PT2217322E

PT2217322E - Dispositivo de estimulação de um tecido vivo por microeléctrodos, seu módulo amovível e utilização

Info

Publication number: PT2217322E
Application number: PT88425426T
Authority: PT
Inventors: Sebastien Joucla; Blaise Yvert; Lionel Rousseau
Original assignee: Centre Nat Rech Scient; Groupe Ecole Superieure D Ingenieurs En Electronique Et Electrotechnique; Univ Bordeaux 1
Priority date: 2007-10-22
Filing date: 2008-10-20
Publication date: 2013-11-25
Also published as: CA2702277C; US8352045B2; FR2922460A1; WO2009053333A1; US20110208029A1; DK2217322T3; EP2217322A1; JP5444235B2; ES2435787T3; JP2011500240A; CA2702277A1; EP2217322B1; FR2922460B1

Description

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DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO DE ESTIMULAÇÃO DE UM TECIDO VIVO POR MICRO-ELÉCTRODOS, SEU MÓDULO AMOVÍVEL E UTILIZAÇÃO" A invenção refere-se a um dispositivo de estimulação de um tecido vivo por uma matriz de micro-eléctrodos.

As matrizes de micro-eléctrodos são utilizadas, por exemplo, em aplicações neurofisiológicas e farmacológicas.

Estas matrizes são utilizadas para registar as actividades eléctrica de um tecido vivo (actividades celulares ou multicelulares). Também são utilizadas para estimular electricamente um tecido. Isto aplica-se a todos os tipos de tecido excitável, incluindo tecido nervoso, tecido muscular, por exemplo cardíaco, ou células estaminais.

Procura-se, em particular, poder estimular um tecido nervoso de modo focal.

Uma aplicação a prazo refere-se às neuropróteses e visa desenvolver micro-estimuladores implantados no corpo (incluindo o do ser humano, mas também em animais) para gerar estímulos eléctricos a fim de compensar o mau funcionamento das redes neuronais, no caso de uma doença ou de uma anomalia de um órgão. Trata-se, por exemplo, de estimulações cerebrais profundas no caso de doenças -2- ΡΕ2217322 neurodegenerativas (por exemplo, Parkinson, Alzheimer, demência), da medula espinal, no caso de perturbações motoras, ou de tratamento da dor, por exemplo, dos músculos ou, ainda, de estruturas sensoriais, como os nervos periféricos, a retina, a cóclea (ouvido interno) ou outras ligações sensoriais.

Para poder estimular neurónios vivos, a matriz de micro-eléctrodos deve, por conseguinte, ser dimensionada à escala do tecido vivo a estimular.

Os micro-eléctrodos de estimulação têm, de um modo geral, um diâmetro da ordem de várias dezenas de micrómetros ou menos e um espaçamento de algumas centenas de micrómetros ou menos. No entanto, para a estimulação mais macroscópica do sistema nervoso central ou periférico, utilizam-se eléctrodos maiores (da ordem dos mm ou cm).

Os documentos [1] a [6] mencionados abaixo descrevem matrizes de eléctrodos de estimulação, assim como métodos para a sua utilização. A matriz pode compreender várias dezenas ou várias centenas de micro-eléctrodos de estimulação. 0 documento [1] proporciona, assim, uma matriz tendo 36 micro-eléctrodos de estimulação e 4 eléctrodos de referência. 0 documento [5], por si, proporciona a divisão dos micro-eléctrodos em dois grupos, sendo um utilizado para a estimulação e o outro utilizado para o registo, o que duplica o número de micro-eléctrodos. -3- ΡΕ2217322

Um dos problemas com micro-eléctrodos é obter uma estimulação focal do tecido vivo. De facto, na matriz de micro-eléctrodos de estimulação, o envio de um sinal de estimulação para um dos micro-eléctrodos, é para estimular a área do tecido nervoso localizada em frente desse micro-eléctrodo.

Conhecem-se, assim, estimulações monopolares, nas quais a estimulação de uma célula VIV viva se efectua entre um micro-eléctrodo 11 de estimulação entre os micro-eléctrodos 10 de estimulação da matriz 1 e uma massa MD distante da matriz 1 de micro-eléctrodos de estimulação, como é mostrado na figura 1.

No caso de uma estimulação bipolar, como mostrado na figura 2, a estimulação é efectuada entre dois micro-eléctrodos 11 & 12 de estimulação da matriz 1.

Estes dois tipos de estimulação, no entanto, não são satisfatórios, uma vez que, para uma estimulação monopolar, um eléctrodo longe de um neurónio pode, mesmo assim, activar esse neurónio com a mesma corrente que a de um eléctrodo próximo desse neurónio e em que, para uma estimulação bipolar, há uma zona morta onde neurónios próximos dos eléctrodos de estimulação não são excitados. 0 documento [8] WO 2005/087309 descreve uma disposição de eléctrodos para a excitação de nervos ou de músculos que consiste em substituir os eléctrodos de grandes dimensões por um grupo de eléctrodos de tamanho menor ocupando um total cuja dimensão é comparável à do eléctrodo maior. Estes grupos formam um único local de estimulação. Cada local de estimulação compreende três ou -4- ΡΕ2217322 cinco grupos constituídos, cada um, por elementos superficiais electricamente condutores que são interligados por pistas condutoras. Uma matriz de eléctrodos compreende sete locais de estimulação tendo, cada um, cinco grupos constituídos, cada um, por elementos superficiais electricamente condutores que são interligados por pistas condutoras. A utilização de grupos de eléctrodos para cada local de estimulação proporciona uma distribuição de potencial mais homogénea na área estimulada em frente do local de estimulação do que a que se obtém com um único eléctrodo de grande dimensão. Isto conduz a uma homogeneização das estimulações, o que afecta negativamente a sua focalização. 0 documento [7] proporciona um método de estimulação preferencial de somas neuronais, em que se prevê o posicionamento na vizinhança da região do tecido neuronal de um eléctrodo de estimulação compreendendo uma primeira região interior condutora em forma de disco, envolvida por uma segunda região condutor anelar, estando as, primeira e segunda, regiões condutoras separadas por uma região de isolamento. A corrente de estimulação é aplicada entre o condutor central circular e o condutor anelar, fornecendo este último fornecimento um circuito de realimentação de corrente. A dispersão lateral da corrente no tecido neuronal fica contida numa área mais local do com uma estimulação monopolar, pelo que o número de somas activadas pelo eléctrodo é limitado, incluindo apenas as mais próximas do eléctrodo central.

