Estrategias de ingeniería eléctrica en el diseño de electrodos avanzados para neuroestimulación

Abstract

El presente trabajo de investigación tiene como objetivo el diseño, caracterización eléctrica y estudio de la configuración óptima de electrodos avanzados para su uso en neuroestimulación. Se ha caracterizado la difusión de una especie de interés que difunde con un coeficiente dependiente linealmente de la concentración. Se obtiene una descripción más acertada del transporte de masa por difusión en procesos de intercalación y liberación iónica como los que suceden en la interfase electrodo/tejido neural. Se ha evaluado la funcionalidad eléctrica de electrodos de poli(3,4-etilendioxitiofeno) dopado con sulfonato de poliestireno (PEDOT:PSS), para el control bioelectroquímico de la adherencia, crecimiento y proliferación de neuronas de la corteza cerebral de rata. Se incluye, a su vez, la aplicación de técnicas eléctricas para obtener una biofuncionalización óptima del electrodo. Utilizando la técnica de impedancia electroquímica, se ha caracterizado la difusión anómala que tiene lugar en el electrodo de PEDOT:PSS y que actúa como limitante del transporte de carga. Por último, se han analizado las distribuciones de campo eléctrico y densidad de corriente eléctrica en la columna cervical, utilizando electrodos de diferente geometría, tamaño y localización. El objetivo es el diseño de protocolos que mejoren la bioseguridad y eficacia de la electroestimulación.