底中或衬底上的至少两个感光元件(芯片)来表征。每个感光元件(芯片)包括至少一个像素或优选多个像素，所述像素在感光元件上或感光元件中布置成(像素)阵列。
根据衬底是设置为支撑层还是胶囊，在本文中本发明阵列还可以称为“衬底支撑式阵列”或“嵌入式阵列”。优选多个感光元件的使用允许在植入眼睛中时覆盖较大的视野，并且可以另外在植入和/或移出感兴趣的身体部位(例如，眼睛)期间促进阵列的处理。本发明阵列还可以包括涂层，该涂层可以优选地保护感光元件和周围细胞/组织免受损坏，和/或可以改善如本文其它地方所述的衬底支撑的或嵌入式阵列的另外的特性。
通常，用作感兴趣的目标区域中的植入物(例如，视网膜植入物)的任何类型的电刺激元件、优选任何类型的感光元件能够以本发明的电刺激阵列、优选感光阵列的形式提供。例如，目前通常以刚性、平面芯片的形式提供视网膜植入物，这些植入物会分别输送到患者的眼睛并在那里与视网膜接触。优选地，本发明阵列的感光元件可以由本文其它地方描述的特征和参数表征(并且进一步作为WO 2016/180517 A1、WO 2016/206809 A1、WO2017/045756 A1中的“植入物”)。但是，如前所示，其它类型的电刺激元件，尤其是感光元件也可以按照本文所描述的布置在衬底中或衬底上以及可选地被涂覆，从而形成根据本发明的电刺激阵列、优选感光阵列。
衬底
本文所述的本发明的电刺激阵列、优选感光阵列包括合适的衬底(并且可选地还包括涂层)。
能够以不同的方式设置衬底。在根据本发明的一些阵列中，衬底可以设置为支撑层，其上设置有电刺激元件、优选感光元件。在本文中，这种阵列也称为“(衬底)支撑式”阵列。在根据本发明的其它阵列中，衬底可以设置为胶囊，其中设置有感光元件。在本文中，这种阵列也称为“嵌入式”阵列。在一些阵列中，两种不同类型的衬底进行组合。在本文中，这种阵列也称为“组合式”阵列。不论衬底的具体构造如何，本发明的阵列还可以包括与阵列接触或围绕阵列的涂层。
通常，如本文所述的，以前所未有的方式使用衬底来支撑和/或封装电刺激剂元件、优选感光元件，优选地具有几个优点。可以优选地促进电刺激元件、优选感光元件以及本发明阵列的制造和/或处理。另外，衬底可优选地增强治疗效果和患者依从性。
包括衬底的本发明阵列的特定优点可以包括以下中的一个或更多个：
·促进如本文所述的多个电刺激元件、优选感光元件的输送
·与单独植入的平面芯片相比，更适合非平面/弯曲/不规则形状(例如，眼睛的形状)
·通过平铺输送更多的像素来优化电刺激元件、优选感光元件的益处/功能
·促进电刺激元件、优选感光元件的处理并避免所述元件的损坏
·减缓与身体结构或组织的接触并避免创伤
·能够用于药物输送和辅助治疗
·能够区分阵列的正面和背面，因此尤其在植入期间促进了制造和处理
·能够将电刺激元件、优选感光元件布置成所需图案以优化治疗效果和/或应用的特定区域。
衬底(和本发明阵列)优选具有足够的柔性以顺应植入位置的形状(例如，(人类的)眼睛)。因此，衬底可以例如具有足够的柔性以弯曲约12mm的曲率半径，约为人类视网膜的平均半径曲率。
由于衬底(和本发明阵列)优选是可弯曲的以顺应视网膜的曲率，因此能够减小装置电极与视网膜目标神经元细胞之间的神经元到电极距离。因此，可以降低在每个像素中激励或刺激神经元细胞所需的功率，以在给定的允许功率密度的情况下实现更高的像素密度，并改善经由神经元细胞感知的图像的分辨率。
此外，衬底(和本发明阵列)优选具有足够的刚性以对电刺激元件、优选感光元件提供足够的支撑，并且可选地在植入后提供所述支撑。因此，衬底优选具有足够的刚性以防止阵列的折叠和电刺激元件、优选感光元件的堆叠。
可以考虑的其它考虑因素包括本发明阵列的半透明性。例如，理想的是提供足够薄以使光的特定部分通过的阵列。
衬底的厚度优选地选择为符合以上任何要求或所有要求。优选地，衬底厚度可以为1μm至500μm，更优选地为10μm至200μm，更优选地为10μm至100μm。具体地，衬底可以具有至少以下厚度：10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm或150μm。
除了其上或其中设置有至少一个电刺激元件、优选感光元件的衬底之外，本发明阵列还可以包括与所述元件接触以及可选地围绕所述元件的涂层，所述元件由衬底材料支撑或嵌入衬底材料内。许多应用到本发明阵列的衬底的考虑因素也应用到涂层。在下文中，因此引用为“衬底(和/或可选涂层)材料”或“衬底(和/或涂层)”。
衬底(和/或可选涂层)材料可以优选地是生物相容的，即，因为所述衬底(和/或可选涂层)材料没有毒性、有害性或生理反应性，并且不会引起免疫排斥，所以其与生物组织/细胞或生物系统相容。衬底(和/或可选涂层)材料可以是至少部分可生物降解的，即，在植入后，即在生理条件下(例如，通过细胞、体液等的作用)能够分解成较小的碎片和/或碎片组分(特别是分解成无害的产物)。可生物降解的衬底(和/或可选涂层)材料可以在本发明阵列植入后几分钟至几小时内降解(“快速可生物降解衬底/涂层”)或在本发明阵列植入后几天至几周内降解(“缓慢可生物降解衬底/涂层材料”)。
为了确保针对性的电刺激，衬底(和/或可选涂层)材料可以优选为(基本上)非导电的，即，基本不能够传导电流。这本文中，“基本上”是指可以传导最小电流，只要所述最小电流不干扰电刺激阵列、优选感光阵列的适当功能。或者，衬底(和/或可选涂层)材料可以优选为导电的，即，能够传导电流，并可选地连接到至少一个接地电极。
衬底(和/或可选涂层)可以是不透明的、半透明的或透明的。具体地，衬底(和/或可选涂层)的顶侧和底侧可以是具有颜色的，可选地具有不同颜色。不同颜色可以有利地允许区分衬底(和/或可选涂层)的底和顶(也称为“前”和“后”)侧，并且因此在将阵列植入感兴趣的身体部位(例如，人类的眼睛)期间允许适当定向阵列。独特的颜色可以因此促进正确处理和植入。然而，衬底(和/或可选涂层)还可以是不具有颜色的/透明的。
特别地设想，将电刺激元件、优选感光元件的本发明阵列用于植入(人类)身体中，其中刺激电极优选地刺激靶细胞或组织。因此，衬底(和/或可选涂层)可以优选地设置为使电刺激元件、优选感光元件的刺激电极电刺激靶细胞/组织。为此，衬底(和/或可选涂层)可以优选地使电流从刺激电极传递到靶细胞/组织。具体地，特别是当非导电材料用作衬底(和/可选涂层)材料并覆盖本发明阵列的刺激电极时，衬底(和/或可选涂层)可以包括凹口或孔，从而在所述凹口或孔处接触并可选地覆盖电刺激元件、优选感光元件的刺激电极。然而，凹口和孔可以存在于衬底(和/或可选涂层)中的任何地方，例如，以促进气体或流体的流动。
在以下支撑式、嵌入式和涂覆式阵列的上下文中举例说明合适的衬底(和可选涂层)材料。
本发明阵列的衬底(和/或可选涂层)还可以包括治疗剂。本文使用的术语“治疗剂”包括能够产生治疗效果的作用力、实体或物质。因此，该术语包括药物(包括有机小分子，以及诸如肽、蛋白质、抗体之类的生物制剂)、细胞和核酸(包括“游离”形式或以合适载体形式提供的单链和双链RNA和DNA)。
特别感兴趣的治疗剂包括抗感染剂、抗炎剂、治疗性细胞和基因治疗载体。
抗感染剂包括能够通过抑制感染原的扩散(即，繁殖和/或生长)或通过杀死感染原本身来对抗感染的任何药剂。感染原包括细菌、病毒、感染性蛋白质、真菌、寄生虫或原虫。在本发明的上下文中，合适的抗感染剂包括抗生素、抗原虫药、驱肠虫药、抗真菌药、抗疟药、抗结核药、抗麻风药、氨基糖苷、青霉素、头孢菌素、四环素、磺酰胺、氟喹诺酮、抗病毒药、大环内酯或其组合。
抗炎剂包括能够减轻或预防炎症的任何药剂。在本发明的上下文中，合适的抗炎剂包括非甾体抗炎药(NSAID)、免疫选择性抗炎衍生物(ImSAID)、抗炎生物活性化合物、包括皮质的类固醇和糖皮质激素的类固醇或抗VEGF。
当使用本发明的电刺激阵列、优选感光阵列作为视网膜植入物时，感兴趣的治疗性细胞特别包括能够恢复或替换变性的视网膜细胞的细胞或能够维持存活的视网膜细胞和/或防止其损失的细胞。例如，视网膜色素上皮(RPE)细胞在维持视网膜外层的稳态方面具有重要功能。这些功能包括调节营养物质向光感受器的运输，吞噬脱落的外层碎片以及吸收杂散光。因此，本发明设想将RPE细胞用作本发明阵列的衬底和/或涂层中的治疗剂。RPE细胞可以源自患者视网膜的周围，也可以源自患者细胞(例如，成纤维细胞)(自体移植)生成的诱导多能干细胞(iPSC)，也可以源自人类胚胎干细胞(hESC-RPE)或源自脐带血的干细胞。
X连锁型RP人群中约有70％携带有会导致色素性视网膜炎GTP酶调节剂(RPGR)基因功能丧失的突变，该基因编码对于维持光感受器的健康来说很重要的蛋白质。为了克服引起疾病(例如，EP)的基因突变的影响，根据本发明，基因疗法药剂能够用作治疗剂。基因疗法药剂包括合适的载体，其将非突变形式的基因输送到靶细胞以诱导或恢复期望的(功能性)基因产物的表达。载体包括质粒载体和病毒载体，特别是腺病毒载体、慢病毒载体和单纯疱疹病毒载体。可选地，可以将另外的基因编辑工具作为另外的治疗剂与靶基因(例如，RPGR)的功能拷贝基因共同输送至患病个体的视网膜。这样的基因编辑工具尤其包括CRISPR/Cas系统的组件。
衬底可以进一步包括尖端、倒钩、钩子和/或大头钉，以将阵列附接到目标组织、特别是视网膜组织，和/或手柄，以促进在手术期间进行处理。
支撑式阵列
衬底
在根据本发明的“支撑式”阵列中，电刺激元件、优选感光元件优选地设置在合适的衬底上，所述合适的衬底设置为支撑层，特别是膜或薄膜。
如上所述，合适的衬底优选地是柔性的并且具有顺应视网膜形状的能力，并同时对设置在其上的电刺激元件、优选感光元件提供足够的支撑。此外，衬底材料可以优选地是生物相容的和/或非导电的。
在这方面，用于支撑式阵列的优选衬底材料可选自聚对二甲苯、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚酯或包括聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)或生物黏合剂的聚合物。
支撑式阵列可以具有诸如长条形的细长的形状，在所述支撑式阵列上，电刺激元件、优选感光元件可以设置成诸如排或细长蛇形的细长布置，或相对彼此排列成细长布置。
为此，衬底可以优选地具有至少以下长度：1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm，优选地为3mm至7mm。衬底可以优选地具有以下宽度：0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm或1.5mm，优选地为0.5mm至1mm。然而，这里还设想了电刺激元件、优选感光元件的其它形状、尺寸和布置。
支撑式阵列还可以包括顶层，所述顶层包括或由如在本文支撑式衬底层的上下文中举例说明的材料构成。所述通常不可生物降解的材料可以优选地包括凹口或孔，所述凹口或孔允许在刺激电极中生成电流传递到靶细胞/组织。凹口或孔可以是无覆盖的，或可以由(可生物降解的)涂层覆盖，如下文举例说明的。因此，电刺激元件、优选感光元件可以“夹持”在顶层和支撑衬底之间。
涂层
