Abstract:
In the last decades, the development of visual prostheses that stimulate the retina electrically has gained momentum towards the restoration of useful vision, allowing significant but rudimentary improvements in the daily life of blind patients with retinal degenerative diseases. To improve the efficiency of retinal implants and to understand better the physiology of both healthy and degenerated retinas upon electrical stimulation, feedback about the retinal activity is desirable. Given the above, our research consortium has proposed the development of a bidirectional communication strategy in which retinal implants come in close contact with vital neurons in the inner retina to perform electrical stimulation while recording the electrical activity of the retina. To this end, a bidirectional microelectrode array (BiMEA), comprising penetrating multi-shank and multi-site neural probes, has been proposed and developed to be used in retinal applications for the first time [1], [2]. In this work, the development strategy and in vitro validation of intraretinal probes based on tissue-like materials is exposed, showing the feasibility of achieving not only a low insertion trauma during acute implantation in explanted mouse retinas, but the viability of a bidirectional interaction between the retina and a prosthetic device.
Consequently, intraretinal devices showed the capability of tracking and acknowledging in situ the electrical activity of the retina and the success of the stimulation, setting in
turn the groundwork of a new future generation of intraretinal implants.
Resumen:
En las últimas décadas, el desarrollo de prótesis visuales que estimulan la retina eléctricamente ha ganado impulso hacia la restauración de la visión útil, permitiendo
mejoras significativas pero rudimentarias en la vida diaria de los pacientes ciegos con enfermedades degenerativas de la retina. Para mejorar la eficacia de los implantes
retinales y comprender mejor la fisiología de la retina sana y enferma tras terapias de estimulación eléctrica, es deseable obtener información sobre su actividad neural.
Teniendo en cuenta lo anterior, nuestro consorcio de investigación ha propuesto el desarrollo de una estrategia de comunicación bidireccional en la que los implantes
retinales entran en estrecho contacto con las neuronas vitales de la retina interna, para así realizar la estimulación eléctrica mientras se registra la actividad eléctrica de la retina. Para ello, se ha propuesto y desarrollado una matriz de microelectrodos bidireccionales (BiMEA) para ser utilizada por primera vez en la retina. Este dispositivo BiMEA consiste en sondas neuronales penetrantes que comprenden varios vástagos y a su vez varios contactos eléctricos [1], [2]. En este trabajo se expone la estrategia de desarrollo y la validación in vitro de las sondas intra-retinales basadas en materiales similares a los tejidos, mostrando la viabilidad de conseguir no sólo un bajo traumatismo de inserción
durante la implantación aguda en retinas de ratón ex-plantadas, sino la viabilidad de una interacción bidireccional entre la retina y un dispositivo prostético. De esta forma, los dispositivos intra-retinales mostraron la capacidad de rastrear y reconocer in situ la actividad eléctrica de la retina y su vez el éxito de la estimulación, sentando así las bases de una nueva generación futura de implantes intra-retinales.
[1] V. Rincón Montes et al., “Toward a bidirectional communication between retinal cells and a prosthetic device - A proof of concept,” Front. Neurosci., vol. 13,
no. APR, pp. 1–19, 2019
[2] V. Rincón Montes et al., “Development and in vitro validation of flexible intraretinal probes,” Sci. Rep., vol. 10, no. 19836, pp. 1–14, 2020
Citación recomendada (normas APA)
Viviana Rincón Montes, "Development, characterization, and application of intraretinal implants = Desarrollo, caracterización y aplicación de implantes intra-retinales", Colombia:-, 2021. Consultado en línea en la Biblioteca Digital de Bogotá (https://www.bibliotecadigitaldebogota.gov.co/resources/3711580/), el día 2025-05-24.
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