Este dispositivo tem a dupla desvantagem de duplicar as ligações do eléctrodo de estimulação e de ter ΡΕ2217322 -5 - de aplicar correntes mais elevadas para conseguir estimular as células locais. A invenção visa superar estes inconvenientes para uma matriz de micro-eléctrodos de estimulação dispostos numa configuração determinada, lado a lado, e seleccionáveis para a aplicação de um sinal eléctrico de estimulação por um dos micro-eléctrodos.

Especificamente, o dispositivo de estimulação deve poder ser generalizada a um grande número de micro-eléctrodos de estimulação na matriz, sendo, ao mesmo tempo, simples de implementar.

Para isso, a invenção tem por objectivo um dispositivo de estimulação de um tecido vivo, compreendendo uma matriz de micro-eléctrodos dispostos numa configuração determinada, lado a lado, e seleccionáveis para a aplicação um sinal eléctrico de estimulação por um dos micro-eléctrodos, sendo os micro-eléctrodos isolados uns dos outros e compreendendo, cada um, um condutor de envio de um sinal de estimulação, tendo uma secção de aplicação local no tecido vivo, caracterizado por compreender, além dos condutores dos micro-eléctrodos, pelo menos, uma superfície condutora suplementar de aplicação, na totalidade ou parcialmente, contra o tecido vivo, que é isolada dos condutores dos micro-eléctrodos e compreende uma pluralidade de áreas condutoras situadas, respectivamente, na vizinhança de uma pluralidade determinada de secções de aplicação local de micro-eléctrodos da matriz, sendo proporcionados meios de ligação para assegurar uma ligação eléctrica entre as áreas condutoras da superfície -6- ΡΕ2217322 suplementar, sendo a superfície condutora suplementar ligada, ainda, a, pelo menos, um acesso concebido para ser ligado a um condutor exterior de realimentação, pelo menos parcial, do sinal de estimulação e sendo formada para assegurar uma estimulação focal a partir de, pelo menos, um da pluralidade determinada de micro-eléctrodos.

De acordo com formas de realização da invenção: a superfície condutora suplementar está integrada no mesmo suporte que o dos micro-eléctrodos. ou a superfície condutora suplementar está integrada num suporte diferente do dos micro-eléctrodos. a superfície condutora suplementar tem a forma de uma grelha, cujas áreas condutoras são formadas por malhas que passam em torno de micro-eléctrodos, sendo os meios de ligação formados sobre a superfície suplementar pelas intersecções das malhas entre si. cada uma das referidas malhas que passam em torno de micro-eléctrodos envolve um único micro-eléctrodo. a grelha é formada por linhas rectilíneas secantes, cada uma das malhas da grelha envolvendo um micro-eléctrodo forma um pixel de estimulação restrito ao espaço delimitado por essa malha. a superfície condutora suplementar passa entre micro-eléctrodos . a superfície condutora suplementar envolve micro-eléctrodos . a superfície condutora suplementar é contínua com aberturas de passagem das secções de aplicação local de micro-eléctrodos. ΡΕ2217322 -7 - a superfície condutora suplementar compreende ramificações electricamente em paralelo entre micro-eléctrodos e passando, cada uma, na vizinhança de vários micro-eléctrodos. os meios de ligação eléctrica entre as diferentes áreas condutoras estão situados, pelo menos parcialmente, na superfície condutora suplementar, os meios de ligação eléctrica estão situados, pelo menos parcialmente, no exterior da superfície condutora suplementar, no interior ou no exterior de um suporte da superfície condutora suplementar ou num circuito eléctrico exterior suplementar, a superfície condutora suplementar apresenta uma condutividade eléctrica superficial de interface (condutividade de interface entre o eléctrodo e o tecido) superior ou igual a 100 S/m2 a uma frequência de 100 Hz a 1000 Hz. a superfície condutora suplementar apresenta uma condutividade eléctrica superficial de interface (condutividade de interface entre o eléctrodo e o tecido) superior ou igual a 1000 S/m2 a uma frequência de 100 Hz a 1000 Hz e, de preferência, superior ou igual a 40.000 S/m2 a uma frequência de 100 Hz a 1000 Hz. a matriz de micro-eléctrodos possui um passo de espaçamento entre micro-eléctrodos e as referidas áreas condutoras da superfície suplementar passam a uma distância da pluralidade de micro-eléctrodos inferior ou igual a cinco vezes o passo de espaçamento máximo entre micro-eléctrodos e, de preferência, a uma distância inferior ou igual ao passo de espaçamento mínimo entre micro-eléctrodos. -8- ΡΕ2217322 as referidas áreas condutoras da superfície suplementar passam a uma distância da pluralidade de micro-eléctrodos inferior ou igual a 500 ym. o dispositivo compreende uma multiplicidade de acessos eléctricos aos micro-eléctrodos, que estão, respectivamente, associados com a multiplicidade de micro-eléctrodos da matriz, sendo o acesso da superfície (3) condutora suplementar único e distinto dos acessos eléctricos dos micro-eléctrodos. o dispositivo compreende uma multiplicidade de acessos eléctricos aos micro-eléctrodos, que estão, respectivamente, associados com a multiplicidade de micro-eléctrodos da matriz, sendo o acesso da superfície condutora suplementar múltiplo e distinto dos acessos eléctricos dos micro-eléctrodos. o dispositivo compreende uma multiplicidade de acessos eléctricos aos micro-eléctrodos, que estão respectivamente associados com a multiplicidade de micro-eléctrodos da matriz, sendo o acesso da superfície condutora suplementar único e distinto dos acessos eléctricos dos micro-eléctrodos, isto para cada superfície condutora suplementar no caso da sua pluralidade. os micro-eléctrodos situados na borda da matriz delimitam uma região de aplicação contra o tecido vivo e a borda ou o acesso da superfície condutora suplementar está situada/o no exterior da região de aplicação dos micro-eléctrodos. o dispositivo compreende, ainda, um primeiro sistema de geração de estímulos eléctricos ou correntes de estimulação e de fornecimento dos mesmos para o tecido através dos micro-eléctrodos, e, também, de amplificação e de multiplexagem de sinais registados -9- ΡΕ2217322 com os micro-eléctrodos. Este sistema está ligado aos micro-eléctrodos e ao acesso da superfície. 0 dispositivo compreende, também, um segundo sistema de aquisição e de controlo dotado com uma interface homem-máquina para o controlo do primeiro sistema de modo a enviar a, pelo menos, um pré-seleccionado dos micro-eléctrodos um sinal de estimulação predeterminado na interface homem-máquina e a recolher a actividade do tecido vivo em resposta ou não ao sinal de estimulação, e a restitui-la na interface homem-máquina. os micro-eléctrodos situados na borda da matriz delimitam uma região de aplicação contra o tecido vivo e o acesso da superfície está situado no interior da região de aplicação dos micro-eléctrodos. o dispositivo é aplicado em contacto com um tecido vivo, ou uma parte de um órgão vivo, in vivo ou in vitro, uma preparação celular, um explante, um organismo vivo, um sistema de laboratório, um órgão vivo isolado, uma parte de órgão vivo isolado, ou um implante para um ser vivo.