本发明的电刺激阵列、优选感光阵列，以及特别是如本文所述的支撑式阵列还可以用合适的涂层材料涂覆。所述涂层材料可以赋予阵列附加的功能或有利的特性。例如，涂层材料可以设置有治疗剂或细胞。柔软、黏性和柔性的涂层可以进一步保护脆弱的电刺激元件、优选感光元件免受损坏，并避免在植入期间或植入之后对脆弱的靶细胞/组织的机械应力或创伤。涂层可以是连续的(即，完全覆盖/围绕支撑式阵列)或不连续的(即，仅覆盖支撑式阵列的一部分)。涂层可以优选地是生物相容的以及可生物降解的。涂层可以优选地是非导电的。涂层可以包括凹口或孔以允许电流从刺激电极传递到靶细胞/组织。涂层可以，可选地独立于衬底，是不透明的、半透明的或透明的。涂层可以是具有颜色的，其中它的上表面和下表面的颜色可以不同。
具体的，有用的涂层可以包括或由如下文举例说明的“胶囊”材料之类的材料构成。因此，合适的涂层材料可以选自：胶原蛋白、透明质酸、聚乙二醇(PEG)、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)、明胶、水凝胶或生物黏合剂。
本发明还设想如本文所述的支撑式和嵌入式电刺激元件、优选感光元件的组合(本文称为“组合式”阵列)。本文电刺激元件、优选感光元件通常设置在被设置为支撑层的衬底上，如下文所述，所述电刺激元件、优选感光元件嵌入到胶囊中。这种阵列优选地组合了通过两种构造赋予的有利特征。组合式阵列还可以包括本文所述的涂层。
嵌入式阵列
衬底
在根据本发明的“嵌入式”阵列中，电刺激元件、优选感光元件优选地设置在合适的衬底上，所述合适的衬底设置为围绕所述感光元件的胶囊。
术语“胶囊”是指围绕本发明阵列的电刺激元件、优选感光元件的封闭结构。“胶囊”可以连续地覆盖(嵌入的)电刺激元件、优选感光元件的所有侧，尽管其可以包括凹口或孔。或者，“胶囊”可以仅覆盖电刺激元件、优选感光元件的顶侧或底侧。“胶囊”可以是同质的(例如，由围绕电刺激元件、优选感光元件的一种衬底材料构成)或可以是组装的(例如，由不同的衬底材料构成，例如，包括由一种衬底材料构成的顶侧，以及由另一种衬底材料构成的底侧)。
如上所述，合适的衬底可以优选地是柔性的并且具有顺应人类眼睛的形状的能力，并与此同时对设置在其中的电刺激元件、优选感光元件提供足够的支撑。此外，衬底材料应该优选地是生物相容的和/或非导电的。“胶囊类型”的衬底可以正如本文所述的涂层一样是可生物降解的。此外，胶囊类型的衬底(和/或涂层)可以是凝胶状、黏性的或固体的。
在这方面，用于嵌入式阵列的合适的衬底材料包括：胶原蛋白、透明质酸、聚乙二醇(PEG)、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)、明胶或水凝胶或生物黏合剂。如上所述，这些材料可以组装以形成围绕(部分围绕)嵌入式阵列的衬底胶囊。在这种组装胶囊的情况下，合适衬底材料的选择取决于阵列的整体组装以及其预期的用途。期望将阵列嵌入胶囊中，所述胶囊在一侧由可生物降解材料(例如，该侧与靶细胞/组织接触以便使电刺激最大化)组装并且在相对侧由不可生物降解材料(例如，该侧不与靶细胞/组织接触)组装。或者，胶囊可以在电刺激元件、优选感光元件的电极侧由快速可生物降解材料组装，并且在电刺激元件、优选感光元件的非电极侧由缓慢可生物降解材料组装。
嵌入式阵列可以具有细长的形状，其中电刺激元件、优选感光元件可以设置成诸如排或细长蛇形的细长布置，或相对彼此排列成细长布置。
为此，衬底可以优选地具有至少以下长度：1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm，优选地为3mm至7mm，更优选地为5mm至6mm。衬底可以优选地具有至少以下宽度：0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3mm、3.5mm或4.5mm或优选地为1mm至3mm。然而，这里还设想了电刺激元件、优选感光元件的其它形状、尺寸和布置。
涂层
就像支撑式阵列一样，嵌入式阵列还可以用合适的涂层材料涂覆。合适的涂层材料包括如本文举例说明的“胶囊”材料之类的材料。因此，合适的涂层材料可以选自：胶原蛋白、聚酰亚胺、聚对二甲苯、透明质酸、聚乙二醇(PEG)、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)、明胶、水凝胶或生物黏合剂。所述涂层材料可以赋予阵列附加的功能或有利的特征。例如，涂层材料可以设置有治疗剂或细胞。柔软、黏性和柔性的涂层可以进一步保护脆弱的电刺激元件、感光元件免受损坏，并避免在植入期间或植入之后对脆弱的靶细胞/组织的机械应力或创伤。涂层可以是连续的(即，完全覆盖/围绕嵌入式阵列)或不连续的(即，仅覆盖嵌入式阵列的一部分)。如本文在衬底的上下文中所述的，涂层可以优选地是生物相容的并且可选地是可生物降解的。涂层可以优选地是非导电的。涂层可以包括凹口或孔。涂层可以，可选地独立于衬底，是不透明的、半透明的或透明的。涂层可以是具有颜色的，其中上表面和下表面的颜色可以不同。
因为胶原蛋白是生物材料(并且因此是生物相容的)，所以胶原蛋白是优选可生物降解衬底或涂层材料，其能够沉积在薄膜中，并且其刚性和吸收率能够容易调整(Shoseyovet al.Bioengineered 2014Jan-Feb；5(1):49-52)。有利地，胶原蛋白具有促进周围组织愈合并防止纤维化的潜力。因为聚酰亚胺和聚对二甲苯是生物相容的材料，所以聚酰亚胺和聚对二甲苯是优选不可生物降解的衬底或涂层材料，它们能够沉积在薄膜中，并且它们能够具有适当的柔性。
因此，本发明阵列可以优先地包括由聚对二甲苯构成或包括聚对二甲苯的衬底。所述衬底可以优选地设置为膜或薄膜。本发明阵列的感光元件优选地设置在所述聚对二甲苯膜或薄膜上。
或者，本发明阵列可以优选地包括由胶原蛋白构成或包括胶原蛋白的衬底。所述衬底可以优选地设置为胶囊。本发明阵列的感光元件优选地设置在胶原蛋白胶囊内。
此外，如本文所述的发明阵列可以包括胶原蛋白涂层。
阵列设计
本发明阵列及其元件–即至少一个电刺激元件、优选感光元件以及这些元件的衬底–可以以能够实现期望的应用(例如，作为视网膜植入物)的任何合适的方式组装或设置，并且优选地显示出本文举例说明的有利特征中的至少一个。术语“阵列设计”特别是指(1)电刺激元件、优选感光元件在衬底中或衬底上的布置以及(2)产生的阵列的形状或形式(通常可能是互相依赖的)。
布置
本发明阵列可以优选地包括至少两个电刺激元件、优选感光元件(或“芯片”)中的多个。优选地，本发明阵列可以包括至少两个、三个或四个电刺激元件、优选感光元件。所述电刺激元件、优选感光元件可以以允许其发挥其期望功能的方式布置在所述衬底中或所述衬底上。
通常，任何类型的电刺激元件、优选感光元件可以布置在合适的衬底中或衬底上以形成本发明阵列。通常，电刺激元件、优选感光元件可以显示出至少以下的边长或直径：0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm或3.5mm。
在本发明阵列中，电刺激元件、优选感光元件，可以彼此相距以下距离设置在衬底中或衬底上：至少为0mm，更优选地为0.01mm、0.05mm、0.10mm、0.20mm、0.25mm、0.30mm、0.50mm、0.60mm、0.70mm、0.80mm、0.90mm或1.0mm。
至少两个电刺激元件、优选感光元件可以基本上线性地，呈蛇形、圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形地，呈规则或不规则的平铺图案、蜂窝状图案、网格图案、填充或非填充图案、均匀或非均匀图案地，或任意/不对称地设置在衬底中或衬底上，优选地设置为产生的阵列具有如本文所述的功能。
合适布置的选择可以尤其取决于电刺激元件、优选感光元件的形状(例如，圆形、四边形、六边形)以及所产生阵列的期望的(所需的)整体形状。优选的是，电刺激元件、优选感光元件线性地(即，成一排或几排)设置在衬底中或衬底上。优选的是，电刺激元件、优选感光元件以规则的平铺图案设置在衬底中或衬底上，诸如蜂窝状图案或网格图案。“基本上”线性、圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形或不对称的形状或布置意味着该形状或布置在很大程度上对应于所表示的几何形状，但是可以包括与所述形状的微小偏差。
在支撑式、嵌入式或涂覆式阵列中，电刺激元件、优选感光元件可以以其侧缘或区域完全由衬底限定的侧缘或区域封闭(即，不延伸超过)的方式设置在衬底中或衬底上。因此，本发明阵列的整个侧缘或区域可以由衬底的尺寸限定。应当理解的是，在嵌入式和涂覆式阵列中，衬底/涂层通常不只围绕电刺激元件、优选感光元件的侧缘，还围绕电刺激元件、优选感光元件的顶侧或底侧中的至少一个。
或者，在支撑式或涂覆式阵列中，电刺激元件、优选感光元件可以以其侧缘或区域不完全由衬底限定的侧缘或区域封闭(即，延伸超过)的方式设置在衬底上。因此，本发明阵列的整个侧缘或区域可以由衬底的尺寸以及设置在衬底上的电刺激元件、优选感光元件限定，只要所述元件延伸超过衬底尺寸限定的区域。
阵列形状
本发明阵列本身可以具有优选地促进其制造以及期望的使用和功能(例如，作为视网膜植入物)的任何形状。通常，阵列的形状可以顺应或不顺应电刺激元件、优选感光元件的布置(例如，可以布置为基本线性、圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、七边形或八边形、蜂窝状图案、网格图案，或任意/不对称地布置)。因此，根据本发明的感光阵列可以具有基本线性、圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形或不对称的形状。
本发明阵列的合适的整体形状的选择可以尤其取决于阵列的期望应用。例如，在植入人类眼睛的情况下，本发明阵列可以优选地具有基本细长的形状(即，可以是线性的或呈S形弯曲的，电刺激元件、优选感光元件在其中或其上设置成一排或几排、呈蛇形或相对于彼此以细长方式排列)或基本圆形或椭圆形的形状。优选的是，电刺激元件、优选感光元件以线性(呈一排或几排，可选地相对彼此以细长方式排列)或蛇形的方式设置在衬底中或衬底上，使得产生的阵列本身具有基本细长的、线性的或弯曲的形状。
根据本发明的电刺激元件、优选感光阵列可以具有优选地能够植入感兴趣的身体部位(例如，眼睛的视网膜下或视网膜上的空间)并且能够原位刺激靶细胞/组织的任何边长或直径。基本上细长的、线性的或弯曲的形状使得能够通过小切口进行视网膜植入，并促进阵列水平设置在视网膜上或视网膜下。
边长/直径尤其取决于阵列所包含的电刺激元件、优选感光元件的尺寸和数量，以及阵列的各个感光元件之间的间距。具体地，本发明阵列可以具有至少以下的边长或直径：1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm或10mm。
黄斑，即视网膜的用于高分辨率视觉的中心部分，直径约为2mm。因此，用作视网膜植入物的本发明的阵列可以具有适于覆盖黄斑的尺寸。例如，在具有优选方形或圆形的感光阵列的情况下，边长和宽度可以从2×2mm至10×10mm，特别是从3×3mm至5×5mm。
本发明阵列可以是平面的或可以是预弯曲的以匹配视网膜的形状(为此，阵列可以例如是球状的)。
电刺激阵列、优选感光阵列还可以包括尖端、倒钩、钩子和/或大头钉，以将阵列附接到视网膜组织。电刺激阵列、优选感光阵列还可以包括手柄以便促进例如手术期间阵列的对齐和处理。这种手柄可以例如由合适的衬底材料的细长部分形成，在所述部分中/部分上没有设置电刺激元件、优选感光元件。
