Dispositivos Biomédicos

Para aplicaciones relacionadas con la monitorización y la estimulación de la actividad del sistema nervioso central y periférico

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GraphRetina

Hacia la evaluación in vivo de una matriz de múltiples electrodos basados en grafeno para prótesis retinianas

El objetivo a largo plazo del proyecto GraphRetina es producir una nueva generación de prótesis retinianas para pacientes con degeneración de retina, con una calidad más alta y una experiencia visual más útil en comparación con las tecnologías actuales de visión artificial.

El objetivo a corto plazo es avanzar en la exploración de nuevas metodologías para mejorar la estimulación focal con electrodos basados en grafeno y generar el primer prototipo de la matriz multielectrodo (MEA) retiniana que se puede implantar en animales como PoC de nuestra visión a largo plazo.

GraphRetina

Objetivos

Los objetivos científicos y tecnológicos son:

  1. Optimización de la transfección génica in vivo, escisión y preparación de retina
  2. Mejora de la estimulación focal inicialmente con microelectrodos, y con un circuito integrado de aplicación específica (ASIC).
  3. Integración de electrónica para estimulación y grabación multicanal.
  4. Diseño y fabricación de un dispositivo PoC flexible MEA con electrodos basado en grafeno.
  5. Evaluación in vivo en un modelo animal, monitoreando la estabilidad mecánica del dispositivo en el ojo y su interacción con el tejido neural

Coordinador

ICN2

Jose A. Garrido

El Prof. Jose A. Garrido es uno de los pioneros en el uso del grafeno para aplicaciones de interfaces neuronales. Tiene más de 141 publicaciones, 78 presentaciones invitadas (incluyendo keynotes) y ha participado en más de 27 proyectos como investigador principal.
Es importante destacar la coordinación del proyecto EU FET BrainCom enfocado al desarrollo de una nueva generación de dispositivos neuroprotésicos para mapeo cerebral, y su participación desde 2016 a 2020 como Adjunto del Work Package 5 relacionado con Tecnologías Biomédicas del proyecto FET Graphene Flagship. Garrido también coordina el proyecto i-VISION, financiado por la Fundación La Caixa.
Actualmente, José A Garrido es director científico de INBRAIN Neuroelectronics, un spin-off de ICN2 que tiene como objetivo la comercialización de dispositivos neuronales basados en grafeno para aplicaciones médicas.

Aportaciones de los socios

Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología

Jose A. Garrido

ICN2 fabricará MEA basadas en grafeno para mejorar la estimulación focal (mediante el diseño de electrodos, formas 3D, etc.) y explorará diferentes protocolos de estimulación.

ICN2 trabajará en estrecha colaboración con Barraquer e IFAE para diseñar e implementar una MEA que pueda implantarse en el ojo de un minipig, al tiempo que equilibra las limitaciones de diseño de tamaño de matriz, flexibilidad, estabilidad y viabilidad quirúrgica.

Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO)

Pablo Loza-Álvarez

Liderados por el ICFO, todos los socios continuarán evaluando las estrategias de estimulación eléctrica de la retina y las configuraciones de electrodos utilizando la plataforma de imagen de calcio desarrollada por el consorcio.

El ICFO trabajará en estrecha colaboración con Barraquer para configurar protocolos para la obtención de imágenes ópticas in vivo de la MEA implantada en el ojo del minicerdo, mientras que ICN2 controlará la interacción electrodos/tejido de forma crónica mediante la realización de mediciones de impedancia de los electrodos durante el período de implantación.

El ICFO realizará los análisis histológicos de la retina tras la extracción del implante.

Instituto de Física de Altas Energías (IFAE)

Mokhtar Chmeissani

IFAE trabajará en estrecha colaboración con ICN2 en el desarrollo e implementación de la electrónica, el hardware, el firmware y la GUI, para interactuar con la MEA flexible y desarrollar soluciones que permitan la grabación eléctrica simultánea de todos los canales y la estimulación multicanal controlada digitalmente a través de microelectrodos. En la fase de prueba, IFAE trabajará en estrecha colaboración con ICN2 y el ICFO para optimizar la configuración del pulso de estimulación con objeto de obtener una activación neuronal sólida mediante una inyección de carga eficiente.

Además, trabajarán en el desarrollo del proceso de empaquetado para incrustar en el ojo de un minicerdo un ASIC para estudiar a largo plazo (pocos meses), in vivo, la vida útil de los dispositivos integrados.

Fundación Barraquer (BARRAQUER)

Jeroni Nadal

Barraquer evaluará la compatibilidad de las MEA flexibles con los protocolos quirúrgicos estándar y realizará la implantación quirúrgica de las MEA en los ojos de los minicerdos.