Um segundo objectivo da invenção é um conjunto amovível concebido para ser montado no dispositivo, tal como descrito acima, caracterizado por compreender, num mesmo módulo amovível ou distribuídos por vários módulos amovíveis separados, a matriz de micro-eléctrodos, a referida superfície suplementar e um circuito de interface eléctrica de entrada-saída para a ligação eléctrica dos micro-eléctrodos e da superfície suplementar com o exterior, compreendendo uma multiplicidade de terminais de acesso eléctricos à, respectivamente, multiplicidade de micro-eléctrodos da matriz e um terminal de acesso da - 10- ΡΕ2217322 superfície, distinto dos terminais de acesso eléctricos dos micro-eléctrodos.

Um terceiro objectivo da invenção é uma utilização do dispositivo, tal como descrito acima, para o registo de sinais emitidos por um tecido vivo. A invenção será melhor compreendida após leitura da descrição que se segue, dada apenas a título de exemplo não limitativo e recorrendo aos desenhos anexos, nos quais: as figuras 1 e 2 são vistas esquemáticas em perspectiva de exemplos conhecidos de matriz de micro-eléctrodos, as figuras 3, 5, 6, 7, 8, 9 são vistas esquemáticas em perspectiva de uma primeira, segunda, terceira, quarta, quinta e sexta formas de realização de uma matriz de micro-eléctrodos de estimulação de acordo com a invenção, a figura 4 é uma vista de um exemplo de realização de uma matriz linear de micro-eléctrodos de estimulação de acordo com a invenção, a figura 10 mostra um sistema electrónico de medição e de estimulação que pode ser utilizado com a matriz de micro-eléctrodos de acordo com a invenção, a figura 11 é um diagrama que mostra o potencial eléctrico em função da distância relativamente a um - 11 - ΡΕ2217322 micro-eléctrodo de estimulação para diferentes tipos de estimulação, a figura 12 é um diagrama que mostra o potencial eléctrico em função da distância relativamente a um micro-eléctrodo de estimulação para diferentes tipos de configuração, e - a figura 13 é um diagrama que mostra o potencial eléctrico em função da distância relativamente a um micro-eléctrodo de estimulação para diferentes condutividades superficiais. A estimulação eléctrica extracelular de um tecido vivo consiste em fazer passar uma corrente eléctrica através de uma combinação de eléctrodos colocados em contacto com o tecido. Alguns eléctrodos injectam uma corrente positiva no tecido, enquanto outros injectam, simultaneamente, uma corrente negativa no tecido, de tal modo que a soma das amplitudes das correntes positivas é igual à soma das amplitudes das correntes negativas. Para injectar estas correntes, aplicam-se valores potenciais aos eléctrodos. Estes valores são determinados em relação a um eléctrodo de massa, que, por definição, se encontra no potencial 0 V. A estimulação mais simples é a estimulação monopolar. Consiste na injecção de uma corrente (positiva ou negativa) num único eléctrodo: um potencial é aplicado a um único eléctrodo. Assim, a realimentação de corrente é efectuada pela massa que se encontra no potencial 0 V. Tipicamente, a massa está localizada a uma grande - 12- ΡΕ2217322 distância dos eléctrodos de estimulação, de um modo geral, na ordem dos mm.

Para obter estimulações mais focais espacialmente, utilizam-se, normalmente, estimulações multipolares: não apenas um, mas vários eléctrodos são utilizados em combinação, nos quais são aplicados potenciais diferentes (dai o termo multipolar). Por exemplo, uma estimulação bipolar é utilizada através da aplicação de diferentes valores de potencial em 2 eléctrodos normalmente situados lado a lado, de modo a que, em geral, as correntes que atravessam os dois eléctrodos sejam idênticas em termos de amplitude mas de sinais opostos. Da mesma forma, uma estimulação tripolar utiliza 3 eléctrodos, geralmente, de modo a que a corrente injectada por um eléctrodo central seja distribuída igualmente pelos dois outros que o envolvem. Nas configurações multipolares, se os níveis de potencial aplicados aos diferentes eléctrodos não permitirem que as correntes positivas e negativas se compensem totalmente, uma corrente residual regressará através do eléctrodo de massa.

Numa estimulação multipolar, múltiplos eléctrodos com potenciais diferentes aplicados são utilizados em combinação. No entanto, apesar da pluralidade de eléctrodos utilizados, este grupo de eléctrodos constitui uma única unidade de estimulação. A utilização de matrizes de eléctrodos permite construir matrizes contendo várias unidades de estimulação. 0 caso mais simples é o das estimulações monopolares, onde cada eléctrodo da matriz constitui (com a massa) uma unidade. Existem, neste caso, tantas unidades como eléctrodos. Para focalizar as estimulações, cada unidade de estimulação pode ser - 13- ΡΕ2217322 constituída por vários eléctrodos. Por exemplo, é possível criar unidades bipolares constituídas por pares de eléctrodos, mas esta abordagem tem, no entanto, a desvantagem de duplicar o número micro-eléctrodos da matriz para ter o mesmo número de unidades de estimulação.

Um interesse da invenção é o de ter um número de unidades de estimulação igual ao número de eléctrodos da matriz, obtendo, ao mesmo tempo, um ganho em termos de focalização das estimulações. Outra vantagem é não perder muito em termos de amplitude de estimulação.

Nas figuras 3 a 10, cada micro-eléctrodo 11 da matriz 1 compreende um condutor 21 de aplicação concebido para ser aplicado contra um tecido vivo e apto a funcionar como micro-eléctrodo de estimulação, para lhe enviar um sinal de estimulação. A corrente de estimulação atravessa, assim, esse condutor 21. Este condutor é isolado dos condutores dos outros eléctrodos e é isolado, parcialmente, do tecido vivo. Cada condutor 21 de micro-eléctrodo compreende uma secção 210 de aplicação local no tecido vivo, que é a sua parte virada para o tecido vivo e que deve estar em contacto com o mesmo, por exemplo, formada pela extremidade do condutor 21 e, por exemplo, circular. Cada condutor 21 de micro-eléctrodo também compreende um acesso 13 geralmente individual, permitindo a ligação de um circuito eléctrico ao suporte 40 da matriz 1. O passo de espaçamento entre os micro-eléctrodos 11 pode ser fixo com um valor determinado para toda a matriz ou ter valores diferentes para diferentes regiões da matriz. Os acessos 13 são, de um modo geral, isolados entre si ao nível do suporte da matriz. - 14- ΡΕ2217322

Uma ou mais superfícies 3 condutoras suplementares estão dispostas na proximidade de alguns ou de todos os micro-eléctrodos 11. Cada superfície 3 e os micro-eléctrodos 11 estão posicionados para poderem ser aplicados em conjunto contra o tecido vivo e a superfície 3 é utilizada para devolver a corrente de estimulação enviada através de um micro-eléctrodo vizinho focalizando-a na proximidade do mesmo. As secções 210 e a superfície 3 estão, geralmente, viradas para um mesmo lado em relação ao tecido. Os acessos 13 aos micro-eléctrodos 11 de estimulação, os condutores 21 e as secções 210 estão electricamente isolados da superfície 3, por exemplo, ao passar em diferentes camadas da(s) da superfície 3, acima ou abaixo da mesma. As secções 210 condutoras e a superfície 3 condutora estão expostas no lado de aplicação contra ou no tecido vivo. A superfície 3 compreende, por conseguinte, áreas 31 condutoras localizadas na vizinhança de determinadas secções 210 de aplicação de micro-eléctrodos, que são interligadas de modo a serem substancialmente equipotenciais. A superfície 3 serve como um meio de focalização em comum para várias secções 210 de aplicação de diferentes micro-eléctrodos 11.

De acordo com a invenção, a grelha ou superfície 3 suplementar não se encontra ao mesmo potencial que os micro-eléctrodos 11 estimulantes, o que não é o caso para o documento [8] WO 2005/087309, em que o objectivo é homogeneizar a estimulação e, por conseguinte, em que o - 15- ΡΕ2217322 potencial é o mesmo em todos os micro-eléctrodos do mesmo local de estimulação.

Cada micro-eléctrodo 11 forma, de um modo geral, um único local de estimulação. No entanto, vários micro-eléctrodos podem ser seleccionados, simultaneamente, para a estimulação, o que corresponde a uma utilização simultânea de vários locais de estimulação. Cada secção 210 de aplicação local forma, de um modo geral, um único local de estimulação. A superfície 3 suplementar ou grelha é colocada, pelo seu acesso 33, 35, a um potencial eléctrico geralmente diferente do potencial enviado para os micro-eléctrodos 11 pelo seu acesso 13, por exemplo, para uma estimulação pela secção 210 de aplicação do micro-eléctrodo 11 seleccionada. O potencial da superfície 3 suplementar é, de um modo geral, fixo com um valor de zero volts, mas pode ser fixo com um valor diferente de zero volts. A superfície suplementar pode assegurar uma realimentação total ou parcial da corrente de estimulação fornecida pelos micro-eléctrodos 11 seleccionados para a estimulação. Em geral, uma única superfície 3 suplementar é proporcionada em comum para todos os micro-eléctrodos 11. Várias superfícies 3 suplementares podem ser utilizadas individualmente ou em conjunto, de preferência, com o mesmo potencial. Também pode haver várias suplementares 3 com potenciais diferentes aplicados, por exemplo, de, pelo menos, 0,1 milivolts (0,1 mV). O potencial da, pelo menos uma, superfície 3 suplementar é diferente do potencial de, pelo menos, um micro-eléctrodo 11 da referida pluralidade determinada de micro-eléctrodos 11, por exemplo, de, pelo menos, 0,1 milivolt (0,1 mV). - 16- ΡΕ2217322 0 número de superfícies suplementares utilizadas será, de preferência, inferior a um décimo do número de micro-eléctrodos 11 da matriz que podem ser seleccionados para a estimulação no campo da aplicação considerada.

Na forma de realização mostrada na Figura 3, a superfície suplementar é formada por uma grelha 3 condutora inserida entre os micro-eléctrodos 11 e, ao mesmo tempo, envolvendo os mesmos. A grelha 3 compreende malhas 31 formando as áreas condutoras envolventes dos micro-eléctrodos 11, sendo essas áreas 31 ligadas de modo condutivo umas às outras pelos nós e ramos 32 da grelha 3. A grelha 3 compreende malhas 31 dispostas no espaço situado entre micro-eléctrodos 11 vizinhos.

Na forma de realização das figuras 3, 4, 5, 6 e 7, cada malha 31 ou abertura 36 envolve um único micro-eléctrodo associado. No entanto, cada malha pode envolver uma pluralidade de micro-eléctrodos.

Cada micro-eléctrodo 11 de estimulação e seu condutor 21 associado estão electricamente isolados da superfície 3.

Nas formas de realização das figuras 3, 4, 5, 6, e 8, a superfície 3 exige apenas um único condutor 35 exterior para o retorno do sinal de estimulação enviado por um dos micro-eléctrodos 11 de estimulação para o tecido vivo e um único terminal 33 de acesso para ligar a superfície 3 ao condutor 35 exterior de realimentação. Portanto, não é necessário inserir um condutor de acesso suplementar entre os micro-eléctrodos 11 estimulação para o retorno do sinal de estimulação. A matriz 11 de micro- - 17- ΡΕ2217322 eléctrodos de estimulação dotada com a superfície 3 e os seus acessos 13 e 33 pode ser proporcionada num módulo 1 autónomo amovível tendo, no seu circuito 16 de interface eléctrica de entrada-saída com o exterior, os acessos 13 eléctricos aos micro-eléctrodos 11 e o terminal 33 de acesso à superfície 3. Este módulo 1 autónomo pode ser montado num receptáculo 4 compreendendo terminais 41 de ligação eléctrica, respectivamente, aos acessos 13 dos micro-eléctrodos 11 de estimulação e ao terminal 35 de ligação eléctrica ao acesso 33. Este módulo também pode conter, em si mesmo, a totalidade ou parte dos circuitos electrónicos de registo e de estimulação, em particular, no caso de implantes.

