Mjuka självuppackande nervgränssnitt
- Diarienummer
- FFL18-0206
- Projektledare
- Tybrandt, Klas
- Start- och slutdatum
- 200401-250331
- Beviljat belopp
- 12 000 000 kr
- Förvaltande organisation
- Linköping University
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Elektriska nervgränssnitt är en förutsättning för diagnostik och behandlingar av en rad neurologiska åkommor och sjukdomar, så som epilepsi, Parkinsons sjukdom och kronisk smärta. Det har tidigare inte varit möjligt att göra högupplösta avläsningar av nervsignaler under lång tid på grund av att elektroderna som används skadar nervvävnaden. Ny forskning har hittat en lösning på detta problem genom att skapa extremt mjuka och flexibla elektroder som inte skadar vävnaden. Dessa framsteg kommer dock med nya utmaningar eftersom elektroderna är så mjuka och flexibla att de blir väldigt svåra och komplicerade att hantera, vilket är ett stort hinder för framtida klinisk användning. Syftet med detta forskningsprojekt är att hitta en lösning på detta problem genom att skapa självmonterande magnetiska mjuka och flexibla nervgränssnitt. Nyckelkonceptet är att dra med trådlösa magnetiska krafter istället för att putta mekaniskt på de böjliga elektroderna. Projektet kommer etablera denna nya teknologi genom att utveckla nya material, komponentkoncept, kontrollutrustning och procedurer runt detta koncept. Den resulterande elektrodteknologin kommer vara mycket mindre invasiv och mer robust än tidigare teknologi, vilket möjliggöra nya kliniska tillämpningar. Den kommer också skapa nya möjligheter för insättning av elektroder längs icke-linjära banor samt trådlös insättning och uppackning av elektroder i flera steg.
Populärvetenskaplig beskrivning
Elektriska nervgränssnitt gör att vi kan läsa av och inducera nervsignaler med hjälp av elektronik. Dessa gränssnitt är en förutsättning för diagnostik och behandlingar av en rad neurologiska åkommor och sjukdomar, så som epilepsi, Parkinsons sjukdom och kronisk smärta. Det har tidigare inte varit möjligt att göra högupplösta avläsningar av nervsignaler under lång tid på grund av att elektroderna som används skadar nervvävnaden. Under de senaste åren har ny forskning hittat lösningar på detta problem. Genom att skapa extremt mjuka elektroder som placeras på rörliga nerver kan skador undvikas. För elektroder som förs in inuti nervvävnaden har man löst problemet genom att göra dem så tunna och flexibla att nervvävnaden knappt känner av dem. Dessa resultat är mycket spännande och lovande, dock medför de nya utmaningar eftersom elektroderna är så mjuka och flexibla blir de väldigt svåra och komplicerade att hantera, vilket är ett stort hinder för framtida användning inom sjukvården. Syftet med detta forskningsprojekt är att hitta en lösning på detta problem. Den föreslagna metoden är att skapa självmonterande magnetiska mjuka och flexibla nervgränssnitt. Nyckelkonceptet är att dra med magnetiska krafter istället för att mekaniskt putta på bakänden av elektroderna. Försöker man putta på något som är mjukt och flexibelt kommer det böja sig, om man däremot drar i objektet funkar det bättre. Första steget är att förstå vilka kriterier som måste vara uppfyllda för att ett magnetiskt nervgränssnitt ska kunna dras in i vävnad. Därför kommer projektet utveckla nya magnetiska material och strukturer och karakterisera dessa noggrant. Nästa steg är att applicera den nyvunna kunskapen för att skapa magnetiska elektroder. Detta kräver utveckling av avancerade mikrofabrikationsprocesser eftersom elektroderna behöver vara små och mjuka. De tillverkade elektroderna kommer att testas hos forskare i neurovetenskap för att utvärdera dess funktionalitet. I slutet av projektet kommer ytterligare två förbättringar utvecklas; magnetiska material som av säkerhetsskäl förlorar sina magnetiska egenskaper efter implantering, samt nya material som först går att hantera men sen blir extremt mjukare efter implantering. När projektet är genomfört kommer ett nytt koncept för självmonterande nervelektroder ha utvecklats. Det långsiktiga målet är att tekniken ska möjliggöra för nya behandlingar av allvarliga åkommor och på så sätt hjälpa människor och samhället.