ES2355204T3 - Implante retinal microfotodetector multifásico con capacidad de corriente y voltaje variable. - Google Patents

Abstract

Implante retinal (10) para inducir eléctricamente la visión formada en un ojo, comprendiendo el implante retinal (10): una pluralidad de pares de microfotodetectores (62) de una primera capa que reciben luz incidente sobre el ojo, cada par de microfotodetectores de la primera capa comprendiendo: un microfotodetector PiN (63A) y un microfotodetector NiP (64A), donde la porción P del microfotodetector PiN (63A) y la porción N del microfotodetector NiP (64A) están alineadas sobre un primer extremo y la porción N del microfotodetector PiN (63A) y la porción P del microfotodetector NiP (64A) están alineadas sobre un segundo extremo; y un electrodo común (65) en comunicación eléctrica entre la porción P y la porción N del primer extremo del par de microfotodetectores; una capa de ajuste de ganancia (100) que tiene un primer lado y un segundo lado, teniendo el primer lado una primera porción conectada eléctricamente en serie con el segundo extremo de al menos una porción de la pluralidad de pares de microfotodetectores (62) de la primera capa, y una segunda porción formada integralmente con la primera porción y alejándose de la primera porción, donde la segunda porción está orientada para recibir luz incidente sobre el ojo; y un plano de electrodos común (114) en contacto eléctrico con el segundo lado de la capa de ajuste de ganancia (100), por medio de lo cual el plano de electrodos común (114) sirve como contacto de tierra para el implante retinal (10).

Description

Campo de la Invención

La presente invención se refiere a productos médicos que son implantados en el ojo y que pueden restaurar 5 cierto grado de visión en personas con pérdida de visión causada por diversas enfermedades de la retina.

Antecedentes

Diversas enfermedades de la retina causan una pérdida de la visión por destrucción de la vasculatura retinal exterior y de ciertas capas retinales exteriores e interiores del ojo. La retina interior se conoce también como neurorretina. La vasculatura retinal exterior se compone de la coroides y la coriocapilar y las capas retinales exteriores 10 se componen de la membrana de Bruch y el epitelio pigmentario retinal. La parte exterior de la capa retinal interior que se ve afectada es la capa fotorreceptora. Sin embargo, pueden verse afectadas de forma variable otras capas retinales interiores. Estas capas retinales interiores preservadas incluyen las capas de los núcleos exteriores, plexiforme exterior, núcleos interiores, plexiforme interior, células amacrinas, células ganglionares y fibras nerviosas. La preservación de estas capas retinales interiores permite la estimulación eléctrica de una o más de estas estructuras para producir la 15 sensación de formación de imágenes.

Se han realizado ya esfuerzos previos para generar la visión estimulando eléctricamente diversas partes de la retina. Uno de tales intentos implicaba un dispositivo en forma de disco con electrodos estimuladores de la retina en un lado y fotosensores en el otro lado. La corriente del fotosensor tenía que ser amplificada mediante electrónica (por una fuente externa) dentro del disco para operar los electrodos estimuladores. El dispositivo fue diseñado para estimular 20 eléctricamente la capa de fibras nerviosas de la retina mediante contacto sobre esta capa desde la cavidad vítrea. El éxito de este dispositivo es escaso debido a que debe duplicar señales neuronales complejas moduladas por frecuencia de una capa de fibras nerviosas que sigue un rumbo radial general con fibras que se solapan desde diferentes porciones de la retina. Por consiguiente, el dispositivo no sólo tendría que duplicar señales neuronales complejas, y que tienen que descifrarse, sino también tendría que ser capaz de seleccionar las fibras nerviosas apropiadas para estimular 25 aquellas que están dispuestas en una posición no retinotópicamente correcta con respecto a la imagen de luz incidente.

Otro intento del uso de un implante para corregir pérdida de la visión implica un dispositivo que consiste en una base soporte que se reviste con un material fotosensible, tal como selenio. Este dispositivo fue diseñado para ser insertado a través de una incisión externa en la esclerótica, en su polo posterior, y permanecería entre la esclerótica y la coroides o entre la coroides y la retina. La luz provocaría que se desarrolle una tensión eléctrica sobre la superficie 30 fotosensible produciendo iones, que entonces teóricamente migrarían hacia el interior de la retina, estimulándola. Sin embargo, puesto que este dispositivo no tiene una estructura superficial discreta que restrinja el flujo direccional de las cargas, se produciría una migración y difusión lateral de cargas, impidiendo así una resolución de imagen aceptable. La colocación del dispositivo entre la esclerótica y la coroides resultaría también en el bloqueo de la migración discreta de iones hacia las capas fotorreceptora y retinal interior. Esto se debe a la presencia de la coroides, coriocapilar, 35 membrana de Bruch y la capa de epitelio pigmentario retinal, las cuales bloquearían el paso de estos iones. La colocación del dispositivo entre la coroides y la retina interpondría aún la membrana de Bruch y la capa de epitelio pigmentario retinal en la vía de la migración discreta de iones. Puesto que el dispositivo sería insertado en o a través de la coroides, altamente vascularizada en el polo posterior, probablemente se produciría una hemorragia subcoroidal, intrarretinal e intraorbital, junto con una interrupción del flujo sanguíneo hacia el polo posterior. 40

Otro dispositivo estimulador retinal, un dispositivo de retina artificial fotovoltaico, se describe en la patente de US 5.024.223. Esta patente describe un dispositivo insertado en el espacio potencial del interior de la retina misma. Este espacio, denominado espacio subretinal, se localiza entre las capas exterior e interior de la retina. El dispositivo de retina artificial descrito se compone de una pluralidad de los denominados microfotodiodos de electrodos superficiales (“SEMCPs”) depositados sobre un único sustrato de cristal de silicio. Los SEMCPs transducen la luz en pequeñas 45 corrientes eléctricas que estimulan las células retinales interiores superpuestas y circundantes. Debido a la naturaleza sólida del sustrato de los SEMCPs, se puede producir un bloqueo de nutrientes desde la coroides hacia la retina interior. Incluso con fenestraciones de diversas geometrías, la permeabilidad al oxígeno y a sustancias biológicas no es óptima.

La patente US 5.397.350 describe otro dispositivo de retina artificial fotovoltaico. Este dispositivo se compone de una pluralidad de los denominados microfotodiodos de electrodos superficiales independientes (ISEMCPs) 50 dispuestos en el seno de un vehículo líquido para su colocación en el espacio subretinal del ojo. Los espacios abiertos entre ISEMCPs adyacentes permiten que los nutrientes y el oxígeno fluyan desde la retina exterior hacia la retina interior. Los ISEMCPs incorporan una capa capacitiva para producir un potencial eléctrico de dirección opuesta y permitir una estimulación de corriente bifásica. Dicha corriente es beneficiosa, ya que previene el daño a la retina por electrolisis debido a estimulación monofásica prolongada. Sin embargo, al igual que el dispositivo de SEMCP, el 55 ISEMCP depende de la luz procedente del entorno visual para su funcionamiento y, por ello, la capacidad de este dispositivo para funcionar en ambientes con baja iluminación es limitada.

Se describe todavía otro dispositivo de retina artificial fotovoltaico en la patente US 5.895.415. Este dispositivo se compone de varias subunidades de microfotodiodos multifásicos. En particular, un dispositivo conocido como MMRI-4 tiene cuatro subunidades de microfotodiodos. Sin embargo, este dispositivo no emplea capacidades de amplificación ni tampoco la capacidad de variar su polaridad de voltaje de estimulación, los cuales, conjuntamente, llevarían a una capacidad mejorada para funcionar en entornos con poca luz y a una capacidad mejorada para dirigir variaciones 5 localizadas en la sensibilidad retinal.