在优选的实施例中，本发明的电刺激剂阵列、优选感光阵列(5)因此可以包括多个，即两个、三个、四个或更多个电刺激元件、优选感光元件(50)的阵列，每个元件(50)包括如本文所述的至少一个、优选多个像素阵列(1)，其中所述元件(50)设置在衬底(20)上。优选地，所述衬底可以设置为膜或薄膜。优选地，衬底(20)可以支撑多个元件(50)。优先地，衬底(20)可以由柔性的、生物相容的和/或非导电的材料构成。优选的材料包括聚对二甲苯、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚酯或包括聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)或生物黏合剂的聚合物。在一些优选实施例中，阵列(5)还可以包括涂层(22、22’)。优选地，涂层(22、22’)可以由柔性的、生物相容的和/或非导电的材料构成。可选地，涂层(20、22’)可以由可生物降解的材料或不可生物降解的材料或两者构成。优选的材料包括：胶原蛋白、透明质酸、聚乙二醇(PEG)、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)、明胶或水凝胶或生物黏合剂。
在可替换的、同等优选的实施例中，本发明的电刺激剂阵列、优选感光阵列(5)可以包括多个，即两个、三个、四个或更多个电刺激元件、优选感光元件(50)的阵列，每个元件(50)包括如本文所述的至少一个、优选多个像素阵列(1)，其中所述元件(50)设置在衬底(20)中。优选地，所述衬底可以设置为胶囊。优选地，元件(50)可以嵌入所述衬底(20)中。优先地，衬底(20)可以由柔性的、生物相容的和/或非导电的材料构成。优选的材料包括：胶原蛋白、透明质酸、聚乙二醇(PEG)、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)、明胶或水凝胶或生物黏合剂。在一些优选实施例中，阵列(5)还可以包括在如上实施例的上下文中所描述的涂层(22、22’)。
感光元件
本发明提供了包括感光元件的感光阵列。本发明阵列包括的“感光元件”优选地包括至少一个“像素”，所述至少一个“像素”包括至少一个二极管、刺激电极，并且优选地包括对电极和电阻器。优选地，所述电阻器可以设置在刺激电极和对电极之间。二极管和电阻器可以优选地彼此并联电连接。各个像素可以布置在像素阵列中。沟槽可以设置在像素的各个二极管之间和/或像素阵列的像素之间，以便将那些特定区域彼此隔离。二极管和电极之间的电接触部可以设置为用于建立电连接。本发明阵列的感光元件因此包括刺激(或“工作”)电极，以及可选地包括对(或“返回”)电极和设置在电极之间的电路中的(分流)电阻器。电阻器的电阻可以优选地根据例如如本文所述的电阻、刺激电极的尺寸和至少一个二极管的尺寸的预定关系来确定。
优选地，本发明阵列可以以其中光来自阵列正面的视网膜下的方式植入。每个感光元件的电极和二极管可以面向朝向视网膜双极细胞和入射光的侧。或者，二极管和电极可以定位在感光元件的相对侧上。感光元件可以因此优选地包括位于元件正面上的二极管和位于元件背面上的电极，或者反之亦然。或者，本发明阵列可以以其中光来自正面，并且电极面向背面上的视网膜神经节细胞的视网膜上的方式植入。
本发明阵列的每个感光元件可以包括至少一个“像素”(即，上文所述的二极管和刺激电极，以及可选地对电极和电阻器的组件)或多个像素。多个像素可以布置为至少一个像素阵列。“像素阵列”可以理解为相邻像素的确定矩阵或分组。例如，具有六边形形状的各个像素可以组装成像素阵列，使得一个像素邻接六个另外的周围像素。本发明阵列包括多个感光元件，每个感光元件优选地包括或由至少一个、优选多个像素阵列构成。
本发明阵列中包括的感光元件还可以包括前表面和后表面，并且因此本发明感光阵列包括的感光元件可以对应于通过引用整体并入本文的WO2016206809所述的感光元件。
类似地，本发明阵列中包括的感光元件还可以包括衬底层和界面层，并且因此本发明感光阵列包括的感光元件可以对应于如通过引用整体并入本文的WO 2017/045756 A1中描述为“植入物”的感光元件。
当提及电极或二极管或像素(或本文所述的感光元件或感光阵列的其它组件)的“尺寸”时，是指其空间尺寸。具体地，本文所述的感光元件或感光阵列的组件的“尺寸”可以是其表面积、可见面积、有效面积等。可以以相对或绝对的方式表示这样的组件的尺寸。例如，二极管或电极的“尺寸”可以以绝对数值(例如通过其可见面积/表面积/有效面积)或以二极管或电极在像素、感光元件、感光阵列的总尺寸(例如，可见面积/表面积/有效面积)中的相应比例等来表示。当在本文中提及“像素尺寸”时，优选地是指“像素节距”，即，一个像素的尺寸+相邻像素之间的间隙的尺寸。优选地，像素阵列的像素之间可能(基本上)不存在间隙，并且因此，像素尺寸可以优选地对应于像素节距。
电阻器
本发明阵列的电刺激元件、优选感光元件中的每个可以优选地包括电阻器，该电阻器优选地定位在所述元件的刺激电极和对电极之间。电阻器优选地与所述像素的二极管并联电连接。电阻器可以是分流电阻器、绕线电阻器或另一类型的电阻器(例如，具有不确定电阻的电阻器)，尽管分流电阻器可能是优选的。合适的电阻器的选择可以尤其取决于本发明阵列的每个电刺激元件、优选感光元件的像素(以及所包括的二极管和电极)的几何形状。在优选实施例中，本发明的感光阵列包括的感光元件对应于通过引用整体并入本文的WO 2016/180517 A1中所述的感光元件。在另一优选实施例中，本发明的感光阵列包括的感光元件对应于通过引用整体并入本文的WO 2016/180535 A1中所述的感光元件。
二极管
(光电)二极管是常用的光电探测器。它们通常是半导体器件，包含p–n结，并且通常在n和p层之间具有本征(未掺杂)层。具有本征层的二极管称为p–i–n或PIN光电二极管。在耗尽区或本征区中吸收的光会生成电子-空穴对，其中大部分电子-空穴对会产生电流(光电流)。(光电)二极管中使用的典型半导体材料包括硅(Si)、锗(Ge)、砷化铟镓磷化物(InGaAsP)和砷化铟镓(InGaAs)。
二极管的尺寸优选地(与刺激电极的尺寸一起)确定设置在本发明阵列的每个像素中的电阻器的电阻。在该上下文中，二极管的“尺寸”优选地对应于其“有效(二极管)面积”(即，其光敏/感光面积)。
每个像素(以及因此本发明阵列的每个感光元件)优选地包括至少一个二极管。因此，每个像素(以及因此本发明阵列的每个感光元件)可以包括1个、2个、3个或更多个二极管。二极管优选地以允许其发挥如本文所述的期望功能的任何合适的方式设置和定位。二极管优选地以阳极或阴极极性连接到刺激电极或对电极。
在每个像素(以及因此本发明阵列的每个感光元件)包括多个二极管的情况下，“二极管尺寸”优选地对应于“有效二极管尺寸”，该尺寸优选地通过计算像素中的总二极管尺寸(例如，总二极管有效面积)除以二极管数量的比来确定。特别是当感光元件的各个二极管具有相同或相似的尺寸时，“有效二极管尺寸”可以因此对应于像素内的平均二极管尺寸。然而，感光元件的各个二极管也可以具有不同尺寸。在这种情况下，可以应用对于“有效二极管尺寸”的其它定义，例如，有效二极管尺寸可以对应于感光元件中存在的(特别是当二极管串联连接时)最小二极管的尺寸(例如，二极管有效面积)，或有效二极管尺寸可以定义为关于感光元件中的二极管的形状和位置的加权平均。
二极管尺寸(优选地二极管有效面积)可以高达100000μm2。特别地，二极管尺寸(优选地二极管有效面积)可以为50μm2至100000μm2。优选的是，二极管尺寸(优选地二极管有效面积)为100μm2或更大，优选为200μm2或更大。特别优选的是，二极管尺寸(优选地二极管有效面积)为500μm2至10000μm2。
刺激电极
形成本发明阵列的电刺激元件、优选感光元件中的每个包括刺激电极(或有效电极)，所述刺激电极优选地以植入本发明阵列后允许该刺激电极将电刺激传递到感兴趣的身体部位(例如，眼睛)中的靶细胞/组织的方式设置和布置。植入后，刺激电极因此优选地设置为与靶细胞/组织接触，如上所述(即，可以与所述细胞/组织直接接触或可以不与所述细胞/组织直接接触)。
对于用作视网膜植入物(优选地视网膜下植入物)的电刺激阵列、优选感光阵列，本发明阵列的刺激电极在植入后通常直接接触神经视网膜的各个细胞、细胞组、细胞部分和神经纤维中的至少一个。
刺激电极的尺寸优选地(与二极管的尺寸一起)确定优选设置在本发明阵列的每个像素(以及因此每个电刺激元件、优选感光元件)中的电阻器的电阻。在该上下文中，刺激电极的“尺寸”优选地对应于其“有效(电极)面积”(即，能够从所提供的光电流中产生电的电有效面积)。
通常，刺激电极包含铂、氧化铱和/或氮化钛。或者，铱、铂铱掺杂的金刚石或类金刚石碳或PEDOT：PSS或其它已知材料可以用作电极材料。优选的电极材料包括高度多孔的结构，例如多孔或分形的TiN或铂结构(也称为“黑铂”或“多孔铂”)。电极的厚度可以大约为3μm至100nm。
电极尺寸(优选地电极有效面积)可以高达100000μm2或更大。电极尺寸(优选地电极有效面积)可以为5μm2至10μm2。或者，电极尺寸(优选地电极有效面积)可以为20μm2或更大，更优选地为50μm2或更大，甚至更优选地为100μm2或更大。甚至更优选的是，电极尺寸(优选地电极有效面积)为100μm2至10000μm2。最优选的是，电极尺寸(优选地电极有效面积)为500μm2至3300μm2。
例如，包括具有5μm2电极有效面积的电极的像素可以例如具有约为20μm2的总像素面积。电极尺寸(优选地电极有效面积)可以独立于像素尺寸来选择。可以为像素尺寸(或特别是像素面积)的2％至50％，优选地为5％至20％，更优选地为10％至15％。具体地，电极尺寸(或特别是电极面积)可以为像素尺寸(或特别是像素面积)的12.5％。
合适的电极尺寸(优选地电极有效面积)的选择在本领域技术人员的技能和知识范围内。例如，较小的电极(例如，具有较小的电极有效面积)可以被选择用于更精确的刺激靶细胞/组织，而较大的电极(具有较大的电极有效面积)可以促进制造。
神经刺激对用于输送光电流的刺激电极施加了特殊要求。原则上，为了最佳的信号处理和刺激，刺激电极应当优选地能够处理大电流以及电荷密度。然而，这可能伴随电极的变性和对周围细胞/组织的损坏。因此需要通过增加电极尺寸(或优选地有效面积)来降低电荷密度，并由此使得损坏目标组织/细胞或电极本身的风险最小化。因此，电极尺寸(优选地电极有效面积)可以有时高达确保了最佳电荷输入的电极尺寸(优选地有效面积)的两倍。
通常，形成本发明阵列的电刺激元件、优选感光元件的二极管和/或刺激电极的尺寸(优选地有效面积)可以变化。所述尺寸(优选地有效面积)可以受到上限的限制，该上限由针对植入阵列的身体部位(例如，眼睛)的特性或解剖和生理状况和/或手术期间的处理要求确定。所述尺寸(优选地有效面积)的下限可以由制造期间的技术限制和/或手术期间的处理要求确定。
对电极
本发明阵列的电刺激元件、优选感光元件还可以优选地包括对电极(也称为“返回电极”或“接地电极”)，该对电极为由刺激电极传递的刺激信号提供返回电流路径。
