Fabrication Processes for Stretchable Bioelectronics
- Reference number
- ICA16-0046
- Start and end dates
- 170901-210831
- Amount granted
- 4 000 000 SEK
- Administrative organization
- Linköping University
- Research area
- Materials Science and Technology
Summary
Today electrical stimulation is used to treat diseases and disorders like Parkinson’s disease, epilepsy, deafness, chronic pain and blindness. The next generation of treatments will require closed-loop systems, in which electric sensory input is used to initiate and control the stimulation. This requires that recording electrodes are placed in close vicinity of the central or peripheral nervous systems and form a long term stable interface, something which is not achievable with current technology. The goal of this project is to develop soft and deformable electrode interfaces based on inert super soft stretchable composite which can be patterned by printing techniques. The plan is to first optimize the parameter of the composite, which governs the interaction between the nanowire filler and the elastomer matrix. By adjusting the length, material and coating of the nanowires, a compromise between adhesion and electrical conductivity can be found. Next, additive printing techniques are evaluated for the purpose of patterning the developed composite. Depending on which printing technique is chosen, the ink formulation need to adhere to a specific set of criteria. Once the printing process is set, soft stretchable multi electrode arrays will be developed and tested by the applicant's collaboration partner. If the tests are successful, the aim is to initiate several new collaborations based on the developed technology.
Popular science description
Redan idag används elektrisk stimulering för behandling av sjukdomar och funktionsnedsättningar så som Parkinsons sjukdom, epilepsi och kronisk smärta. Nästa generations elektriska behandlingar kommer troligen kräva system där mätdata används för att initiera och styra den elektriska stimuleringen. För att detta ska fungera krävs att elektroderna, som används för att läsa ut signalerna från kroppen, kan skapa ett stabilt gränssnitt mot kroppens vävnad, något som är problematiskt med dagens teknik. Målet för detta projekt är att lösa det här problemet genom att utveckla en mjuk och töjbar elektrodteknologi som kan integreras med vävnad utan problem. Planen är att först utveckla en super-mjuk ledande komposit som sedan kan mönstras med trycktekniker för att skapa komponenter. För att lyckas skapa en sådan mjuk komposit som inte spricker vid töjning behöver interaktionen mellan de elektriskt ledande nanotrådarna och det omkringliggande silikongummit optimeras. Det planerar att göras genom att variera nanotrådarnas längd, material och ytskikt. När en bra formulering är funnen kommer den anpassas så att den blir möjlig att trycka med någon av de tillgängliga tryckteknikerna. Slutligen kommer mjuka elektroder att tillverkas och testas av våra samarbetspartners för mätningar av elektriska nervimpulser. Om dessa test är lyckosamma kommer nya samarbetspartners sökas för att tillsammans med dessa försöka lösa nya viktiga medicinska problem med hjälp av den nya teknologin.