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Großflächiges hochauflösendes Elektrodenarray für neuronale Anwendungen

Multielektrodenarrays (MEA) sind kleine Geräte, die elektrische Signale von Nervenzellen aufnehmen bzw. Signale auf Nervenzellen übertragen können. Damit stellen sie eine neuronale Schnittstelle dar, mit der Nervenzellen mit elektronischen Schaltungen verbunden werden können. Je nach Anwendungszweck unterscheidet man implantierbare (in vivo) und nicht-implantierbare (in vitro) MEA. In vitro Arrays werden speziell für die Stimulation und die mikroskopische Beobachtung von Zell- und Gewebekulturuntersuchungen eingesetzt. In vivo Arrays verwendet man z.B. als Hirnschrittmacher zur Behandlung von Bewegungsstörungen bei Parkinsonpatienten, als Herzschrittmacher, im Cochleaimplantat, das tauben Menschen das Hören ermöglicht, sowie dem Retinaimplantat, das erblindeten Patienten wieder einen Seheindruck vermitteln kann.

Das Forschungsprojekt fokussiert auf die Verbesserung von flexiblen in vivo Arrays. Angestrebt wird eine sehr hohe räumliche und zeitliche Auflösung mit sehr guter Signalqualität, d.h. das MEA soll größer und mit deutlich höherer Elektrodendichte als bisherige großflächige MEA hergestellt werden. Ziel ist die Herstellung eines langzeitstabilen und biokompatiblen Demonstrators.

Die einzelnen Chips des MEA werden extrem dünn und damit auch flexibel hergestellt. Integriert sind Vorverstärker, Multiplexer und weitere Signalverarbeitungselemente, welche die über die Elektroden erfassten Neurosignale verarbeiten und zur Signalauswertung weiterleiten. Die Chips werden in eine Leiterplatte aus flexiblem Polyimid gefasst. Während des Projektvorhabens soll auch untersucht werden, ob Stimulationssignale direkt im Array generiert und an bestimmte Elektroden geleitet werden können.

Projektpartner
  • Hochschule Furtwangen (Projektleitung)
  • Hochschule Mannheim
  • Eberhardt-Karls-Universität Tübingen
  • Aesculap AG, Tuttlingen
  • Plasma Electronic GmbH, Neuenburg
  • Multi Channels System MCS GmbH, Reutlingen
Förderung

Das Projekt wird in der Förderlinie IngenieurNachwuchs im Rahmen des Programms Forschung an Fachhochschulen vom BMBF gefördert, FKZ 13FH031IA5.

Neuroflexarray (I7329)
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