对电极优选地设置和定位为允许对电极发挥其期望的功能。例如，对电极可以(优选完全地)横向包围(即，周边地围绕)感光元件的刺激电极和/或二极管(或其相应的有效面积)。在感光元件包括多个二极管的情况下，对电极可以横向包围这些二极管中的一个或所有。所述布置优选地实现了改进的光检测和刺激以及由刺激电极产生的电场的均匀场分布。对电极还可以仅部分地包围刺激电极或至少一个二极管(或其相应的有效面积)。
包围对电极的尺寸(该尺寸优选地对应于对电极的横向范围/宽度，或对电极在总像素面积的相应比例)取决于形成本发明阵列的感光元件的刺激电极和二极管的布置。例如，对电极的宽度可以为例如像素尺寸的1％至30％。以绝对数值表示，对电极的宽度优选地为5μm至25μm。
作为替代方案，中心返回电极可以与像素10分开设置，例如，在感光元件上的较远位置处。这种构造还可以称为单极构造。需要注意的是，返回电极不必必须位于元件的几何中心处。此外，多个这样的中心返回电极可以分布在感光元件上。将要理解的是，本发明可以适用于这些构造中的任何一个。
电阻
在本发明的优选实施例中，优选存在于本发明阵列的电刺激元件、优选感光元件中的电阻器的电阻的预定关系通过“二极管尺寸”和“电极尺寸”根据以下关系式确定：
R～Dm·E (等式.1)
其中：
R是以[kOhm]为单位的(分流)电阻器的电阻，
D是以[μm]为单位的二极管尺寸，
E是以[μm]为单位的电极尺寸，
m是指数。
根据优选实施例，可以通过根据等式(2)的关系来更详细地表示根据等式(1)的上述关系：
R＝a·Dn area·Earea (等式.2)
其中：
R是以[kOhm]为单位的分流电阻器的电阻，
Earea是以[μm2]为单位的电极的有效电极面积，
Darea是以[μm2]为单位的二极管的有效二极管面积，
n是指数，并且
a是常数。
参数a和n具有与相应像素、像素阵列和电刺激元件、优选感光元件的物理参数的大小对应的大小，如以下等式(2a)所示：
[kOhm]＝[kOhm·μm-2(n+1)]·[(μm2)n]·[μm2] (等式.2a)
在等式(2a)中，指数n是无量纲的。然而，应该理解的是，本方法不是像素或其特征的数学描述。上述等式(1)和(2)允许限定具有特定技术特性的包含像素或像素阵列的植入物，这可以通过上述参数很好地反映出来。这包括根据指数n的大小，常数a可以具有非整大小。到目前为止，发明人无法对这种现象给出令人满意的物理解释。然而，这对限定本发明(即植入物)的参数的适合性，特别是至少一个像素或整个像素阵列的技术特征没有影响。
指数n和常数a通常确定了二极管尺寸、电极尺寸和电阻之间的相互关系。根据这些参数设计的电刺激元件、优选感光元件(以及包括电刺激元件、优选感光元件的阵列)被认为优于大量可能的其它任意参数集，因此可能更适合作为(视网膜)植入物。与其它不包括具有由本文所述的相应参数限定的电刺激元件、优选感光元件的阵列的植入物相比，这种植入物表现出增强的性能。该确定的关系还特别提供了预测最佳分流电阻器的方式，并因此促进了形成本发明感光阵列的电刺激元件、优选感光元件的生产。
电极尺寸可以选择为使得针对预定的总二极管有效面积，总二极管有效面积与电极面积之间的比为0.1至10，优选地为1至9，最优选地为3至6。包括具有这种电极面积的像素的电刺激元件、优选感光元件可以是特别有利的，因为所述电刺激元件、优选感光元件可以提供最大的电荷密度而不降低电荷平衡方面的电极性能。
或者，电极尺寸(优选地电极有效面积)可以选择为使得针对预定的二极管有效面积，在二极管有效面积和电极有效面积之间的关系中，常数a选自[3·105；2·106]。优选地，常数a可以选自[7·105；1.5·106]。更优选地可以是106。
具体地，常数a可以是106，并且指数n可以选自[-1.5；-2]，优选地选自[-1.75；-1.85]。
或者，电极尺寸(优选地电极有效面积)可以选择为使得针对预定的二极管有效面积，在二极管有效面积和电极有效面积之间的关系中，指数n选自[-1.5；-2]。优选地，指数n可以选自[-1.75；-1.85]。更优选地，n可以是-1.81。
具体地，指数n可以是-1.81并且常数a可以选自[3·105；2·106]，优选地选自[7·105；1.5·106]。
关于分流电阻器值，值可以与所示的值不同，例如，为代表值的10％至最佳值的十倍，优选地为代表值的50％至代表值的5倍。
上述范围内的参数优选地能够提供本文所述的电刺激元件、优选感光元件。特别地，由常数a和/或指数n的引用值表征的、包括(分流)电阻器的电刺激元件、优选感光元件优选在例如电荷注入和电荷平衡两方面表现出了多个优势，而其它方法仅可以关于两个参数中的一个来改善电刺激元件、优选感光元件的特性。所述方法因此有利地实现了多参数评估，并提供了表现出有利特性的电刺激元件、优选感光元件以及包括电刺激元件、优选感光元件的阵列，特别是当植入并且与靶组织/细胞接触时。
如本领域技术人员已知的，电极尺寸/二极管尺寸和电阻的精确值仍然包括公差。这是由于针对植入物的最终结构，可能需要进一步调和在所述方法的范围内不可行的另外的参数。本文所述的方法因此提供了对于本发明范围内的有效可植入的电刺激元件、优选感光阵列是可接受的电阻值的范围。
另外的眼外或眼内装置
根据本发明的电刺激阵列、优选感光阵列可以与另外的眼外或眼内装置一起使用。
用作视网膜下植入物的电刺激阵列、优选感光阵列原则上应该替代功能失调的神经视网膜层，并且集成到眼睛的自然电路中，而不需要任何附加的电源或信号转换。然而，视网膜下植入物还可以并入诸如视频摄像机的用于捕捉表示图像信息的信号的装置和通过有线或无线链路将信号中继到阵列的发送器。
例如，发送器可以经由硬接线将与感测到的入射光成比例的信号发送到本发明阵列设置在其中的视网膜下的空间中。或者，接收的图像信息能够经由电磁感应传递给植入物。为此，能够采用外部电源传递的射频(RF)能量以将信号发送给定位在眼睛中的线圈，该线圈与刺激电极和接地电极通信(参考，美国专利No.4,628,933A)。
优选地，可以经由不可见的红外辐射来给根据本发明的电刺激阵列、优选感光阵列供电，该不可见的红外辐射通过对红外敏感的光电二极管转换成电能(参见WO 98/17343A1)。这种植入物通常还包括将可见光转换成红外光的眼镜装置(可选地配备有接收图像信息的视频摄像机)。有利地，对于给定的能量级，红外光比可见光的伤害更少，并且不需要硬接线。眼镜装置确保在弱光下放大图像，而在强光下衰减图像，并且在较宽的亮度范围内促进了人造视网膜的功能。
因此，采用本发明阵列的视网膜(下)植入物可以尤其包括附加光源。原则上，这种光源相对于身体可以是外部的或内部的。光源可以例如发射(可选地，脉冲)红外光(IR)并且特别地发射近红外光，以激发本发明阵列的二极管，同时保持对视网膜中任何剩余的光感受器不可见。暴露于入射光后，视网膜下阵列的每个像素中的二极管将这种光转换成刺激神经视网膜的脉冲电流。具体地，掌上电脑可以处理由微型视频摄像机捕捉的图像。接近眼睛的投影系统使用(脉冲)IR光，特别是NIR(例如，880-915nm)光将这些图像投射到眼睛中并投射到光电二极管阵列上。(N)IR光具有能够穿透几层组织(例如，皮肤或其它)的优点，然而，本发明的电刺激阵列、优选感光阵列不限于与(N)IR光结合使用。
当利用本发明阵列作为视网膜下植入物与(N)IR光脉冲结合时，包括分流电阻器的像素可以是特别有利的。分流电阻器既允许在IR脉冲的第一阶段期间输送的电荷的快速放电，又可以控制输送给靶细胞/组织的电荷。相反，当使用具有高电阻的分流电阻器(或根本不存在分流电阻器)时，可以延迟放电，这增加了在下一IR脉冲到达之前不充分的电荷平衡的风险。因此，分流电阻器的高电阻可能会限制下一个脉冲可用的电容，因此会减少稳态下的输送电荷。
制造方法
本发明的另一方面涉及用于生产本文所述的阵列的方法。该方法包括至少以下步骤：(1)提供优选如本文所述的衬底；(2)提供至少两个电刺激元件、优选感光元件(“植入物”)，每个元件包括至少一个像素，所述像素具有至少一个刺激电极、对电极以及可选地至少一个二极管和/或电阻器，其中电阻器的电阻优选地根据电阻、刺激电极的尺寸和二极管的尺寸的预定关系来选择；(3)将所述电刺激元件、优选感光元件设置在所述衬底中或所述衬底上；(4)可选地添加如本文所述的涂层、顶层和/或治疗剂。
例如使用如WO 2016/180517 A1中所述的方法能够获得布置在本发明阵列中的电刺激元件、优选感光元件。因此，所使用的电刺激元件、优选感光元件优选地是本文所述的元件，其中，优选地，将刺激电极的尺寸和二极管的尺寸分别表示为刺激电极的面积和二极管的面积，并且其中，二极管尺寸是由总二极管尺寸、优选总二极管面积与像素中二极管的数量之比表示的有效二极管尺寸。具体地，所述电刺激元件、优选感光元件的每个像素的电阻器的电阻可以优选地通过以下公式确定：
R＝a·Dn area·Earea (等式.2)
其中：
R是以[kOhm]为单位的分流电阻器的电阻，
Earea是以[μm2]为单位的电极的有效电极面积，
Darea是以[μm2]为单位的二极管的有效二极管面积，
n是指数，并且
a是常数。
本发明阵列的生产期间的参数和参数集的选择可以取决于衬底、可选涂层所使用的材料，以及电刺激元件、优选感光元件的设计。
在本发明方法的步骤(3)中，电刺激元件、优选感光元件可以优选地通过以下方式设置在所述衬底中或所述衬底上：(a)(完全地或部分地)将所述元件嵌入所述衬底中或(b)可选地通过黏附力或生物黏合剂将所述电刺激元件、优选感光元件附接到所述衬底。
例如，对于(利用膜或薄膜形式的衬底)支撑式阵列，本发明方法的步骤(3)可以涉及将电刺激元件、优选感光元件按期望(例如，以电极侧朝下的排的形式)可选地布置在合适的固定装置中，并且涉及将期望衬底的膜(例如，聚对二甲苯、聚酰亚胺、PDMS、聚酯、PGA、PGLA或PLA或生物胶)沉积在元件的背面。在另外的步骤中，衬底可以调节(例如，切)为呈现期望的形状。
当生产具有顶层的“夹持式”阵列时，本发明方法的步骤(3)可以涉及(i)将顶层作为连续层添加到电刺激阵列、优选感光阵列。所述连续层可以处理为在电刺激元件、优选感光元件的位置处引入孔或凹口以使这些元件暴露于外部。通常，顶层可以设置为布置在阵列上的掩模(具有孔和凹口)，使得电刺激元件、优选感光元件穿过掩模突出或凹入掩模内，从而在电刺激元件、优选感光元件的上表面和涂层的上表面之间存在空隙空间。空隙空间可以通过步骤(4)填充可生物降解的涂层，使得植入并降解所填充的涂层后，电刺激元件、优选感光元件暴露于外部。
当生产具有“胶囊类型”衬底的嵌入式阵列时，本发明方法的步骤(3)可以涉及将电刺激元件、优选感光元件嵌入合适的(充分吸收的)衬底材料(例如，黏性透明质酸、例如胶原蛋白的非交联单体)中，并且可选地诱导所述材料的保持特性(retentiveproperties)(例如，应用交联过程)。
当生产涂覆式阵列时，本发明方法的步骤(4)可以涉及(i)将涂层作为连续层添加到电刺激阵列、优选感光阵列。该连续层可以处理为在电刺激元件、优选感光元件的位置处引入孔或凹口以使这些元件暴露于外部。或者，可以如此植入涂覆式阵列，或植入后通过可生物降解的涂层快速或缓慢降解使得电刺激元件、优选感光元件暴露于外部。或者，涂覆层可以设置为布置在电刺激阵列、优选感光阵列上的掩模(具有孔和凹口)，使得电刺激元件、优选感光元件穿过掩模突出或凹入掩模内，从而在电刺激元件、优选感光元件的上表面和涂层的上表面之间存在空隙空间。
