Flexible Mikroverdrahtungsstrukturen für implantierbare Elektroden

Abstract:
Ziel des hier vorgestellten technologischen Konzeptes ist die Herstellung von Elektroden zur störungsarmen Ableitung von Nervensignalströmen, die in tierisches Gewebe dauerhaft implantiert werden können. Für eine optimale Signalableitung kommt es darauf an, einen möglichst engen Elektroden-Nerv-Kontakt zu erzielen. Zu diesem Zweck werden die Elektroden mit nanostrukturierten Goldoberflächen, sogenannten Haizahnelektroden versehen. Implantierbare Elektroden, Leiterzüge und Substrate / Verkapselungen bedeuten immer besonders hohe Anforderungen an Reinheit und Biokompatibilität der verwendeten Materialien. Das anwendbare technologische Portfolio wird dadurch stark eingegrenzt. Hinzu kommen Deformationsbelastungen im Gewebe, die nicht zu Reizungen, Wundbildung oder Abstoßung führen dürfen. Die hier dargestellte Entwicklung beruht auf dünnen, flexiblen und dehnbaren Polyurethanfolien, in welche Goldleiterzugstrukturen einlaminiert werden. Vorgestellt werden Layoutentwicklung, das Konzept zur Signalableitung sowie ausgewählte Zuverlässigkeitsaspekte. Die technologische Umsetzung im Herstellungsprozeß wird ausführlich diskutiert. Schwerpunkte sind der additive Strukturaufbau mit galvanischen Verfahren, die besonderen Randbedingungen für die Mehrfachlamination von Polyurethan, die Anforderungen an die Laserstrukturierung zum Vereinzeln und zum Öffnen der Elektrodenflächen, sowie die Verfahren zur Erzeugung von Spitzenkontakten an den Elektrodenoberflächen. Vorgestellt wird ebenfalls das vom BMBF geförderte Konsortium, das Gesamtkonzept und die Ziele der beteiligten Projektpartner.