NIMAS project

NIMAS

Novos Implantes Médicos AtivoS
New Active Medical Implants

Funcionalidades cada vez mais sofisticadas e biocompatibilidade melhorada têm promovido a aplicação de dispositivos médicos ativos na prevenção e tratamento de várias patologias médicas. Os primeiros pacemakers datam do fim dos anos 50; novos métodos de administração de fármacos utilizam implantes subcutâneos; implantes retinianos ajudam a superar a cegueira; e implantes cerebrais podem ser usados para monitorizar e controlar patologias como tinnitus, Parkinson e incontinência. O seu uso é mesmo considerado semelhante à medicina química, tendo o termo "eletroceutical" sido cunhado para designar um ELECTROnic pharmaCEUTICAL capaz de aliviar ou mitigar um sintoma ou patologia.

Os implantes médicos eletrónicos ativos são a única tecnologia capaz de fornecer continuamente a terapia medicamente necessária e têm contribuído para uma melhor compreensão dos processos biológicos que ocorrem no corpo humano, permitindo assim preservar e melhorar significativamente a qualidade de vida de muitos pacientes em todo o mundo.
O projeto NIMAs aborda dois domínios distintos de estimulação neural: a restauração da atividade somatossensorial interrompida e especificamente, a restauração da sensibilidade à pressão dentária recorrendo a um implante que transforma as forças mecânicas de oclusão em potenciais de ação tão natural quanto possível e a estimulação elétrica in-situ para a regeneração de nervos lesados, nomeadamente dos ligamentos cruzados do joelho.
As inovações para além do atual estado da arte compreendem: a incorporação de eletrónica biomédica e sensores no domínio da saúde bucal e regeneração nervosa, e aquelas trazidas pelos desenvolvimentos nos domínios científicos e técnicos envolvidos - energia e transmissão de dados dentro de tecidos, microbaterias, eletrónica multi-funcional multicamada, microeletrónica de muito baixa potência, revestimentos para biocompatibilidade, neuroengenharia e neurofisiologia.
O consórcio interdisciplinar NIMAs engloba engenheiros, médicos, cientistas de materiais, bioquímicos e especialistas em nanotecnologia. Os circuitos microeletrónicos, os estudos biomecânicos e a análise de sinais eletroencefalográficos serão desenvolvidos na FEUP. A equipa do INEB fornecerá soluções de engenharia aplicadas a biomateriais, regeneração de tecidos e nanomedicina. O INL contribui com tecnologias de investigação e fabricação em nanotecnologia, nanoelectrónica e nanomáquinas.

Increasingly sophisticated functionalities and improved biocompatability have promoted the application of active medical devices on prevention and treatment of several medical pathologies. The modern pacemaker dates to the end of the 1950s; new methods of drug delivery use subcutaneous implants; retinal implants help overcoming blindness; and brain implants can be used to monitor and control pathologies such as tinnitus, addictions, tremor, Parkinson's, and urge incontinence. Their use is even considered similar to chemical medicine, having the term "electroceutical" been coined to designate an ELECTROnic pharmaCEUTICAL capable of alleviating or mitigating a symptom or pathology.
Electronic active medical implants are the only technology capable of continuously deliver medically necessary therapy, and have contributed to a better understanding of the biological processes taking place in the human body, therefore allowing for significantly preserving and enhancing the quality of life of many patients world-wide.
The NIMAs project addresses two distinct domains of neural stimulation: the restoration of broken somatosensory activity, specifically, restoration of dental pressure sensitivity resorting to an implant that transforms occlusion mechanical forces into as natural as possible action potentials and in-situ electrical stimulation for regeneration of injured nerves, namely of the knee cruciate ligaments.
The innovations beyond the current state of the art comprise: the incorporation of biomedical electronics and sensing technologies into the dental health domain and nerve regeneration, and those brought by the developments in the involved scientific and technical domains: energy and data transmission inside tissue, micro-batteries, stacked multifunctional electronic packaging, ultra-low power microelectronics, biocompatibility, and neurophysiology.

Consultant: Jorge Marinho
Instituto Nacional de Engenharia Biomédica - (INEB Porto) / Instituto de Investigação e Inovação em Saúde (I3S)
Team leader: Pedro de Castro Aguiar
Laboratório Ibérico Internacional de Nanotecnologias, International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL)
Team leader: Alar Ainla