通常，制造方法可以尤其取决于衬底材料和阵列的期望构造(支撑式与嵌入式)。硅基阵列的示例性制造方法可以包括八个掩模层：如在Wang et al.J.Neural Eng.9(2012)046014中详细描述的，用于像素内光电二极管隔离的深反应离子刻蚀(DRIE)层、掺杂以形成pn结的n+区域的层、掺杂以形成欧姆接触的p+区域的层、第一通孔开口层、第一金属(Ti/Pt)沉积和剥离层、第二通孔开口层、在选定的沟槽中去除多晶硅的层，以及第二金属(氧化铱)沉积和剥离层。
该方法可以进一步包括以下步骤：在将电刺激元件、优选感光元件沉积在衬底中或衬底上之前或之后，或添加涂层之前或之后，将诸如治疗性细胞、基因治疗载体或药物之类的治疗剂添加到衬底和/或涂层。
用途与功能
根据本发明的电刺激阵列、优选感光阵列设想(并且因此优选地适于)用于(电)刺激感兴趣的身体部位中的靶细胞或组织，特别是神经细胞。为此，本发明阵列可以植入感兴趣的组织或身体部位，并设置为接触靶细胞或组织(即，待由本发明阵列(电)刺激的细胞或组织)。术语“电刺激阵列”和“感光阵列”包括植入和非植入形式的阵列。“设置为接触”是指本发明阵列设置为优选地能够(电)刺激靶细胞或组织。可以使靶细胞/组织与本发明阵列直接或间接接触，只要使所述阵列生成的信号(电流)优选地到达并刺激靶细胞或组织。靶细胞/组织通常邻接或围绕阵列(包括电刺激阵列或感光阵列)。
因此，本发明阵列可以用作可能会受到电刺激的植入物，优选为视网膜植入物，或脑植入物、心脏植入物或用于任何其它生物组织的植入物，例如耳朵，特别是内耳或肌肉的植入物。本发明阵列因此优选地设置为植入感兴趣的身体部位，特别是眼睛。
在本文中特别地设想将本发明的电刺激阵列、优选感光阵列用作视网膜植入物或假体，优选用作视网膜下植入物。因此，本发明的阵列可以优选地配置为：刺激神经视网膜(即，视网膜内的神经细胞层(双极细胞、水平细胞、无长突细胞，可选地神经节细胞和/或(剩余的)光感受器细胞))，特别是在患有老年性黄斑变性(AMD)或色素性视网膜炎(RP)(即，特征为光感受器细胞变性导致视力进行性丧失的疾病)的患者中。
植入(人类的)眼睛后，存在于阵列的每个电刺激元件、优选感光元件中的二极管通常由入射光激发，并且产生电流(“光电流”)，该电流传递到设置在二极管附近并电耦合到二极管的刺激电极。由此，刺激电极受到激发产生电流，该电流输送到(并且因此刺激)靶细胞/组织(例如，神经视网膜的存活细胞，包括双极细胞、水平细胞、无长突细胞，以及可能的神经节细胞)。由入射光激活的二极管的图案由此刺激视网膜神经细胞的图案。所产生的电刺激图案然后从内视网膜的神经节细胞传递，并通过视神经引导到视觉皮层，从而引起代表原始入射图像的视觉感知。
本发明阵列的电刺激元件、优选感光元件的二极管因此优选地接收入射光并且在刺激电极中生成电荷。在一些情况下，优选地提供从外部电路接收能量以放大图像信号的视网膜下植入物。此外，包括本发明(感光)阵列的植入物并且特别是视网膜下植入物可以与包括图像捕捉系统和信号转换器和发送器的另外的眼外和/或眼内装置结合使用。或者，本发明阵列可以用作视网膜上植入物并沉积在面向晶状体的视网膜的表面上。
根据本发明的电刺激阵列、优选感光阵列可以因此以任何合适的方式植入，只要其设置并定位为优选地允许二极管接收入射光，并生成和传递电流给刺激电极，进而传递电流给靶细胞或组织以引起电刺激。也可以考虑将多个电刺激阵列、优选感光阵列植入(人类的)眼睛中，以允许覆盖更大的视网膜区域，从而获得更大的视野。
附图说明
在以下参考附图的描述中可以获得本发明的更多细节、优选实施例和优点，其中：
图1是根据本发明的包括布置成排的三个感光元件50的感光阵列5的示意图。A：在3D视图(左图)和剖视图(右图)中，感光阵列5包括设置在膜状或薄膜状衬底上的感光元件50。B：在3D视图(左图)和剖视图(右图)中，感光阵列5包括设置在胶囊状衬底上的感光元件50。
图2是具有电极的感光像素10的示例。
图3是具有形成像素阵列1的两个相邻像素的半导体结构的示意性剖视图。
图4示出了可以形成如在本发明感光阵列5中使用的感光元件50的像素阵列1。
图5是图2的感光像素的透视图，其中示出了布线电路的示意图。
图6是示出刺激脉冲的视图。
图7至图11示出了根据本发明实施例的不同约束参数a和n的图。
图12示意性地示出了根据本发明的支撑式和嵌入式感光阵列5的不同构造。深灰色矩形表示电刺激或感光元件50。浅灰色区域表示涂覆/嵌入有所述元件的衬底。
图13示意性地示出了由本发明的支撑式或嵌入式感光阵列5所包含的多个电刺激或感光元件50的不同形状和平铺图案/布置。矩形(左)、圆形(中)和六边形(右)形状表示电刺激元件或感光元件。
图1示出了嵌入衬底(20、22、22’)中和/或由其支撑的电刺激(优选感光)元件50的电刺激(优选感光)阵列5。A示出了衬底支撑式电刺激(优选感光)阵列5，其中电刺激(优选感光)元件50设置在衬底20上。B示出了嵌入/涂覆式电刺激(优选感光)阵列5，其中电刺激(优选感光)元件50设置在衬底20上，并且进一步嵌入另外的衬底材料(22、22’)中并被其覆盖。
本发明阵列5的每个电刺激(优选感光)元件50优选地包括布置成像素阵列1(如图4示例性示出的)的多个像素10(如图2、3示例性示出的)。
图2示出了感光像素10。感光像素10(“像素”)包括感光二极管12、中心电极14和电阻器16。在像素的外围，设置有对电极18(“返回电极”)。如图3所示，对电极18能够设置在每个像素上，例如在每个像素的外围。因此，返回电极位于像素阵列1(“双极”构造)的不同中心电极的中间。
在这种双极构造中，返回电极可以彼此断开电连接，从而导致像素彼此完全独立(操作)。或者，各个像素的所有返回电极可以电连接，并且形成可选地呈现六边形图案的网格状结构，该网格状结构可以在整个像素阵列1上延伸。
作为另外的替代方案，中心返回电极可以与中心(刺激)电极分开定位。这种中心返回电极可以特别地设置在感光元件上的较远位置(“单极”构造)。返回电极可以但不必定位在感光元件的几何中心处。另外，可以设置分布在感光元件或像素阵列上的多个这样的中心电极。
图2示出的像素10具有基本对称的六边形形状。如图4示例性示出的，另外的像素可以邻接六边形像素的边中的每个设置以形成像素阵列(“像素阵列”或“电极阵列”)1。还可以考虑可替代的像素形式。例如，像素可以具有八边形、长方形、圆形或菱形形状或任何其它合适的形状。像素10通过沟槽20彼此分开。沟槽20包括电隔离材料。因此，各个像素10优选地彼此电隔离。对电极18布置在围绕像素10外围的沟槽20上。
在图3中，像素10还包括两个二极管12、12’。二极管12、12’布置在由像素形状限定的六边形内。优选地，二极管12、12’对称布置。在二极管12、12’之间设置有隔离沟槽20’。二极管12、12’之间的隔离沟槽20’具有与隔离沟槽20相同的特征。因此，二极管12、12’彼此电隔离。每个像素的元件之间的电连接仍然可以通过电接触部建立(参照图2，其中二极管通过电接触部22电连接)。因此，在图3中，二极管串联连接(其他细节可以参照图5)。二极管12、12’，特别是如图2所示的二极管的感光表面区域表示了像素10的感光区域。其中，二极管的表面区域围绕像素10的对称轴线(未示出)是基本对称的。然而，二极管的数量也可以是不同的，例如，像素10可以仅包括一个二极管，这可以增加像素10的感光区域，因为在这种情况下沟槽20’可以是不必要的。或者，像素10可以包括三个或更多个二极管。如果在像素中设置多于两个二极管，如已针对上述双二极管像素所讨论的，各个二极管也可以彼此串联连接。
多个(例如，两个或三个)二极管可以设置在每个像素10中以提高响应于入射光而生成的电压。因此，二极管可以串联连接，其中N个二极管的电压是仅由一个二极管生成的电压的N倍。另一方面，二极管数量的增加意味着每个像素的每个二极管可能收集更少的光。与仅具有一个或几个二极管相比，当具有多个二极管时，由这些串联连接的二极管中的每个产生的电流可能明显更低。通常，具有N个二极管的电路中的电流是一个二极管的电流的N分之一。因此，问题在于选择哪个参数，即电流或电压，对于单个应用而言更合乎需要。在特定的神经刺激的情况下，所需的刺激参数可以取决于待激励的组织和各个神经元细胞、植入位置，甚至是患者的个体特性，可能是年龄、疾病状态和一般生理状况。
在像素10的中心设置有电极14。由于其中心位置，所述电极14还被称为“中心电极”(或者由于其通常用于刺激，称为“刺激电极”)。图3示出的刺激电极14具有圆形形状。然而，刺激电极14还可以具有不同形状，例如，模仿顺应像素10的形状的沟槽20或返回电极10的形状。圆形可以有利地确保刺激电极14生成的电场的均匀性。取决于期望的应用，刺激电极14可以呈现出实现较不均匀的、局部增强的场分布的形状。
像素10的电极14可以适于刺激周围组织，优选神经组织，特别是视网膜的神经组织。通常，电极包括铂、氧化铱和/或氮化钛。或者，铱、铂铱掺杂的金刚石或类金刚石碳或PEDOT：PSS或其它已知材料可以用作电极材料。优选的电极材料包括高度多孔的结构，例如多孔或分形的TiN或铂结构(也称为“黑铂”或“多孔铂”)。电极14的厚度可以大约为100nm到3μm。然而，也可以具有10μm或低于100nm的电极厚度。
在图2中，返回电极18设置为围绕像素并且顺应像素的六边形形状轮廓的细长电极。或者，可以设置多个返回电极，所述多个返回电极以规则形状或任意地围绕像素10和刺激电极14。特别地，这可以在像素阵列1的外围部分处实施。此外，(分流)电阻器16定位在刺激电极14和对电极18之间。如图3中更详细地示出的，(分流)电阻器16可以特别地设置在像素10的两个二极管12、12’之间的沟槽上。
图3示出了具有两个相邻像素10、10’的像素阵列1的部分侧面剖视图。像素10、10’对应于如图2所示的具有两个二极管12、12’的像素。在作必要改变的情况下，单二极管像素或三二极管像素可以表现出与如图2所示的双二极管像素相同的层结构。电阻器16可以设置在像素的表面上。电阻器16可以是像素10的表面上的导体。具体地，所述导体可以包括或由掺杂的硅构成，特别是轻度掺杂的硅。如图4所示，像素阵列1可以由衬底2支撑。
图4示出了包括多个像素10的像素的阵列1(“像素阵列”、“电极阵列”)。像素10的尺寸可以尤其根据像素阵列1的预期应用来选择。每个感光元件5通常包括布置在多个像素阵列1中的多个像素10。本发明的感光阵列可以有利地包括感光元件5，该感光元件包括图4中所示的像素10和像素阵列1。
图5示出了像素10的示意性透视图。返回电极20顺应像素的六边形形状。刺激电极14是圆形电极。如果施加电压，即，当刺激电极生成电脉冲时，则生成由图5中电场线15表示的电场。取决于诸如强度、持续时间、极性等刺激脉冲的特性，邻近该电场的靶细胞/组织最终可以被刺激。电极还可以设置在组织中使得组织，即组织内的细胞，可以直接接触电极。
图5中示出的像素还包括串联连接的两个二极管12、12’以及与二极管12、12’并联连接的(分流)电阻器16，由此优选地建立了具有稳定电荷平衡和刺激参数的电路。
