Stealth-Neurotechnologien

Stealth Neurotechnology
Materialien, die für inerte implantierbare Neurotechnologien verwendet werden, und beispielhafte mehrschaftige und einschaftige penetrierende Sonden.

Wir entwickeln implantierbare Stealth-Neurotechnologien mithilfe flexibler, gewebeähnlicher Materialien und Designs, um eine stabile Schnittstelle zwischen Nervengewebe und neuroelektronischen Geräten zu schaffen. Unsere Geräte bestehen aus elektrischen Kontakten, die in isolierende Polymere wie Polyimid, Parylene-C oder Silikonkautschuk wie Polydimethylsiloxan eingebettet sind. Um eine elektrische Kopplung mit neuronalen Zielen zu ermöglichen und elektrische Aufnahme- sowie Stimulationsfunktionen sicherzustellen, verwenden wir verschiedene leitfähige Materialien mit spezifischen elektrochemischen Eigenschaften. Dazu zählen die hohe elektrische Leitfähigkeit von Gold sowie die niedrige Impedanz und hohe Ladungsinjektionskapazität von Materialien wie Iridiumoxid und leitfähigen Polymeren wie PEDOT:PSS.

Stealth Neurotechnology
Abbildung 2. Ein typisches neuronales Implantat mit einer Leiterplatte (PCB) in Grün mit einem Omnetics-Stecker, einem flexiblen Kabel und einem Sensorbereich, der ein Array transparenter Mikroelektroden enthält.

Wir setzen zudem fortschrittliche Mikrofabrikationstechniken ein, darunter UV-Fotolithografie, Elektronenstrahl-Lithografie, Zwei-Photonen-Lithografie und Mikrogussverfahren, um lithografische Auflösungen im Submikrometer- und Mikrometerbereich zu erreichen. Diese Prozesse ermöglichen die Entwicklung neuartiger Designs, die die räumliche Auflösung unserer Geräte verbessern und einen Bereich von Einzelzell-Präzision bis hin zu Abdeckungen im Millimeter-Maßstab abdecken. Ein typisches neuronales Implantat besteht aus einer Leiterplatte (PCB), die die Verbindung mit externer Elektronik ermöglicht, einem flexiblen Kabel für die Signalübertragung und einem Sensorbereich, der ein Array von Mikroelektroden zur neuronalen Schnittstellenbildung enthält.

Abbildung 3. Portfolio der implantierbaren Neurotechnologien bei IvN-IBI-3.

Unser Neurotechnologie-Portfolio umfasst transparente Oberflächenimplantate (z. B. Mikro-Elektrokortikografie-Arrays - µECoGs) sowie penetrierende Geräte, die von einzelnen polymerbasierten Fäden bis hin zu kammartigen und nadelartigen Strukturen mit mehreren Elektrodenstellen reichen. Technologien der nächsten Generation beinhalten mikro- und nanostrukturierte Topologien und neuronale Zellverbände als Stealth-Substratbeschichtungen, um eine biohybride neuronale Schnittstelle zu schaffen.

Referenzen

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Koschinski, L. et al. Validation of transparent and flexible neural implants for simultaneous electrophysiology, functional imaging, and optogenetics. J. Mater. Chem. B 11, 9639–9657 (2023).

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Letzte Änderung: 25.03.2025