Obtém-se, assim, uma estimulação focal e homogénea, espacialmente, do tecido vivo em torno do micro-eléctrodo 11 estimulante. 0 problema da focalização das estimulações é resolvido de modo tecnologicamente muito simples, com um único contra-eléctrodo formado pela superfície 3 assegurando o retorno da corrente, mesmo que haja uma estimulação simultânea por vários micro-eléctrodos 11. A invenção permite, assim, introduzir a noção de pixel de estimulação restrito a cada micro-eléctrodo 11 de estimulação, o que poderá ter uma importância crucial na construção de implantes de retina, em que cada área da retina deve ser estimulada localmente de forma na correlacionada com as outras regiões. Além disso, a invenção permite deixar de lado as estimulações multipolares que obrigam a multiplicar o número de eléctrodos de estimulação, o que exige mais corrente para activar as células e cria áreas de estimulações não homogéneas. - 18- ΡΕ2217322

Os micro-eléctrodos 11 apresentam, por exemplo, uma disposição regular, como, por exemplo, em filas e em colunas ortogonais, na figura 3, podendo a grelha 3, então, ser formada por linhas rectilineas ortogonais que passam através dos espaços entre os micro-eléctrodos 11 de estimulação. É claro que os micro-eléctrodos 11 e a grelha 3 podem ter qualquer outra disposição.

Os micro-eléctrodos 11 de estimulação estão distribuídos numa região 14 de aplicação do dispositivo de estimulação contra o tecido vivo, sendo esta região 14 de aplicação delimitada pelos micro-eléctrodos 15 de estimulação situados na borda da matriz 1. 0 acesso 33 à superfície 3 encontra-se, de um modo geral, no exterior da região 14 de aplicação dos micro-eléctrodos 11, sem passar entre os micro-eléctrodos 11 estimulação, ao contrário dos dispositivos do estado da técnica descritos acima. No entanto, um acesso direto à superfície 3 fora do plano micro-eléctrodos 11 é desejável, por exemplo, através da espessura do suporte dos micro-eléctrodos.

Naturalmente, pode prever-se uma massa distante dos micro-eléctrodos 11 de estimulação e da superfície 3 para além da superfície 3 para o retorno da corrente de estimulação. No entanto, se a condutividade da massa distante for mais elevada do que a da superfície 3, a estimulação poderá ser menos focal do que na ausência da massa distante.

As secções 210 de aplicação dos micro-eléctrodos 11 de estimulação, bem como a superfície 3, podem ser inscritas em qualquer forma, por exemplo plana, mas também curva. A superfície 3 pode, opcionalmente, ser inserida num - 19- ΡΕ2217322 suporte diferente do dos micro-eléctrodos 11, por exemplo, no caso aplicações 3D in vivo.

Na forma de realização da figura 4, a superfície 3 tem uma forma de grelha de acordo com a figura 3, estando as secções 210 de aplicação de micro-eléctrodos 11 de estimulação alinhadas segundo uma linha horizontal, estando cada secção 210 envolvida por uma malha 31 e podendo a grelha 3 compreender outras malhas 32 que não envolvem qualquer micro-eléctrodo.

Na forma de realização mostrada na figura 5, a superfície 3 condutora suplementar é contínua na região 14, com aberturas 36 de passagem das secções 210 dos micro-eléctrodos 11 separadas por uma distância especificada e, por exemplo, de forma correspondente a estas.

Nas formas de realização mostradas nas figuras 6 e 7, cada uma das áreas 31 condutoras na vizinhança das secções 210 envolve uma secção 210 afastada da mesma. As áreas 31 condutoras têm, por exemplo, uma forma correspondente à das secções 210, por exemplo, anelar para as secções 210 circulares.

Na forma de realização mostrada na figura 6, as áreas 31 na vizinhança das secções 210 estão interligadas por braços 37 igualmente condutores, por exemplo, segundo duas direcções secantes na região 14, fazendo estes braços 37 parte da superfície 3 a aplicar ou não contra o tecido vivo e podendo ser ou não rectilíneos.

Na forma de realização mostrada na figura 7, as áreas 31 na vizinhança das secções 210 estão interligadas -20- ΡΕ2217322 através de condutores 38 exteriores na superfície 3 e não são aplicadas contra o tecido vivo quando a matriz 1 e a superfície 3 são aplicadas. Os condutores 38 exteriores estão ligados ao acesso 33.

Na forma de realização mostrada nas figuras 8 e 9, as áreas 31 na vizinhança das secções 210 incluem ramificações 39 estendidas entre as secções 210 segundo um caminho contínuo determinado passando na proximidade de várias secções 210 sucessivas situadas no mesmo lado, por exemplo, entre várias filas de secções 210. As ramificações 39 estão interligadas electricamente em paralelo, por exemplo, por um braço 50 transversal, fazendo este braço 50 transversal parte da superfície 3 para ser aplicado contra o tecido vivo, e podendo ser ou não rectilíneas, e/ou meios 52 de ligação semelhantes aos condutores 38 podendo ser proporcionados. As ramificações 39 são, por exemplo, rectilíneas e fisicamente paralelas entre si.

Na forma de realização mostrada na figura 9, pelo menos, uma das ramificações 39 compreende, ainda, extensões 51 transversais entre duas secções 210 sucessivas situadas no mesmo lado da ramificação 39. Estas extensões 51 são, por exemplo, alternadas ao longo da ramificação 39. No exemplo mostrado, quando se proporcionam várias ramificações 39, as extensões 51 de uma ramificação 39 não entram em contacto com as outras ramificações 39 e, além disso, alternam entre uma ramificação 39 e a ramificação vizinha.

Naturalmente, o que é indicado acima para a superfície 3, pode ser proporcionado para todos (como -21 - ΡΕ2217322 mostrado) ou para um subconjunto de micro-eléctrodos 11 da matriz 1.