图6示出了所采用的像素10的功能。入射光脉冲100进入像素10。光脉冲可以是红外光脉冲，例如，波长为750nm到3000nm，优选地为800nm到1000nm，并且更优选地为830nm到915nm。优选地，光脉冲可以是矩形脉冲。然而，也可以采用锯齿状光脉冲或具有非线性上升和/或下降的光强度的光脉冲。入射光脉冲导致生成(光)电流120。施加的光脉冲越长，获得的刺激电极14的电压110越高。分别针对阳极或阴极，随着有效电极110上的电压在正范围或负范围上增加时，对电极130的电压在负范围或正范围上相对地增加。
当光刺激停止后，电流120下降并且刺激电极和返回电极上的电压降低。然而，需要时间来均衡电压，这主要取决于分流电阻器16的电阻。在根据图6的示例中，在光脉冲停止之后仅约26ms电压下降到零。然后那时可以由相应的像素施加下一个具有全电容的刺激脉冲。
电阻器16的电阻显著地影响像素10的功能和性能。如果由二极管12、12’中的一个(即在感光区域上)接收光脉冲，光脉冲转化为电脉冲。电信号输送给刺激电极14。理想地，光脉冲每一相输送的电荷应该是最大化的，以提高刺激效果。另一方面，电荷密度不能够太高，以防损害组织。因此，通常选择0.35mC/cm2到1.5mC/cm2的电荷密度，通常是1mC/cm2的电荷密度。电荷还必须足够快地放电使得在随后的脉冲到来之前，施加的电压可以理想地一直下降至零以平衡电荷。这需要低值电阻器。另一方面，分流电阻器的低电阻会使得电荷快速并完全放电，但是大部分光生电荷将在分流电阻器16中丢失，并且输送到组织的电荷将减少。
理想地，如上所示，分流电阻器的电阻与刺激区域和感光区域的面积成比例。
上述发现可以很好地通过指数n根据关系式-1.5<n<-2进行描述。优选地，指数n可以选为-1.65<n<-1.95，并且更特别地选为-1.75<n<-1.85。特别地，指数n可以是n＝-1.81。
关于电极和二极管的以μm2为单位的相应面积，表1和表2提供了在本发明阵列中组装的感光元件的一些优选参数集的概述。考虑相应面积的方法允许考虑像素、二极管和电极的几乎任意形状。
对于表1和表2中列出的参数，已经确定对于n＝-1.81的优选指数n，常数a优选为3·105<a<2·106。更优选地，常数a为7·105<a<1.5·106。在甚至更优选的实施例中，常数a为7.5·105<a<1.25·106。例如，常数a可以是a＝106±20％。更优选地，在这样的设置中，常数a为a＝106±10％。需要注意，以[μm]为单位的像素尺寸是通常使用的度量，以便表征像素。相对于电极尺寸(面积)、二极管尺寸(面积)和电阻器的电阻，像素尺寸本身并不考虑用于限定像素的个体特征。还应理解，所提供的示例应仅例证本发明的思想，以通过电阻器16的电阻、电极14的尺寸以及一个或更多个二极管12、12’的尺寸来限定像素或像素阵列。
针对施加的具有约5mW/mm2强度和约4ms光脉冲持续时间的光，对具有根据表1列出的参数集的像素结构的像素阵列进行优化。
Figure BDA0002359109010000351
表1：针对具有5mW/mm^2光强度的4ms的光脉冲优化的分流电阻器的电阻。
针对施加的具有约3mW/mm2强度和约4ms光脉冲持续时间的光，对具有根据表2的像素结构的像素阵列进行优化。
Figure BDA0002359109010000352
表2：针对具有3mW/mm^22光强度的4ms的光脉冲优化的分流电阻器的电阻。
表3示出了像素的参数集，所述参数集已确定为众多可能构造的特别有利的选择。针对施加的具有约5mW/mm2强度和约4ms光脉冲持续时间的光，对表3列出的参数集进行优化。
Figure BDA0002359109010000361
表3：针对具有5mW/mm^22光强度的4ms的光脉冲优化的分流电阻器的优选电阻。
图7用双对数图并用“x”标记示出了用于像素阵列1的像素的通常合理并技术上可行的参数配置。在该图中，X轴表示二极管的尺寸(在这里是面积)，例如，有效二极管面积。该图的Y轴表示分流电阻器值除以电极面积的对应关系，如根据上述限定的等式(2)中得出的。图7中用“+”标记的那些参数坐标表示参数集，所述参数集根据本发明的创造性考虑因素而受到约束。
这些约束可以例如要求使电极以特定电荷密度提供特定电荷。电荷密度可以特别为约0.35mC/cm2。电荷密度的上限优选为1mC/cm2。电荷密度可以高达1.5mC/cm2。此外，这些约束可以要求对刺激脉冲的响应不可以超过电极14和对电极18之间的最大电压。特别地，可以将电压保持在水的水解电压以下。作为针对根据图7至图11的示例性实施例考虑的一个示例，最大电压可以限制为约0.8V。另一方面，根据针对特定光参数的这些实施例，电极提供的最小电压考虑为小于0.1V。此外，在一些实施例中，这些约束可以要求使可用于刺激的电荷最大化的同时，电阻器16的电阻允许足够快的电荷平衡，优选地对应于剩余DC电流，该剩余DC电流反应了随时间的小于0.1μA的不平衡电荷。剩余DC电流减少，由此使电极电荷平衡，可以实现对组织更可控的刺激，并因此提高像素或像素阵列的可靠性。
如所示的，示出这种参数集的这些像素和像素阵列可以由上述等式(2)来描述。在图7的示例性实施例中，指数n是n＝-1.81。图7中的虚线和点划线表示等式(2)中常数a的上限和下限，其中常数a分别是3·105和2·106。当根据以下等式(3)重新布置时，这些线表示由等式(2)定义的直线：
R/Earea＝a·Dn area (等式.3)
所述定义以相同的方式应用于如下所述的图8至图11。
图8示出了另外的优选参数。在图8中，这些参数集用黑色圆圈(·)表示。作为比较，图8还示出了通常可用作合理理论配置的那些配置。根据图8的实施例的上限和下限可以分别定义为a＝7·105和a＝1.5·106。
图9示出了与图8相同的图，除了没有示出所有可能的参数集，并添加了近似于最优选实施例的参数集的优选中心值的直线。该线由常数a＝106和指数n＝-1.81定义。需要注意，在图7至图11所示的对数图上，大约10-50％的共同误差可被视为偏离优选中心值的偏差。
类似于图7至图9，图10示出了理论上可以考虑的那些技术实现的图。此外，如图8和图9一样，图10示出了用黑色圆圈(·)表示的根据本发明的最优实施例。然而图10中示出的线表示针对不同指数n由上述等式(3)定义的线的上限和下限。图10中的参数集的上限和下限的指数分别定义为n＝-1.5和n＝-2。
类似于图10中的图，图11示出了不同指数n产生的具有极限线的图。此处的上限由指数n＝-1.75定义，并且下限由指数n＝-1.85定义。
需要注意，根据上述示例的上限和下限表示可能的参数集的范围边界。也就是说，介于由表示上限值和下限值的线限定的区域之间的任何参数集应理解为是提供具有增强特性的像素或像素阵列的构思的一部分。
示例
以下示例描述了根据本发明的各种电刺激阵列、特别是感光阵列的各种制造方法。
示例1：支撑式阵列的制造
聚对二甲苯
感光元件在板(例如PTEE板，以避免膜黏结在板上)上设置成排，其中在板上电极侧朝下。在植入物的背面沉积1至10μm的聚对二甲苯C膜(薄膜沉积)。将聚对二甲苯膜切成期望的形状。
聚酰亚胺
选择1：例如通过胶合将感光元件组装在聚酰亚胺膜上。
选择2：感光元件在植入物的生产过程中集成在晶片上的聚酰亚胺层中。
选择3：聚酰亚胺膜沉积在感光元件的背面(薄膜沉积)。将阵列切成期望的形状。
生物胶
感光元件在固定装置(例如PTEE固定装置以避免膜黏结在板上)中设置成排，其中在固定装置中电极侧朝下。固定装置必须在植入物的顶部上包括期望的衬底形状的空腔或几微米深度。达到100μm的聚合物胶的膜在空腔中沉积到感光元件的背面。胶用UV光固化。
PDMS(硅)
达到100μm的PDMS膜沉积在感光元件的背面并固化。将阵列切成期望的形状。
示例2：嵌入式阵列的制造
胶原蛋白
感光元件嵌入非交联的胶原蛋白中。随后，引发交联，在感光元件周围形成胶原蛋白薄膜。
玻尿酸
将感光元件浸入黏性透明质酸中。能够通过冲洗嵌入有感光元件的透明质酸的液滴将嵌入透明质酸的感光元件输送到黄斑下方。

Claims (42)

1.一种感光阵列，其包括感光元件的阵列，所述感光元件包括至少一个像素，所述至少一个像素具有至少一个二极管、刺激电极，并且优选地具有对电极和电阻器，
其中所述阵列包括设置在衬底中或衬底上的至少两个感光元件。
2.根据权利要求1所述的感光阵列，其中每个感光元件包括多个像素阵列。
3.根据权利要求1或2所述的感光阵列，其中所述感光元件是感光芯片。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的感光阵列，其中电阻器的电阻根据电阻、刺激电极的尺寸和二极管的尺寸的预定关系来选择。
5.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，其中电阻器的电阻通过以下公式来确定：
R＝a·(Darea∧n)·Earea
其中：
R是电阻器的电阻；
Earea是电极面积；
Darea是有效二极管面积；
n是指数，并且
a是常数。
6.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，包括两个感光元件、三个感光元件或四个感光元件的阵列。
7.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，其中所述至少两个感光元件具有基本上细长的、圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、七边形或八边形的形状。
8.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，其中所述阵列包括至少两个感光元件，所述至少两个感光元件以至少以下距离设置在所述衬底中或衬底上：0mm，更优选地0.01mm、0.05mm、0.10mm、0.20mm、0.25mm、0.30mm、0.50mm、0.60mm、0.70mm、0.80mm、0.90mm或1.0mm。
9.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，其中所述至少两个感光元件(i)完全或部分嵌入所述衬底内或(ii)可选地通过黏附力或生物黏合剂附接到所述衬底。
10.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，其中所述至少两个感光元件基本线性地，呈蛇形、圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形地，呈规则或不规则的平铺图案、蜂窝状图案、网格图案、填充或非填充图案、均匀或非均匀图案地，或任意/不对称地设置在衬底中或衬底上。
11.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，还包括涂层。
12.根据权利要求11所述的感光阵列，其中所述涂层是连续或不连续的。
13.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，其中衬底和/或可选地涂层(基本上)优选地由以下材料构成：(a)具有足够的柔性，以适应其植入的身体部位的形状，以及(b)具有足够的刚性，以防止在植入时和/或植入后感光植入物的折叠。
