[发明专利]人造视网膜设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求印度专利申请No.1822/CHE/2010的优先权，该专利于2010年6月28日提交，通过引用将其整体并入本文。

背景技术

提供以下的描述以协助读者理解。所提供的任何信息或所引用的参考不被承认是现有技术。

当视网膜接收到光时，在视网膜的层内发生复杂的信号处理。视觉信号以电“尖峰信号”的形式对信息进行编码。这些电“尖峰信号”实际上是从神经节细胞经由视神经发送到大脑中的视觉皮质的电化学信号。在一些与视力有关的疾病中，视网膜的包括感光器的外层失去其功能。然而，视网膜的内层在解剖学上仍保持不变并且在功能上完整无缺。

在使用微光电二极管阵列和图样化的激励电极来作为人造视网膜设备上已经取得了进步。这种人造视网膜设备被设计用来处理与视力有关的各种疾病(例如色素性视网膜炎(retinal pigmentosa)和黄斑变性)，或者用来增强正常视力。然而，已知的人造视网膜设备涉及基于无机材料(例如硅或铂/铱氧化物涂敷的衬底)的常规电子技术。这种设备是非生物相容的或非生物稳定的，并从而在移植入人眼方面涉及严重的缺陷。

与传统人造视网膜设备相关联的缺陷有很多。由于设备与人体组织在移植/组织分界面处的机械不相容，已知这种设备在活体(in-vivo)情况下产生严重的神经胶质变性(gliosis)和其他的并发症。此外，这种设备需要生物相容的电极来与人体组织进行界面连接，以及需要视频芯片来处理信号。这种设备还需要外部电源，可以经由射频信号或脉冲能量系统来提供该外部电源。此外，虽然在很多领域(例如，材料、制造、能量供给、包装等)中有了众多的进步，传统的人造视网膜设备有着较低的视敏度。例如，传统的设备已允许最大仅20/100的视力。

发明内容

本技术提供了说明性的人造视网膜设备，该人造视网膜设备包括衬底和在衬底上形成的微电极阵列。人造视网膜设备还包括在所述微电极阵列上沉积的光导性聚合物混合物。光导性聚合物混合物被配置为响应于接收到光来产生被激发的电荷载流子。

说明性的人造视网膜设备还可以包括微电极阵列中的至少一个电极与光导性聚合物混合物之间的分界面，以使得分界面被配置为累积被激发的电荷载流子并产生相对于地的电压改变。在一个实施例中，地是电解质层的电解质。可以在光导性聚合物混合物上形成电解质层，其中，地包括电解质层。电解质层可以是盐溶液或凝胶之一。在一个备选实施例中，地可以是微电极阵列中的另一电极。

说明性的人造视网膜设备中的微电极阵列可以与神经元相邻，以使得微电极阵列向神经元传送与电压改变相对应的电信号。微电极阵列中的电极可以包括导电聚合物，例如，聚(3，4-亚乙基二氧噻吩):聚(4-苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)。

说明性的人造视网膜设备中的衬底可以是柔性的，并且可以包括玻璃、塑料或生物相容的复合物。光导性聚合物混合物可以包括聚噻吩或聚对苯撑亚乙烯基衍生物中的至少之一。在一个实施例中，光导性聚合物混合物可以是P3HT(聚3-己基噻吩)-PCBM。光导性聚合物混合物可以是透明或半透明的。

在一个实施例中，光导性聚合物混合物包括对光谱中的相应波长敏感的一个或多个像素。该一个或多个像素可以具有不同成分的光导性聚合物，或者可以具有不同厚度的光导性聚合物混合物。在一个实施例中，像素被配置为检测两种颜色中的一种，并传送电信号，该电信号包括响应于检测到相应颜色的正和负尖峰信号。

说明性的人造视网膜设备可以具有若干几何结构。例如，微电极阵列可以被直接沉积在衬底上，并且实质上被光导性聚合物混合物包围。此外，导电聚合物可以位于衬底与光导性聚合物混合物之间。说明性的人造视网膜设备还可以包括位于衬底与光导性聚合物混合物之间的电解质层。此外，微电极阵列和光导性聚合物混合物可以位于电解质与衬底之间。

本技术还提供制造人造视网膜设备的说明性方法。该方法包括在衬底上形成微电极阵列并在微电极阵列上涂上光导性聚合物混合物。光导性聚合物混合物被配置为响应于接收到光来产生被激发的电荷载流子。

在一个实施例中，在衬底上形成微电极阵列包括在图样化电极上旋转涂覆聚(3，4-亚乙基二氧噻吩):聚(4-苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)，图样化电极包括铟锡氧化物或涂敷了铂或氮化硅的玻璃。说明性的方法还可以包括加热微电极阵列，以提高PEDOT:PSS对图样化电极的粘附。