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Atividade Financiada

Unidade de Investigação em Microssistemas Eletromecânicos

Microelectromechanical Systems Research Unit

Referência
UIDP/04436/2020
Data de Início do Projeto
2020-01-01
Data de Fim do Projeto
2024-12-31
Investigador Principal
Área Científica
Ciências da engenharia e tecnologias
Programa de Financiamento
Concurso de avaliação no âmbito do Programa Plurianual de Financiamento de Unidades de I&D (2017/2018) - Financiamento Programático

Resumo

O programa estratégico aborda em particular a área de saúde, com ênfase em dispositivos médicos e com dois demonstradores inovadores: uma sonda neural multifuncional (invasiva e não invasiva, óptica e térmica) (MULTINEURAL) e uma prótese de anca inteligente (SHI). O projeto MULTINEURAL propõe desenvolver sondas multifuncionais para estudos cerebrais de alta resolução temporal e espacial. As sondas 3D incorporarão microelétrodos com eletrónica de processamento de sinal integrados. Os microelétrodos serão projetados para inserção em qualquer parte do córtex cerebral. Eles integrarão recursos avançados como deteção e estimulação ótica (sensor de imagem CMOS com filtros óticos, microlentes e microLEDs), arrefecimento do tecido neuronal (uso de materiais termoelétricos nano-estruturados), além da gravação elétrica e estimulação de sinais cerebrais. Além disso, um método não-invasivo para estimulação cerebral profunda através da interferência temporal de múltiplos campos elétricos será desenvolvido. O segundo tipo de dispositivos médicos proposto é uma prótese inteligente - SHI. O problema de perda óssea é uma das maiores desvantagens de próteses de juntas. Uma prótese de anca dura 5-10 anos antes que a perda óssea leve à ineficácia da prótese. A prótese é depois removida pelo ortopedista e colocada uma nova. Contudo, o ossonativo em redor do componente femoral é reduzido e a substituição não pode prosseguir indefinidamente, pois pode deixar de existir um local apropriado para assentar a prótese. Este projeto propõe uma nova abordagem para projetar, desenvolver, fabricar, testar e validar uma SHP. Esta nova abordagem faz convergir os benefícios de novas técnicas de processamento, de materiais funcionais, sensores, atuadores e monitorização remota (usando dispositivos MEMS), permitindo uma integração completa dos diversos componentes na prótese durante o seu processamento. No que diz respeito ao processamento de componentes, é proposta uma abordagem inovadora baseada em um método de processamento de nano-micro-macro-nível com graus 3D de liberdade de composição química de material. O processo de fabricação permite o uso de diferentes materiais posicionados localmente em diferentes locais do componente e permite a criação de diferentes padrões celulares ao longo do componente. Esta solução permite imitar, o mais próximo possível, ossos reais onde diferentes materiais e diferentes propriedades mecânicas são adaptados em cada ponto do componente. Este projeto pretende usar dispositivos MEMS de tamanho pequeno, leves e de baixo consumo de energia para deteção/monitorização de aspetos fisiológicos, como pressão (proteção contra stress), temperatura (infeções), micro-antenas (transferência de informação para exterior) e dispositivos/materiais de atuação como piezo-elétricos ou ligas com memória de forma (com alteração do tamanho dos componentes para promover o contato com o osso), dentro do corpo humano.

Instituições

Instituições Principais

  • Universidade do Minho Labbels (CMEMS-UMinho/UM)
  • Universidade do Minho (UMinho)

Financiamento 356.250,00 €

Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - Portugal

356.250,00 €