Se describe en la patente US 4.628.933 un dispositivo de estimulación retinal fotovoltaico que implica la amplificación. Este dispositivo incluye una serie compacta de dispositivos fotosensibles así como una pluralidad de electrodos conectados a las salidas de los dispositivos fotosensibles. La amplificación puede tener lugar entre los elementos fotosensores y los electrodos. Sin embargo, la fuente eléctrica para la amplificación no se basa en la luz 10 incidente, sino en el acoplamiento de radiofrecuencia (RF). Además, es poco probable que la amplificación mejore la capacidad para funcionar en entornos con poca luz debido a que el aumento no puede dirigirse a longitudes de onda luminosas específicas, tales como longitudes infrarrojas, cuya amplificación mejoraría el funcionamiento en ambientes con poca luz. Este dispositivo tampoco es capaz de cambiar su polaridad de voltaje de estimulación.

El ISEMCP tampoco provee una forma para dirigir las variaciones localizadas de la sensibilidad a la 15 estimulación eléctrica del tejido retinal superviviente. Por consiguiente, existe la necesidad de implantes retinales que puedan operar eficazmente en ambientes de baja iluminación y que sean capaces de compensar las variaciones de sensibilidad retinal dentro del ojo.

Breve Resumen

Para abordar las necesidades anteriores y de acuerdo con un aspecto de la invención, se describe un implante 20 retinal según la reivindicación 1. El aumento de voltaje y de corriente se denominarán "ganancia".

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se describe un método según la reivindicación 15.

Breve Descripción de las Figuras

FIG. 1: vista lateral en corte transversal simplificada de un ojo que contiene un implante retinal VGMMRI en el 25 espacio subretinal;

FIG. 2: vista en corte en perspectiva despiezada aumentada de una parte de la retina que ilustra una vista en corte en perspectiva de una realización del VGMMRI en su posición preferente en el espacio subretinal;

FIG. 3: vista en planta de un VGMMRI dirigido hacia la luz incidente de acuerdo con una realización 30 preferente de la presente invención;

FIG. 4: parte de una vista en corte escalonada y en perspectiva del VGMMRI tomada según las secciones A-A y B-B de la FIG. 3;

FIG. 4a: vista en planta de otra realización preferente del VGMMRI, donde cada par de microfotodetectores con su capa de ajuste de aumento está incluido en una malla tipo red y espaciado de cada par de 35 microfotodetectores adyacentes y su capa de ajuste de aumento respectiva;

FIG. 5A-5C: ilustran las etapas de fabricación según una realización preferente del VGMMRI;

FIG. 6: diagrama esquemático generalizado de un Sistema Adaptativo de Estimulación Retinal para la Formación de Imágenes (AIRES) modificado que se puede utilizar con el VGMMRI de las FIG. 3, 4 y 4A; 40

FIG. 7 A-D: muestran un dispositivo PTOS modificado adecuado para su uso en el sistema AIRES de la FIG. 6;

FIG. 8: muestra los componentes de una realización alternativa del sistema AIRES de la FIG. 6.

Descripción Detallada de las Realizaciones Actualmente Preferentes

Como se ilustra con más detalle a continuación, la presente invención se refiere a un implante retinal que puede variar la polaridad de su voltaje de estimulación y también producir voltajes y corrientes de mayor estimulación 45 hacia la retina en comparación con los implantes retinales de la técnica anterior. Este voltaje y la citada corriente de estimulación mayores y ajustables permiten umbrales de estimulación de voltaje y/o de corriente mayores de los que se pueden requerir para estimular un tejido retinal severamente dañado. Aunque una realización preferente del implante retinal descrito a continuación se puede usar por sí mismo, sin necesidad de aparato de estimulación especial alguno posicionado fuera del ojo, en otra realización, los voltajes y corrientes de estimulación del implante de la presente 50 invención son adaptables a las necesidades específicas de la retina mediante la adición de cantidades reguladas de

diferentes longitudes de onda de imágenes proyectadas y de luz de iluminación de fondo provistas por un dispositivo de auriculares que proyecta las diferentes longitudes de onda en el ojo. El uso de estos auriculares permite también que el implante retinal funcione en condiciones de baja iluminación.

Como se ilustra en la figura 1, un implante retinal (referido también en la presente como un implante retinal de microfotodiodo multifásico de ganancia variable o VGMMRI) 10 se coloca dentro del ojo 12 en el espacio subretinal 16, y 5 se orienta para recibir luz incidente 11 que llega a través de la córnea 13 y el cristalino 14 del ojo 12. Tal como se usa en esta especificación, el término luz se refiere a luz visible y/o infrarroja.

En la FIG. 2, una vista en corte en perspectiva a alto aumento muestra el VGMMRI 10 colocado en su posición preferente en el espacio subretinal 16. Las capas de la retina, desde el interior del ojo hacia el exterior, en sus posiciones respectivas, son: membrana limitativa interna 18; capa de fibras nerviosas 20; capa de células ganglionares y 10 amacrinas 22; plexiforme interior 24; capa nuclear interior 26; plexiforme exterior 28; capa nuclear exterior 30; y segmentos interior y exterior de conos y bastones de la capa fotorreceptora 32, las cuales constituyen la retina interior 34. Se debe notar que las capas del plexiforme exterior 28, capa nuclear exterior 30 y segmentos interior y exterior de conos y bastones de la capa fotorreceptora 32 constituyen la parte exterior de la retina interior, pero a veces se denominan en conjunto como “retina exterior” en la técnica, aunque el significado es claro para el experto en la técnica 15 como se describió en el contexto anterior. El VGMMRI 10 está dispuesto entre la retina interior 34 y la retina exterior 40 compuesta del epitelio pigmentario retinal 36 y la membrana de Bruch 38. Externamente a la retina exterior 40, se disponen la coriocapilar 42 y la coroides 44, las cuales comprenden en conjunto la vasculatura coroidal 80. Externamente a la vasculatura coroidal 80 se encuentra la esclerótica 48.

Con relación a las FIG. 3 y 4, se muestra una realización preferente de un VGMMRI. La FIG. 3 es una vista en 20 planta del VGMMRI 10 orientado hacia la luz incidente, mostrando una capa superior 60 de columnas 61 de pares de microfotodetectores 62, que preferentemente son pares de microfotodiodos construidos de un material de silicio amorfo y dispuestos sobre la superficie de una capa de aumento subyacente formada a partir de un chip sustrato de silicio. El término microfotodetector, tal como se usa en la presente, se define como cualquier dispositivo capaz de aceptar energía luminosa y convertirla en una señal eléctrica y/o cambiar la resistencia. Ejemplos de dichos dispositivos incluyen 25 microfotodiodos, pilas (células) solares y fotorresistores. Por debajo de cada columna 60 de pares de microfotodetectores 62, se sitúa un primer fotodiodo PiN 66 en forma de tira que provee un aumento de voltaje y/o de corriente incrementados hacia la primera columna 63 de los microfotodetectores PiN amorfos de los pares de microfotodetectores 62, y un segundo fotodiodo NiP 68 en forma de tira que provee un aumento de voltaje y/o de corriente incrementada hacia la segunda columna 64 de los pares de microfotodetectores amorfos 62. Cada 30 microfotodetector PiN 63A amorfo y cada microfotodetector NiP 64A amorfo de cada par de microfotodetectores 62 tiene un electrodo estimulante retinal común 65.