14.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，其中所述衬底和/或可选地所述涂层是生物相容的。
15.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，其中所述衬底和/或可选地所述涂层是(基本)非导电的。
16.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，其中所述衬底和/或可选地所述涂层设置为允许感光元件的刺激电极刺激周围的靶细胞和/或组织。
17.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，其中所述衬底和/或可选地所述涂层是可生物降解的。
18.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，包括设置在感光元件上的顶层。
19.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，其中所述衬底、涂层和/或所述顶层包括凹口或孔。
20.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，其中所述衬底、涂层和/或所述顶层包括至少一种活性剂，所述至少一种活性剂可选地选自：抗感染剂、抗炎剂、基因治疗剂和治疗性细胞。
21.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，其中所述衬底和/或所述涂层的上表面和下表面的颜色不同。
22.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，其中所述衬底设置为支撑设置在其上的感光元件的层。
23.根据权利要求22所述的感光阵列，其中所述衬底设置为膜或薄膜。
24.根据权利要求22或23中任一项所述的感光阵列，其中感光元件延伸超过所述衬底的侧缘中的至少一个。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的感光阵列，其中所述衬底具有至少以下长度：1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm，优选地为3mm至7mm。
26.根据权利要求22至25中任一项所述的感光阵列，其中所述衬底具有至少以下宽度：0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm或1.5mm，优选地为0.5mm至1mm。
27.根据权利要求22至26中任一项所述的感光阵列，其中所述衬底具有1μm和500μm的厚度，更优选地为10μm至200μm，更优选地为10μm至100μm，特别优选地至少为10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm或150μm，至少为0.1μm、0.5μm、1.0μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm。
28.根据权利要求18或19或22至26中任一项所述的感光阵列，其中所述衬底和/或所述顶层包括选自以下的材料：聚对二甲苯、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚酯或包括聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)或生物黏合剂的聚合物。
29.根据前述权利要求1至21中任一项所述的感光阵列，其中所述衬底设置为封闭所述感光元件的胶囊。
30.根据权利要求29所述的感光阵列，其中所述衬底是固体、凝胶或黏性流体。
31.根据权利要求11至12或29至30中任一项所述的感光阵列，其中所述衬底和/或所述涂层包括选自以下的材料：胶原蛋白、透明质酸、聚乙二醇(PEG)、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)、明胶、水凝胶或生物黏合剂。
32.根据权利要求29至31中任一项所述的感光阵列，其中所述胶囊由根据权利要求31所述的至少两种不同的材料组装成。
33.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，包括优选地根据权利要求22至27中任一项所述的设置为层的衬底，和/或优选地根据权利要求29至31中任一项所述的设置为胶囊的衬底。
34.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，其用作植入物，优选地用作视网膜植入物。
35.根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列，其中所述阵列包括多个感光元件的阵列，即两个感光元件、三个感光元件、四个感光元件或更多个感光元件(50)的阵列，每个感光元件(50)包括至少一个、优选多个像素阵列(1)，其中所述元件(50)设置在衬底(20)上，并且其中所述衬底设置为膜或薄膜。
36.根据权利要求35所述的感光阵列，其中所述衬底(20)由柔性的、生物相容的和/或非导电的材料构成，所述材料优选地选自：聚对二甲苯、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚酯或包括聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)或生物黏合剂的聚合物。
37.根据权利要求35或36所述的感光阵列，还包括涂层(22、22’)。
38.根据权利要求35至37中任一项所述感光阵列，其中所述涂层由可生物降解或不可生物降解的材料或由两者构成，所述材料可选地选自：胶原蛋白、透明质酸、聚乙二醇(PEG)、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)、明胶或水凝胶或生物黏合剂。
39.根据权利要求1至34中任一项所述的感光阵列，其中所述阵列包括多个感光元件的阵列，即两个感光元件、三个感光元件、四个感光元件或更多个感光元件(50)的阵列，每个感光元件(50)包括至少一个、优选多个像素阵列(1)，其中所述元件(50)设置在衬底(20)中，并且其中所述衬底设置为胶囊。
40.根据权利要求39所述的感光阵列，其中所述衬底(20)由柔性的、生物相容的和/或非导电的材料构成，所述材料优选地选自：胶原蛋白、透明质酸、聚乙二醇(PEG)、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)、明胶或水凝胶或生物黏合剂。
41.一种用于制造根据前述权利要求中任一项所述的感光阵列的方法，包括：
(1)提供优选地如权利要求8至33中任一项所限定的衬底；
(2)提供优选地如权利要求1至7所限定的至少两个感光元件；
(3)将所述感光元件设置在所述衬底中或所述衬底上；
(4)可选地添加涂层、顶层和/或治疗剂。
42.根据权利要求41所述的方法，其中所述感光元件通过以下方式设置在所述衬底中或所述衬底上：(1)将所述感光元件嵌入所述衬底中或(b)可选地通过黏附力或生物黏合剂将所述感光元件附接到所述衬底。
CN201880045640.0A 2017-07-14 2018-07-13 感光阵列 Active CN110869081B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17181558.2 2017-07-14
EP17181558.2A EP3427790A1 (en) 2017-07-14 2017-07-14 Photosensitive array
PCT/EP2018/069159 WO2019012142A1 (en) 2017-07-14 2018-07-13 PHOTOSENSITIVE NETWORK

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110869081A true CN110869081A (zh) 2020-03-06
CN110869081B CN110869081B (zh) 2024-04-30

Family

ID=59350822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880045640.0A Active CN110869081B (zh) 2017-07-14 2018-07-13 感光阵列

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11559684B2 (zh)
EP (2) EP3427790A1 (zh)
JP (1) JP2020526240A (zh)
CN (1) CN110869081B (zh)
AU (1) AU2018298885A1 (zh)
CA (1) CA3067122A1 (zh)
WO (1) WO2019012142A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102141048B1 (ko) * 2018-04-05 2020-08-06 재단법인대구경북과학기술원 3차원 전극장치 및 이의 제조방법
CN113117144A (zh) * 2019-12-30 2021-07-16 上海建华精细生物制品有限公司 一种仿生型真皮导入溶液及其应用
CN112331685B (zh) * 2020-11-20 2024-02-02 联合微电子中心有限责任公司 图像传感器及其形成方法
CN117594623B (zh) * 2024-01-19 2024-05-24 国科大杭州高等研究院 类视网膜短波红外光电探测器、应用及感算一体神经网络

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050090874A1 (en) * 2001-06-15 2005-04-28 Wu Naijuan J. Thin film optical detectors for retinal implantation and methods for making and using same
CN103179928A (zh) * 2010-06-28 2013-06-26 贾瓦哈拉尓尼赫鲁高级科学研究中心 人造视网膜设备
CN105025982A (zh) * 2013-03-14 2015-11-04 纳米视网膜公司 中心凹视网膜假体
WO2016180535A1 (en) * 2015-05-12 2016-11-17 Pixium Vision Sa Photosensitive pixel structure with wrapped resistor

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2753937A (en) 1953-09-15 1956-07-10 Erwin Loewy Lever-operated shears
