Projektbeschreibung
Bioadaptive Wellensteuerungstechnologien für die Bioelektronik im tiefen Körper
Drahtlose medizinische Geräte können zur Überwachung der Gesundheit und zur Durchführung von Therapien eingesetzt werden. Der technologische Fortschritt sieht heute minimalinvasive, batterielose Implantate zur Gesundheitsüberwachung und Nervenstimulation vor. Eine große Herausforderung besteht in der effektiven Stromversorgung und Steuerung dieser Geräte von außerhalb des Körpers, da die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen im menschlichen Gewebe sehr komplex ist. Im Rahmen des ERC-finanzierten Projekts BESSEL werden bioadaptive Wellensteuerungstechnologien für eine effiziente Stromversorgung und präzise Steuerung der Bioelektronik im Millimeter- und Mikrometermaßstab entwickelt. Dazu wird das Wellenverhalten in komplexen anatomischen Umgebungen untersucht und es werden neue konforme Abstrahlflächen für die praktische Umsetzung dieser Methoden geschaffen. Der klinische Nutzen wird ebenfalls demonstriert, indem die Aktivität des Pankreasnervs in einem anästhesierten Schweinemodell drahtlos aufgezeichnet und moduliert wird.
Ziel
Wireless medical devices can be implanted in the body to monitor health and to deliver therapies. Recent advances in biosensors, neural interfaces, biotechnology, microelectronics, and improved surgical techniques enable a vision of minimally invasive battery-free bioelectronic implants that can perform a wide range of medical and research tasks. Examples include biosensing for an early detection of health anomalies, recording and precision stimulation of central and peripheral nervous systems, implantable labs-on-a-chip, surgical microbots, and so on. A key scientific challenge lies in how these devices can be powered and controlled from outside of the body. Existing wireless solutions remain limited in their ability to transfer energy and data. These limitations result from the difficulty in controlling electro-magnetic waves in the human body a dynamic, heterogeneous, and lossy medium. The objective of this proposal is to develop bio-adaptive wave control technologies that overcome these challenges to enable efficient powering and precise control of mm/m-scale deep-body bioelectronics. To accomplish this, we will (1) focus on the fundamental studies of waves and their control in complex and dynamic anatomical media; (2) develop new reconfigurable architectures of conformal radiating surfaces for the practical implementation of the developed wave control methodologies, and (3) demonstrate clinical utility by fully wireless recording and modulation of the pancreatic nerve activity in an anesthetized porcine model through dynamic wave control. The proposal relies on interdisciplinary track-record of the PI in bioelectronics and neural interfaces, wave physics and computational electromagnetics, conformal radiating structures and wireless power transfer. BESSEL consolidates these skills and enables conducting research on highly capable deep-body wireless bioelectronics with high translational potential.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- Technik und TechnologieElektrotechnik, Elektronik, InformationstechnikElektrotechnikSensorenBiosensoren
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-STG
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