Projekte

“Smart Energy-Autonomous Micronodes” - SEAMs – stellen eine neue Art von Neuroimplantaten dar, mit deren Hilfe Hirnstrommuster von implantierten Neuroelektroden erfasst und aufbereitet werden können. Die Daten können entweder drahtlos an eine ex-vivo-Schnittstellegesendet oder aber in-vivo analysiert werden und entsprechende Stimulationsmuster direkt initiiert werden. Das Ziel von SEAM-TEG ist die Herstellung einer energieautonomen, implantierbaren Energiequelle basierend auf thermoelektrischem „Energy Harvesting“. Dabei kann aus Temperaturgradienten eine kleine elektrische Energie gewonnen werden. Im Verlauf des Projektes werden die Temperaturgradienten zwischen Gehirnoberfläche und Oberhaut (Implantation in den Schädelknochen) sowie zwischen Haut und Umgebung ( „Energiepflastern“) untersucht. Beide Konzepte können den Patientenkomfort und die Zuverlässigkeit der Implantate stark verbessern. Die notwendigen, hoch spezialisierten thermoelektrische Generatoren (TEGs) werden auf der Basis eines neuartigen Mikrofertigungsprozess, unter Verwendung von Dickschicht-Trockenfotolack-Masken und elektrochemischer Abscheidung zur Strukturierung der thermoelektrischen Elementen, hergestellt. Speziell für die in-vivo-Anwendung wird die thermische Leitfähigkeit der Generatoren an die Leitfähigkeit des Schädelknochens angepasst, um störende Einflüsse auf das Gehirn auszuschließen. Temperaturmessungen am Gehirn liefern, zusammen mit Literaturdaten, die Randbedingungen für das Generatordesign. Sie erfolgen nach Verfügbarkeit in Tiermodellen und am Patienten. Für ein effizientes Leistungsmanagement werden Niederspannungs-Aufwärtswandler entwickelt, die ein „Energy Harvesting“ aus den geringen Ausgangsspannungen der Thermogeneratoren ermöglichen. Für das transdermale Generatorsystem wird eine neuartige Kombination aus Aufwärtswandlung und Drahtlos-Energietransfer entwickelt. Die neuen Generatorsysteme werden mit der zugehörigen Powermanagement-Elektronik in biokompatible Gehäuse integriert und so für einen Test im Tiermodell adaptiert.