La société Second Sight a développé la première prothèse rétinienne à recevoir une autorisation de mise sur le marché (AMM) en Europe et aux États-Unis. Six patients atteints de dystrophie rétinienne ont d'abord été implantés avec le dispositif épirétinien Argus I® de première génération à 16 électrodes [17-18-19]. Le seuil électrique de génération d'un phosphène dépend fortement de la proximité électrode-tissu [17]. Ces implants épirétiniens comportent des électrodes placées au-dessus de la membrane limitante interne de la rétine pour stimuler les cellules ganglionnaires de la rétine, mais ils stimulent également les faisceaux d'axones, provoquant une perception visuelle arquée ou en forme de comète [16]. Les patients implantés avec Argus I® ont perçu de manière reproductible des phosphènes discrets et détecté des mouvements directionnels ainsi que des formes simples en réponse à une stimulation électrique [13 , 18 , 19].

Un implant épirétinien de deuxième génération, Argus II®, doté de 60 électrodes, a été évalué dans une large cohorte de patients atteints de dystrophies rétiniennes héréditaires. Cette prothèse épirétinienne contenait ainsi 60 électrodes (6 × 10) de 200 μm de taille et espacées de 575 μm [20 , 21]. Le réseau d'électrodes était relié à un boîtier électronique fixé autour de l'œil [20]. Une incision était donc nécessaire pour laisser passer les fils. Le boîtier électronique recevait les paramètres de stimulation à générer à partir d'un émetteur positionné sur les lunettes du patient, lui-même relié à un microprocesseur recevant les images visuelles d'une caméra placée sur les lunettes du patient [20]. Les patients implantés ont détecté des phosphènes au niveau d'électrodes individuelles, ont distingué de grandes formes lorsque plusieurs électrodes étaient stimulées et ont reconnu des stimuli simples présentés via une caméra. L'activation du dispositif leur a permis d'obtenir de meilleurs résultats aux tests visuels tels que la localisation d'objets, la discrimination de mouvements, les tests d'orientation et de mobilité en laboratoire, et d'améliorer leur qualité de vie liée à la vision [22 , 23]. Certains patients ont également pu identifier des lettres, des mots et même lire de courtes phrases à l'aide du dispositif [24]. Ces performances étaient très variables, car elles dépendaient du nombre d'électrodes réellement en contact avec la surface rétinienne et capables d'activer les cellules ganglionnaires rétiniennes à des seuils électriques bas.

Argus II® a été implanté chez plus de 350 patients aveugles atteints de dystrophies rétiniennes, dans le monde entier. Chez ces patients, la meilleure acuité visuelle corrigée a été mesurée à 20/1260 ou moins [23]. Ainsi, bien qu'Argus II® ait reçu la première homologation mondiale pour un dispositif de prothèse rétinienne et ait également été approuvé pour une utilisation commerciale en Europe (mars 2011) et aux États-Unis (février 2013), sa production a été arrêtée en 2019.

Les prothèses sous-rétiniennes sont positionnées sous la rétine à la place des photorécepteurs, c'est-à-dire entre la couche nucléaire interne et l'épithélium pigmentaire rétinien au-dessus de la choroïde [25]. Elles ont été développées pour activer les cellules bipolaires présynaptiques aux cellules ganglionnaires et régénérer une activité plus naturelle, puisque ces cellules bipolaires reçoivent normalement leurs informations directement des photorécepteurs. Ces dispositifs sont constitués de systèmes photovoltaïques avec conversion de la lumière en activité électrique par des photodiodes et libération d'un courant électrique par une électrode.

L'implantation d'une telle prothèse sous-rétinienne implique un décollement local de la rétine avec une petite incision dans la rétine à travers laquelle le dispositif est glissé dans l'espace sous-rétinien. Cette chirurgie représente un défi majeur pour les rétines fragilisées par la maladie [26]. Les premières prothèses sous-rétiniennes ont été conçues pour être utilisées sans caméra externe, ni unité de traitement d'image, afin que le patient puisse profiter des mouvements oculaires pour localiser les objets [25].

Le premier dispositif sous-rétinien, qui contenait jusqu'à 5000 unités, était incapable d'activer la rétine du patient pour induire une perception visuelle [27]. Pour augmenter l'amplitude des courants libérés par l'appareil, le professeur Zrenner et son groupe ont introduit un circuit dans la puce électronique, mais sa présence impliquait une alimentation électrique et donc un câble le reliant à une batterie [28]. La batterie a été placée derrière l'oreille du patient, comme dans le cas des implants auditifs [28].

La distance à parcourir depuis la position sous-rétinienne de l'implant jusqu'à l'oreille explique la durée des interventions (> 6 heures) pour ces implants Alpha AMS® de la société allemande Retina Implant AG. Cette prothèse définitive, véritable micropuce, est composée de 1600 (40 × 40) pixels de 70 × 70 μm ² . Des essais cliniques ont démontré une perception visuelle stable chez des patients profondément aveugles atteints de rétinopathie pigmentaire. Ces implants ont été les premiers à permettre à un patient de lire des lettres et même des mots [28-29-30], et ont amélioré sa qualité de vie au quotidien [28 , 30]. Malgré le nombre plus important d'électrodes par rapport à Argus II®, l'acuité visuelle restaurée avec Alpha IMS® n'était pas celle attendue et ne dépassait pas 20/546 [31]. Malheureusement, malgré l'AMM du dispositif en Europe, la variabilité des résultats des patients a conduit les compagnies d'assurance allemandes à refuser de rembourser le dispositif, entraînant le retrait du produit et l'arrêt des implantations.

Pour augmenter l'amplitude des courants délivrés par la puce photovoltaïque sans nécessiter d'alimentation par batterie, Daniel Palanker a proposé une stratégie alternative fondée sur une stimulation par lumière infrarouge de haute intensité [32]. Elle exploite la sensibilité infrarouge de la puce de silicium, mais nécessite une conversion d'image de la lumière naturelle en infrarouge avec la possibilité de rester dans la plage infrarouge de sensibilité de la puce. De plus, pour augmenter sa résolution spatiale, les électrodes individuelles ont été entourées d'une grille de masse [32], comme proposé précédemment dans une étude théorique [33 , 34]. Après la preuve de concept de cette stratégie chez les rongeurs [34], la société française Pixium Vision a produit cet implant rétinien de grade clinique, PRIMA® (2 mm de large, 30 μm d'épaisseur, avec 378 pixels). Son évaluation sur la rétine aveugle de primates non humains, à la fois ex vivo et in vivo, a confirmé sa sécurité et sa haute résolution spatiale pour restaurer la vue [35]. Cet appareil sans fil a permis de simplifier et d'accélérer la durée de l'intervention, qui a été limitée à 2 heures [36]. En comparaison, l'opération prenait environ 4 heures avec Argus II® [20] et 6 à 8 heures avec Alpha IMS® [30]. Contrairement aux dispositifs précédents, qui étaient implantés chez des patients atteints de rétinopathie pigmentaire aux stades finaux de la maladie, ces dispositifs prothétiques PRIMA® ont été implantés chez des patients atteints de DMLA atrophique avec un grand scotome central [36].

La vision prothétique avec PRIMA® a d'abord été testée avec des lunettes de réalité virtuelle opaques dans le domaine visible (PRIMA-1®), puis des lunettes de réalité augmentée transparentes (PRIMA-2®) ont permis aux patients de fusionner la vision infrarouge artificielle centrale avec leur vision périphérique naturelle [37]. Les résultats de la première phase de cette étude (NCT03333954) ont démontré une acuité prothétique comprise entre 20/460 et 20/550 (la plus élevée et la plus reproductible de tous les autres types de prothèses rétiniennes) et ont fourni la preuve que la vision prothétique se produit indépendamment de la vision naturelle restante [36 , 37]. Pour les implants avec une position optimale sous la rétine, cette acuité visuelle permettait aux patients de lire des lettres et même des mots [36]. Les implants se sont révélés sûrs avec une bonne biocompatibilité et stables dans le temps [38]. Une étude multicentrique (NCT04676854) est toujours en cours, la société Pixium Vision ayant été reprise par la société Science Corp.

Les résultats intermédiaires à un an ont été présentés dans plusieurs réunions internationales (Club Jules Gonin en mai 2024, Euretina à Barcelone en septembre 2024) : pour les 38 patients inclus, l'augmentation moyenne de la vision avec le système et l'utilisation libre du zoom est de 23 lettres (4,6 lignes ETDRS) avec le système actif, et la vision sans le système actif est identique à celle d'avant l'implantation [39].

Les prothèses suprachoroïdiennes sont implantées entre la choroïde et la sclère. Par conséquent, la rétine résiduelle est stimulée dans toute la choroïde et l'épithélium pigmentaire rétinien. Bien que cette approche soit considérée comme chirurgicalement moins risquée que les prothèses épi- et sous-rétiniennes, cette distance assez importante entre les électrodes de stimulation et les neurones rétiniens stimulés limite la précision et donc la résolution spatiale de la procédure. En raison de ces limitations, les implants comportent de grandes électrodes (environ 1 mm) et sont placés à la périphérie du champ visuel [40].

Le groupe Bionic Vision Technologies a réalisé un essai clinique (NCT01603576) dans lequel 3 sujets souffrant d'une perte de vision profonde due à une rétinopathie pigmentaire ont reçu un implant suprachoroïdien (19 mm × 8 mm) composé d'un réseau de 33 électrodes de stimulation et de deux grandes électrodes de retour de masse sur un support en silicone. Une troisième électrode de retour a été implantée en sous-cutané derrière l'oreille. Des perceptions de phosphène ont été obtenues chez les 3 sujets; une amélioration de la localisation de la lumière avec l'appareil allumé a été mise en évidence chez tous, et toutes les électrodes sont restées fonctionnelles pendant la période de suivi de 12 mois [40].

Le principal inconvénient de cette localisation suprachoroïdienne par rapport aux autres types de prothèses rétiniennes est leur très faible résolution spatiale liée aux très grandes électrodes, mais ces prothèses pourraient générer une vision périphérique basse résolution complémentaire aux autres implants dédiés à la vision centrale.

Après ses premières prothèses sous-rétiniennes PRIMA®, le Pr Palanker a proposé une nouvelle organisation des électrodes qui peuvent être alternativement une électrode de stimulation ou une partie de la masse réduisant ainsi la taille de chaque unité [41]. L'utilisation de structures 3D pourrait encore améliorer cette haute résolution spatiale en séparant spatialement les électrodes de stimulation de la grille de masse [42-43-44-45-46-47-48].

D'autres ont également proposé des matériaux innovants pour produire des implants plus grands ou plus résolus. Par exemple, le Pr Benfenati a proposé des implants photovoltaïques organiques flexibles à base de polymères photosensibles linéaires [49 , 50] ou de nanoparticules [51].

Dans la controverse sur la photosensibilité de ces matériaux [52], le Pr Ghezzi a également tiré parti de ces polymères pour une application épirétinienne en réintroduisant des électrodes sur le matériau [53], une solution validée sur des miniporcs [54]. L'oxyde de titane a également été évalué pour sa photosensibilité en tant que matériaux d'implant [55 , 56].

Ces différentes approches reflètent la recherche de stratégies permettant d'améliorer la résolution spatiale des prothèses rétiniennes ou d'élargir leur couverture de la surface rétinienne.