Na figura 10, o dispositivo 8 de estimulação compreende um sistema 4 de geração de estímulos, por exemplo, formado por um circuito integrado de aplicação específica (ASIC), ligado, por um lado, aos terminais 13 de acesso aos micro-eléctrodos 11 da matriz 1 e ao terminal 33 de acesso à superfície 3 e, por outro lado, a um sistema 5 de aquisição, de estimulação e controlo dotado com uma interface 6 homem - máquina, por exemplo, formada por um computador. A matriz 1 é aplicada pela sua região 14, que compreende secções 210 dos micro-eléctrodos 11 de estimulação e a superfície 3, contra o tecido vivo T tendo N neurónios in vitro. Enviam-se para a matriz 1, por meio do sistema 4 sob o controlo do sistema 5, sinais de estimulação que foram predeterminados na interface 6, como mostrado pelas setas verticais dirigidas no sentido ascendente na figura 7. A matriz 1 também pode captar a actividade do tecido vivo T em resposta, ou não, aos sinais de estimulação, que é transmitida para o sistema 4 e, em seguida, para o sistema 5, para poder ser devolvida para a interface 6, como mostrado pelas setas verticais dirigidas no sentido descendente na figura 7. Naturalmente, a matriz 1 de micro-eléctrodos de acordo com a invenção também pode funcionar como eléctrodo de referência para medir variações de potenciais num tecido vivo reflectindo as actividades eléctricas de células excitáveis que compõem esse tecido. A matriz também pode ser aplicada a um tecido in vivo, para a reabilitação funcional, (particularmente, audição, visão, doenças neurodegenerativas ou do coração, por exemplo) ou para explorar o sistema nervoso central ou outros tipos de sistemas (investigação fundamental). -22- ΡΕ2217322 A focalização de um estímulo extracelular está directamente relacionada com a inclinação do campo de potencial em torno do eléctrodo de estimulação: quanto mais inclinado for este campo (i. e., aumenta rapidamente com a distância), mais corrente é necessária para estimular a uma grande distância.

Assim, focalizar uma estimulação obriga a focalizar o campo de potencial em torno do eléctrodo de estimulação. As figuras 11, 12, 13 mostram a evolução do campo de potencial para diferentes configurações de eléctrodos. A figura 11 mostra a evolução do potencial V (em valor absoluto) sobre uma linha que passa 50 mícrones acima dos eléctrodos para estimulações monopolar (curva Cl), bipolar (curva C2) e tripolar (curva C3). Uma estimulação monopolar consiste em fazer passar corrente entre um eléctrodo e uma massa distante, uma estimulação bipolar consiste em fazer passar a corrente entre dois eléctrodos vizinhos e uma estimulação tripolar consiste em injectar uma corrente num eléctrodo e em fazer regressar metade da corrente para dois eléctrodos localizados em ambos os lados. Na figura 11, os três discos cinzentos, Dl, D2, D3, indicam as posições a 0 pm, -50 pm e +50 pm dos eléctrodos alinhados ao longo do eixo x no caso tripolar. No caso monopolar, utiliza-se apenas o eléctrodo Dl central. No caso bipolar, utilizam-se os dois eléctrodos da esquerda, Dl e D2. No caso monopolar, a evolução Cl do potencial é pouco abrupta e, por conseguinte, pouco focal. No caso bipolar, a curva C2 é mais abrupta, mas tem uma área próxima dos eléctrodos onde o potencial é muito baixo (área cega ZA) . Ainda no caso tripolar, a curva C3 é ainda mais -23- ΡΕ2217322 abrupta, mas, desta vez, observam-se duas áreas cegas ZA próximas dos eléctrodos. Assim, as configurações multipolares são mais focais, mas o campo não é homogéneo em torno dos eléctrodos e tem, em particular, áreas cegas onde as células apesar de próximas dos eléctrodos não serão estimuladas.

Numa forma de realização da invenção, utiliza-se uma grelha (ou um plano = grelha sólida, de um modo mais geral, uma superfície) que passa em torno de todos os eléctrodos da matriz e que assegura o retorno da totalidade ou de parte da corrente de estimulação, independentemente do eléctrodo de estimulação. 0 potencial desta superfície é, de preferência, mantido ao potencial da massa, embora isso não seja uma necessidade. A figura 12 mostra a evolução do potencial V para 3 tipos de configurações, em função da distância x, em abcissas, relativamente a um micro-eléctrodo estimulante localizado em x = 0 pm: curva Cl na primeira configuração monopolar da figura 11, curva C4 numa segunda configuração de acordo com a patente US-A-5411540, na qual se proporciona um único eléctrodo, constituído por um disco interior condutor com um diâmetro de 10 mícrones, envolvido por um anel condutorcom um diâmetro exterior de 25 mícrones e com uma largura radial de 3 mícrones centrada no disco, - curva C5 numa terceira configuração da presente invenção, com uma superfície 3, como na figura 5, cujas aberturas 36 têm um diâmetro de 25 mícrones e os eléctrodos 11 centrais são discos com um diâmetro de 10 mícrones centrados nas suas aberturas. -24- ΡΕ2217322 0 potencial obtido pela curva C5 é continuo e monótono em função da distância em relação ao micro-eléctrodo estimulante. Na segunda configuração, quando o anel se encontra com o mesmo potencial que uma massa distante, o campo de potencial é idêntico ao da Cl gerado na configuração monopolar e a focalização da estimulação não é melhorada. Na segunda configuração de acordo com a curva C4, quando o anel assegura o retorno completo da corrente sem que nenhuma corrente regresse por uma massa distante, a estimulação é mais focal que no caso monopolar, mas, para uma mesma corrente fornecida, o potencial eléctrico é muito menor e, portanto, menos eficaz. A presente invenção com uma grelha de massa segundo a curva C5 dá uma estimulação muito focal e uma amplitude do potencial muito próxima da obtida no caso monopolar na proximidade do eléctrodo de estimulação. Além disso, para uma distância superior a 200 micrones, a grelha de massa focaliza melhor o potencial que o anel da segunda configuração: a atenuação da curva C5 é maior do que a da curva C4. Esta solução tem três vantagens relativamente à segunda configuração: 1) não duplicar o número de eléctrodos, 2) necessitar de menos corrente para uma amplitude idêntica do potencial próximo do eléctrodo, o que é importante, tendo em conta que é difícil conceber eléctrodos de pequena dimensão que não se degradem com correntes elevadas, e 3) melhor focalização do potencial a partir de algumas centenas de micrones.

