PN II / PROGRAMUL 4 - "Parteneriate în domeniile prioritare"

 

Aria tematică: 1 - Tehnologia informaţiei şi comunicaţii

 

Titlul Proiectului:

MICROSENZORI ACUSTICI PE BAZĂ DE NANOFIRE MAGNETOSTRICTIVE PENTRU APLICAŢII MEDICALE

 

Acronim: SANAM

 

Contract nr.: 12114 / 2008

Cod Proiect: 3238

 

Durata proiectului: 36 luni

Data începerii: 1/10/2008

Data finalizării: 1/10/2011 (cf. Act Adițional 2010)

 

Valoarea totală a proiectului: 2.000.000 lei (cf. Contract 2008)

 

Director de proiect: CS II, Dr. Nicoleta LUPU (nicole@phys-iasi.ro)

 

PARTENERI

Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizică Tehnică - IFT Iaşi (INCDFT - IFT Iaşi) - Coordonator

Spitalul Clinic de Recuperare Iaşi, Clinica O.R.L. (SREC)

Universitatea „Alexandru Ioan Cuza” Iaşi, Facultatea de Fizică (UAIC)

Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” Iaşi, Facultatea de Electrotehnică (UTI)

 

Domeniile de cercetare în care se încadrează Proiectul:

1.7 – Nanoelectronică, fotonică şi micronanosisteme integrate

    1.7.6 – Tehnologii microfluidice, micro/nano- biosenzori, laboratoare pe un cip, ″microarrays″, micro- şi nanostructure şi micro- şi nanosisteme pentru diagnosticare şi tratament medical (inclusive nanomedicină),

    1.7.7 – Microsenzori şi actuatori (inclusiv 3D)

    1.7.9 – Tehnologii convergente: micro-nano-bio-info.

 

REZUMATUL Proiectului

Proiectul abordează un subiect complex, cu caracter multidisciplinar, aflat la interfaţa dintre fizică, ştiinţa materialelor, electrochimie, electrotehnică, electronică şi medicină, având ca scop realizarea unor microsenzori acustici pe bază de reţele de nanofire magnetostrictive, care să fie utilizaţi pentru implanturi cohleare. Nanofirele magnetostrictive constitute elementul activ al microsenzorului şi sunt stimulate de către semnalele acustice. Anumite frecvenţe ale semnalului acustic produc rezonanţa nanofirelor, fenomen care determină generarea unui câmp magnetic local, care ulterior este transformat/transdus în semnal electric prin intermediul unor senzori magnetorezistivi. Semnalul electric generat de microsenzorii acustici este dependent de lungimea, diametrul, densitatea pe unitatea de suprafaţă şi compoziţia nanofirelor. Astfel de microsenzori pot fi utilizaţi în mod singular sau într-o reţea de microsenzori care să imite cât mai bine cilii din urechea internă. De asemenea, proiectul îşi propune realizarea de teste de biocompatibilitate şi monitorizarea rolului membranei în care sunt electrodepuse nanofirele asupra răspunsului electric al microsenzorului. Un alt obiectiv important al proiectului, important prin aspectul lui aplicativ, este testarea acestor microsenzori acustici în implanturi reale realizate pe animale de experienţă. Se va urmări atât modul în care aceşti microsenzori pot îndeplini funcţiile auditive, dar şi modul în care se comportă implantul în câmpurile magnetice utilizate în medicina exploratorie (spre exemplu RMN) şi nu numai.

 

 

Etapele de realizare a proiectului:

 

Etapa I (10 decembrie 2009) - realizat

Evaluarea proceselor fizico-chimice implicate în depunerea electrolitică a nanofirelor magnetostrictive simple şi multistrat. Evaluarea structurii mezo, micro şi ultramicroscopice a cohleei şi stabilirea dimensiunilor implantului cohlear. Evaluarea gamei de frecvenţă şi a amplitudinii undelor acustice care constitute stimuli auditivi. Studii de biocompatibilitate ale materialelor utilizate.

 

Etapa II (10 decembrie 2010) - realizat

Prepararea de nanofire magnetostrictive simple şi multistrat în diferite matrici biocompatibile. Stabilirea și realizarea structurii magnetorezistive care intră în componența microsenzorului acustic.

 

Etapa III (30 aprilie 2011) - planificat cf. Act Adițional 2010

Caracterizarea structurală, magnetică, magnetostrictivă și magnetoelastică a nanofirelor simple și multistrat pe bază de Fe-Ga. Verificarea răspunsului magnetoelastic al rețelei de nanofire la stimuli acustici. Evaluarea răspunsurilor nervoase și/sau corticale la stimuli auditivi. Conceperea procedurii de inserție a implantului magnetic la nivelul cohleei animalului de studiu. Elaborarea documentației pentru realizarea senzorului acustic pe bază de nanofire magnetostrictive.

 

Etapa IV (1 octombrie 2011) - planificat cf. Act Adițional 2010

Realizarea senzorului acustic pe bază de rețele de nanofire magnetostrictive și structuri magnetorezistive. Evaluarea răspunsului senzorului acustic la stimuli auditivi. Realizarea implantului magnetic la nivelul cohleei. Evaluarea rezultatelor la animalul de experiență. Teste ale microsenzorilor acustici pe bază de materiale magnetostrictive și structuri magnetorezistive, utilizați în implantul cohlear.