Se arkivet med udgivelser af Medicoteknik her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her
Tema: Implanterbare enheder Fremtiden for implanterbare mikroenheder i hjernen Den hastige udvikling inden for medicinsk elektronik åbner for helt nye behandlingsmetoder. Det er nu muligt at reducere størrelsen af implanterbare enheder ganske dramatisk. levende hjerne. Dette kan få afgørende betydning for fremtidens behandling af neurologiske lidelser. Med trådløst kontrollerede mikroimplantater kan Stardust oplyse udvalgte neuroner i hjernen. Af Farshad Moradi. Associate professor, leder af Electronics and Photonics Og Milad Zamani. Postdoc - Institut for Elektro- og Computerteknologi, Aarhus Universitet Oversat af Søren Bang Hansen Et særligt koncept med elektroniske enheder i mikrostørrelse, kendt som »Dust«, har et potentiale, der i hjernen kan udnyttes til at optage neurale signa- ler, foretage elektrisk stimulering, udføre optisk neuromodulation (optogenetik) og endda lokalt udløse levering af medicin. På sigt kan teknikken give nye mulighe- der for behandling af neurologiske syg- domme som Parkinsons og Alzheimers. Forskere ved Institut for Elektro- og Computerteknologi ved Aarhus Uni- versitet har en ambitiøs målsætning om at indføre en mikroskopisk enhed i den Oplyste neuroner Stardust-projektet, som er koordineret af Aarhus Universitet, tager udgangspunkt i Dust-konceptet, som integrerer elektro- fysiologi, in vivo-optogenetik, farmako- logi og ultralydsbaseret energitilførsel med henblik på at udvikle en nyskabende neural grænseflade, som gør det muligt at skabe kunstige, fysiologiske kontrolsy- stemer. Heri ligger et kæmpe potentiale for behandling af sygdomme, analyse af neurale systemer og styring og kontrol på celleniveau - både inden for behand- ling og funktionelle forbedringer. Stardust anvender trådløst kontrollerede mikroimplantater, der oplyser udvalgte neuroner i hjernen. Her er endda et ind- bygget system til dosering af medicin. Projektet er unikt. Ingen har tidligere forsøgt noget i denne retning. Stardust-projektet har modtaget godt 28 millioner kroner i finansiering fra EU’s Horizon 2020-program for forskning og innovation (bevillingsnummer 767092). Som et sandkorn Den mikroskopiske enhed har fået navnet »Dust«, fordi den er på størrelse med et sandkorn. Hermed er det mu- ligt at modulere aktiviteter i hjernens 10 | Maj 2021 |
Transduceren kan levere strøm til »Dust« i hjernen. En Dust-prototype til test for behandling af Parkinsons sygdom i mus. Nærbillede af chippen, der leverer optisk stimulering og trådløs strøm til Dust- enhederne. kredsløb ved hjælp af kunstigt lys, levere medicin og optage signaler fra bestemte hjerneceller. Dust henter energi fra ultralyd, som leveres eksternt af en ultralydstransdu- cer. Den består af tre primære kompo- nenter: Et piezoelektrisk krystal, der kan modtage og opsamle ultralydsenergien, en integreret mikrochip til strømstyring og mikrolysdioder, der benyttes til den optiske stimulering. En ekstern transdu- cer (host-transducer) kan selektivt drive Dust-enheder i hjernen. For at opnå dette har man designet en ultralydstransducer ud fra en mikroelek- tromekanisk (MEMS) fremstillings- proces, der gør det muligt at fokusere ultralyden i forskellige dybder. Den første generation af »Dust« foretager kun optogenetik og skal testes på gnavere i samarbejde med CNRS i Frankrig. Enorm betydning Anden generation af »Dust«, »Advanced Dust«, vil yderligere muliggøre optagelse og bliver styret af et fuldt programmer- bart trådløst system. Muligheden for at styre celleaktivitet via en trådløs mikroenhed åbner store, og hidtil uanede, muligheder for kliniske be- handlinger. Det kan få enorm betydning for udviklingen af neuroproteser, behand- lingen af neurodegenerative og psykiske lidelser, test og forbedring af neurale kredsløb, effektiv kontrol med epileptiske anfald, udvikling af retinale proteser og omprogrammering af kræftceller, der omvender væksten af cancertumorer. Amin Rashidi, SeyedSina Hosseini og Kjeld Laursen (ph.d.-studerende) samt Milad Zamani (postdoc) har arbejdet med projektet ved Aarhus Universitet. HØJ GRAD AF SIKKERHED VED INFUSIONSTERAPI Alt-i-én-pumper øger effektiviteten. • Sikkerhedsgodkendt til trykkammerbehandling • Skræddersy dine akut smerteprotokoller • Fleksibilitet - konfigureres til opsætning du ønsker • Stor touchskærm i farver • Miljøvenlige – omtanke for patienterne og miljøet Intuitiv, ikonbaseret brugerinterface. Lægemiddel- navn vises i fuld længde og med isostandardiseret farvekode (ISO 26825). Infusionspumpen har af sikkerhedsmæssige årsager både hårde og bløde doseringsgrænser og mulighed for vægtbaserede protokoller. Samme brugerinterface på såvel sprøjte- som volumenpumpe. Timik_arcomed-MedicoTeknik3-2021.indd 1 www.timik.dk 09.04.2021 16:15 | Maj 2021 | 11