$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
صفائف مسرى مكروي هي أداة أساسية في علم الأعصاب وكذلك التطبيقات السريرية الناشئة مثل الأطراف الصناعية. على وجه الخصوص، اختراق تحقيقات الكهربائي الجزئي تمكين التحفيز وتسجيل نشاط الخلايا العصبية من خلال اتصال وثيق مع الخلايا في الدماغ والحبل الشوكي، والأعصاب الطرفية. ويتمثل التحدي الرئيسي لتحقيقات العصبية المزروع هو الاستقرار وطول العمر من التحفيز وتسجيل وظائف. وقد اقترح النمذجة والدراسات التجريبية للتفاعل بين تحقيقات مسرى مكروي والأنسجة العصبية التي آلية واحدة للتدهور هو تمزيق الصغيرة من الأنسجة العصبية بسبب الحركة النسبية طفيف بين التحقيق والأنسجة 1-3. حل واحد هو افتعال تحقيقات المرنة التي تتناسب بشكل وثيق خصائص صلابة الأكبر من الأنسجة العصبية من أجل تقليل micromotion النسبية. على هذا النحو، وقد تم اعتماد حيويا البوليمرات رقيقة مثل بوليميد وparylene بمثابة ركائز مواتية لmicroelectrode تحقيقات 4-8.
A المقايضة تحقيقات مرنة هو أنها يصعب إدراجها في الأنسجة العصبية. وقد اتخذت الباحثين الطرق المختلفة لتسهيل الإدراج تحقيقات مرنة مع الحفاظ على الخصائص الميكانيكية مرغوب فيه. فئة واحدة من التصاميم يعدل هندسة البوليمر التحقيق لزيادة صلابة في أقسام أو محاور معينة مع الحفاظ على الامتثال في أجزاء أخرى. وقد تم إنجاز هذا من خلال دمج الأضلاع أو طبقات من المواد الأخرى 9،10. نهج آخر يدمج قناة 3-D في تصميم البوليمر التحقيق التي يتم ملؤها بمواد قابلة للتحلل 11. هذا التحقيق يمكن تشديد مؤقتا، وبعد الإدراج المواد في قناة يذوب والمصارف بها. ومع ذلك، قد طرق مثل هذه أن تعديل الشكل الهندسي للجهاز مزروع النهائية بشكل دائم تنازلات بعض الميزات المرغوب فيه لجنة التحقيق مرنة.
أسلوب واحد أن يفعل نبعد التمديد تغيير هندسة نتائج التحقيق النهائي هو لتغليف الجهاز البوليمر مع المواد القابلة للتحلل لتشديد مؤقتا الجهاز 12-14. ومع ذلك، المواد القابلة للتحلل نموذجية لديك أوامر معاملات الرجوعية الشباب من حجم أصغر من أن من السيليكون وبالتالي سوف تتطلب سمك أكبر لتحقيق نفس صلابة. طلاء كاف التحقيق يمكن أن يؤدي إلى مزيد من غيض مدورة أو حادة، مما يجعل الإدراج أكثر صعوبة. أيضا، منذ يتعرضون الطلاء ذوبان، هناك خطر منهم بحل فور الاتصال، أو حتى مقربة، مع الأنسجة.
فئة أخرى من طرق يستخدم المواد الركيزة التحقيق الرواية التي تقلل من تصلب في بعد أن زرعها في الأنسجة. وتشمل هذه المواد شكل البوليمرات الذاكرة 15 وبمركب متناهي في الصغر على التكيف ميكانيكيا 16. هذه المواد هي قادرة على انخفاض في معامل المرونة بشكل ملحوظ بعد الإدراج، ويمكن أن يؤدي إلى أن تحقيقات MATC عن كثبح الخواص الميكانيكية للأنسجة العصبية. ومع ذلك، فإن مجموعة تحقيقه من صلابة لا تزال محدودة، لذلك فإنها قد لا تكون قادرة على توفير مستوى عال جدا تعادل صلابة لالسيليكون أو التنغستن الأسلاك. وبالتالي في حالة مرنة تحقيقات التي هي طويلة جدا (على سبيل المثال> 3 ملم) أو التي لديها منخفضة للغاية وصلابة، وربما لا تزال هناك حاجة إلى طريقة لربط مؤقتا الميبس أكثر جمودا.
بعد طريقة واعدة أخرى ذكرت هو معطف مكوك تشنج مع الذاتي تجميع أحادي الطبقة الدائمة (SAM) لتخصيص سطح التفاعل بين المكوك والتحقيق مرنة 17. عندما تجف، والتحقيق تتمسك المكوك المغلفة كهربية. بعد الإدراج، يهاجر المياه على سطح ماء، وفصل لجنة التحقيق من المكوك بحيث يمكن استخراج المكوك. وقد تجلى استخراج المكوك مع انخفاض النزوح التحقيق (85 ميكرون). ومع ذلك، مع التفاعلات كهرباء الوحيد الذي عقد لجنة التحقيق لركان المكوك، هناك بعض المخاطر من التحقيق انزلاق النسبية للمكوك قبل وأثناء الإدراج.
قمنا بتطوير الطريقة التي يتم إرفاق التحقيق مرنة لالميبس بمادة لاصقة biodissolvable المؤقتة التي تتولى التحقيق بشكل آمن أثناء الإدراج. تم إجراء تحقيقات المستخدمة من بوليميد، والذي يحتوي على معامل المرونة بناء على أمر من 2-4 برنامج العمل العالمي. كانت ملفقة والميبس من السيليكون، مع معامل مرونة من ~ 200 برنامج العمل العالمي. عندما تعلق، وصلابة من السيليكون يهيمن، وتسهيل الإدراج. مرة واحدة إدراجها في الأنسجة، والمواد اللاصقة يذوب ويتم استخراج الميبس لاستعادة مسبار لمرونته الأولي. اخترنا غليكول البولي إيثيلين (PEG) كمادة لاصقة biodissolvable. وقد استخدمت في التطبيقات PEG المزروع مثل المجسات العصبية وهندسة الأنسجة، وتسليم المخدرات 11،18،19. وقد اقترح بعض الأدلة على أن PEG قد تخفف استجابة neuroinflammatory في الدماغالأنسجة 18،20. مقارنة مع المواد الأخرى الممكنة، بما في ذلك السكروز، اللبنيك، وحامض الجليكوليك المشترك بولي (PLGA)، والبولي فينيل الكحول (PVA)، PEG لديه الوقت للانحلال في السوائل البيولوجية التي هي في حجم مناسب للعديد من العمليات الجراحية زرع (بناء على أمر من عشرات من الدقائق، اعتمادا على الوزن الجزيئي). بالإضافة إلى ذلك، فمن الصلبة في درجة حرارة الغرفة والسائلة في درجات حرارة تتراوح 50-65 درجة مئوية. هذه الخاصية يجعلها مناسبة بشكل خاص لدينا عملية التجميع الدقة. وعلاوة على ذلك، على غرار SAM صفها في 17، وحلت PEG هو ماء، وتسهيل استخراج الميبس. يتم تمكين هذا النهج المفيد من خلال تصميم الميبس الرواية وعملية التجميع المنهجي التي تضمن تغطية لاصقة موحدة ومحاذاة دقيقة وقابلة للتكرار. بالإضافة إلى عملية التجميع، نقدم طريقة تنفيذ الميبس القابلة للإزالة أثناء الجراحة، وكذلك إجراء في المختبر لتقييم استخراج الأمراض المنقولة جنسياffener.
بروتوكول الواردة في هذه الوثيقة يفترض أن المستخدم يمتلك مرونة البوليمر مسرى مكروي التحقيق. من جانب البروتوكول المتعلق تلفيق من الميبس وتجميع هذا التحقيق إلى الميبس يفترض الوصول إلى الأدوات المشتركة التي وجدت في منشأة التصنيع الدقيق. البروتوكول المتعلق الإدراج واستخراج من المرجح أن يؤديها في مختبر علم الأعصاب المنحى.