LifeHand - Mano biomeccatronica - Interfacce neurali, gli elettrodi tf-LIFE


[02/12/2009] Le interfacce neurali sono dei dispositivi capaci di far comunicare il nostro sistema nervoso centrale (cervello o midollo spinale) o periferico (nervi periferici) con dispositivi elettronici in grado di attuare compiti o azioni complesse, di norma compiute, a livello fisiologico, dal nostro sistema muscolo-osteo-articolare.

Nel caso del progetto LifeHand, queste interfacce sono state utilizzate per muovere la protesi di mano cibernetica.

In particolare, gli elettrodi tf-LIFE sono stati scelti come mezzo attraverso il quale il cervello e i nervi periferici del paziente hanno potuto inviare e ricevere informazioni alla e dalla protesi di mano, senza utilizzare nessun muscolo né alcun organo di senso.

Gli elettrodi di tipo thin-film LIFE sono stati scelti per le loro caratteristiche:

  • possibilità di ottenere canali multipli di registrazione/stimolazione;
  • dimensioni miniaturizzate (due filamenti di 10 µm x 180 µm);
  • facilitè  di impianto;
  • biocompatibilità (dimostrata in precedenti esperimenti su animale).

I tf-LIFE sono una tipologia di elettrodi microfabbricati a film sottile (thin film), costituiti da un substrato di polimmide.

Ogni elettrodo è provvisto di otto siti di registrazione/stimolazione (quattro per ogni emi-lato) in platino.

I materiali utilizzati assicurano la piena biocompatibilità del dispositivo.

Inoltre, il substrato di polimmide ne garantisce la flessibilità e la biocompatibilità. Gli elettrodi tf-LIFE sono dispositivi monouso sterili.

Allo stato attuale, la biocompatibilità delle interfacce neurali realizzate da un gruppo di ricercatori della Fraunhofer Gesellschaft, coordinato dal Prof. Klaus-Peter Hoffmann, è stata preliminarmente verificata con successo per un impianto di durata massima di 30 giorni, utilizzando i protocolli e i test di riferimento, per ottenere le necessarie certificazioni e autorizzazioni a procedere all'impianto su uomo.

Tuttavia, esperimenti della durata di molti mesi, effettuati su modelli animali presso l'Universitat Autonoma de Barcelona e coordinati dal Prof. Xavier Navarro, hanno mostrato come la biocompatibilità sia assicurata anche per periodi molto più lunghi.

Gli elettrodi tf-LIFE a film sottile sono uno dei frutti del Progetto Europeo NEUROBOTICS (FP6-IST-FET-2003-2008).

I dispositivi sono stati progettati e realizzati presso il Fraunhofer Institute for Biomedical Engineering, Department Medical of Engineering and Neuroprosthetics, Neural Prostetic Group (FHG-IBMT, con sede a St. Ingbert, in Germania).

Sono quattro le generazioni di elettrodi tipo 'LIFè fabbricate finora. L'idea originaria risale al 1997.

Nel 2004 è già stata sperimentata sull'uomo una versione di elettrodi precedente a quella usata nell'ambito di LifeHand. Gli elettrodi disponevano però di solo due canali di comunicazione per elettrodo.

Per informazioni:

Università Campus Biomedico di Roma Via Alvaro del Portillo, 21 00128 Roma Tel.: +39.06.22.541.9016 -9017 Fax.: +39.06.22.541.1990 E-mail: comunicazione [AT] unicampus.it Web: www.unicampus.it

Scuola Superiore S. Anna di Studi Universitari e di Perfezionamento Piazza Martiri della Libertà, 33 56127 Pisa Tel.: +39.050.883378 Fax.: +39.050.883212 E-mail: francesco.ceccarelli [AT] sssup.it Web: www.sssup.it


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