Descrizione del progetto
Impianto cocleare ottico miniaturizzato basato su guida d’onda
L’impianto cocleare ottico rappresenta un approccio innovativo per ripristinare un udito quasi naturale stimolando direttamente il nervo acustico con la luce. Sfrutta la tecnologia degli emettitori di luce su microscala e l’optogenetica per sostituire le cellule ciliate disfunzionali o mancanti. Per migliorare questi dispositivi, il progetto OptoWave, finanziato dall’UE, valuterà la fattibilità della miniaturizzazione e dell’integrazione di componenti ottici per i futuri impianti cocleari. Il progetto prevede l’impiego di array di guide d’onda microscopiche e di emettitori di diodi laser multiraggio, con una validazione preclinica condotta sui roditori. Il modulo ottico proposto impiega guide d’onda e vanta diverse caratteristiche che lo rendono adatto alle applicazioni cliniche. Inoltre, gli emettitori ottici possono essere integrati in modo sicuro in un pacchetto di titanio sigillato ermeticamente, riducendo così il rischio che il calore colpisca il paziente durante la stimolazione visiva.
Obiettivo
The optical cochlear implant (oCI) aims to restore near natural hearing in profoundly hearing impaired and deaf patients. Sound perception will be restored through an implantable medical device in combination with a gene therapy medicinal product. Thereby the auditory nerve is stimulated directly through focused light replacing the dysfunctional or absent hair cells. This is achieved through combination of micro-scale light emitter technology and precise neural control through expression of light-gated ion channels in the auditory nerve (called optogenetics).
Here, we propose to prove feasibility of an optical waveguide modules for future optical cochlear implants. Building on fabricating micro-scaled waveguide arrays, multi-beam laser diode emitters, we plan to couple them via micro-lens arrays in a compact multi-channel optical module for testing the feasibility of miniaturization and integration of the optical components. Preclinical validation shall be performed in rodents.
The proposed waveguide-based optical module combines several aspects, which makes it a candidate for later clinical application. The optical emitters can be safely integrated in the hermetically sealed titanium package housing the internal oCI electronics. Thus, there is no need to directly insert the emitters in the cochlear turns, which mitigates the risk of heat impact on the patient during optical stimulation. Furthermore, emerging red light activated opsins can be addressed by readily available red laser diode technology.
Campo scientifico
- medical and health sciencesmedical biotechnologygenetic engineeringgene therapy
- medical and health sciencesbasic medicinepharmacology and pharmacypharmaceutical drugs
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistrytransition metals
- medical and health sciencesmedical biotechnologyimplants
- natural sciencesphysical sciencesopticslaser physics
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC-POC - HORIZON ERC Proof of Concept GrantsIstituzione ospitante
37075 Goettingen
Germania