Dispositius Biomèdics

Per a aplicacions relacionades amb la monitorització i l’estimulació de l’activitat del sistema nerviós central i perifèric

ProjectesDispositius BiomèdicsGraphRetina

GraphRetina

Cap a l’avaluació in vivo d’una matriu de múltiples elèctrodes basats en grafè per a pròtesis retinianes

L’objectiu del projecte GraphRetina a llarg termini és produir una nova generació de pròtesis retinianes per a pacients amb degeneració de retina, amb una qualitat més alta i una experiència visual més útil en comparació a les tecnologies actuals de visió artificial.

L’objectiu a curt termini, és avançar en l’exploració de noves tecnologies per millorar l’estimulació focal amb elèctrodes basats en grafè i generar el primer prototip de la matriu multielèctrode (MEA) retiniana que es pot implantar en animals com PoC de la nostra visió a llarg termini.

GraphRetina

 

Objectius

The scientific and technology goals of this project are:

  1. Optimization of in vivo gene transfection, retina excision and retina preparation.
  2. Improvement of focal stimulation with microelectrodes.
  3. Integration of electronics for multichannel stimulation and recording.
  4. Design and fabrication of a PoC flexible MEA device with graphene-based electrodes.
  5. In vivo assessment of implants in a large animal model, monitoring the mechanical stability of the device in the eye and its interaction with the neural tissue.

Els objectius científics i tecnològics son:

  1. Optimització de la transfecció gènica in vivo, escissió i preparació de retina.
  2. Millora de l’estimulació focal inicialment amb microelèctrodes, i amb un circuit integrat d’aplicació específica (ASIC).
  3. Integració d’electrònica per l’estimulació i gravació multicanal.
  4. Disseny i fabricació d’un dispositiu PoC flexible MEA amb elèctrodes basats en grafè.
  5. Avaluació in vivo en un model animal, monitoritzant l’estabilitat mecànica del dispositiu en l’ull i la seva interacció amb el teixit neural.

Coordinador

ICN2

Jose A. Garrido

El professor Jose A. Garrido és un dels pioners en l’ús del grafè per a aplicacions d’interfícies neuronals. Té més de 141 publicacions, 78 presentacions convidades (incloent keynotes) i ha participat en més de 27 projectes com a investigador principal.
És important destacar la coordinació del projecte FET proactive BrainCom EU centrat en el desenvolupament d’una nova generació de dispositius neuroprotètics pel mapejat cerebral i la seva participació del 2016 fins 2020 com a adjunt del paquet de treball 5 relacionat amb les tecnologies biomèdiques del projecte Europeu Graphene Flagship. Garrido també és coordinador del projecte i-VISION, finançat per la Fundació La Caixa.
Actualment, Jose A Garrido és director científic d’INBRAIN Neuroelectronics, spin-off d’ICN2 que té com a objectiu la comercialització de dispositius neuronals basats en grafè per a aplicacions mèdiques.

Aportacions dels socis

Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)

Jose A. Garrido

ICN2 participa en la fabricació de MEA basats en grafè per millorar l’estimulació focal (mitjançant l’enginyeria del disseny d’elèctrodes, la forma 3D, etc.) i explorar diferents protocols d’estimulació.
ICN2 col·labora estretament amb Barraquer i IFAE per dissenyar i implementar un MEA que es pugui implantar a l’ull d’un minipig, tot equilibrant les restriccions de disseny de la mida de la matriu, la flexibilitat, estabilitat i viabilitat quirúrgica.

Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)

Pablo Loza-Álvarez

Liderats per l’ICFO, tots els socis continuaran avaluant les estratègies d’estimulació elèctrica de la retina i les configuracions d’elèctrodes utilitzant la plataforma d’imatge de calci desenvolupada pel consorci. L’ICFO treballarà en estreta col·laboració amb Barraquer per configurar protocols per a l’obtenció d’imatges òptiques in vivo de la MEA implantada a l’ull del mini-porc, mentre que ICN2 controlarà la interacció elèctrodes/teixit de forma crònica mitjançant la realització de mesuraments d’impedància dels elèctrodes durant el període d’implantació.

L’ICFO realitzarà les anàlisis histològiques de la retina després de l’extracció de l’implant.

Institut de Física d'Altes Energies (IFAE)

Mokhtar Chmeissani

IFAE treballarà en estreta col·laboració amb ICN2 en el desenvolupament i implementació de l’electrònica, el hardware, el firmware i la GUI, per interactuar amb la MEA flexible i desenvolupar solucions que permetin l’enregistrament elèctric simultani de tots els canals i l’estimulació multicanal controlada digitalment a través de microelèctrodes. En la fase de prova, IFAE treballarà en estreta col·laboració amb ICN2 i l’ICFO per optimitzar la configuració del pols d’estimulació a fi d’obtenir una activació neuronal sòlida mitjançant una injecció de càrrega eficient.

A més, treballaran en el desenvolupament del procés d’empaquetat per incrustar a l’ull d’un mini-porc un ASIC per estudiar a llarg termini (pocs mesos), in vivo, la vida útil dels dispositius integrats.

 

Fundación Barraquer (BARRAQUER)

Jeroni Nadal

Barraquer avaluarà la compatibilitat de les MEA flexibles amb els protocols quirúrgics estàndard i realitzarà la implantació quirúrgica de les MEA als ulls dels mini-porcs.