Nano-modifiziertes flexibles Mikroelektroden-Array mit integriertem CMOS-Chip für medizinische Anwendungen

Mikroelektroden und Mikroelektroden-Arrays (MEAs) sind unerlässlich in einer Vielzahl von medizinischen Anwendungen wie zum Beispiel dem Tiefenhirnstimulator, dem Cochlea-oder Retina-Implantat. Dort werden sie zur Ableitung von Aktionspotentialen oder zur Stimulation von Neuronen eingesetzt. Um ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis zu gewährleiten, sollte der Kontakt zwischen Elektrode und Gewebe möglichst eng sein. Dies erreicht man durch ein flexibles Mikroelektroden-Array, das großflächig eine hohe Elektrodenanzahl aufweist. In dieser Arbeit wurde ein flexibles Mikroelektroden-Array mit einem integrierten flexiblen Dummy-Chip aus Silizium entworfen und hergestellt. Durch Zusammenschalten mehrerer solcher Mikroelektroden-Arrays ist es möglich, die Elektrodenanzahl und somit die Auflösung drastisch zu erhöhen. Eine Beschichtung der Elektroden mit mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (MWCNT) über elektrophoretische Abscheidung (EPD) an Stelle einer gesputterten Iridiumoxid-Schicht wird zudem in dieser Arbeit diskutiert.

Micro-electrodes and micro-electrode arrays (MEAs) are essential in a variety of medical applications such as deep brain stimulators, cochlear or retinal implants. There, they are used for recording action potentials or stimulating neurons. To have a good signal-to-noise ratio, the contact between the electrode and the tissue must be very close. Therefore , you need a flexible MEA with a large area and a large number of electrodes. In this work a flexible micro-electrode array with an integrated flexible silicon dummy chip was designed and fabricated. By connecting several of these MEAs, the number of electrodes and therefore the resolution will be increased significantly. Furthermore, an alternative coating of the electrodes with multiwalled carbon nanotubes (MWCNT) by electrophoretic deposition (EPD) instead of iridium oxide films will be discussed.