[发明专利]一种具有球面弧形衬底的视网膜假体

说明书

技术领域

本发明属于视觉假体技术领域，尤其是一种具有球面弧形衬底的视网膜假体。

背景技术

视网膜假体（Retinal Prothesis）是针对特定的视网膜病变，将微电极阵列植入视网膜，刺激尚存的视杆细胞和视锥细胞，使光信息在大脑形成。老年性黄斑变性（AMD）和视网膜色素变性（RP）视锥细胞和视杆细胞发生不同程度的退化，造成视力减退或失明；然而，视神经却没有受到损坏，仍然可以将视网膜的电信号传输给大脑。视觉假体的原理是将光信号编码为电刺激信号，然后由视网膜微电极阵列将电信号施加到视网膜，通过刺激视网膜尚未损毁的视觉细胞，引起电响应信号部分，电响应信号通过视神经传出到大脑皮层，在大脑皮层建立视觉重建，由此可以使患者的视力得到改善或恢复。

在视网假体的关键部件微电极阵列的设计制作中，不仅要考虑材料的生物相容性，尽可能提高视觉图像的分辨率，还需要考虑微电极阵列能否与视网膜表面无损伤地有效接触、电刺激的有效性和植入电极阵列的使用时间。

现有的视网膜电极主流设计是平板形状，尽管采用柔性材料作为电极阵列的衬底，在微电极阵列植入过程中和微电极阵列植入视网膜以后，电极阵列的边缘仍然会对视网膜造成损伤。由于视网膜本身非常脆弱，尤其视网膜神经元对压力非常敏感,即使不太强的眼压维持比较长的时间，视神经元也会凋亡。此外,视网膜如果发生穿孔或牵拉,会从下层的眼组织脱落,最终失去视觉功能。Byers等人1990年尝试将制作成凸起微电极的“钉电极阵列”植入视网膜组织，通过连接的带有电路放大系统分析产生的电信号，结果显示这种穿透电极由于损坏了视网膜组织而无法为在大脑皮层产生光信号。因此，在设计视觉假体中的微电极阵列附件时，要考虑植入过程和植入固定后由于接触压力对视网膜可能造成的损伤。

Hossein Ameri,Mark Humayun等人于2007年提出一种多段结构的大视野、立体视网膜微电极阵列，该阵列由中心区和外周两个半圆环连接而成，在植入过程中，需要将三段分别植入视网膜，再将三段结构拼接成有一个圆形底的“碗”状球面立体电极阵列。虽然该阵列可以提供较大的空间视野，但是，其结构比较复杂，电极阵列的制作、植入和植入后的拼接、固定难度都较大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、植入方便、不伤害视网膜且能够有效提高微电极刺激效率的具有球面弧形衬底的视网膜假体。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种具有球面弧形衬底的视网膜假体，包括微电极阵列、微电极阵列引出线部分和外加电刺激引入部分，所述微电极阵列为球面弧形视网膜表面微电极阵列。

而且，所述的球面弧形视网膜表面微电极阵列包括与视网膜弧度接近的柔性衬底和安装在柔性衬底的球面弧形凸起面上的微电极，在微电极两侧的柔性衬底上制有固定孔。

而且，所述的柔性衬底为圆边长方形或圆边正方形。

而且，所述的微电极阵列引出线部分是在柔性衬底上嵌入细微金属线，该细微金属线两端分别与微电极阵列上的微电极及外加电刺激引入部分上的金属点阵相连接。

而且，所述的微电极阵列引出线部分为单层分布结构、双层分布结构或多层分布结构，所述细微金属线之间的间距不小于40μm。

而且，所述的外加电刺激引入部分是在柔性衬底上安装金属点阵，所述的金属点阵分别与微电极阵列引出线部分的微细金属线及外部电刺激信号相连接。

而且，所述的微电极阵列、微电极阵列引出线部分和外加电刺激引入部分一体制成，整体厚度不大于20μm。

而且，所述的柔性衬底采用具有生物相容性的聚氯代二甲苯材料制成。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明采用球面弧形视网膜表面微电极阵列使得视网膜中心位置与视网膜表面较好地贴合在一起，而微电极设置在球面弧形的凸面上，可使微电极有效地接触视网膜表面，从而提高电刺激效率，减小视网膜表面微电极阵列的刺激电流，有效地保护视网膜。

2、本发明采用具有生物相容性的球面弧形聚氯代二甲苯（parylene）材料作为柔性衬底，在电极植入时，可以保证手术切口较小，减小手术损伤。

3、本发明采用类圆形边缘的微电极阵列，在微电极阵列植入后，不会使边缘压力集中，可以有效地保护视网膜及表层下面的视神经元，可以延长微电极阵列的使用时间，进而更有效地完成视觉恢复功能。