學研新創 - 創新醫材與診斷技術
多功能奈米結構化界面之可撓性多頻道晶片以植入式腦部治療為平台之應用
2015-01-06
國立陽明大學生物醫學工程學系、國立交通大學材料科學與工程學系所
國立陽明大學生物醫學工程學系、國立交通大學材料科學與工程學系所/陳右穎、陳三元、黃薇蓁、劉大中、祁惠商、陳紀安
為了提高植入式電子元件的長時間效果,本團隊以同時提升元件的電性與生物相容性為基礎,發展新一代具界面奈米結構化的可撓式多頻道高分子植入式微針晶片。以先進無毒的高分子微機電製程基材製成磁振相容的可撓性微米級探針;在其上製作3D多維度電極,並在其表面部分利用特殊電沉積方式組成一奈米結構石墨烯複合層,其測試下擁有絕佳電性。最後,在晶片的絕緣面上修飾一層由包覆抗發炎因子之兩性天然高分子所形成的奈米結構化水膠界面,使晶片可達到穿刺腦部的機械強度,而表面又能提供機械與結構上的高度仿生特性、抗生物沾黏特性、及長效性的抗發炎作用。結合晶片本體與界面的設計,以植入式深度腦部刺激應用做為實驗平台,大鼠與靈長類測式結果顯示此元件具有相當良好的生物相容性及訊號品質。本產品能提供較低單價,較高品質與穩定性,國內已有公司有意願參與植入晶片技術研發,市場上將可提供高階醫療電子器材的發展的科技基礎。
評審推薦
1. 本技術整合性高,具有新穎性並改良多項現有的缺點,製作之植入性(神經)晶片,可供作為實驗平台,供研究腦神經科學重要之元件。
2. 具相當良好的應用空間,應用潛能佳,目前動物實驗結果良好,可考慮與臨床醫學合作開發,並思考各種潛在的用途。
2. 具相當良好的應用空間,應用潛能佳,目前動物實驗結果良好,可考慮與臨床醫學合作開發,並思考各種潛在的用途。
2022年度精進成果
作為台灣唯一發展大規模神經元記錄及與微感測裝置之團隊,我們持續發展偵測腦功能之新一代研究工具。近年我們使用獨特高分子生醫微機電設計與半導體製程開發出還原氧化石墨烯作為晶片感測介面之神經探針晶片,提供多功能感測與磁振造影相容之用途,並完成多項產學鍊結與國際合作。多年來,半導體製造一直背負著環境污染最大元兇之一的惡名,如此一顆不到1g之神經探針晶片,需要用掉1.35公斤石油、32公斤二次水、1公斤元素氣體及88公克化學物質,將此數字乘以未來量產的晶片數量,將得到龐大數量的廢棄物及有毒化學物,對環境造成有害影響。故本次申請中重要研發進展為建立永續發展之技術進行神經探針晶片開發,此次我們透過自主開發永續綠色科技技術‒微米等級之3D列印製程,進而取代傳統半導體微影、線路蝕刻與後段封裝之步驟,降低整體生產上的碳排放量,也減少了先進製造技術則可能帶來道德雇用與增加閉環生產及環保材料等優勢。這樣永續綠色科技的生產技術已獲得台、美與中國專利,我們已經及早進行永續發展佈局,這是不可擋之世界潮流趨勢,更是提升神經探針晶片之未來產業競爭之優勢。
團隊簡介

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