KMU-innovativ Neue mikrosystemtechnische Bausteine und Werkzeuge als Basis und Schlüssel zu modularer, bioelektronischer Langzeit-EEG Elektroden im Ohr (mimoLE)

Problemstellung
Mit Hilfe der Elektroenzephalografie (EEG) werden in der heutigen Medizin die elektrischen Aktivitäten des Gehirns gemessen und aufgezeichnet. Angewandt wird dieses Verfahren beispielsweise in der Schlafmedizin, aber auch bei der stationären Diagnose und Überwachung von Epilepsie. Der Einsatz der EEG im Alltag über einen längeren Zeitraum würde eine verbesserte Patientenversorgung für Epilepsie-Betroffene ermöglichen, da die Diagnose spezifischer und die Therapie individueller sein könnten. Ebenso sind Anwendungen von EEG innerhalb der Consumer- und Industrietechnik denkbar, zum Beispiel bei der Überwachung der Aufmerksamkeit in Fahrerassistenzsystemen beim teilautonomen und autonomen Fahren. Allerdings existieren derzeit lediglich Klebe- oder Trockenelektrodensysteme, die beide mit Nachteilen behaftet und daher für den alltäglichen Langzeiteinsatz nicht geeignet sind. Stand der aktuellen Forschung sind Systeme, welche die Gehirnsignale im oder am Ohr aufnehmen. Es gibt bisher kein System, das eine mobile und verlässliche Langzeiterfassung im Alltag ermöglicht. Hier setzt das Projekt mimoLE an.

Zielsetzung
Ziel des KMU-innovativ Projektes mimoLE ist die Entwicklung eine modularen Systembaukastens zur Herstellung optimaler Produkte, im Bereich der bioelektronischen Neurotechnologie. Hierzu sollen innovative Modul-Bausteine und Elektroden für InEar-EEGs realisiert werden.

Vorgehensweise
Die additive mikrosystemtechnische Sputtertechnik (MSTS) ist ein innovatives Produktionsverfahren, das besonders die Herstellung biokompatibler, hochintegrierter und flexibler Mikro-Komponenten erlaubt. Bei der Sputtertechnik, auch Kathodenzerstäubung genannt, werden Atome aus einem Festkörper durch Beschuss mit einem elektrisch geladenen Teil herausgelöst. Die herausgelösten Teilchen lassen sich zu festen Schichten abscheiden und führen additiv zu einem gewünschten Mikro-Bauteil. Im Projekt mimoLE sollen damit Elektroden für eine sogenannte Otoplastik erzeugt werden. Eine Otoplastik ist ein personalisiertes Passstück im Ohr, das heute beispielsweise für Hörhilfen oder Gehörschutz angewendet wird.
Zuerst werden die Anforderungen der Verbindung der Elektroden mit der Otoplastik und zur Haut im Ohr erarbeitet. Darauf aufbauend werden im nächsten Schritt die Designs für die benötigten Komponenten, zum Beispiel Elektroden, sowie der neue Fertigungsprozess definiert. Diesem Schritt schließt sich die Systembildung an, in welcher alle vorhergehenden Entwicklungsschritte zu einer Prozesskette verknüpft und ein Demonstrator hergestellt werden. Zum Schluss wird der Demonstrator bewertet, um daraus abgeleitete Optimierungen in den finalen Fertigungsprozess einfließen zu lassen.

Ergebnisse und Anwendungspotentzial
Die hier entwickelte Lösung einer neuen Produktionstechnik hat ein hohes Verwertungspotenzial, da es für eine Vielzahl von Anwendungen im Bereich Medizin und Mensch-Technik-Interaktion nutzbar ist. Gerade im Bereich minimal-invasiver Medizinprodukte werden damit neue Therapien und Produkte möglich, zum Beispiel „Wearable Brain Devices“ zur Behandlung neurologischer Erkrankungen, zur Schlafanalyse oder zur Unterstützung der Aufmerksamkeit.

• Acquandas GmbH
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• Otofaktur GbR