Elektrodentechnik
Neuroelektroden, die eine dauerhafte, medizinisch sichere und räumlich hochauflösende elektrophysiologische Messung und Stimulation im zentralen Nervensystem ermöglichen, werden als neuroelektrische Schnittstellen z.B. bei der tiefen Hirnstimulation oder als zentrale Hörprothesen eingesetzt.
Im Rahmen einer DFG-geförderten Kooperation mit der Arbeitsgruppe Barcikowski, Technische Chemie I der Universität-Duisburg Essen, konnten wir zeigen, dass die Beschichtung von Elektroden mit Platin-Nanopartikeln den Widerstand von Ableit- und Stimulationselektroden optimiert, ohne die Biokompatibilität der Elektroden zu beeinflussen. Zudem haben wir untersucht, ob sich die Qualität der elektrophysiologischen Ableitung durch eine solche Beschichtung verbessert.
Im Rahmen eines von der EU geförderten Forschungsprojektes unter der Leitung von Prof. Doll (Fraunhofer Institute for Toxicology and Experimental Medicine ITEM Translational Biomedical Engineering) von der EU bewilligt wurde, wurden neuartige Elektrodenarrays implantiert, mit denen die neuronale Aktivität ähnlich wie beim EEG aber mit höherer Auflösung chronisch abgeleitet werden kann. Solche Elektrodenarrays können später für die Ableitung neuronaler Aktivität im Rahmen der adaptiven DBS bei Patienten verwendet werden.
Ramesh V, Stratmann N, Schaufler V, Angelov SD, Nordhorn ID, Heissler HE, Martínez-Hincapié R, Čolić V, Rehbock C, Schwabe K, Karst U, Krauss JK, Barcikowski S. Mechanical Stability of Nano-Coatings on Clinically Applicable Electrodes, Generated by Electrophoretic Deposition. Adv Healthc Mater. 2022 Dec;11(23):e2102637.
Ramesh V, Rehbock C, Giera B, Karnes JJ, Forien JB, Angelov SD, Schwabe K, Krauss JK, Barcikowski S. Comparing Direct and Pulsed-Direct Current Electrophoretic Deposition on Neural Electrodes: Deposition Mechanism and Functional Influence. Langmuir. 2021 Aug 6.
Koenen S, Rehbock C, Heissler HE, Angelov SD, Schwabe K, Krauss JK, Barcikowski S. Optimizing in Vitro Impedance and Physico-Chemical Properties of Neural Electrodes by Electrophoretic Deposition of Pt Nanoparticles. Chemphyschem. 2017 May 5;18(9):1108-1117.
Angelov SD, Koenen S, Jakobi J, Heissler HE, Alam M, Schwabe K, Barcikowski S, Krauss JK. Electrophoretic deposition of ligand-free platinum nanoparticles on neural electrodes affects their impedance in vitro and in vivo with no negative effect on reactive gliosis. J Nanobiotechnology. 2016 Jan 12;14:3.
Kooperationen
Prof. Dr. Theodor Doll (Klinik für Hals-, Nasen-, Ohrenheilkunde, MHH)
Prof. Dr. Stephan Barcikowski, Dr. Christoph Rehbock (Institut für techn. Chemie, Universität Duisburg-Essen)
Förderung
MDOT-Proposal-SEP-210512779
DFG - KR 2931/3-3