Outra característica da invenção refere-se à condutividade superficial da interface entre a grelha de massa ou, de um modo mais geral, a superfície 3 e o electrólito, desde que não se considere a condutividade do metal que constitui a grelha de massa, mas a condutividade -25- ΡΕ2217322 da interface electroquímica metal/líquido fisiológico ou metal/tecido. As condutividades superficiais são consideradas para frequências de sinal entre 10 e 100.000 Hz e, especialmente, de 100 Hz a 1000 Hz, sendo a frequência padrão de 1000 Hz. A figura 13 mostra a evolução do potencial V em função da distância x, em abcissas, relativamente a um micro-eléctrodo estimulante localizado em x = 0 micrones para diferentes níveis de condutividade superficiais da grelha de massa: 40 S/m2 (curva C51), 400 S/m2 (curva C52), 4000 S/m2 (curva C53), 40.000 S/m2 (curva C54), condutividade infinita (curva C55). Quanto maior for a condutividade superficial da grelha de massa, mais focal é a estimulação. Na prática, pode haver valores> 1000 S/m2, que são superiores aos dos eléctrodos de platina, e que podem ser obtidos, por exemplo, com outros materiais ou superfícies rugosas, porosas ou funcionalizadas (por exemplo, platina negra). Deve compreender-se que o tipo de condutividade aqui considerado é a condutividade por unidade de superfície geométrica e não de superfície real. Na verdade, uma interface rugosa ou porosa terá uma superfície real (desenrolada/desenvolvida) maior do que uma mesma superfície geométrica lisa. Os valores de condutividade da ordem de 400 S/m2 são obtidos, por exemplo, por partes condutoras de platina branca em bruto. Os valores de condutividade da ordem de 40.000 S/m2 são obtidos, por exemplo, por partes condutoras de platina negra tratada.

Lista de referências citadas: N. I.

[1] Microelectrode arrays for stimulation of neural slice preparations. D.A. Borkholder, J. Bao, -26- ΡΕ2217322

Maluf, E.R. Perl, G.T.A. Kovacs, Journal of Neuro-science Methods 77 (1997) 61-66.

[2] Fabrication of microelectrode arrays for neural measurements from retinal tissue.W. Cunningham, K. Mathieson, F.A. Mc Ewan, A. Blue, R. McGeachy, J.A. McLeod, C. Morris-Ellis, V.O'Shea, K. M. Smith, A. Litke, M. Rahman, ournal of Physics D: Applied Physics 34 (2001) 2804-2809.

[3] Sheet conductor model of brain slices for stimulation and recording with planar electronic contacts. P. Fromherz, Eur Biophys J (2002) 31:228- 231.

[4] Effective parameters for stimulation of dissociated cultures using multi-electrode arrays.Daniel A. Wagenaar, Jerome Pine, Steve M. Potter, Journal of Neuroscience Methods 138 (2004) 27- 37.

[5] Multi-electrode stimulation and recording in the isolated retina. Andrew E. Grumet, John L. Wyatt, Joseph F. Rizzo, Journal of Neuroscience Methods 101 (2000) 31-42.

[6] A three-dimensional multi-electrode array for multi-site stimulation and recording in acute brain slices. Marc Olivier Heuschkel, Michael Fejtl, Mario Raggenbass, Daniel Bertrand, Philippe Renaud, Journal Of Neuroscience Methods 114 (2002) 135-148.

[7] patente US-A-5411540.

[8] pedido de patente WO 2005/087309.