Debajo de cada columna 60 de microfotodetectores, la tira de contacto común 66A de la porción N (FIG. 3) de la columna 63 de microfotodetectores PiN está en contacto eléctrico con la porción P de un primer fotodetector PiN 66 en forma de tira subyacente. Del mismo modo, la tira de contacto común 66A prolonga la longitud de la columna 60 y 35 por ello se extiende hacia los extremos de la porción P del primer fotodiodo PiN 66 en forma de tira. El propósito de este primer fotodetector PiN 66 en forma de tira subyacente es proporcionar un aumento de voltaje y/o una corriente incrementada hacia los microfotodetectores PiN 63A superpuestos.

Del mismo modo, tal como se aprecia mejor en la FIG. 4, debajo de la columna 60 de microfotodetectores de silicio amorfo, la tira de contacto común 68A de la porción P de la columna 64 de microfotodetectores NiP amorfos (FIG. 40 3), está en contacto eléctrico con la porción N del segundo fotodetector NiP 68 en forma de tira subyacente. Del mismo modo, la tira de contacto común 68A prolonga la longitud de la columna 60 y entonces se extiende hacia los extremos de la porción N del segundo fotodiodo NiP 68 en forma de tira. El propósito de este segundo fotodetector NiP 68 en forma de tira subyacente es proporcionar un aumento de voltaje y/o una corriente incrementada hacia los microfotodetectores NiP 64A amorfos superpuestos. 45

Aunque el VGMMRI 10 tiene preferentemente forma de disco, otras formas que incluyen, pero no están limitadas a, rectángulos, anillos, partes anulares, formas irregulares y otras formas, se pueden fabricar para destacar la forma de la retina dañada que va a ser estimulada. Asimismo, en otra realización de esta invención mostrada en la figura 4A, cada pixel 62 del VGMMRI, cada uno con su pequeña sección de fotodiodos de aumento en forma de tira subyacentes 66, 68 (FIG. 4), se puede fabricar como un pixel individual, separado físicamente en el espacio de otro 50 pixel 62, pero entonces incluido comúnmente en una malla tipo red 17 con otros pixeles 62. El propósito de esta estructura de malla es permitir que los nutrientes fluyan entre la retina interior y exterior a través de los canales de la malla.

Con relación de nuevo a la FIG. 4, una vista en corte escalonada tomada a través de una porción de las secciones A-A y B-B de la FIG. 3, ilustra además una realización preferente del VGMMRI 10. La FIG. 4 muestra la capa 55 de pixeles 60 superior del microfotodetector que recibe imágenes de luz incidente 11 y la capa de ajuste de aumento de voltaje y/o de corriente 100. La capa de pixeles 60 del microfotodetector del VGMMRI 10 está apilada en la parte superior de la capa de fotodiodos de ajuste de aumento de voltaje y/o corriente 100, y las dos capas 60, 100 están conectadas eléctricamente en serie. Preferentemente, los píxeles del microfotodetector de la capa superior 60 se obtienen de un material de silicio amorfo y la capa de ajuste de aumento 100 se compone de tiras de fotodetectores de 60

un material de silicio cristalino. Además, la capa de ajuste de aumento 100 tiene preferentemente un área mayor que el área de la capa de pixeles 60 del microfotodetector, de modo que una parte de la capa de ajuste de aumento 100 se extiende más allá del perímetro de la capa de microfotodetectores 60. En una realización preferente, la capa de microfotodetectores superior 60 cubre aproximadamente el 80% de la capa de ajuste de aumento 100 y está centrada en la capa de ajuste de aumento 100 de modo que la parte de la capa de ajuste de aumento que se extiende más allá 5 del perímetro de la capa de microfotodetectores 60 queda expuesta a la luz incidente. En otras realizaciones, la capa de ajuste de aumento 100 puede tener también el mismo área que la capa de microfotodetectores 60; en este caso, la luz incidente 11 de un rango seleccionado de longitudes de onda pasa a través de la capa de microfotodetectores 60 para alcanzar la capa de ajuste de aumento inferior 100. Este resultado se logra sacando provecho de la propiedad del silicio amorfo para bloquear ciertas longitudes de onda de la luz visible y dejar pasar ciertas longitudes de onda de la luz 10 infrarroja.

La capa de pixeles 60 del microfotodetector está formada por pixeles individuales 62 construidos preferentemente de un microfotodetector PiN 63A amorfo y un microfotodetector NiP 64A amorfo orientados, de modo que la porción N 80 de cada microfotodetector NiP 64A es adyacente a la porción P 76 de cada microfotodetector PiN 63A y la porción P 76A de cada microfotodetector NiP 64A es adyacente a la porción N 80A de cada microfotodetector 15 PiN 63A. Una capa intrínseca 78 se encuentra entre las porciones P y las porciones N de cada microfotodetector 63A y 64A. Las porciones P 76, 76A, la capa intrínseca 78 y las porciones N 80, 80A de los microfotodetectores 63A y 64A se fabrican preferentemente de silicio amorfo (a:Si), pero se pueden fabricar también de otros materiales fotodetectores bien conocidos por los expertos en la técnica. En otra realización, el VGMMRI 10 se puede fabricar laminando conjuntamente dos membranas de microfotodetectores de silicio cristalino (Silicio) para producir una estructura similar a 20 la realización preferente de esta invención. Esto sería análogo a un tablero de PC de multicapas intercaladas, tal como un trozo de contrachapado. Las membranas laminadas de los microfotodetectores de silicio cristalino requerirían conexiones entre capas y el procesamiento del silicio tridimensional para sustratos finos.

Los dispositivos tanto de a:Si/silicio como de silicio/silicio tienen sus propias ventajas. El silicio amorfo se puede usar para fabricar un dispositivo muy fino. Asimismo, el silicio amorfo tiene una fuerte capacidad de absorción de luz en 25 el rango visible, lo cual puede aumentar el rendimiento de los dispositivos fotodetectores fabricados con este material. Sin embargo, el silicio cristalino posee cualidades de conducción eléctrica más deseables que el silicio amorfo, lo cual puede ser ventajoso en implementaciones de alto voltaje de operación de un microfotodetector. Sin embargo, este último hecho representa más que un problema a los voltajes de operación mayores que en la operación de polarización interna. Una estructura laminada de silicio cristalino puede producir también estructuras de pixeles muy uniformes. 30

Se describirá la estructura específica de una realización preferente con relación de nuevo a la FIG. 4, empezando por el punto donde la luz incidente 11 alcanza primero la superficie del VGMMRI. La capa 77 es un bloque de luz tipo red fabricado de un material opaco, preferentemente un espesor de platino adecuado, que previene la interferencia entre los pixeles 62 de los pares de microfotodetectores. Cada pixel 62 tiene una metalización de electrodo 65 que conecta los microfotodetectores PiN 63A y NiP 64A adyacentes. El electrodo interior formado 81 conecta 35 eléctricamente el lado P 76 del microfotodetector PiN 63A con el lado N adyacente 80 del microfotodetector NiP 64A. Todos los microfotodetectores PiN 63A dentro de la misma columna de pixeles de la FIG. 3 comparten una tira de electrodos inferior común 150. Del mismo modo, todos los fotodetectores NiP 64A dentro de la misma columna de pixeles 64 de la FIG. 3 comparten una tira de electrodos inferior común 83.

Continuando con la FIG. 4, el electrodo superior 65 tiene una primera capa superior 86 de óxido de iridio/iridio 40 obtenido por pulverización iónica depositada sobre la segunda capa superior 88 de platino. La segunda capa superior 88 se deposita sobre una primera capa interior 170 de platino formada sobre una segunda capa interior 92 de titanio. La primera capa de platino interior 170 es muy fina y es semitransparente a la luz. Se deposita sobre otra segunda capa interior muy fina de titanio semitransparente 92 que forma una capa de adhesión de silicio que previene la oxidación del titanio y asegura la conductividad superficial adecuada. La segunda capa superior de platino 88 es más gruesa y sirve 45 como metal de acumulación para el electrodo de estimulación retinal final 65 completado por la deposición de una capa de óxido de iridio/iridio 86 sobre la capa de platino 88. Los electrodos interiores 81 formados de los pares de microfotodetectores 62 están separados entre sí por una cubierta aislante de dióxido de silicio 82 que tiene una abertura para el electrodo de estimulación retinal 65.

Preferentemente la segunda capa interior 92 de titanio semitransparente entra en contacto con casi todas las 50 superficies de las áreas de la porción P 76 y de la porción N 80 adyacentes de los microfotodetectores 63A, 64A. Se observa que es preferente una superficie de contacto metálica que entra en contacto, en la medida de lo posible, con las áreas activas de cada microfotodetector para extraer corriente eléctrica adecuada. Esto se debe a que la movilidad de los electrones puede ser limitada en el silicio amorfo y los electrones generados por los fotones en la región de depleción pueden no desplazarse más allá en el material de silicio amorfo. 55

El microfotodetector PiN 63A de cada pixel 62 de microfotodetector incluye, preferentemente, un filtro de paso de luz visible 74 diseñado para permitir que una parte del espectro de luz visible pase a su través para excitar el microfotodetector PiN 63A orientado, mientras que bloquea otras longitudes de onda, incluyendo la luz infrarroja. En otras realizaciones, sería también adecuado un filtro de paso de luz para otras longitudes de onda de luz visible o infrarroja. El microfotodetector NiP 64A de cada pixel 62 de microfotodetector incluye preferentemente un filtro de paso 60

de luz infrarroja (IR-A) 75 que permite que una parte del espectro de luz infrarroja pase a su través para excitar el microfotodetector NiP 64A orientado, mientras bloquea la luz visible. Un material adecuado para el filtro de paso de IR-A 75 y el filtro de paso de luz visible 74 es un material de filtro tipo interferencia, aunque serían también adecuados otros tipos de filtro bien conocidos por los expertos en la técnica.

Aunque la realización de las FIG. 3 y 4 ilustra una capa de pixeles 60 del microfotodetector con pixeles 62 5 formados de microfotodetectores PiN 63A y NiP 64A apareados con una estructura particular, se pueden usar otros tipos de estructuras de implante retinal de microfotodetector multifásico (MMRI). Una descripción detallada de las diferentes estructuras de MMRI adaptables para su uso en la capa de pixeles 60 del microfotodetector se presenta en nuestra patente US 6.230.057 y nuestra patente US 5.895.415.

En la realización de las FIG. 3 y 4, la capa de ajuste de ganancia 100 tiene columnas alternas de tiras de 10 fotodetectores de ganancia de voltaje/corriente PiN 66 y NiP 68. Cada tira de fotodetectores PiN 66 y NiP 68 es preferentemente un fotodetector cristalino individual que abarca el conductor flexible del VGMMRI 10 en su posición particular. Una parte de todas las tiras de fotodetectores PiN 66 está en contacto eléctrico con las tiras de electrodos de platino comunes 150 de las columnas PiN de la capa de pixeles 60 de los microfotodetectores amorfos mediante una capa de adhesión de titanio 160. De igual modo, una parte de todas las tiras de fotodetectores NiP 68 está en contacto 15 eléctrico con las tiras de electrodos de platino comunes 83 de la capa de pixeles 60 de los microfotodetectores amorfos mediante una capa de adhesión de titanio 98.

En la realización mostrada en la FIG. 4, el sustrato de silicio cristalino 200, un sustrato con propiedades N, es preferentemente un material de partida de la capa de ganancia 100. El sustrato 200 se fabrica sobre el lado superior (lado de silicio amorfo) con tiras dopadas-P (P+) 154 y tiras dopadas-N (N+) 155 alternas. De forma similar, el lado 20 inferior de la capa de ganancia 100 se procesa con tiras dopadas-N (N+) 152 y tiras dopadas-P (P+) 153 alternas, estando la difusión de N+ 152 físicamente alineada con la difusión de P+ 154 y estando físicamente alineada la difusión de P+ 153 con la difusión de N+ 155. Las tiras de fotodiodos adyacentes de estructuras PiN 66 y NiP 68 están aisladas por el canal de aislamiento de N+ 151, que penetra en la capa de ganancia 100 desde ambos lados, fusionándose preferentemente a la mitad de la capa de ganancia 100. De forma alternativa, para aislar las tiras de fotodiodos 66, 67 25 se puede usar también el aislamiento del lecho de cables, el cual es bien conocido por los expertos en la técnica. Las columnas 66, 68 están alineadas paralelamente en un patrón alterno con las tiras de electrodos comunes 150, 83 de la capa de microfotodetectores 60 de silicio amorfo. Cada tira de fotodetectores PiN 66 de silicio cristalino está alineada con una columna respectiva de elementos de pixeles de microfotodetectores PiN 63A de silicio amorfo por encima de la tira de electrodos común 150 y cada tira de fotodetectores NiP 68 de silicio cristalino está alineada con una columna 30 respectiva de elementos de pixeles de microfotodetectores NiP 64A de silicio amorfo por encima de la tira de electrodos común 83. Esta alineación coincidente crea la conexión eléctrica en serie deseada de los pixeles 63A, 64A de silicio amorfo con sus fotodetectores 66, 68 en la tira de silicio respectiva en la capa de ajuste de ganancia 100.

Las partes de las tiras de fotodetectores PiN y NiP 66, 68 que se extienden más allá del borde del perímetro de los microfotodetectores 62 están revestidas con un filtro de paso de luz infrarroja (IR-B) 106. El filtro de IR-B 106 está 35 diseñado preferentemente para que sea atravesado por un ancho de banda de luz infrarroja diferente del filtro de IR-A 75 sobre los microfotodetectores NiP 64A de la capa de pixeles 60 de los microfotodetectores de silicio amorfo. Preferentemente un electrodo lateral inferior 114, sobre el lado inferior del VGMMRI 10, cubre la parte inferior completa de la capa de ajuste de ganancia 100. El electrodo lateral inferior 114, el cual preferentemente se hace de un revestimiento de óxido de iridio/iridio 118 depositado sobre una capa de titanio 116, se extiende sobre el lado inferior 40 completo del VGMMRI 10, para permitir la distribución de corriente uniforme a través del plano “fundamental” del dispositivo de VGMMRI 10. La capa de titanio lateral inferior 116 entra en contacto directamente con todas las capas P+ 153 y las capas N+ 152. Se observa que los electrodos superior e inferior 65, 114 del VGMMRI 10, usan preferentemente una capa de titanio 88, 116 para mantener la adhesión y continuidad eléctrica adecuadas entre el silicio (amorfo o cristalino) y las capas de óxido de iridio/iridio obtenido por pulverización iónica 86, 118. 45

En una realización preferente de esta invención, la capa de microfotodetectores 60 de silicio amorfo superior tiene aproximadamente 4.000 angstroms de espesor. Las capas de silicio amorfo N (N+ a-Si:H) 80, 80A y de silicio amorfo P (P+ a-Si:H) 76, 76A tienen aproximadamente 150 angstroms de espesor, mientras que la capa de silicio amorfo intrínseca más gruesa (a-Si:H no impurificado) 78 en el medio tiene aproximadamente 3.600 angstroms. El espesor de la capa de ajuste de ganancia 100 es de aproximadamente 15 micrómetros (m) y la capa de titanio lateral 50 inferior 116 y la capa de óxido de iridio/iridio 118 del electrodo inferior 114 aproximadamente 150 angstroms y 600 angstroms respectivamente. Un tamaño y configuración adecuados para cada pixel 62 de microfotodetectores amorfos es un cuadrado de 11 m x 11 m. En esta configuración, cada segmento de NiP 64A y PiN 63A tiene preferentemente 5,5 m x 11 m. Se prefiere este tamaño y forma de cada pixel 62 de microfotodetector debido a que la separación de centro a centro del electrodo de estimulación retinal en el VGMMRI 10 se aproxima entonces al nivel de resolución de la 55 retina humana. Debido al menor factor de carga de cada pixel 62 conforme las geometrías del pixel se hacen más pequeñas, se hace necesario un mayor flujo de luz para mantener un flujo de corriente determinado. Sin embargo, el VGMMRI 10 puede conducir una densidad de corriente más uniformemente a través de la retina en virtud de su capacidad para aumentar la ganancia de voltaje y corriente para un área completa o para un pixel individual. El término factor de carga se refiere al área de cada pixel “cargado” con luz incidente. El factor de carga es proporcional a la 60

cantidad total de superficie fotoactiva respecto a la cantidad de la superficie fotoactiva bloqueada por el electrodo estimulante y por cualquier otra estructura.

El implante VGMMRI 10 se puede usar en un ojo para tratar un área de disfunción limitada de la retina interior y/o de la retina exterior. La forma del implante se puede fabricar para igualar la forma de ese área. Formas tales como un disco, un disco anular, un disco anular parcial o formas irregulares son útiles y se fabrican fácilmente por los expertos 5 en la técnica.

Tal como se muestra en la vista plana de la FIG. 4A, en otra realización preferente, el dispositivo de VGMMRI 10A se fabrica como una disposición cuyos bloques de pixeles 62A se componen preferentemente de 1 a 9 subpixeles 62 de microfotodetector en bloques de 1x1, 2x2 ó 3x3, que son entonces asegurados en conjunto, según un patrón uniforme, en una red tipo malla 17. La red tipo malla 17 se obtiene preferentemente de un material biocompatible flexible 10 tal como silicio o Parileno. La realización de la FIG. 4A muestra bloques de pixeles 62A de 1x1. Las aberturas 18 en la red tipo malla 17 permite que los nutrientes, el oxígeno, el dióxido de carbono y otros compuestos biológicos atraviesen fácilmente la retina interior (retina neurosensitiva) y la retina exterior (epitelio pigmentario retinal), siendo esto beneficioso para la retina. Este diseño de red tipo malla 17 mejora así la biocompatibilidad del dispositivo de VGMMRI 10A. 15

Procesamiento de dispositivos de VGMMRI de disco

Con relación a las FIG. 5A, 5B y 5C, se fabrica un VGMMRI preferentemente usando discos de silicio sobre aislante (SOI) bien conocidos en la técnica. El lado superior es procesado primero, seguido de un grabado al ácido posterior de la porción de soporte del disco SOI. Este grabado al ácido se detendrá automáticamente en la interfaz de la capa de óxido de SOI. La eliminación de esta capa de óxido revelará el lado inferior de la membrana de silicio, lista para 20 otro procesamiento. El espesor adecuado de la membrana de silicio es de aproximadamente 2 a 50 micras. Se usan técnicas de difusión e implantación de iones estándar para producir regiones activas en ambos lados de la membrana de silicio.

La FIG. 5A muestra una parte de la membrana de silicio 200 que será procesada en dos pixeles del VGMMRI con regiones activas P+ 154, 153 y regiones activas N+ 152, 155 con regiones de parada de canales de N+ 151 25 incorporadas desde los lados superior e inferior. Las regiones activas sobre el lado inferior tienen un patrón complementario al del lado superior.

La FIG. 5B muestra una continuación del proceso de fabricación con deposición de aproximadamente 50 angstroms de platino sobre 50 angstroms de titanio para el metal base 66A, 68A sobre el lado superior y moldeado de esta capa de metal 66A, 68A para formar la base para la capa de silicio amorfo. El P+a-Si:H 76A se deposita con un 30 espesor de aproximadamente 150 angstroms sobre el lado superior y se moldea para igualar el patrón de Pt/Ti 68A sólo sobre las regiones N+ 155 como se muestra en las FIG. 5A, 5B. De forma similar, aproximadamente 150 angstroms de N+a-Si:H 80A se depositan y moldean para igualar el patrón de Pt/Ti 66A sólo sobre las regiones P+ 154 como se muestra en las FIG. 5A, 5B. Una capa de aluminio protector de sacrificio de 0,1 micrómetros de espesor, tal como aquella comúnmente empleada en la técnica, se usa para proteger las características existentes siempre que esto se 35 requiera en el moldeo. Aproximadamente 3.700 angstroms de a-Si:H 78 no dopado se depositan entonces sobre todas las características. Esta capa será la capa intrínseca de los microfotodiodos PiN y NiP en el lado de silicio amorfo del dispositivo de VGMMRI acabado. Continuando con la FIG. 5B, aproximadamente 100 angstroms de N+ a-Si:H 80 se depositan ahora y se moldean sólo sobre las áreas P+ a-Si:H 76A. De forma similar, aproximadamente 100 angstroms de P+ a-Si:H 76 se depositan y moldean sobre las áreas N+ a-Si:H 80A. 40

La FIG. 5C muestra las etapas finales de la fabricación de los pixeles 62 del VGMMRI. El electrodo transparente superior 81 de cada pixel 62 de fotodiodos amorfos se fabrica depositando aproximadamente 50 angstroms de platino sobre 50 angstroms de titanio y moldeando el electrodo 81 para igualar cada estructura de silicio amorfo del pixel 62 de los microfotodiodos PiN 63A y NiP 64A, mostrados también en la FIG. 5B.

Continuando con la FIG. 5C, se forman seguidamente los filtros para los fotodiodos PiN y NiP amorfos y 45 cristalinos. Para más claridad, se describe la fabricación de filtros sólo sobre uno de los pixeles 62 del VGMMRI. Para formar el filtro de paso de luz visible, se deposita una capa protectora enmascaradora de aluminio sobre el lado superior y el aluminio se graba al ácido sobre el microfotodiodo PiN 63A de silicio amorfo de la FIG. 5C, depositándose el material de filtro dieléctrico de paso de luz visible 74 y moldeándose entonces para quedar únicamente dentro de estas aberturas. La máscara de aluminio se graba ahora al ácido y se deposita una nueva máscara de aluminio. De forma 50 similar se forma el filtro de paso de luz IR-A 75 sobre el microfotodiodo NiP 64A de silicio amorfo. Después de concluir las capas 74, 75 del filtro de paso de luz IR-A y luz visible, se deposita una capa de platino de 0,5 micrómetros y se moldea sobre el área de electrodos PiN/NiP de silicio amorfo, para empezar la formación del electrodo 65. El electrodo 65 termina por el moldeado, usando el levantamiento de sustancias protectoras fotosensibles, aproximadamente 150 angstroms de platino, seguido de aproximadamente 600 angstroms de óxido de iridio/iridio. 55

Con relación de nuevo a la FIG. 5C, la capa de filtro dieléctrico 106 de paso de luz IR-B es ahora depositada y moldeada sólo sobre las porciones de los fotodiodos PiN y NiP de silicio cristalino orientadas hacia la luz usando el

mismo procedimiento de capa protectora de aluminio, seguido de grabado al ácido y remoción selectivos como se describió anteriormente.

Como se muestra además en la FIG. 5C, se moldea una capa de aislamiento de dióxido de silicio 116 entre la porción P de silicio cristalino inferior 153 y la porción N de silicio cristalino inferior 152. Después, aproximadamente 150 angstroms de titanio, seguido de aproximadamente 600 angstroms de iridio/óxido de iridio, son depositados sobre el 5 lado inferior para formar el electrodo posterior 118. Este electrodo inferior 118 de cada pixel 62 del VGMMRI puede ser aislado eléctricamente o conectado eléctricamente a los electrodos 118 de otros pixeles 62 del VGMMRI, en el último caso para formar un plano de electrodos de la habitual conexión a tierra en otra realización del dispositivo de VGMMRI. Por último, en la FIG. 5C, se crea un canal 23 entre los pixeles 62 del VGMMRI mediante grabado al ácido de iones reactivos que graba al ácido completamente a través de la mayor parte del área intermedia del sustrato de silicio 10 cristalino 200, filtro de IR-B 106 y electrodo posterior 118. En la realización preferente, donde la mayor parte del área del sustrato de silicio cristalino intermedia 200, pero no toda, es grabada al ácido, quedan puentes de silicio en algunas áreas entre los pixeles 62 del VGMMRI. Los pixeles 62 del VGMMR, son retenidos en su posición por los puentes de silicio en este caso. En una realización preferente donde toda el área de silicio intermedia ha sido grabada al ácido, los pixeles 62 del VGMMRI son incluidos en una malla biocompatible, flexible y tipo red, tal como se describió previamente. 15

Aunque en una realización preferente se usa silicio amorfo y silicio cristalino, se puede usar silicio amorfo por sí mismo, o silicio cristalino por sí mismo, para fabricar el dispositivo de VGMMRI. Además, como se muestra en la FIG. 5C, aunque el mismo filtro de IR-B 106 se usa en una realización preferente para cubrir los fotodiodos de ganancia PiN y NiP de silicio cristalino, en otras realizaciones se usan filtros diferentes, cada uno dejando pasar una parte diferente de luz IR-B, para cubrir los fotodiodos de ganancia PiN y NiP, respectivamente. Estas otras realizaciones proveen mayor 20 control sobre la ganancia de voltaje y corriente provista por los fotodiodos de ganancia, permitiendo que longitudes de onda individuales de luz IR-B controlen la ganancia del fotodiodo de ganancia PiN o NiP.

Funcionamiento del VGMMRI

Como se describió anteriormente, una ventaja del VGMMRI 10 descrito en las FIG. 3 a 5 es que se puede controlar el aumento de voltaje y de corriente del VGMMRI 10. En una realización preferente, este aumento es 25 controlable por el implante completo 10 y utilizable por cualquiera de los pixeles 62 del microfotodetector. Cuando es implantado en el espacio subretinal del ojo, el VGMMRI 10 recibe la luz de imágenes que entran en el espacio subretinal. Se generan potenciales fotovoltaicos en el electrodo 65 de cada pixel en proporción a la intensidad de la luz incidente. Estos potenciales fotovoltaicos son distribuidos retinotópicamente en forma de imágenes incidentes y generan una carga en los electrodos 65 de óxido de iridio/iridio, alterando los potenciales de membrana de las células y 30 estructuras retinales 34 de contacto superpuestas de la FIG. 2. El acoplamiento eléctrico de los electrodos 79 de iridio/óxido de iridio a las células y estructuras retinales superpuestas 34 es resistivo y capacitivo. Dependiendo de cuál de los microfotodetectores 63A, 64A de un pixel 62 es estimulado con más fuerza por las longitudes de onda de luz incidente, la carga desarrollada en el electrodo 65 es positiva o negativa. Una carga positiva hace que las estructuras celulares de contacto superpuestas 30, 32 de la FIG. 2 produzcan una sensación de oscuridad a través de la 35 despolarización de las membranas celulares, mientras que una carga negativa causa una sensación de luz a través de la hiperpolarización de las membranas celulares.

Aunque se pueden usar otros materiales para los electrodos, una ventaja del electrodo de iridio/óxido de iridio preferente de esta invención es que soporta mejor el flujo iónico de CD en los tejidos, además de tener un mayor efecto capacitivo del que es posible con otros materiales de electrodos, tales como platino. Esto da como resultado una menor 40 función de trabajo para el VGMMRI 10 y, de esta manera, el VGMMRI funciona con menores potenciales de los electrodos. Menores potenciales de los electrodos dan como resultado un mejor rendimiento a baja iluminación y disminuyen el daño potencial por electrolisis a los tejidos oculares. En segundo término, el mayor efecto capacitivo del electrodo preferente de iridio/óxido de iridio del VGMMRI 10 proporciona un efecto de balance de cargas pasivo para los tejidos durante la descarga capacitiva del electrodo en los momentos en los que no hay luz. 45

En algunos casos, la cantidad de luz disponible en el VGMMRI 10 puede ser baja o el umbral de estimulación eléctrica de la retina que cubre el implante puede ser alto. En cualquier caso, se requiere aumento de voltaje y/o corriente adicional para estimular las capas y/o estructuras de células supervivientes. La realización de VGMMRI 10 de esta invención consigue el aumento deseado apilando dos capas de microfotodetectores en serie para lograr hasta el doble de oscilación de tensión. El voltaje mayor resultante dirige una corriente mayor a través de los tejidos. 50

Como se muestra en la FIG. 4, la capa de pixeles 60 del microfotodetector amorfo es apilada sobre las tiras de microfotodetectores PiN/NiP 66A, 68A cristalinos de la capa de ajuste de ganancia 100. Las capas 60, 100 se apilan de modo que los pixeles 62 y sus tiras de contacto PiN y NiP 66A, 68A respectivas en la capa de ajuste de ganancia 100 están conectados en serie con los fotodetectores 66, 68 subyacentes. De esta manera, se puede lograr el doble de la oscilación de tensión positiva o negativa en comparación con la oscilación de tensión que se logra con sólo la capa 60 55 de microfotodetectores PiN/NiP superior individual.

Los filtros 74, 75 y 106 del VGMMRI 10 permiten controlar cuánto aumento se obtiene y dónde se distribuye el aumento, permitiendo que diferentes longitudes de onda de luz estimulen preferencialmente diferentes microfotodetectores bajo cada filtro. Preferentemente, los filtros 74, 75 y 106 se fabrican de modo que cada uno de los

tres filtros deja pasar una longitud de onda o rango de longitudes de onda de luz visible y/o infrarroja diferentes. En una realización, los filtros de IR-A e IR-B 75 106 se seleccionan de forma que pase una porción de longitudes de onda en el rango de 400 nanómetros a 2 micras. Con especial preferencia, los filtros de IR-B 106 se seleccionan de forma que pase una porción de longitudes de onda en el rango de 800 nanómetros a 2 micras y los filtros de IR-A 75 se seleccionan para que pase una porción de longitudes de onda en el rango de 400 nanómetros a 2 micras. Los filtros de 5 paso de luz visible 74 se seleccionan preferentemente para que pase una porción de longitudes de onda en el rango de 400 nanómetros a 2 micras y en especial en el rango de 400 a 650 nanómetros. Las diferentes longitudes de onda de luz pueden entrar en el ojo desde el entorno y/o desde otra fuente externa tal como los auriculares que se describen a continuación con respecto a las FIG. 6 y 7.

Por ejemplo, debido a que las porciones de las tiras de fotodetectores PiN y NiP 66, 68 de la capa de ajuste de 10 ganancia 100 que se extienden fuera del perímetro de la capa de pixeles 60 están revestidas con el filtro de IR-B 106, se usan longitudes de onda que pasan a través del filtro de IR-B para proveer selectivamente energía a la capa de ganancia 100, que a su vez provee el aumento de voltaje y corriente adicional a la capa de microfotodetectores 60 superpuesta. Los microfotodetectores PiN 63A y los microfotodetectores NiP 64A pueden usar este depósito de energía procedente de la capa de ganancia 100. El mecanismo anterior permite que los microfotodetectores 63A y 64A generen 15 voltajes y corriente mayores de los que de otra manera generarían si no fuera por la capa de ganancia subyacente 100.

Debido a que uno de los microfotodetectores 63A, 64A es más sensible a la luz visible y el otro es más sensible a la luz IR-A, respectivamente, la luz de estas dos longitudes de onda predominantes generarán sensaciones de luz y oscuridad en las capas retinales superpuestas; un potencial positivo en el electrodo 65 producirá una sensación de oscuridad y un potencial negativo una sensación de luz. Este mecanismo se describe en mayor detalle en la patente US 20 6.230.057 y en la patente US 5.895.415.

En una realización preferente, tal como se muestra en las FIG. 3 y 4, el implante de VGMMRI 10 tiene una capa superior de pixeles 60 de microfotodetectores rectangulares centrada que cubre un área mayor que la capa de ajuste de ganancia 100, de modo que aproximadamente el 80% de la capa de ajuste de ganancia 100 está cubierto por la capa 60 y el 20% restante de la capa 100 está expuesto a la luz incidente. Aunque sólo el 20% de la capa de ajuste 25 de ganancia 100 está expuesto en esta realización, se pueden fabricar porcentajes mayores o menores de área expuesta en otras realizaciones.

En otra realización, tal como se muestra en la FIG. 4A, el VGMMRI 10 tiene una capa de ajuste de ganancia integrada en cada pixel 62 y ambos están físicamente separados en el espacio de otros pixeles 62. Esta configuración permite que pixeles 62 individuales del VGMMRI sean incluidos, como se muestra, dentro de una malla tipo red 17. La 30 malla tipo red 17 es también configurable para tener un electrodo a tierra común para todos los pixeles 62.

La alimentación de energía de luz visible, IR-A e IR-B al VGMMRI 10, es provista opcionalmente por un sistema de auriculares externo además de la alimentación de energía de luz visible, IR-A e IR-B provista a través del entorno visual normal. Dicho sistema de auriculares 230, el denominado sistema AIRES-M 230 de las FIG. 6, 7 y 8, es una modificación de los auriculares PTOS del Sistema Adaptativo de Estimulación Retinal para la Formación de Imágenes 35 (AIRES) de la patente US 5.895.415.

Tal como se muestra en la FIG. 6, el sistema AIRES-M 230 incluye subsistemas componentes de auriculares del Sistema Óptico de Rastreo y de Proyección (PTOS) 232, un ordenador Neuro-Net (NNC) 234, una cámara CCD de Formación de Imágenes (IMCCD) 236 y una Almohadilla de Puntero de Entrada (ISP) 238. Un CCD de Rastreo de los Reflejos de la Pupila (PRTCCD) 242 que tiene incorporado un dispositivo visualizador de LEDs de IR-B (IRBLED) 240 y 40 un dispositivo visualizador de LEDs de luz visible/IR-A (VISIRALED) 241 están posicionados dentro del PTOS 232. Se muestra un VGMMRI 10 en el espacio subretinal del ojo 12. En funcionamiento, las imágenes de luz IR-A y visible procedentes del VISIRALED 241 dentro del PTOS 232 son proyectadas ópticamente en el ojo 12, cuando es necesario, por ejemplo, durante períodos de baja iluminación ambiental. La iluminación IR-B procedente del IRBLED 240 es también proyectada en el ojo cuando es necesario, para accionar el aumento de voltaje y corriente de la capa 100 de la 45 FIG. 4. El balance de longitud de onda, duración, intensidad luminosa y frecuencia de pulsación de los VISIRALED 241 e IRBLED 240 es controlado por la NNC 234 y modulado por señales de entrada por el paciente mediante el ISP 238 interpuesto. La IMCCD 236, que está montada sobre o en los auriculares PTOS 232, provee las señales de entrada de imagen a la NNC 234, que a su vez programa las salidas de luz visible, IR-A e IR-B de los VISIRALED 241 e IRBLED 240. Una PRTCCD 242 está integrada en los auriculares PTOS 232 para rastrear los movimientos del ojo mediante 50 cambios en la posición de los reflejos pupilares de Purkinje. La PRTCCD 242 sale hacia la NNC 234, que a su vez cambia la posición de las imágenes proyectadas a partir del VISIRALED 241, mediante control electrónico, para seguir los movimientos del ojo. El PTOS 232 es también programable para proveer apenas una iluminación IR-B difusa al VGMMRI 10 sin proyectar imágenes de luz visible o IR-A.

El sistema PTOS 232 es también programable mediante la NNC 234 para proyectar luz IR-B moldeada sobre 55 varios pixeles del VGMMRI en la realización donde la capa de ajuste de ganancia 100 está integrada en cada uno de los pixeles del VGMMRI, y los pixeles del VGMMRI están separados en el espacio e incluidos en una malla tipo red.

Las FIG. 7A–7D muestran una configuración 232 tipo lentes del componente PTOS del sistema AIRES-M 230 de la FIG. 6. Como se observa en la FIG. 7D, aunque el esquema del sistema óptico difiere un poco del esquema

generalizado del componente PTOS 232 mostrado en la FIG. 6, son iguales el espíritu y la función de ambas versiones de los dispositivos. La FIG. 7A es una vista superior del sistema PTOS 232. Muestra la almohadilla para la cabeza 250, las piezas para la sien 252 y los sensores de intensidad de luz ambiental 254. La figura 7B es una vista frontal del sistema PTOS 232. Muestra el espejo externo parcialmente reflexivo/transmisivo 248, una pieza de soporte para la nariz 256, sensores de intensidad de luz ambiental 254 y la ventana para la cámara IMCCD 236 mostrada en la FIG. 6. La 5 FIG. 7C es una vista lateral imaginaria del sistema PTOS 232. Muestra una fuente de luz interna 241 del dispositivo visualizador de LEDs de luz IR-A y visible. Se muestra también el espejo parcialmente reflexivo/transmisivo 248, la pieza de soporte para la nariz 256, la almohadilla para la cabeza 250, una de las piezas para la sien 252 y el cable de señal y alimentación de energía 258 que lleva a la NNC 234 de la FIG. 6. La FIG. 7D muestra el VGMMRI 10 dispuesto en el espacio subretinal del ojo 12, con una imagen enfocada 246. Muestra también la fuente de luz 241 del dispositivo 10 visualizador de LEDs de luz IR-A/visible interna, el PRTCCD 242, el IRBLED 240 y el espejo externo parcialmente reflexivo/transmisivo 248. La FIG. 8 muestra los componentes del sistema AIRES-M, consistente en el sistema PTOS 232, la NNC 234 portátil que puede ser asegurada al cuerpo del paciente, y el dispositivo de alimentación de ISP 238.

A partir de lo anterior, un implante retinal VGMMRI que tiene una estructura de capas múltiples de pares de microfotodiodos PiN y NiP, se describe en una estructura que permite un ajuste del aumento de voltaje y corriente. En 15 una realización preferente, la estructura de los pixeles del microfotodetector VGMMRI es rectangular, aunque se puede implementar una forma redonda u otras formas para la estructura de los pixeles del microfotodetector VGMMRI, fabricadas fácilmente por los expertos en la técnica. Los píxeles del microfotodetector VGMMRI se fabrican como unidades individuales separadas en el espacio e incluidas en una malla tipo red. La malla puede tener también un conductor común que pone en contacto todos los electrodos a tierra de los pixeles del microfotodetector sobre la malla, 20 proporcionando un plano a tierra común.

Se pretende que la descripción detallada anterior sea considerada como ilustrativa más que limitativa y que se entienda que las reivindicaciones siguientes pretenden definir el alcance de esta invención.

Claims (18)

1. REIVINDICACIONES

   1. Implante retinal (10) para inducir eléctricamente la visión formada en un ojo, comprendiendo el implante retinal (10):

   una pluralidad de pares de microfotodetectores (62) de una primera capa que reciben luz incidente sobre el ojo, cada par de microfotodetectores de la primera capa comprendiendo:

   un microfotodetector PiN (63A) y un microfotodetector NiP (64A), 5

   donde la porción P del microfotodetector PiN (63A) y la porción N del microfotodetector NiP (64A) están alineadas sobre un primer extremo y la porción N del microfotodetector PiN (63A) y la porción P del microfotodetector NiP (64A) están alineadas sobre un segundo extremo; y un electrodo común (65) en comunicación eléctrica entre la porción P y la porción N del primer extremo del par de microfotodetectores;

   una capa de ajuste de ganancia (100) que tiene un primer lado y un segundo lado, teniendo el primer lado una 10 primera porción conectada eléctricamente en serie con el segundo extremo de al menos una porción de la pluralidad de pares de microfotodetectores (62) de la primera capa, y una segunda porción formada integralmente con la primera porción y alejándose de la primera porción, donde la segunda porción está orientada para recibir luz incidente sobre el ojo; y

   un plano de electrodos común (114) en contacto eléctrico con el segundo lado de la capa de ajuste de ganancia 15 (100), por medio de lo cual el plano de electrodos común (114) sirve como contacto de tierra para el implante retinal (10).
2. 2. Implante retinal (10) según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa de ajuste de ganancia (100) comprende al menos un fotodetector PiN (66) que tiene una porción P y una porción N, la porción P del al menos un fotodetector PiN (66) de la capa de ajuste de ganancia (100) estando en comunicación eléctrica con la porción N de al menos uno de 20 los microfotodetectores PiN (63A) de los pares de microfotodetectores (62) de la primera capa.
3. 3. Implante retinal (10) según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa de ajuste de ganancia (100) comprende al menos un fotodetector NiP (68) que tiene una porción N y una porción P, la porción N del al menos un fotodetector NiP (68) estando en comunicación eléctrica con la porción P del al menos uno de entre los microfotodetectores NiP de la primera capa (64A) de los pares de microfotodetectores de la primera capa (62). 25
4. 4. Implante retinal (10) según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa de ajuste de ganancia (100) comprende una pluralidad de tiras de fotodetectores PiN y NiP paralelas (66, 68).
5. 5. Implante retinal (10) según la reivindicación 4, caracterizado porque la pluralidad de pares de microfotodetectores de la primera capa (62) comprende además columnas (61) de pares de microfotodetectores, donde la porción N del microfotodetector PiN (63A) de un par está en comunicación eléctrica con una porción P de una tira de fotodetectores 30 PiN en la capa de ganancia, y la porción P del microfotodetector NiP (64A) del par está en comunicación eléctrica con una porción N de una tira de fotodetectores NiP (68) en la capa de ganancia.
6. 6. Implante retinal (10) según la reivindicación 4, caracterizado porque la pluralidad de tiras de fotodetectores PiN y NiP paralelas (66, 68) están posicionadas en un patrón alternante.
7. 7. Implante retinal (10) según la reivindicación 1, caracterizado porque un material de filtro (106) reviste el primer 35 extremo de la segunda porción de la capa de ajuste de ganancia (100), estando configurado el primer material de filtro (106) para que pase una primera porción predeterminada de longitudes de onda de luz visible e infrarroja seleccionada de un rango de 400 nanómetros a 2 micras.
8. 8. Implante retinal (10) según la reivindicación 7, caracterizado porque la primera porción predeterminada de longitudes de onda se selecciona de un rango de 800 nanómetros a 2 micras. 40
9. 9. Implante retinal (10) según la reivindicación 7, caracterizado porque cada uno de la pluralidad de pares de microfotodetectores de la primera capa (62) comprende además un segundo material de filtro (75) situado sobre la porción N sobre el primer extremo de al menos uno de la pluralidad de pares de microfotodetectores (62).
10. 10. Implante retinal (10) según la reivindicación 9, caracterizado porque el segundo material de filtro (75) está configurado para que pase una segunda porción predeterminada de longitudes de onda de luz visible o infrarroja en un 45 rango de 400 nanómetros a 2 micras.
11. 11. Implante retinal (10) según la reivindicación 10, caracterizado porque la segunda porción predeterminada de longitudes de onda es diferente de la primera porción predeterminada de longitudes de onda.
12. 12. Implante retinal (10) según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado porque cada uno de la pluralidad de pares de microfotodetectores de la primera capa (62) comprende además un tercer material de filtro (74) posicionado 50 sobre la porción P sobre el primer extremo de al menos uno de la pluralidad de pares de microfotodetectores (62).
13. 13. Implante retinal (10) según la reivindicación 12, caracterizado porque el tercer material de filtro (74) está configurado para que pase una tercera porción predeterminada de longitudes de onda seleccionada de un rango de 400 nanómetros a 2 micras.
14. 14. Implante retinal (10) según la reivindicación 13, cuando depende de la reivindicación 9, caracterizado porque la tercera porción predeterminada de longitudes de onda es diferente de la primera y segunda porciones predeterminadas 5 de longitudes de onda.
15. 15. Método para ajustar el aumento de voltaje y corriente en un implante retinal, comprendiendo el método:

    proveer un implante retinal (10) que tiene una capa sensible a la luz accionada por la luz (60) y una capa de ajuste de ganancia de voltaje y corriente (100) accionada por la luz, la capa de ajuste de ganancia (100) accionada por la luz teniendo un filtro de paso de banda (106) para que pase una primera porción de longitud de onda 10 predeterminada de luz infrarroja y visible incidente;

    proveer una fuente de luz en la porción de longitud de onda predeterminada; e

    iluminar al menos una porción del implante retinal (10) con la fuente de luz, para ajustar el aumento de una imagen de luz visible y/o luz infrarroja incidentes en el implante.
16. 16. Método según la reivindicación 15, caracterizado porque la capa sensible a la luz (60) comprende columnas (61) de 15 pares de microfotodetectores (62) que aceptan la energía luminosa de la luz incidente y la convierten en señales eléctricas.
17. 17. Método según la reivindicación 16, caracterizado porque la primera porción de longitud de onda predeterminada de luz incidente que pasa a la capa de ajuste de ganancia (100) se usa para proveer selectivamente energía a la capa de ajuste de ganancia (100), que a su vez provee un aumento de voltaje y corriente a la capa sensible a la luz (60) que 20 cubre la capa de ajuste de ganancia (100).
18. 18. Método según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizado porque la fuente de luz en la porción de longitud de onda predeterminada comprende una fuente de iluminación externa, tal como un sistema de auriculares (230).