Geometrijska optimizacija elektroda za kapacitivnu neurostimulaciju ; Geometric optimization of electrodes for capacitive neurostimulation

Električna neurostimulacija ciljano je pobuđivanje neurona ili dijelova središnjeg živčanog sustava električnom strujom. Organski elektrolitski fotokondenzatori (OEPC, eng. organic electrolytic photocapacitor) su nedavno razvijeni opto-bioelektronički elementi, bazirani na p-n dvosloju organskih poluvodiča, sa svrhom kapacitivne neurostimulacije. Njome se osigurava odsutnost elektrokemijskih faradayskih reakcija na elektrodama i izbjegava stvaranje slobodnih radikala i metalnih iona u blizini bioelektroničkog implantata. Za sigurnu i učinkovitu kapacitivnu neurostimulaciju poželjno je prostorno ograničiti njezino djelovanje na ciljano područje, te ograničiti neželjeni protok struje kroz osjetljiva područja tkiva. Prilikom odabira geometrije fotokondenzatora potrebno je razumjeti 3D prostiranje električnog polja oko njega. U okviru ovoga diplomskoga rada, osmisljen je i osposobljen eksperimentalni postav za izravno mjerenje prostiranja tranzijentnog električnog potencijala u 3D prostoru elektrolita oko fotokondezatora proizvoljne geometrije. Izmjerene su jednostavne kružne geometrije fotokondezatora te su rezultati mjerenja uspoređeni s rezultatima numeričkog modela fotokondezatora izrađenog softverskim paketom ”COMSOL Multiphysics”. Cilj diplomskog rada jest provjera i potvrda valjanosti korištenog modela, kako bi se on u budućnosti mogao koristiti za optimizaciju geometrije pobudne i povratne elektrode za različite željene scenarije primjene implantata. ; Electrical neurostimulation is the targeted excitation of neurons or parts of the central nervous system by an electric current. Organic electrolytic photocapacitors (OEPC) are recently developed opto-bioelectronic devices, based on the p-n bilayer of organic semiconductors, with the purpose of capacitive neurostimulation. It ensures the absence of electrochemical Faradaic reactions on the electrodes and avoids the generation of free radicals and metal ions in the vicinity of the bioelectronic implant. For safe and effective capacitive neurostimulation, it is ...