V rámci exkurze organizované fakultou jsme já a moji spolužáci měli možnost v listopadu 2011 vycestovat za hranice naší republiky. Cílem naší cesty byla návštěva největší evropské výstavy medicínské techniky Medica a dále seznámení s chodem německé univerzity RWTH a s projekty na ni realizovanými. V této práci bych ráda stručně uvedla obsah některých výzkumných projektů, které nám na univerzitě RWTH představili. Konkrétně se jedná o projekty týkající se integrace elektromikrostruktur fungující pod vedením Prof. Dr. rer. nat. Wilfried Mokwa. Představeno nám bylo celkem pět projektů. V práci se zmiňuji o čtyřech z těchto pěti projektů.

Prvním z nich je realizace implantabilního senzoru pro dálkové invazivní měření krevního tlaku „in vivo“. Toto měření probíhá pomocí katétru, který je implantován do plicní tepny a pomocí něj tedy měříme aktuální hodnoty a časové změny intravaskulárního tlaku a teplotu v této tepně. Toto měření umožňuje včasné diagnostiky onemocnění srdce. Proto, že je systém plně implantabilní, je zde menší riziko infekcí. Jak je vidět na obr.1, tento systém se skládá z kapacitního tlakového snímače, který je integrován do katétru (1). Ten je spojen s biokompatibilní uzavřenou elektronikou implantovanou do podkoží (2). Tato elektronika obsahuje kromě rozhraní pro snímání tlaku také baterii, procesor, interní paměť a telemetrickou jednotku. Elektronika je schopna komunikovat bezdrátově s domácí monitorovací stanicí (3). Data lze přenášet mobilní komunikací k ošetřujícímu lékaři.

Obr.1: Implantabilní systém pro měření krevního tlaku COMPASS

http://www.iwe1.rwth-aachen.de/deutsch/4-forschung/2-projekte/COMPASS_2011.pdf

Druhým projektem je tvorba impantabilní sítnice řízené bezdrátově. Tento implantát je schopen stimulovat sítnicové gangliové buňky, které se nachází na povrchu sítnice a jejichž axony tvoří zrakový nerv. Jak je vidět z obr.2, systém se skládá z vnější a vnitřní části. Vnější část se skládá z přenosného počítačového systému, vnější vysílací jednotky a vysílací cívky, která je připevněna na nosný systém podobný brýlím. Vnitřní část se skládá z flexibilního mikrokabelu s integrovanou cívkou jako příjímačem, ze stimulační elektrody, přijímacího čipu a stimulačního čipu. Všechny elektronické součástky jsou umístěny v umělé čočce na zadní straně oka. Elektroda je umístěna přímo na sítnici. Protože je systém zcela implantabilní, opět nedochází z nebezpečí infekce.

Obr.2: Schéma umístění implatabilní umělé sítnice v lidském oku

http://www.iwe1.rwth-aachen.de/deutsch/4-forschung/2-projekte/epiret.pdf

Třetím projektem je výroba flexibilní inteligentní elektrody pro stimulaci zrakového nervu. Inteligentní elektroda tedy znamená integrace mikroelektrického čipu na flexibilní tenký podklad v blízkosti skupiny stimulačních elektrod jak je patrné na obr.3. Díky flexibilitě jsou implantáty lépe přizpůsobitelné vlastnostem lidského těla.

Obr. 3: Flexibilní mikroelektrodové pole s distribuovanými elektrodami a distribuovanou řídící elektronikou

http://www.iwe1.rwth-aachen.de/deutsch/4-forschung/2-projekte/inmeas.pdf

Posledním projektem je mikrofluidní diagnostický systém pro detekci biomarkerů. V tomto projektu jde o vývoj Lab-on-chip systému, který je schopen tyto biomarkery detekovat. Mikrofluidní sít je realizována biokompatibilním fotorezistorem a zajišťuje dodávku kapalného vzorku. Vedle mikrofluidního kanálového systému je na čipu integrováno také pole mikroelektrod. Tyto elektrody umožňují vznítit mikroplasmu uvnitř kanálového systému. Díky mikroplasmě je možné měnit strukturu mikrokanálového systému a tím znehybnit některé biomarkery. Markery jsou poté detekovány pomocí fluorescenční technologie. Hlavním důvodem pro minituarizaci systému je možnost použití pouze malého množství vzorků a činidel a tedy i snížení nákladů.

Obr.4 Mirkoplasma rozprostřená nad mikroelektrodou

http://www.iwe1.rwth-aachen.de/deutsch/4-forschung/2-projekte/mikroplasma.pdf

Asi nejzajímavějšími projekty pro mě byly první dva představené. Nejlépe jsem byla schopna představit si jejich princip, funkčnost a praktické využití. Takto zajímavých projektů nám bylo během návštěvy představeno ještě mnohem více. Všechny byly podány zajímavou a poučnou formou.

— Barbora Nedvědová