Lisboa, 18 de Novembro de 2013

Claims

ΡΕ2217322 - 1 - REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo de estimulação de um tecido vivo, compreendendo uma matriz (1) de micro-eléctrodos (11) dispostos numa configuração determinada, lado a lado, compreendendo cada micro-eléctrodo uma secção (210) de aplicação local em tecido vivo e um condutor (21) de envio de um sinal de estimulação e sendo seleccionável para a aplicação de um sinal eléctrico de estimulação, sendo os micro-eléctrodos (11) isolados uns dos outros, sendo os condutores (21) de envio de sinal de estimulação isolados uns dos outros, sendo as secções (210) de aplicação local isoladas umas das outras, estando uma pluralidade de áreas (31) condutoras localizadas, respectivamente para uma pluralidade determinada de micro-eléctrodos (11), na vizinhança da pluralidade das secções (210) de aplicação local dos referidos micro-eléctrodos (11) determinados da matriz e isolados dessas secções (210) de aplicação local, caracterizado por a referida pluralidade das áreas (31) condutoras fazerem parte de uma superfície (3) condutora suplementar aos micro-eléctrodos (11) e distinta dos micro-eléctrodos (11), servindo a superfície (3) condutora suplementar para a aplicação, na totalidade ou parcialmente, contra o tecido vivo, sendo proporcionados meios (32, 37, 38, 50, 52) de ligação para assegurar uma ligação eléctrica entre a referida pluralidade de áreas (31) condutoras da superfície (3) suplementar para toda a referida pluralidade determinada dos micro-eléctrodos (11) isolados uns dos outros, para que as áreas (31) condutoras da superfície (3) suplementar sejam substancialmente equipotenciais, -2- ΡΕ2217322 sendo a superfície (3) condutora suplementar ligada, ainda, a, pelo menos, um acesso (33) concebido para ser ligado a um condutor (35) exterior de realimentação, pelo menos parcial, do sinal de estimulação e sendo formada para assegurar uma estimulação focal a partir de, pelo menos, um da pluralidade determinada de micro-eléctrodos (11) e para funcionar como meio de focalização comum para várias secções (210) de aplicação de micro-eléctrodos (11) diferentes determinadas.
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender uma única superfície (3) condutora suplementar.
3. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o número de superfícies (3) suplementares ser inferior ao décimo do número de micro-eléctrodos (11) da matriz.
4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 3, caracterizado por ter várias superfícies (3) suplementares substancialmente equipotenciais.
5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 3, caracterizado por ter várias superfícies (3) suplementares com potenciais substancialmente diferentes.
6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o potencial da, pelo menos uma, superfície (3) suplementar ser diferente do potencial de, pelo menos, um micro-eléctrodo -3- ΡΕ2217322 (11) da referida pluralidade determinada de micro-eléctrodos (11).
7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a superfície (3) condutora suplementar estar inteqrada no mesmo suporte que o dos micro-eléctrodos (11).
8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a superfície (3) condutora suplementar estar integrada num suporte diferente do dos micro-eléctrodos (11).
9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a superfície (3) condutora suplementar ter a forma de uma grelha, cujas áreas condutoras são formadas por malhas (31) que passam em torno de micro-eléctrodos (11), sendo os meios de ligação formados sobre a superfície suplementar pelas intersecções (32) das malhas (31) entre si.
10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por cada uma das referidas malhas (31) que passam em torno de micro-eléctrodos (11) envolver um único micro-eléctrodo (11).
11. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 e 10, caracterizado por a grelha ser formada por linhas rectilíneas secantes.
12. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado por cada uma das malhas (31) da grelha (3) envolvendo um micro-eléctrodo -4- ΡΕ2217322 (11) formar um pixel de estimulação restrito ao espaço delimitado por essa malha (31).
13. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a superfície (3) condutora suplementar passar entre micro-eléctrodos (11) ·
14. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a superfície (3) condutora suplementar envolver micro-eléctrodos (11).
15. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a superfície (3) condutora suplementar ser continua com aberturas (36) de passagem das secções (210) de aplicação local de micro-eléctrodos (11) .
16. Dispositivo, reivindicações anteriores, (3) condutora suplementar electricamente em paralelo passando, cada uma, na eléctrodos (11). de acordo com qualquer uma das caracterizado por a superfície compreender ramificações (39) entre micro-eléctrodos (11) e vizinhança de vários micro-
17. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado por os meios (32, 37, 50) de ligação eléctrica entre as diferentes áreas (31) condutoras estarem situados, pelo menos parcialmente, na superfície (3) condutora suplementar.
18. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado por os meios (38, 52) -5- ΡΕ2217322 de ligação eléctrica estarem situados, pelo menos parcialmente, no exterior da superfície (3) condutora suplementar, no interior ou no exterior de um suporte da superfície (3) condutora suplementar ou num circuito eléctrico exterior suplementar.
19. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a superfície (3) condutora suplementar apresentar uma condutividade eléctrica superficial de interface com o tecido vivo superior ou igual a 100 S/m2 a uma frequência de 100 Hz a 1000 Hz.
20. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a superfície (3) condutora suplementar apresentar uma condutividade eléctrica superficial de interface com o tecido vivo superior ou igual a 1000 S/m2 a uma frequência de 100 Hz a 1000 Hz e, de preferência, superior ou igual a 40.000 S/m2 a uma frequência de 100 Hz a 1000 Hz.
21. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a matriz de micro-eléctrodos (11) possuir um passo de espaçamento entre micro-eléctrodos e as referidas áreas (31) condutoras da superfície (3) suplementar passarem a uma distância da pluralidade de micro-eléctrodos (11) inferior ou igual a cinco vezes o passo de espaçamento máximo entre micro-eléctrodos e, de preferência, a uma distância inferior ou igual ao passo de espaçamento mínimo entre micro-eléctrodos . -6- ΡΕ2217322
22. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por as referidas áreas (31) condutoras da superfície (3) suplementar passarem a uma distância da pluralidade de micro-eléctrodos inferior ou igual a 500 ym.
23. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender uma multiplicidade de acessos (13) eléctricos aos micro-eléctrodos (11), que estão, respectivamente, associados com a multiplicidade de micro-eléctrodos (11) da matriz (1), sendo o acesso (33) da superfície (3) condutora suplementar único e distinto dos acessos (13) eléctricos dos micro-eléctrodos (11) .
24. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 22, caracterizado por compreender uma multiplicidade de acessos (13) eléctricos aos micro-eléctrodos (11), que estão, respectivamente, associados com a multiplicidade de micro-eléctrodos (11) da matriz (1), sendo o acesso (33) da superfície (3) condutora suplementar múltiplo e distinto dos acessos (13) eléctricos dos micro-eléctrodos (11) .
25. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por os micro-eléctrodos (15) situados na borda da matriz (1) delimitarem uma região (14) de aplicação contra o tecido vivo e o acesso (33) da superfície (3) estar situado no exterior da região (14) de aplicação dos micro-eléctrodos (11).
26. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 24, caracterizado por os micro- ΡΕ2217322 -7 - eléctrodos (15) situados na borda da matriz (1) delimitarem uma região (14) de aplicação contra o tecido vivo e o acesso (33) da superfície (3) estar situado no interior da região (14) de aplicação dos micro-eléctrodos (11).
27. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender, ainda, um primeiro sistema (4) de geração de estímulos eléctricos, de amplificação e de multiplexagem dos sinais registados com os micro-eléctrodos, ligado aos micro-eléctrodos (11) e ao acesso (33) da superfície (3), um segundo sistema (5) de aquisição e de controlo dotado com uma interface (6) homem-máquina para o controlo do primeiro sistema (4) de modo a enviar a, pelo menos, um pré-seleccionado dos micro-eléctrodos (11) um sinal de estimulação predeterminado na interface (6) homem-máquina e a recolher a resposta do tecido vivo ao sinal de estimulação e a restitui-la na interface (6) homem-máquina .
28. Utilização in vitro do dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores para a aplicação em contacto com um de entre uma preparação celular, um explante, um sistema de laboratório, um órgão vivo isolado, uma parte de órgão vivo isolado.
29. Conjunto amovível concebido para ser montado no dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 27, caracterizado por compreender, num mesmo módulo amovível ou distribuídos por vários módulos amovíveis separados, a matriz (1) de micro-eléctrodos, a referida superfície (3) suplementar e um circuito (16) de interface eléctrica de entrada-saída para a ligação ΡΕ2217322 - 8 - eléctrica dos micro-eléctrodos (11) e da superfície (3) suplementar com o exterior, compreendendo uma multiplicidade de terminais de acesso (13) eléctricos à, respectivamente, multiplicidade de micro-eléctrodos (11) da matriz (1) e um terminal de acesso (33) da superfície (3) suplementar, distinto dos terminais de acesso (13) eléctricos dos micro-eléctrodos (11).
30. Utilização do dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 27 para o registo de sinais emitidos por um tecido vivo de um entre uma preparação celular, um explante, um sistema de laboratório, um órgão vivo isolado, uma parte de órgão vivo isolado. Lisboa, 18 de Novembro de 2013