Electrodes flexibles épidurales biocompatibles fabriquées en SiC pour le traitement de la moelle épinière. // SiC- based Biocompatible Epidural Flexible Electrode Probes for Spinal Cord Treatments

Malgré des récentes publications sur les effets de la neuromodulation chez l'homme, les dispositifs de neuro-ingénierie et les interfaces cerveau-machine (ICM) émergents reposent sur des électrodes neuronales et sont donc limités par la faible stabilité temporelle des dispositifs existants. Le projet de thèse proposé vise à répondre au besoin d'améliorer la longévité des électrodes neuronales actuelles en s'attaquant simultanément aux deux mécanismes sous-jacents qui limitent la stabilité des électrodes après implantation dans le système nerveux central (SNC). Premièrement, éviter les pièges abiotiques (délamination) des technologies d'électrodes courantes en développant de nouvelles électrodes fines et flexibles entièrement en SiC. Deuxièmement, minimiser les problèmes biotiques (réaction aux corps étrangers) qui suivent l'implantation en intégrant les électrodes en SiC dans des échafaudages de collagène poreux (PCS) microfabriqués, afin d'exploiter la capacité des PCS à réguler négativement l'inflammation au niveau des sites de lésion.

Les électrodes flexibles en SiC proposées, dont la géométrie sera similaire à celle des électrodes commerciales disponibles fabriquées en technologie Si (ATLASNeuro), seront fabriquées selon des procédures optimisées, identifiées antérieurement par des électrodes de types MEA planaire rigide. Les électrodes flexibles en SiC réalisées en salle blanche seront ensuite caractérisées pour évaluer leur cytotoxicité et leurs performances électriques. Les résultats seront comparés à ceux des électrodes flexibles fabriqués avec d'autres matériaux et disponibles dans le commerce, généralement limitées en termes de stabilité et de longévité.
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Despite impressive recent reports of neuromodulation effects in humans, emerging neuro-engineering devices and Brain Machine Interfaces (BMI) rely on neural probes and therefore are limited by the poor temporal stability of existing electrodes. The proposed phD thesis aims to address the need to enhance the longevity of neural probes by simultaneously addressing the two underlying mechanisms that limit electrode stability after implantation in the Central Nervous System (CNS). First, avoid abiotic pitfalls (delamination) of common electrode technologies by developing novel all-SiC thin flexible electrodes.
Second, minimize biotic issues (foreign body response) that follow implantation by packaging SiC electrodes inside microfabricated Porous Collagen Scaffolds (PCS), in order to leverage the ability of PCS to downregulate inflammation in injury sites.

Flexible SiC electrodes, whose geometry will be similar to that of commercially-available ones fabricated in Si technology (ATLASNeuro), will be fabricated using optimized procedures, identified by rigid-planar-MEA characterization. Flexible SiC probes will be characterized for their cytotoxicity and electric performance, and compared against commercially available flexible electrodes commonly limited in term on stability and longevity.
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Début de la thèse : 01/10/2025

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral

Université Grenoble Alpes

220 EEATS - Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal

Le.la candidat.e est diplômé d'un diplôme d'ingénieur ou d'un Master of Sciences. Un stage de recherche en salle blanche ou en test in vivo serait un plus. Un très bon niveau d'anglais, écrit et oral, est exigé afin de mener à bien le travail de bibliographie, de rédiger des articles scientifiques et de présenter ses résultats à la communauté internationale, notamment dans le cadre de conférences scientifiques.
The candidate has to hold an engineering degree or a Master of Science degree. A research internship in the field of clean room technology and if possible, in vivo testing would be an advantage. A very good level of written and oral English is required in order to successfully complete the bibliography, write scientific articles, and present results to the international community, particularly at scientific conferences.