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。
2024年度精進成果
本研究團隊開發了神經退化性疾病的神經調節治療策略,利用自主研發的磁振造影相容神經晶片進行阿茲海默症(AD)療效驗證,並將晶片精確植入穹窿(fornix)以減少對周圍區域的影響,實現穹窿深腦電刺激(DBS)在小鼠AD模型中的有效性與安全性評估。該研究證實穹窿DBS可增加代謝活動並改善認知功能。團隊進一步整合深度學習降噪演算法,成功減少高磁場環境下的電磁幹擾,實現電生理信號的高質量記錄與fMRI同步功能掃描,為探討神經血管耦合機制提供了新的技術平臺。該技術的MRI相容性與安全性已獲得驗證,並獲得國際醫學核磁共振造影學會的Magna Cum Laude Award榮譽。此外,團隊與工研院及Abbott公司合作,開發智慧型閉迴路深腦刺激系統並推動跨國臨床試驗,期望為神經退化性疾病患者提供新的治療選擇。
團隊簡介

陳右穎
學歷 台灣大學電機工程研究所博士
現職 陽明大學生醫工程學系學系副教授
經歷 國立陽明大學 生醫工程學系學系 副教授 副教授 (2010/08-迄今)
國立交通大學 電機工程學系(所)助理教授 (2005/08-2010/08)
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