US4628933A (en) 1985-07-23 1986-12-16 Michelson Robin P Method and apparatus for visual prosthesis
JPS62172765A (ja) 1986-01-24 1987-07-29 Sharp Corp 光−電圧変換装置
DE19705988C2 (de) 1996-10-23 2002-04-11 Univ Eberhard Karls Retina-Implantat
US6389317B1 (en) 2000-03-31 2002-05-14 Optobionics Corporation Multi-phasic microphotodetector retinal implant with variable voltage and current capability
US7146221B2 (en) * 2001-11-16 2006-12-05 The Regents Of The University Of California Flexible electrode array for artifical vision
DE10304831A1 (de) 2003-01-31 2004-08-26 Eberhard-Karls-Universität Tübingen Universitätsklinikum Retina-Implantat zum Stimulieren einer Retina in Abhängigkeit von einfallendem Licht
WO2004075005A2 (en) 2003-02-14 2004-09-02 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Neural prosthesis based on photomechanical deflectors and tactile sensory cells
JP2006054252A (ja) 2004-08-10 2006-02-23 Sony Corp 固体撮像装置
US20070080925A1 (en) 2005-10-11 2007-04-12 Nokia Corporation Power generating display device
KR101234214B1 (ko) 2006-03-06 2013-02-18 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법
US8625306B2 (en) 2006-08-28 2014-01-07 Youngtack Shim Electromagnetically-countered display systems and methods
EP2098527B1 (en) 2006-10-25 2016-03-30 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha Novel fused-ring aromatic compound, process for producing the same, and use thereof
CN101266346B (zh) 2007-03-13 2010-05-26 瀚宇彩晶股份有限公司 光敏元件及应用此光敏元件的液晶显示器
JP2009027132A (ja) 2007-06-21 2009-02-05 Panasonic Corp 固体撮像装置およびその製造方法
US8031043B2 (en) 2008-01-08 2011-10-04 Infineon Technologies Ag Arrangement comprising a shunt resistor and method for producing an arrangement comprising a shunt resistor
US8097041B2 (en) 2008-01-31 2012-01-17 Epitera Solutions, Inc. Infra-orbital implant
US7875948B2 (en) 2008-10-21 2011-01-25 Jaroslav Hynecek Backside illuminated image sensor
WO2010117382A1 (en) 2009-04-08 2010-10-14 National Ict Australia Limited (Nicta) Electronics package for an active implantable medical device
KR101258260B1 (ko) 2010-04-16 2013-04-25 엘지디스플레이 주식회사 유기전계발광표시장치
MX2013002375A (es) 2010-08-31 2013-10-07 Univ Cornell Protesis de retina.
US9114004B2 (en) 2010-10-27 2015-08-25 Iridium Medical Technology Co, Ltd. Flexible artificial retina devices
KR101822112B1 (ko) * 2010-10-27 2018-01-25 이리듐 메디칼 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 플렉시블 인조 망막 장치들
KR101648023B1 (ko) 2010-12-21 2016-08-12 한국전자통신연구원 트렌치 분리형 실리콘 포토멀티플라이어
US9064764B2 (en) 2012-03-22 2015-06-23 Sionyx, Inc. Pixel isolation elements, devices, and associated methods
CN103681701B (zh) 2012-09-24 2016-12-21 上海天马微电子有限公司 光电转换元件、x射线平板探测装置及其制作方法
KR20160132888A (ko) 2014-03-03 2016-11-21 브릴리언트 라이트 파워, 인크. 광전 발전 시스템 및 이에 관한 방법
CN104022130B (zh) 2014-06-20 2017-01-25 北京师范大学 硅光电倍增探测器
JP6951254B2 (ja) 2015-05-12 2021-10-20 ピクシウム ビジョン エスエー シャント抵抗体を有する感光性画素
CN104873330B (zh) * 2015-06-19 2017-06-13 浙江诺尔康神经电子科技股份有限公司 一种人工视网膜植入体
JP6862362B2 (ja) 2015-06-24 2021-04-21 ピクシウム ビジョン エスエー 上昇した光吸収を有する感光性画素構造体、及び感光性インプラント
EP3144032A1 (en) 2015-09-15 2017-03-22 Pixium Vision SA Photosensitive pixel structure with front side coating

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050090874A1 (en) * 2001-06-15 2005-04-28 Wu Naijuan J. Thin film optical detectors for retinal implantation and methods for making and using same
CN103179928A (zh) * 2010-06-28 2013-06-26 贾瓦哈拉尓尼赫鲁高级科学研究中心 人造视网膜设备
CN105025982A (zh) * 2013-03-14 2015-11-04 纳米视网膜公司 中心凹视网膜假体
WO2016180535A1 (en) * 2015-05-12 2016-11-17 Pixium Vision Sa Photosensitive pixel structure with wrapped resistor

Also Published As

Publication number Publication date
EP3427790A1 (en) 2019-01-16
CN110869081B (zh) 2024-04-30
JP2020526240A (ja) 2020-08-31
WO2019012142A1 (en) 2019-01-17
US11559684B2 (en) 2023-01-24
CA3067122A1 (en) 2019-01-17
EP3651847A1 (en) 2020-05-20
US20200147385A1 (en) 2020-05-14
AU2018298885A1 (en) 2019-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110869081B (zh) 感光阵列
JP4393029B2 (ja) 可変電圧電流能を備えた多相式マイクロ光電検出装置による網膜移植法と挿入用装置
US8428740B2 (en) Retinal prosthesis techniques
CA2455357C (en) Thin film optical detectors for retinal implantation and methods for making and using same
CN107635621B (zh) 具有分流电阻器的光敏像素
AU2001243665A1 (en) Multi-phasic microphotodetector retinal implant with variable voltage and current capability and apparatus for insertion
KR102258884B1 (ko) 서브형 인공망막 장치, 이의 구동방법 및 제조방법
JP6704938B2 (ja) 巻かれた抵抗体を有する感光性画素構造体
ES2929027T3 (es) Estructura de píxel fotosensible con mayor absorción de luz e implante fotosensible
ES2757533T3 (es) Estructura de píxeles fotosensibles con revestimiento lateral frontal
KR102339008B1 (ko) 마이크로렌즈를 포함하는 서브형 인공망막 장치 및 그 제조방법
EP3583886A1 (en) Accurate optical devices for age-related macular degeneration

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant