KR101246336B1 - Artificial retinal device for stimulating by using light - Google Patents
Artificial retinal device for stimulating by using light Download PDFInfo
- Publication number
- KR101246336B1 KR101246336B1 KR1020110061927A KR20110061927A KR101246336B1 KR 101246336 B1 KR101246336 B1 KR 101246336B1 KR 1020110061927 A KR1020110061927 A KR 1020110061927A KR 20110061927 A KR20110061927 A KR 20110061927A KR 101246336 B1 KR101246336 B1 KR 101246336B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light
- photo
- artificial retina
- substrate
- microlenses
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/14—Eye parts, e.g. lenses, corneal implants; Implanting instruments specially adapted therefor; Artificial eyes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/06—Radiation therapy using light
- A61N5/0601—Apparatus for use inside the body
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/06—Radiation therapy using light
- A61N5/0613—Apparatus adapted for a specific treatment
- A61N5/0622—Optical stimulation for exciting neural tissue
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
- A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
- A61F9/008—Methods or devices for eye surgery using laser
- A61F2009/00861—Methods or devices for eye surgery using laser adapted for treatment at a particular location
- A61F2009/00863—Retina
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/06—Radiation therapy using light
- A61N2005/065—Light sources therefor
- A61N2005/0651—Diodes
- A61N2005/0652—Arrays of diodes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/06—Radiation therapy using light
- A61N2005/0664—Details
- A61N2005/0665—Reflectors
Abstract
유전자 발현에 의해 광감응성으로 변형된 망막 세포를 광으로 자극하여 실명자의 시력을 복원시키기 위한 광자극형 인공망막장치를 제공한다. 광자극형 인공망막장치는 i) 광감응성 유전자가 발현된 망막앞(epiretinal)에 제공되도록 적용된 가요성 기판, 및 ii) 기판과 접하고, 광을 모아서 상기 망막에 제공하도록 적용된 복수의 마이크로렌즈들을 포함한다.The present invention provides a photostimulatory artificial retinal device for restoring vision of blinded persons by stimulating light-sensitive retinal cells by gene expression with light. The photostimulatory retinal device comprises: i) a flexible substrate adapted to be provided in front of the retina in which the photosensitive gene is expressed, and ii) a plurality of microlenses contacted with the substrate and adapted to collect and provide light to the retina. .
Description
본 발명은 광자극형 인공망막장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 유전자 발현에 의해 광감응성으로 변형된 망막 세포를 광으로 자극하여 실명자의 시력을 복원시키기 위한 광자극형 인공망막장치에 관한 것이다.The present invention relates to a photo-stimulating artificial retina device. More specifically, the present invention relates to a photostimulatory artificial retinal device for restoring vision of blinded persons by stimulating with light photosensitive retinal cells modified by gene expression.
망막은 눈내부의 얇은 신경막으로서 눈에 들어온 빛을 전기신호로 바꿔 신경을 통해 뇌에 전달한다. 따라서 망막에 문제가 발생하면 시력에 이상이 생겨서 실명할 수도 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 미세 전기 자극을 통하여 망막신경세포를 활성시키는 인공 망막이 개발되고 있다.The retina is a thin inner membrane of the eye that converts light from the eye into an electrical signal that passes through the nerve to the brain. Therefore, if the retina is a problem, it may cause blindness due to abnormal vision. In order to solve this problem, artificial retinas that activate retinal nerve cells through micro electrical stimulation have been developed.
이러한 전기적인 방식의 인공 망막은 미세 전기 자극을 통하여 망막신경세포를 자극한다. 이 경우, 전기 자극 신호를 마치 눈의 광수용체에서 발생한 전기 신호처럼 인체가 느끼도록 함으로써 시력을 얻을 수 있다. 그러나 전기적인 방식의 인공 망막은 노이즈를 많이 발생시킬 뿐만 아니라 그 해상도가 낮다.This electrical artificial retina stimulates retinal nerve cells through micro electrical stimulation. In this case, vision can be obtained by allowing the human body to feel the electrical stimulation signal as if it were an electrical signal generated from the photoreceptor of the eye. However, electrical retinas not only generate a lot of noise but also have low resolution.
유전자 발현에 의해 광감응성으로 변형된 망막 세포를 광으로 자극하여 실명자의 시력을 복원시킬 수 있는 광자극형 인공망막장치를 제공하고자 한다.The present invention provides a photostimulatory artificial retinal device capable of restoring vision of blinded persons by stimulating photoreceptive cells modified with photosensitivity with light.
본 발명의 일 실시예에 따른 광자극형 인공망막장치는, i) 광감응성 유전자가 발현된 망막앞(epiretinal)에 제공되도록 적용된 가요성 기판, 및 ii) 기판과 접하고, 광을 모아서 상기 망막에 제공하도록 적용된 복수의 마이크로렌즈들을 포함한다.The photostimulatory artificial retinal device according to an embodiment of the present invention, i) a flexible substrate adapted to be provided in front of the retinal (epiretinal), the photosensitive gene is expressed, and ii) a substrate in contact with the light, and collects the light to provide to the retina A plurality of microlenses adapted to be applied.
복수의 마이크로렌즈들의 직경은 10㎛ 내지 500㎛이고, 복수의 마이크로렌즈들의 개구수(numerical aperture, NA)는 0.005 내지 1일 수 있다. 복수의 마이크로렌즈들은 다각형 형상을 가지고, 상호 인접하여 위치할 수 있다. 다각형은 육각형일 수 있다. 가요성 기판 및 복수의 마이크로렌즈들은 일체로 형성될 수 있다. 복수의 마이크로렌즈들 중 하나 이상의 마이크로렌즈의 광투과율은 90% 이상일 수 있다.The diameter of the plurality of microlenses may be 10 μm to 500 μm, and the numerical aperture NA of the plurality of microlenses may be 0.005 to 1. The plurality of microlenses have a polygonal shape and may be adjacent to each other. The polygon may be hexagonal. The flexible substrate and the plurality of microlenses may be integrally formed. The light transmittance of one or more microlenses of the plurality of microlenses may be 90% or more.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광자극형 인공망막장치는 i) 광감응성 유전자가 발현된 망막 밑(subretinal)에 제공되도록 적용된 가요성 기판, 및 ii) 기판과 접하고, 광을 반사시켜 망막에 제공하도록 적용된 복수의 마이크로미러들(micro mirrors)을 포함한다.The photostimulatory artificial retinal device according to another embodiment of the present invention comprises: i) a flexible substrate adapted to be provided under a subretinal in which a photosensitive gene is expressed, and ii) a substrate in contact with the substrate and reflecting light to provide the retina. It includes a plurality of micro mirrors applied.
복수의 마이크로미러들은, i) 기판에 매립되어 망막을 향해 오목하게 형성되고, 광을 반사시키는 미러부, 및 ii) 미러부를 덮는 광투과형 커버부를 포함한다. 미러부는 스퍼터링에 의해 형성될 수 있다. 미러부는 은을 포함할 수 있다. 복수의 마이크로미러들의 광반사율은 80% 내지 90%일 수 있다. 복수의 마이크로미러들의 직경은 10㎛ 내지 500㎛이고, 복수의 마이크로미러들의 개구수(NA)는 0.005 내지 1일 수 있다. 광자극형 인공망막장치는 실리콘 및 폴리머로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 소재를 포함할 수 있다. The plurality of micromirrors includes: i) a mirror portion embedded in the substrate, concave toward the retina, reflecting light, and ii) a light transmissive cover portion covering the mirror portion. The mirror portion may be formed by sputtering. The mirror unit may include silver. The light reflectivity of the plurality of micromirrors may be 80% to 90%. The plurality of micromirrors may have a diameter of 10 μm to 500 μm, and the numerical aperture NA of the plurality of micromirrors may be 0.005 to 1. The photostimulatory retina device may include one or more materials selected from the group consisting of silicon and polymer.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광자극형 인공망막장치는 머리에 탈착 가능하게 부착되고, 광감응성 유전자를 자극하는 파장을 가진 광을 기판을 향하여 조사하도록 적용된 마이크로 발광유닛을 더 포함할 수 있다. 마이크로 발광유닛은, i) 외부 광을 전기신호로 변환하는 이미지 센서, 및 ii) 이미지 센서와 전기적으로 연결되며, 광감응성 유전자를 자극하는 파장을 가진 광을 기판을 향해 조사하도록 적용된 복수의 발광 다이오드들(light emitting diodes, LED)을 포함할 수 있다. 광감응성 유전자가 채널로돕신2(channelrhosopsin2, ChR2)인 경우, 마이크로 발광유닛은 광의 파장을 400nm 내지 550nm로 조절할 수 있다. 또한, 광감응성 유전자가 할로로돕신(halorhodopsin)인 경우, 마이크로 발광유닛은 광의 파장을 400nm 내지 1㎛로 조절할 수 있다.The photostimulatory artificial retina device according to another embodiment of the present invention may further include a micro light emitting unit detachably attached to the head and adapted to irradiate light having a wavelength stimulating the photosensitive gene toward the substrate. The micro light emitting unit includes a plurality of light emitting diodes, i) an image sensor for converting external light into an electrical signal, and ii) electrically connected to the image sensor, and adapted to irradiate light having a wavelength stimulating a photosensitive gene toward the substrate. Light emitting diodes (LEDs). When the photosensitive gene is channelrhosopsin2 (ChR2), the micro light emitting unit can adjust the wavelength of light to 400nm to 550nm. In addition, when the photosensitive gene is halohodopsin, the micro light emitting unit can adjust the wavelength of light to 400nm to 1㎛.
본 발명의 일 실시예에 따른 광자극형 인공망막장치는 그 시술이 간편할 뿐만 아니라 광을 이용하므로, 망막신경세포를 좀더 자유롭고 정교하게 제어할 수 있다. 또한, 망막신경세포를 자극하면서 신경회로의 내부연결에 의한 다른 부위의 신경세포의 반응을 노이즈 없이 측정할 수 있다. 또한, 마이크로 발광유닛을 이용하여 광의 파장을 조절함으로써 광감응성 유전자가 발현된 망막신경세포를 정교하게 제어하여 실명자의 시력을 용이하게 회복시킬 수 있다.The photo-stimulatory artificial retinal device according to an embodiment of the present invention is not only easy to perform the procedure but also uses light, so that the retinal nerve cells can be more freely and precisely controlled. In addition, while stimulating the retinal nerve cells, the response of nerve cells in other sites by the internal connection of the neural circuit can be measured without noise. In addition, by controlling the wavelength of the light using the micro light emitting unit, the retinal nerve cells expressing the photosensitive gene can be precisely controlled to easily recover the blindness of the blind person.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광자극형 인공망막장치에 포함된 광자극형 인공망막유닛의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 광자극형 인공망막장치의 사용 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 광자극형 인공망막장치의 작동 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광자극형 인공망막장치에 포함된 광자극형 인공망막유닛의 개략적인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광자극형 인공망막장치의 사용 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광자극형 인공망막장치에 포함된 광자극형 인공망막유닛의 개략적인 사시도이다.
도 7은 도 6의 광자극형 인공망막장치의 사용 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7의 광자극형 인공망막장치의 작동 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 광자극형 인공망막장치의 사용 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic perspective view of a photo-stimulated artificial retina unit included in the photo-stimulated artificial retina device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view schematically showing a state of use of the photo-stimulating artificial retina device of FIG.
3 is a view schematically showing an operating state of the photo-stimulating artificial retina device of FIG.
4 is a schematic perspective view of a photo-irritating artificial retina unit included in the photo-stimulating artificial retina device according to the second embodiment of the present invention.
5 is a view schematically showing a state of use of the photo-stimulation artificial retina device according to the third embodiment of the present invention.
6 is a schematic perspective view of a photo-stimulating artificial retina unit included in the photo-stimulating artificial retina device according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view schematically showing a state of use of the photo-stimulated artificial retina device of FIG. 6.
FIG. 8 is a view schematically showing an operating state of the photo-stimulating artificial retina device of FIG. 7.
9 is a view schematically showing a state of use of the photo-stimulation artificial retina device according to the fifth embodiment of the present invention.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. As used herein, the singular forms “a,” “an,” and “the” include plural forms as well, unless the phrases clearly indicate the opposite. As used herein, the term "comprising" embodies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element, and / or component, and other specific characteristics, region, integer, step, operation, element, component, and / or group. It does not exclude the presence or addition of.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Commonly used predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.
이하에서 사용하는 "연결"의 의미는 전기적인 연결뿐만 아니라 기계적인 연결 등 다른 기타 연결 상태를 전부 포함하는 것으로 해석된다. 따라서 물리적인 연결 관계가 성립되지 않아도 객체들이 상호 영향을 주는 상태에 위치한 경우, 객체들은 상호 연결 상태에 있는 것으로 해석된다.As used herein, the meaning of "connection" is interpreted to include not only electrical connection but also all other connection states such as mechanical connection. Therefore, if objects are placed in the mutually influencing state even though no physical connection is established, the objects are interpreted as being in the interconnected state.
이하에서 사용하는 "마이크로"의 의미는 마이크로 스케일뿐만 아니라 나노 스케일을 전부 포함하는 것으로 해석된다. 즉, 특정 객체에 “마이크로”라는 명칭이 붙어도 이는 단지 특정 객체의 크기가 매우 작다는 것을 의미하는 것에 불과하며, 그 크기가 반드시 마이크로 스케일이라는 것을 의미하는 것은 아니다. 따라서 이러한 특정 객체의 크기는 나노 스케일까지 포함하는 것으로 해석된다.The meaning of "micro" used hereinafter is interpreted to include not only the micro scale but also the nano scale. In other words, even if a specific object is named "micro", it just means that the size of the specific object is very small, and does not necessarily mean that it is microscale. Therefore, the size of this particular object is interpreted to include up to nanoscale.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광자극형 인공망막장치(100)를 확대하여 개략적으로 나타낸다. 도 1의 광자극형 인공망막장치(100)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 광자극형 인공망막장치(100)의 구조를 다른 형태로도 변형할 수 있다.1 is an enlarged schematic view of an optical stimulation
도 1에 도시한 바와 같이, 광자극형 인공망막장치(100)는 기판(10) 및 복수의 마이크로렌즈들(12)을 포함한다. 이외에, 광자극형 인공망막장치(100)는 필요에 따라 다른 부품들을 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the photostimulatory
기판(10)은 가요성을 가진다. 따라서 기판(10)을 광감응성 유전자가 발현된 곡면형의 망막에 밀착시켜서 망막앞에 제공할 수 있다. 그 결과, 광자극형 인공망막장치(100)를 눈에 이식한 후에도 눈에 불편함이 덜하다. 또한, 기판(10)이 잘 휘어지는 특성을 가지므로, 외부 충격 등에 의해 파손될 가능성이 적다.The
기판(10)의 가로의 길이 및 세로의 길이는 각각 3mm 내지 7mm일 수 있다. 기판(10)의 가로의 길이 및 세로의 길이가 너무 큰 경우, 광자극형 인공망막장치(100)를 안구에 삽입하기 어렵다. 또한, 기판(10)의 가로의 길이 및 세로의 길이가 너무 작은 경우, 적절한 해상도를 확보하기 위해 필요한 수의 마이크로렌즈들(12)을 확보하기 어렵다. 따라서 전술한 범위로 기판(10)의 가로의 길이 및 세로의 길이를 조절한다.The horizontal length and the vertical length of the
복수의 마이크로렌즈들(12)은 기판(10)과 접하여 배치된다. 복수의 마이크로렌즈들(12)의 표면은 외측을 향하여 볼록하게 형성될 수 있다. 복수의 마이크로렌즈들(12)은 외부로부터 입사된 광을 모아서 망막에 제공한다. 그 결과, 망막에 제공되는 광의 세기를 적절하게 조절할 수 있다. 또한, 복수의 마이크로렌즈들(12)은 실명자에게 고해상도의 시력을 제공한다. 종래의 전기자극방식을 이용한 인공망막보철장치는 사용할 수 있는 전극들의 수가 제한되어 고해상도의 시력을 제공할 수 없다. 이와는 대조적으로, 광자극형 인공망막장치(100)는 그 수에 제한이 없는 복수의 마이크로렌즈들(12)을 포함하므로, 실명자에게 고해상도의 시력을 제공할 수 있다. 이를 위해 복수의 마이크로렌즈들(12)은 어레이(array) 형태로 배열된다.The plurality of
마이크로렌즈들(12)의 수는 900개 내지 3600개로 조절할 수 있다. 마이크로렌즈들(12)의 수가 너무 적은 경우, 높은 해상도를 구현할 수 없다. 또한, 마이크로렌즈들(12)의 수가 너무 큰 경우, 매우 작은 기판(10) 위에 형성하는 것이 불가능하다. 따라서 마이크로렌즈들(12)의 수를 전술한 범위로 조절한다. 한편, 마이크로렌즈들(12)의 광투과율은 90% 이상일 수 있다. 전술한 광투과율을 가진 마이크로렌즈들(12)을 사용하여 광자극형 인공망막장치(100)의 집광 효율을 최대화할 수 있다.The number of
도 1에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈(12)의 직경(D12)을 10㎛ 내지 500㎛로 조절한다. 마이크로렌즈(12)의 직경이 너무 큰 경우, 망막신경세포를 효율적으로 광자극할 수 없다. 또한, 마이크로렌즈(12)의 직경이 너무 작은 경우, 색소상피까지 집광된 광이 도달하여 색소상피가 타버릴 수 있다. 따라서 전술한 범위로 마이크로렌즈(12)의 초점 거리를 조절함으로써 망막신경세포만 국부적으로 광자극할 수 있다. 한편, 마이크로렌즈(12)의 개구수(NA)는 0.005 내지 1인 것이 바람직하다. 이 경우, 망막신경세포를 국부적으로 광자극할 수 있다.As shown in FIG. 1, the diameter D12 of the
광자극형 인공망막장치(100)는 실리콘 또는 폴리머를 사용하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 폴리머로서 PDMS(polydimethylsiloxane, 폴리디메틸실록산)를 사용할 수 있다. 이들 소재들은 인체에 친화적이므로, 사용하기에 적합하다. 또한, 기판(10)과 복수의 마이크로렌즈들(12)은 사출 성형 등의 방법으로 일체로 형성하거나 단계별로 형성할 수 있다. 기판(10)과 복수의 마이크로렌즈들(12)이 일체로 형성되는 경우, 복수의 마이크로렌즈들(12)은 기판(10)의 전면에 걸쳐서 형성될 수 있다.The photostimulation
도 2는 도 1의 광자극형 인공망막장치(100)의 사용 상태를 개략적으로 나타낸다. 도 2의 광자극형 인공망막장치(100)의 사용 상태는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 광자극형 인공망막장치(100)의 사용 상태를 다양한 형태로 변형할 수 있다.FIG. 2 schematically illustrates a state of use of the photo-stimulatory
도 2에 도시한 바와 같이, 안구(90)는 망막(retina)(900), 신경조직(910), 맥락막(choriod)(920), 공막(sciera)(930), 각막(cornea)(940), 동공(pupil)(950), 홍채(iris)(960), 및 모양체(ciliary body)(970)을 포함하는 구조로 되어 있다.As shown in FIG. 2, the
안구(90)는 지방과 결체조직에 둘러싸여서 외부 충격으로부터 보호받으며 그 앞부분만 공기에 노출된다. 안구(90)는 외막, 중막, 내막 및 안 내용물로 이루어진다. 여기서, 외막은 앞쪽 1/6 정도를 차지하는 투명한 각막(940)과 뒤쪽 5/6 정도를 차지하는 흰색의 공막(930)으로 이루어진다. 중막은 외막의 내면에 있는 혈관성 조직으로서, 홍채(960), 모양체(970) 및 맥락막(920)으로 이루어진다. 내막은 안구(90)의 가장 안쪽에 있는 망막(900)을 의미한다. 망막(900)은 시각 형성에 중요한 역할을 하며, 신경조직(910)를 통하여 뇌와 연결된다. 안 내용물은 동공(950)을 포함한다. 안구(90)에 포함된 전술한 각 기관들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로, 그 상세한 설명을 생략한다.The
도 2에 도시한 바와 같이, 광자극형 인공망막장치(100)는 망막(900) 앞에 부착될 수 있다. 안구(90)를 통하여 입사된 광은 광자극형 인공망막장치(100)에 의해 모아진 후 망막신경세포에 제공된다. 한편, 광자극형 인공망막장치(100)의 안구(90)내 삽입 과정은 종래의 망막 전기자극장치의 삽입 과정과 유사하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로, 그 상세한 설명을 생략한다. As shown in FIG. 2, the photostimulatory
도 3은 도 2의 광자극형 인공망막장치(100)의 작동 상태를 개략적으로 나타낸다. 도 3에는 도 2의 광자극형 인공망막장치(100)와 그 주위 부분을 확대하여 개략적으로 나타낸다.FIG. 3 schematically illustrates an operating state of the photo-stimulatory
도 3에 도시한 바와 같이, 망막(900)은 망막신경세포(ganglion cell)(901), 아마크린 세포(amacrine cell)(903), 양극 세포(bipolar cell)(905), 수평 세포(horizontal cell)(907), 로드콘(rod cone)(909) 및 색소상피(pigment epithelium)(911)와 연결된다. 망막(900)과 연결된 광수용체(미도시)는 전술한 신경 세포들과 연결되어 광신호를 전기신호로 변환한 후 전술한 신경 세포들에 전송한다. 따라서 신경 세포들을 통하여 전기신호가 뇌로 전달됨으로써 사람이 외부를 볼 수 있다. 그러나 망막(900)과 연결된 광수용체가 당뇨병 등의 질병으로 인하여 괴사하는 경우에는 전기 신호로의 변환이 불가능하므로, 사람이 실명하게 된다.As shown in FIG. 3, the
따라서 전술한 망막신경세포(901)에 광감응형 유전자를 발현시킴으로써 이러한 문제점을 해결한다. 즉, 광감응형 유전자인 로돕신(rhodopsin), 할로로돕신(halorhodopsin) 또는 채널로돕신2를 아데노바이러스(AV, adenovirus) 또는 아데노연관 바이러스(adeno associated virus, AAV) 등을 벡터로 이용해 망막신경세포(901)에 주입하면, 망막신경세포(901)에서 광감응형 유전자가 발현되면서 망막신경세포(901)가 광감응성으로 바뀐다. 따라서 적절한 세기의 광을 이들 망막신경세포(901)에 조사하는 경우, 망막신경세포(901)가 광에 자극을 받아 뇌에 시각 신호를 전송한다. 따라서 실명한 사람이라도 시각을 회복할 수 있다. 이러한 광감응성 유전자 치료 방법은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로, 그 상세한 설명을 생략한다.Therefore, this problem is solved by expressing a photosensitive gene in the
도 3에 도시한 바와 같이, 광자극형 인공망막장치(100)를 통하여 집광된 광을 망막신경세포(901)에 조사한다. 따라서 광감응성 유전자가 발현된 망막신경세포(901)는 광자극형 인공망막장치(100)를 통하여 적절한 세기의 광을 조사받으므로, 이에 반응하여 시각신호를 뇌로 전송할 수 있다. 한편, 색소 상피(911)까지 집광된 광이 조사되는 경우, 세포들이 전부 타버릴 수 있다. 따라서 광자극형 인공망막장치(100)를 이용하여 망막신경세포(901)에만 국부적으로 광을 조사함으로써 강한 광자극을 통해 시력을 회복할 수 있다.As shown in FIG. 3, the light collected through the photo-stimulatory artificial
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광자극형 인공망막장치의 사용 상태를 개략적으로 나타낸다. 도 4의 광자극형 인공망막장치의 사용 상태는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 광자극형 인공망막장치의 사용 상태를 다르게 변형할 수도 있다.4 schematically shows a state of use of the photo-stimulation artificial retina device according to the second embodiment of the present invention. The state of use of the photo-stimulatory artificial retina device of FIG. 4 is merely for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto. Therefore, the state of use of the photo-stimulated artificial retina device may be modified differently.
도 4에 도시한 바와 같이, 마이크로 발광유닛(300)을 추가적으로 사용하여 광자극형 인공망막장치를 형성할 수 있다. 도 4에는 도시하지 않았지만, 마이크로 발광유닛(300)은 머리에 탈착 가능하게 부착되어 기판(10)을 향해 특정 파장의 광을 조사하도록 적용된다. 마이크로 발광유닛(300)의 머리 탈착 및 장착 과정은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로, 그 상세한 설명을 생략한다. 경우에 따라 마이크로 발광유닛(300)은 마이크로렌즈 형태로 안구에 부착할 수도 있다.As shown in FIG. 4, the photo-stimulating artificial retina device may be formed by additionally using the micro
마이크로 발광유닛(300)을 이용하여 광의 파장을 조절하여 안구에 입사시킬 수 있다. 도 4에는 도시하지 않았지만 마이크로 발광유닛(300)은 증폭기, 컨버터, 전류 드라이버(current driver) 및 광필터 등을 포함하므로, 광의 파장을 자유롭게 조절할 수 있다. 광의 파장을 조절하는 상세한 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로, 그 상세한 설명을 생략한다.The micro
광유전자로서 사용하는 채널로돕신2(channelrhosopsin2, ChR2)는 이온통로 단백질로서 단파장의 광에 의해 열린다. 이 경우, 세포밖의 Na+가 대량으로 들어와 세포막의 전위차를 감소시키므로, 세포의 전기활성을 증가시킨다. 따라서 망막세포에 채널로돕신2를 주입하여 망막세포를 활성화시킴으로써 신호를 전달할 수 있다. 그 결과, 광의 파장을 적절하게 조절하여 망막세포의 활성을 조절할 수 있다. 예를 들면, 채널로돕신2을 활성화시키기 위하여 마이크로 발광유닛(300)이 조사하는 광의 파장을 400nm 내지 550nm로 조절하여 온 상태로 만들 수 있다. 광의 파장이 전술한 범위를 벗어나는 경우, 채널로돕신2는 활성화되지 않으므로 오프 상태가 된다. 전술한 바와 같이, 광의 파장을 조절하여 채널로돕신2를 온 상태 및 오프 상태로 유지함으로써 망막신경세포를 고속으로 제어할 수 있다.Channel rhodopsin2 (ChR2) used as a photogene is opened by short wavelength light as an ion channel protein. In this case, extracellular Na + enters a large amount and reduces the potential difference of the cell membrane, thereby increasing the cell's electrical activity. Therefore, by injecting a dodocin 2 into the channel to the retinal cells it is possible to transmit the signal by activating the retinal cells. As a result, the activity of the retinal cells can be controlled by appropriately adjusting the wavelength of light. For example, the wavelength of the light irradiated by the micro
한편, 광유전자로서 채널로돕신2 이외에 할로로돕신(halorhosopsin)을 사용할 수 있다. 이 경우, 광의 파장을 400nm 내지 1㎛로 조절하여 온 상태로 만들 수 있다. 이 파장 범위는 가시광선 및 근적외선을 포함한다. 광의 파장이 전술한 범위를 벗어나는 경우, 할로로돕신은 활성화되지 않으므로 오프 상태가 된다.On the other hand, halohosopsin can be used in addition to channel rhodopsin 2 as a photogene. In this case, the wavelength of the light can be adjusted to 400 nm to 1 μm to make it on. This wavelength range includes visible light and near infrared light. If the wavelength of light is outside the above-mentioned range, halodoxin is not activated and thus is turned off.
마이크로 발광유닛(300)은 이미지 센서(31) 및 복수의 발광 다이오드들(33)을 포함한다. 이미지 센서(31)는 외부로부터 수신한 광을 전기신호로 변환한다. 이미지 센서(31)로는 CMOS(complementary metal semiconductor, 상보형 금속산화물 반도체) 센서 또는 CCD(chargecoupled device, 전하결합소자) 센서 등을 사용할 수 있다. The micro
복수의 발광 다이오드들(33)은 이미지 센서(31)와 전기적으로 연결된다. 복수의 발광 다이오드들(33)은 이미지 센서(31)와 연결되어 전술한 전기신호에 대응하는 광을 기판(10)을 향해 조사한다. 전술한 바와 같이, 마이크로 발광유닛(300)을 이용하여 조사하는 광의 파장을 조절할 수 있다.The plurality of
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광자극형 인공망막장치(400)를 확대하여 개략적으로 나타낸다. 도 5의 광자극형 인공망막장치(400)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 광자극형 인공망막장치(400)의 구조를 다른 형태로도 변형할 수 있다. 또한, 도 5의 광자극형 인공망막장치(400)는 도 1의 광자극형 인공망막장치(100)와 유사하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하고, 그 상세한 설명을 생략한다.5 is an enlarged schematic view of an optical stimulation
도 5에 도시한 바와 같이, 광자극형 인공망막장치(400)는 기판(10) 및 복수의 마이크로렌즈들(42)을 포함한다. 여기서, 복수의 마이크로렌즈들(42)은 육각형 형상을 가진다. 도 5에는 복수의 마이크로렌즈들(42)이 육각형 형상을 가진 것으로 도시하였지만, 복수의 마이크로렌즈들(42)은 육각형 이외의 다양한 다각형 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 복수의 마이크로렌즈들(42)은 삼각형, 사각형 또는 오각형 등의 형상을 가질 수 있다.As shown in FIG. 5, the photostimuli type
도 5에 도시한 바와 같이, 복수의 마이크로렌즈들(42)이 상호 인접하여 위치하므로, 광을 효율적으로 집광하여 망막신경세포에 전달하여 망막신경세포를 효율적으로 광자극할 수 있다. 또한, 광자극형 인공망막장치(400)의 크기를 최소화할 수 있으므로, 안구에 삽입하기에 적합하다. 한편, 복수의 마이크로렌즈들(42)의 표면은 외측을 향하여 볼록하게 형성될 수 있다.As shown in FIG. 5, since the plurality of
이하에서는 도 6 내지 도 8을 통하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 광자극형 인공망막장치(200)를 상세하게 설명한다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 광자극형 인공망막장치(200)는 도 1 내지 도 3의 광자극형 인공망막장치(100)와 유사하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하고, 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, the optical stimulation
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광자극형 인공망막장치(200)를 개략적으로 나타낸다. 도 6의 확대원에는 광자극형 인공망막장치(200)의 단면 구조를 확대하여 나타낸다. 도 6의 광자극형 인공망막장치(200)는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 광자극형 인공망막장치(200)의 구조를 다른 형태로도 변형할 수 있다.6 schematically shows a photo-stimulation
도 6에 도시한 바와 같이, 광자극형 인공망막장치(200)는 기판(10) 및 복수의 마이크로미러들(22)을 포함한다. 이외에, 광자극형 인공망막장치(200)는 필요에 따라 다른 부품들을 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 6, the photostimulatory
복수의 마이크로미러들(22)은 기판(10)과 접하여 배치된다. 복수의 마이크로미러들(22)은 외부로부터 입사된 광을 반사시켜서 망막에 제공한다. 그 결과, 망막에 제공되는 광의 세기를 국부적으로 증가시킬 수 있다. 또한, 복수의 마이크로미러들(22)을 사용하므로, 실명자에게 고해상도의 시력을 제공한다. 종래의 전기자극방식을 이용한 인공망막보철장치는 사용할 수 있는 전극들의 수가 제한되어 고해상도의 시력을 제공할 수 없다. 이와는 대조적으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광자극형 인공망막장치(200)는 그 수에 제한이 없는 복수의 마이크로미러들(22)을 포함하므로, 실명자에게 고해상도의 시력을 제공할 수 있다. 이를 위해 복수의 마이크로미러들(22)은 어레이 형태로 배열된다. 이하에서는 도 6의 확대원을 통하여 마이크로미러(22)의 구조를 좀더 상세하게 설명한다.The plurality of
도 6의 확대원에 도시한 바와 같이, 마이크로미러(22)는 미러부(221) 및 광투과형 커버부(223)를 포함한다. 미러부(221)는 망막(도 7에 도시, 이하 동일)을 향하여 오목하게 형성된다. 여기서 미러부(221)의 광반사율은 80% 내지 90%인 것이 바람직하다. 미러부(221)의 광반사율이 너무 낮은 경우, 망막신경세포를 효율적으로 광자극할 수 없다. 또한, 설계 한계상 미러부(221)의 광반사율을 너무 높게 조절할 수 없다. 미러부(221)가 전술한 범위의 광반사율을 가지므로, 마이크로미러(22)가 입사된 광을 효율적으로 반사시켜서 망막신경세포를 광자극할 수 있다. 이를 위하여 은(Ag) 등 인체에 무해하면서 광반사율이 우수한 소재로 미러부(221)를 형성할 수 있다. 미러부(221)는 은 이외의 다른 소재를 더 포함할 수도 있다. 미러부(221)를 제조하는 경우, 기판(10)에 형성된 개구부만 노출되도록 마스크를 형성한 후 은을 상온에서 스퍼터링한다. 전술한 공정의 상세한 내용은 반도체 공정 등을 이용하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로, 그 상세한 설명을 생략한다.As shown in the enlarged circle of FIG. 6, the
미러부(221)는 입사되는 광을 반사시켜서 망막으로 리턴시킬 수 있다. 그 결과, 광의 세기를 증폭시킬 수 있으므로, 광감응성 유전자가 발현된 망막신경세포를 좀더 강하게 광자극할 수 있다.The
도 6의 확대원에 도시한 바와 같이, 미러부(221)는 기판(10)내에 매립될 수 있다. 도 6의 확대원에는 미러부(221)가 기판(10) 내에 완전히 매립된 것으로 도시하였지만, 이와는 달리 미러부(221)가 기판(10) 내에 부분적으로 매립될 수도 있다. 한편, 광투과형 커버부(223)는 미러부(221)를 덮는다. 광투과형 커버부(223)는 미러부(221)를 형성한 후, 미러부(221) 위에 수지를 충전하여 제조할 수 있다. 광투과형 커버부(223)를 형성한 다음 필요에 따라 기판(10)을 평탄화시키는 작업을 실시할 수 있다. 전술한 공정의 상세한 내용은 반도체 공정 등을 이용하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로, 그 상세한 설명을 생략한다. As shown in the enlarged circle of FIG. 6, the
광투과형 커버부(223)는 미러부(221)에 의해 반사된 광을 손실시키지 않고 망막신경세포에 효율적으로 전달할 수 있다. 그 결과, 망막신경세포를 효율적으로 광자극할 수 있다.The light
도 6의 확대원에 도시한 바와 같이, 마이크로미러(22)의 직경(D22)은 10㎛ 내지 500㎛로 조절한다. 마이크로미러(22)의 직경이 너무 큰 경우, 망막신경세포를 효율적으로 광자극할 수 없다. 또한, 마이크로미러(22)의 직경이 너무 작은 경우, 색소상피까지 집광된 광이 도달하여 색소상피가 타버릴 수 있다. 따라서 전술한 범위로 마이크로미러(22)의 초점 거리를 조절함으로써 망막신경세포만 국부적으로 광자극할 수 있다. 한편, 마이크로미러의 개구수(NA)는 0.005 내지 1인 것이 바람직하다. 이 경우, 망막신경세포를 국부적으로 광자극할 수 있다.As shown in the enlarged circle of FIG. 6, the diameter D22 of the
한편, 광자극형 인공망막장치(200)는 실리콘 또는 폴리머를 사용하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 폴리머로서 PDMS 등을 사용할 수 있다. 이들 소재들은 인체에 친화적이므로, 사용하기에 적합하다. 또한, 기판(10)과 마이크로미러(22)는 사출 성형 등의 방법으로 일체로 형성하거나 단계별로 형성할 수 있다.On the other hand, the photo-stimulation
도 7은 도 6의 광자극형 인공망막장치(200)의 사용 상태를 개략적으로 나타낸다. 도 7의 광자극형 인공망막장치(200)의 사용 상태는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 광자극형 인공망막장치(200)의 사용 상태를 다양한 형태로 변형할 수 있다.FIG. 7 schematically illustrates a state of use of the photo-stimulating
도 7에 도시한 바와 같이, 광자극형 인공망막장치(200)는 망막(900) 밑에 부착될 수 있다. 안구(90)를 통하여 입사된 광은 광자극형 인공망막장치(200)에 의해 반사되어 망막에 제공된다.As shown in FIG. 7, the photo-stimulatory
도 8은 도 7의 광자극형 인공망막장치(200)의 작동 상태를 개략적으로 나타낸다. 도 8에는 도 7의 광자극형 인공망막장치(200)와 그 주위 부분을 확대하여 개략적으로 나타낸다.FIG. 8 schematically illustrates an operating state of the photo-stimulatory
도 8에 도시한 바와 같이, 광자극형 인공망막장치(200)는 망막밑, 좀더 구체적으로 색소상피(pigment epithelium)(911) 앞에 삽입될 수 있다. 이러한 광자극형 인공망막장치(200)의 삽입 과정은 망막 전기자극장치와 유사하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로, 그 상세한 설명을 생략한다.As shown in FIG. 8, the photo-stimulatory artificial
도 8에 도시한 바와 같이, 망막(900)을 향해 입사된 광을 광자극형 인공망막장치(200)를 통하여 반사시켜 망막신경세포(901)에 조사한다. 따라서 광감응성 유전자가 발현된 망막신경세포(901)는 광자극형 인공망막장치(200)를 통하여 적절한 세기의 광을 조사받으므로, 이에 반응하여 시각신호를 뇌로 전송할 수 있다. 한편, 망막(900)까지 광이 반사되는 경우, 망막(900)으로 입사된 광과 상호 간섭을 일으켜서 시각에 혼란을 줄 수 있다. 따라서 광자극형 인공망막장치(200)를 이용하여 망막신경세포에만 국부적으로 광을 조사함으로써 강한 광자극을 통해 시력을 회복할 수 있다.As shown in FIG. 8, the light incident toward the
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광자극형 인공망막장치의 사용 상태를 개략적으로 나타낸다. 도 9의 광자극형 인공망막장치의 사용 상태는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 광자극형 인공망막장치의 사용 상태를 다르게 변형할 수도 있다. 도 9의 마이크로 발광유닛(300)은 도 4의 마이크로 발광유닛(300)과 동일하므로, 동일한 도면 부호를 사용하며, 그 상세한 설명을 생략한다.9 schematically shows a state of use of the photo-stimulation artificial retina device according to the fourth embodiment of the present invention. The state of use of the photo-stimulatory artificial retina device of FIG. 9 is merely for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto. Therefore, the state of use of the photo-stimulated artificial retina device may be modified differently. Since the micro
도 9에 도시한 바와 같이, 마이크로 발광유닛(300)을 추가적으로 사용하여 광자극형 인공망막장치를 구축할 수 있다. 따라서 광자극형 인공망막장치(200)에 특정 광감응성 유전자에 반응하는 파장을 가지는 광만 입사시킬 수 있다.As shown in FIG. 9, the photo-stimulating artificial retina device may be constructed by additionally using the micro
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the following claims.
10. 기판
12, 42. 마이크로렌즈
22. 마이크로미러
31. 이미지 센서
33. 발광 다이오드
100, 200, 400. 광자극형 인공망막장치
221. 미러부
223. 광투과형 커버부
300. 마이크로 발광유닛
900. 망막
901. 망막신경세포
903. 아마크린 세포
905. 양극 세포
907. 수평 세포
909. 로드콘
910. 신경 조직
911. 색소 상피
920. 맥락막
930. 공막
940. 각막
950. 동공
960. 홍채
970. 모양체10. Substrate
12, 42.Microlenses
22. Micromirror
31. Image Sensor
33. Light Emitting Diode
100, 200, 400. Photo-stimulated artificial retina device
221. Mirror part
223. Light transmissive cover
300. Micro light emitting unit
900. Retina
901. Retinal nerve cells
903.Amacrine Cells
905. Bipolar Cells
907. Horizontal Cells
909.Roadcon
910. Nervous tissue
911. Pigmented Epithelium
920. Choroid
930. Scleral
940. The cornea
950. Pupil
960. Iris
970. The ciliary body
Claims (17)
상기 기판과 접하고, 광을 모아서 상기 망막에 제공하도록 적용된 복수의 마이크로렌즈들
을 포함하는 광자극형 인공망막장치. A flexible substrate adapted to be provided in front of the retina where the photosensitive gene is expressed, and
A plurality of microlenses in contact with the substrate and adapted to collect and provide light to the retina
Photo-stimulated artificial retina device comprising a.
상기 복수의 마이크로렌즈들의 직경은 10㎛ 내지 500㎛이고, 상기 복수의 마이크로렌즈들의 개구수(numerical aperture, NA)는 0.005 내지 1인 광자극형 인공망막장치.The method of claim 1,
The diameter of the plurality of microlenses is 10㎛ to 500㎛, the numerical aperture (NA) of the plurality of microlenses is a photo-stimulation artificial retinal device.
상기 복수의 마이크로렌즈들은 다각형 형상을 가지고, 상호 인접하여 위치하는 광자극형 인공망막장치.The method of claim 1,
The plurality of microlenses have a polygonal shape, and are located adjacent to each other.
상기 다각형은 육각형인 광자극형 인공망막장치.The method of claim 3,
The polygon is a hexagonal photo-stimulation artificial retina device.
상기 가요성 기판 및 상기 복수의 마이크로렌즈들은 일체로 형성된 인공망막장치.The method of claim 1,
And the flexible substrate and the plurality of microlenses are integrally formed.
상기 복수의 마이크로렌즈들 중 하나 이상의 마이크로렌즈의 광투과율은 90% 이상인 인공망막장치.The method of claim 1,
At least one microlens of the plurality of microlenses of the artificial retina device of 90% or more light transmittance.
상기 기판과 접하고, 광을 반사시켜 상기 망막에 제공하도록 적용된 복수의 마이크로미러들(micro mirrors)
을 포함하는 광자극형 인공망막장치.A flexible substrate adapted to provide a subretinal in which the photosensitive gene is expressed, and
A plurality of micro mirrors in contact with the substrate and adapted to reflect and provide light to the retina
Photo-stimulated artificial retina device comprising a.
상기 복수의 마이크로미러들은,
상기 기판에 매립되어 상기 망막을 향해 오목하게 형성되고, 상기 광을 반사시키는 미러부, 및
상기 미러부를 덮는 광투과형 커버부
를 포함하는 광자극형 인공망막장치.The method of claim 7, wherein
The plurality of micromirrors,
A mirror portion embedded in the substrate to be concave toward the retina and reflecting the light;
A light transmissive cover part covering the mirror part
Photo-stimulated artificial retina device comprising a.
상기 미러부는 스퍼터링에 의해 형성된 광자극형 인공망막장치.9. The method of claim 8,
And the mirror portion is formed by sputtering.
상기 미러부는 은을 포함하는 인공망막장치.10. The method of claim 9,
The retinal device including the mirror portion silver.
상기 복수의 마이크로미러들의 광반사율은 80% 내지 90%인 광자극형 인공망막장치.The method of claim 7, wherein
And a light reflectance of the plurality of micromirrors is 80% to 90%.
상기 복수의 마이크로미러들의 직경은 10㎛ 내지 500㎛이고, 상기 복수의 마이크로미러들의 개구수(NA)는 0.005 내지 1인 광자극형 인공망막장치.The method of claim 7, wherein
The diameter of the plurality of micromirrors is 10㎛ to 500㎛, the numerical aperture (NA) of the plurality of micromirrors is a photo-stimulation artificial retina device.
상기 광자극형 인공망막장치는 실리콘 및 폴리머로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 소재를 포함하는 광자극형 인공망막장치.8. The method of claim 1 or 7,
The photo-stimulated artificial retina device is a photo-stimulated artificial retina device comprising at least one material selected from the group consisting of silicon and polymer.
머리에 탈착 가능하게 부착되고, 상기 광감응성 유전자를 자극하는 파장을 가진 광을 상기 기판을 향하여 조사하도록 적용된 마이크로 발광유닛을 더 포함하는 광자극형 인공망막장치.8. The method of claim 1 or 7,
And a micro light-emitting unit detachably attached to the head and adapted to irradiate light having a wavelength stimulating the photosensitive gene toward the substrate.
상기 마이크로 발광유닛은,
외부 광을 전기신호로 변환하는 이미지 센서, 및
상기 이미지 센서와 전기적으로 연결되며, 상기 광감응성 유전자를 자극하는 파장을 가진 광을 상기 기판을 향해 조사하도록 적용된 복수의 발광 다이오드들(light emitting diodes, LED)
을 포함하는 광자극형 인공망막장치.15. The method of claim 14,
The micro light emitting unit,
An image sensor for converting external light into an electrical signal, and
A plurality of light emitting diodes (LEDs) electrically connected to the image sensor and adapted to irradiate the substrate with light having a wavelength stimulating the photosensitive gene toward the substrate;
Photo-stimulated artificial retina device comprising a.
상기 광감응성 유전자가 채널로돕신2(channelrhosopsin2, ChR2)인 경우, 상기 마이크로 발광유닛은 상기 광의 파장을 400nm 내지 550nm로 조절하는 광자극형 인공망막장치. 16. The method of claim 15,
When the photosensitive gene is a channel rhodopsin2 (ChR2), the micro light emitting unit is a photo-stimulating artificial retina device for controlling the wavelength of the light to 400nm to 550nm.
상기 광감응성 유전자가 할로로돕신(halorhodopsin)인 경우, 상기 마이크로 발광유닛은 상기 광의 파장을 400nm 내지 1㎛로 조절하는 광자극형 인공망막장치.16. The method of claim 15,
When the photosensitive gene is halohodopsin (halorhodopsin), the micro light emitting unit is a photo-stimulating artificial retina device for controlling the wavelength of the light to 400nm to 1㎛.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110061927A KR101246336B1 (en) | 2011-06-24 | 2011-06-24 | Artificial retinal device for stimulating by using light |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110061927A KR101246336B1 (en) | 2011-06-24 | 2011-06-24 | Artificial retinal device for stimulating by using light |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130006890A KR20130006890A (en) | 2013-01-18 |
KR101246336B1 true KR101246336B1 (en) | 2013-03-21 |
Family
ID=47837586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020110061927A KR101246336B1 (en) | 2011-06-24 | 2011-06-24 | Artificial retinal device for stimulating by using light |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101246336B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018044106A1 (en) | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 가천대학교 산학협력단 | Optical sensor array-based sub-type artificial retina device, and method for driving artificial retina device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009540900A (en) | 2006-06-21 | 2009-11-26 | インペリアル イノベーションズ リミテッド | Artificial retinal prosthesis |
-
2011
- 2011-06-24 KR KR1020110061927A patent/KR101246336B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009540900A (en) | 2006-06-21 | 2009-11-26 | インペリアル イノベーションズ リミテッド | Artificial retinal prosthesis |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018044106A1 (en) | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 가천대학교 산학협력단 | Optical sensor array-based sub-type artificial retina device, and method for driving artificial retina device |
US11154705B2 (en) | 2016-08-31 | 2021-10-26 | Gachon University Of Industry-Academic Cooperation Foundation | Optical sensor array-based sub-type artificial retina device, and method for driving artificial retina device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20130006890A (en) | 2013-01-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7321795B2 (en) | Compositions for electric stimulation of the eye | |
US10610695B2 (en) | Implantable device for increasing tear production | |
US8150526B2 (en) | Retinal prosthesis | |
JP3514464B2 (en) | Multiphase microphotodiode retinal implant and corresponding imaging retinal stimulation system | |
JP4393029B2 (en) | Retina transplantation and insertion device using multi-phase micro photoelectric detector with variable voltage current capability | |
US8709078B1 (en) | Ocular implant with substantially constant retinal spacing for transmission of nerve-stimulation light | |
US8956396B1 (en) | Eye-tracking visual prosthetic and method | |
KR102258884B1 (en) | Subretinal implant, its driving method and manufacturing method | |
US20110004272A1 (en) | Scanning laser device and methods of use | |
AU2001243665A1 (en) | Multi-phasic microphotodetector retinal implant with variable voltage and current capability and apparatus for insertion | |
US8945197B1 (en) | Sight-restoring visual prosthetic and method using infrared nerve-stimulation light | |
US11844958B2 (en) | Gland treatment devices and methods for treating dry eye disease | |
KR101246336B1 (en) | Artificial retinal device for stimulating by using light | |
JP2022533025A (en) | Visual equipment for projecting optical signals | |
Vaidya et al. | Bionic Eye, Restores Sight to the Blind |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160302 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170302 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |