Name: המצאה של צפיפות לתקשר גבוהה, אלקטרודות עצב שטוח ממשק עבור יישומי הקלטת הגירוי (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-10-04T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 35 s
Description: למדו לייצר אלקטרודות עצב שטוחות ממשק בעלות צפיפות מגעים גבוהה ליישומי הקלטה וגירוי עצבי. השיטה מאפשרת התאמה אישית של העיצוב לצרכים שונים בתחום הנוירופרוסתטיקה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו מומנה על ידי הסוכנות לפרויקטי מחקר מתקדם הביטחון (DARPA) MTO בחסות ד&quot;ר ג&#39;ק ג&#39;ודי וד&quot;ר דאג ובר דרך מרכז מערכות לוחמה בחלל וחיל הים, פסיפיק גרנט / חוזה No.N66001-12-C-4173 . ברצוננו להודות תומאס אגרס על עזרתו בתהליך ייצור, ורונלד Triolo, מתיו Schiefer, Lee פישר ומקס Freeburg על תרומתם בפיתוח העיצוב השרוול עצב מרוכבים.

1. הכנת רכיבי אלקטרודה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף ארבעה מרכיבים אלקטרודה הדורשים דיוק לחתוך (בחיתוך לייזר שימש, עיין רשימת חומרים) לפני תהליך הייצור. רכיבים אלה הנם (איור 1): מגעים מסגרת מערך: מסגרת זו נעשית מתוך 125 מיקרומטר קטון האתר polyether עבה (פיק) וכו. זה מכסה את כל הרוחב של השרוול ומחזיק המגעים הבינוניים יש קצוות מתפתלים בצורה (איור 1B). המגעים באמצע עטופי ערוצי המדריך; ומכאן הרוחב החשוף של הקשר הוא מוגבל על ידי הרוחב של הערוצים ואת המרווח נקבע על פי המרווח בין הערוצים. המגעים באמצע רצועות: המגעים באמצע נוצרות על ידי לפפה רצועות אלה מסביב למסגרת הקשר מערך (איור 1B). חותכים את רצועות מתוך גיליון אירידיום פלטינום / 10% לרוחב של ערוצי המנחה ולהוסיף אורך נוסף כדי לאפשר להם bדואר מקופל מלא מסביב למסגרת. ספוט-לרתך של עופרת הקשר בזווית 0 ° עם הציר המרכזי של הרצועה. מגעי ההפניה: ארבעה אזכור נדרש. הממד הארוך של קשרים אלה הוא מעט קצר יותר מאשר רוחב השרוול להכיל אותם במלואם בתוך השרוול. ספוט לרתך כל איש קשר התייחסות ליתרון בזווית 90º עם הציר המרכזי של איש הקשר. מפרידי הצצה: מרווחים המשמשים ליצירת אזור דק על האלקטרודה לאפשר כיפוף וסגירה (תרשים 1C). כל המפרידים עשויים צצה (חומר אחר יכול לשמש) וחותכים באורך של האלקטרודה. רוחבו של השטח באמצע הוא שווה לגובה של האלקטרודה. </li></ol> 2. מגעי מערך הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את הרכיבים עשו בשלב 1 על ידי sonication באתנול במשך 2 דקות ב 40 קילוהרץ ו בטמפרטורת חדר, ואז 2 דקות במי deionized מזוקקים באותם הפרמטרים sonication. תן יבש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ראייה לבדוק אתקשר לכל הפגמים כמו שאריות בחיתוך לייזר או דפורמציות משטח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את האנשים קשר בזה אחר תחת מיקרוסקופ עם נקודת הריתוך פונה כלפי מעלה. החזק את הקשר עם פינצטה על כ 1/3 של התחלה אורך מן הקצה החופשי. לרומם את ההובלה לזווית 45 מעלות תוך כדי לחיצה על קשר כדי להפוך את העיקול הראשון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את הקשר מראש כפוף מתחת למסגרת המערך עם לרתך פונה כלפי מעלה. החזק את המסגרת למטה עם פינצטה ולרומם את ההובלה לזווית 45 מעלות כדי לעשות עיקול שני. תוך המשך מחזיק את המסגרת למטה, לתפוס את הקצה החופשי של המגע עם פינצטה ומעוקל בזווית 180 מעלות (לקפל לעבר הקו באמצע המסגרת). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יישר ומשוך קשר לכיוון מפעיל ולאחר מכן לכופף 180 מעלות זווית (לקפל את הקו האמצעי). נקודת ריתוך הנקודה צריכה עכשיו להיות מוקפת בין שני הקצוות המכופפים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 2.3 - 2.5 עבור המגעים הנותרים. הפוך חזק ככל האפשר. החלף את contact מוביל בכל צד של מסגרת המערך. </li></ol> 3. מדריך פריסת קאף <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור דיאגרמה 2D של השרוול במצב פתוח שטוח. הערה: השתמש בכל תוכנות CAD לייצר דיאגרמה בקנה מידה נכונה. בתרשים זה יקבע את הממדים של האלקטרודה והאתר והשמת הרכיבים אלקטרודה השונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הדפס בתרשים 2D על נייר הדפסה רגיל בקנה מידה באמצעות מכונת דפוס רגילה, ולאחר מכן לגזור 5 סנטימטרים אחרי חתיכה מרובעת 5 סנטימטרים עם הציור הממוקם במרכז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגזור 5 ס&quot;מ על 5 ס&quot;מ חתיכת ריבוע של הגיליון שקיפות תרמית (T1) עם אזמל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את T1 שקיפות החתיכה על גבי נייר הדיאגרמה, ולאחר מכן מקם את שני השכבות על צלחת הבסיס עם בתרשים הפונה כלפי מעלה. סרט למטה אותם לצלחת בסיס עם דבק. </li></ol> 4. מיקום מגעי Layer והפנית אלקטרודה Base <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגזור 5 ס&quot;מ על גיליון סיליקון 5 ס&quot;מ עם אזמל (S1), ואת הen ומניח אותו על שכבת השקיפות. התחל על ידי הטלה בפינה אחת ואז לאט לאט להוריד את שאר הגיליון להימנע השמנת בועות אוויר בין T1 ויריעות S1 (איור 2 א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים כ -2 גרם של סיליקון דפוקה עפ&quot;י הוראות על גליון הנתונים של היצרן. בקפדנות מערבבים שני החלקים יחד עם מקל בחישה מעץ מעוקרים. מניחים את התערובת בתא ואקום במשך 3 דקות. מחזור הוואקום לחסל את הבועות כפי שהם עולים אל פני השטח. מחממים את התנור isotemp ב 130 ºC. הערה: כפפות לאטקס יכולות לעכב את תהליך הריפוי של סיליקון. כפפות לאטקס גם המכילות גופרית אשר יכול לעזוב מזהמים על משטחי העבודה. באמצעות כפפות ניטריל במקום מומלץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות כלי בחירת השיניים, להחיל קו דק של סיליקון דפוקה לאורך אמצע מגזרי spacer היכן הם ממוקמים בתרשים המנחה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את המפרידים על האזורים המיועדים, ולאחר מכן לחץ כלפי מטה אותם נגד S1 גיליון סיליקון.</li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חלקית לרפא את הסיליקון בתנור isotemp למשך 30 דקות, ולתת לו להתקרר במשך 10 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את הקשר התייחסות אל באזורים המיועדים לכך. ודא נקודות לרתך פונה כלפי מעלה מוביל קשר מנותבים לכיוון קו האמצע של השרוול כדי לצאת בקצה המרוחק. לאחר הבטחת מיקום נכון, לחץ על אנשי הקשר מטה אל S1 שכבת סיליקון. סיליקון דפוק הפקדה לתוך החורים דרך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סרט למטה מוביל ולאחר מכן מלא לרפא את סיליקון ב 130 מעלות צלזיוס למשך 90 דקות, או למשך הלילה בטמפרטורת החדר (איור 2 ב). </li></ol> מיקום Array מגעים מרכז 5. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגזור 1.5 ס&quot;מ על פיסת שקיפות 5 ס&quot;מ עם אזמל (T2). סרט למטה ההתייחסות מובילה הרחק באזור האמצעי כדי למנוע מהם פועלים מתחת מערך הקשרים במהלך לשלב הבא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את מערכי קשר למיקום הייעודי עם הצד המוביל הפונה כלפי מעלה. להפקיד סיליקון דפוק טקטיקת המערךמקום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את הפיסה מ -5.1 (T2) על פני קו האמצע של האלקטרודה על המערכים להחזיק אותם, ולאחר מכן קלט את הקצוות תוך לחיצה קלה על המערכים. ידני ליישר את המערך עם העמדה הייעודית. סרט למטה המוביל מחוץ למתחם של השרוול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את בר אביזר קטן החוצה את מרכז האלקטרודה מעל T2 קטע שקיפות. הצמד אותו אל צלחת הבסיס עם לחץ מתון ללחוץ על הקשר באמצע נגד S1 שכבת סיליקון בסיס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגמרי לרפא את סיליקון עבור 90 דקות ב 130 מעלות צלזיוס, או לילה ב RT. </li></ol> 6. הטבעת רכיבי אלקטרודה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את סרגל האבזר הקטן בעדינות להסיר את T2 הגיליון השקוף לחשוף את מערכי קשר באמצע. הסר את כל הקלטות שמחזיקות את הפניות הן פניות קשר באמצע (איור 2 ג). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכי חתיכה מרובעת של גיליון השקיפות עם אזמל לאותו הרוחבאלקטרודה ו -5 ס&quot;מ אורך (T3), ולאחר מכן לחתוך חתיכה מרובע של גיליון סיליקון כדי לכסות את פני האלקטרודה כולו (S2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את גיליון סיליקון (S2) על גבי פיסת שקיפות (T3) ולמתוח אותו כדי להסיר כל גלי או סדרים לחסל בועות אוויר מלהיות לכוד בין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכים ארבע חתיכות של צינורות סיליקון; 5 ס&quot;מ כל אחד. מניחים אותם באתר היציאה של מוביל כפי שהוקצו בתרשים המנחה. השאר מקום 2 מ&quot;מ בין הקצה האלקטרודה ואת הקצוות &#39;הצינורות. תוך לחיצה רצופה על כל זוג צינורות עם פינצטה, קלטת לטמיון החל מ 1 מ&quot;מ מקצה הצינור. חזור על הזוג השני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מסדרי מוביל המגעים באמצע והאסמכתאות בצרורות, ולאחר מכן להעביר אותם דרך הצינור המתאים ליד אתרי היציאה. חזור על הפעולה עבור שלושת צינורות אחרים. (איור 2 ד). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפקיד כמות נדיבה של סיליקון דפוקה על גוף אלקטרודה כולו. הערה: הימנע ויצרir בועות במהלך שלב זה על ידי אחד לאט מזיגת סיליקון דפוקה ממיכל ערבוב שאב או הזרקת אותו עם מזרק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את המבנה מ -6.3 על גבי סיליקון הדפוקה שהופקדה עם סדין סיליקון S2 פונה כלפי מטה. יישר את T3 שקיפות החתיכה עם אלקטרודה תוך שמירה על גיליון סיליקון S2 דבקה בו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סרט במורד T3 שקיפות הפיסה ולאחר מכן להפעיל לחץ כדי לתעל את כל בועות אוויר שנלכדו. מניחים את בר מתקן גדול החוצה את מרכז האלקטרודה על T3 קטע שקיפות. ואז לצבוט אותו לצלחת בסיס עם לחץ מתון. לגמרי לרפא את סיליקון עבור 90 דקות ב 130 מעלות צלזיוס, או לילה ב RT. </li></ol> 7. מיקום שכבת סיכוך (מומלץ חפתים הקלטה) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את סרגל אבזר הגדול delaminate יצירת השקיפות (T3) עם פינצטה. הנח את דף מיגון במרכז כל פני האלקטרודה ולהחיל t לחץ קלo ללחוץ אותם לתוך האלקטרודה. סיליקון דפוק הפקדה לתוך החורים דרך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חלקית לרפא את הסיליקון במשך 30 דקות ב 130 מעלות צלזיוס, ולאחר מכן לתת לו להתקרר לחלוטין לטמפרטורת החדר. מניחים נייר דבק על הקצוות החיצוניים של האלקטרודה על מסגרת הסגירה כדי למנוע הוספת סיליקון דפוקה תוספת למגזרים אלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 6.6 דרך 6.8. </li></ol> 8. חותכים את אלקטרודה הסיום <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקלף ולחתוך את סיליקון העודף על גבי נייר הדבק הוסיף בשלב 7.2 באמצעות להב סכין מנתחים, ואז להסיר בזהירות את הנייר הדבק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגזור חלונות באמצעות סיליקון לחשוף המגזרים spacer דרך שכבת S2. חלץ את פלחי spacer מוטבע עם פינצטה. צעד זה ישאיר חללים ויוצר גיליון יחיד סיליקון גמיש על האזורים אלה (במקור S1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקלף את סיליקון העודף על גבי הקלטות הדבקות שמכסות את צינורות סיליקון, ולאחר מכן לחתוך אותו עם האזמל דפדףדואר כדי לפלס את הצינורות עם הגוף האלקטרודה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכים מסביב האלקטרודה אל צלחת הבסיס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגזור משולש בין כל זוג צינורות לחלוטין באמצעות צלחת הבסיס, ובצד החיצוני הבא בתרשים המנחה לעצב באתרי היציאה &#39;המובילות. הסר כל חומר סיליקון שהיה מנותק מהגוף אלקטרודה במהלך הצעדים האחרונים. </li></ol> 9. חשיפת יצירת קשר שכבות מגן <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגזור חלונות דרך S2 שכבת סיליקון המכסה את שכבת מיגון. Glide נימת תפר פוליפרופילן בין בסיס אלקטרודה (S1 שכבה) ואת T1 שכבה השקוף על צלחת בסיס delaminate האלקטרודה השרוול המוגמרת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תהפוך את האלקטרודה כזה כי מגעי מרכז S1 שכבת סיליקון נמצאים פונים כלפי מעלה, ולאחר מכן לחשוף אותם על ידי חיתוך חלונות באמצעות S1 שכבת סיליקון הבסיס. חזור על מגעי ההתייחסות החיצוניים חשיפת 1 מ&quot;מ מגזרים רחבים לאורך במרכז גאנשי קשר. ודא כי ייצוב דרך חורים בצדי המגעים למספרי מוטבעים מלאים בתוך הגוף של האלקטרודה. </li></ol> 10. הלחמה הוספת מחבר אל הובלות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חומר הלחמת פיקדון על המוביל על סיכות connecter בנפרד, ולאחר מכן חום פתיל שני החלקים יחד עם מלחם. הערה: החוטים להוביל DFT מורכבים ליבת כסף המוקפת שכבה חיצונית עשויה של MP35N סגסוגת בסיס ניקל-קובלט. הפקדת חומר ההלחמה על חוטים אלה מחייבת שימוש שטף מיוחד כדי לאפשר שמירה על החוט (עיין רשימת החומרים). </li></ol>

<ol><li>Naples, G. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+spiral+nerve+cuff+electrode+for+peripheral+nerve+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed+Eng%2C+IEEE+Tran%22%5BJournal%5D)">A spiral nerve cuff electrode for peripheral nerve stimulation.</a> Biomed Eng, IEEE Tran. 10, 905-916 (1988).</li>
<li>Tyler, D. J., Durand, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functionally+selective+peripheral+nerve+stimulation+with+a+flat+interface+nerve+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22Neur+Sys+Rehab+Eng.%2C+IEEE+Trans%22%5BJournal%5D)">Functionally selective peripheral nerve stimulation with a flat interface nerve electrode.</a> Neur Sys Rehab Eng., IEEE Trans. 10, 294-303 (2002).</li>
<li>Navarro, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+critical+review+of+interfaces+with+the+peripheral+nervous+system+for+the+control+of+neuroprostheses+and+hybrid+bionic+systems%5BTitle%5D)+AND+%22J+Perip+Ner+Sys%22%5BJournal%5D)">A critical review of interfaces with the peripheral nervous system for the control of neuroprostheses and hybrid bionic systems.</a> J Perip Ner Sys. 10, 229-258 (2005).</li>
<li>Avery, R. E., Wepsic, J. S. Implantable nerve stimulation electrode. U.S. Patent. , 3,774,618 (1973).</li>
<li>Avery, R. E., Wepsic, J. S. Implantable electrodes for the stimulation of the sciatic nerve. U.S. Patent. , 3,738,368 (1973).</li>
<li>Hagfors, N. R. Implantable electrode. U.S. Patent. , 3,654,933 (1972).</li>
<li>Haugland, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+flexible+method+for+fabrication+of+nerve+cuff+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Eng+Med+Bio+Soc%22%5BJournal%5D)">A flexible method for fabrication of nerve cuff electrodes.</a> Eng Med Bio Soc. 1, 359-360 (1996).</li>
<li>Stein, R. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stable+long-term+recordings+from+cat+peripheral+nerves%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Stable long-term recordings from cat peripheral nerves.</a> Brain Res. 128, 21-38 (1977).</li>
<li>Julien, C., Rossignol, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electroneurographic+recordings+with+polymer+cuff+electrodes+in+paralyzed+cats%5BTitle%5D)+AND+%22J+N+Sci+Meth%22%5BJournal%5D)">Electroneurographic recordings with polymer cuff electrodes in paralyzed cats.</a> J N Sci Meth. 5, 267-272 (1982).</li>
<li>Van der Puije, P. D., Shelley, R., Loeb, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+self-spiraling+thin-film+nerve+cuff+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22Can+Med+Bio+Eng+Conf%22%5BJournal%5D)">A self-spiraling thin-film nerve cuff electrode.</a> Can Med Bio Eng Conf. , 186-187 (1993).</li>
<li>Hoffer, J. A., Loeb, G. E., Pratt, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+unit+conduction+velocities+from+averaged+nerve+cuff+electrode+recording+in+freely+moving+cats%5BTitle%5D)+AND+%22J+N+Sci+Meth%22%5BJournal%5D)">Single unit conduction velocities from averaged nerve cuff electrode recording in freely moving cats.</a> J N Sci Meth. 4, 211-225 (1981).</li>
<li>Loeb, G. E., Peck, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cuff+electrodes+for+chronic+stimulation+and+recording+of+peripheral+nerve+activity%5BTitle%5D)+AND+%22J+N+Sci+Meth%22%5BJournal%5D)">Cuff electrodes for chronic stimulation and recording of peripheral nerve activity.</a> J N Sci Meth. 64, 95-103 (1996).</li>
<li>Wodlinger, B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Extracting+Command+Signals+from+Peripheral+Nerve+Recordings%22">Extracting Command Signals from Peripheral Nerve Recordings</a>. , Case Western Reserve University. Ph.D. Thesis (2011).</li>
<li>Rozman, J., Zorko, B., Bunc, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+recording+of+electroneurograms+from+the+sciatic+nerve+of+a+dog+with+multi-electrode+spiral+cuffs%5BTitle%5D)+AND+%22Jap+J+Phy%22%5BJournal%5D)">Selective recording of electroneurograms from the sciatic nerve of a dog with multi-electrode spiral cuffs.</a> Jap J Phy. 50, 509-514 (2000).</li>
<li>Ducker, T. B., Hayes, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+improvements+in+the+use+of+elastic+cuff+for+peripheral+nerve+repair%5BTitle%5D)+AND+%22J+N+Sur%22%5BJournal%5D)">Experimental improvements in the use of elastic cuff for peripheral nerve repair.</a> J N Sur. 28, 582-587 (1968).</li>
<li>Tan, D. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+neural+interface+provides+long-term+stable+natural+touch+perception%5BTitle%5D)+AND+%22S+T+Med%22%5BJournal%5D)">A neural interface provides long-term stable natural touch perception.</a> S T Med. 6, (2014).</li>
<li>Branner, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+stimulation+and+recording+with+a+penetrating+microelectrode+array+in+cat+sciatic+nerve%5BTitle%5D)+AND+%22Bio+Med+Eng%2C+IEEE+Trans%22%5BJournal%5D)">Long-term stimulation and recording with a penetrating microelectrode array in cat sciatic nerve.</a> Bio Med Eng, IEEE Trans. 1, 146-157 (2004).</li>
<li>Micera, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Decoding+information+from+neural+signals+recorded+using+intraneural+electrodes%3A+toward+the+development+of+a+neurocontrolled+hand+prosthesis%5BTitle%5D)+AND+%22P+IEEE%22%5BJournal%5D)">Decoding information from neural signals recorded using intraneural electrodes: toward the development of a neurocontrolled hand prosthesis.</a> P IEEE. 98, 407-417 (2010).</li>
<li>Kozai, T. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasmall+implantable+composite+microelectrodes+with+bioactive+surfaces+for+chronic+neural+interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22N+Mat%22%5BJournal%5D)">Ultrasmall implantable composite microelectrodes with bioactive surfaces for chronic neural interfaces.</a> N Mat. 11, 1065-1073 (2012).</li>
<li>Sinha, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Charged+by+GSK+investment%2C+battery+of+electroceuticals+advance%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Med%22%5BJournal%5D)">Charged by GSK investment, battery of electroceuticals advance.</a> Nat Med. 19, 654-654 (2013).</li>
<li>Tyler, D. J., Durand, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+response+of+the+rat+sciatic+nerve+to+the+flat+interface+nerve+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22A+Biom+Eng%22%5BJournal%5D)">Chronic response of the rat sciatic nerve to the flat interface nerve electrode.</a> A Biom Eng. 31, 633-642 (2003).</li>
<li>Schiefer, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+stimulation+of+the+human+femoral+nerve+with+a+flat+interface+nerve+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22J+N+Eng%22%5BJournal%5D)">Selective stimulation of the human femoral nerve with a flat interface nerve electrode.</a> J N Eng. 7, 026006(2010).</li>
<li>Edell, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+peripheral+nerve+information+transducer+for+amputees%3A+long-term+multichannel+recordings+from+rabbit+peripheral+nerves%5BTitle%5D)+AND+%22Bio+med+Eng%2C+IEEE+Trans%22%5BJournal%5D)">A peripheral nerve information transducer for amputees: long-term multichannel recordings from rabbit peripheral nerves.</a> Bio med Eng, IEEE Trans. 2, 203-214 (1986).</li>
<li>Schuettler, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+implantable+microelectrode+arrays+by+laser+cutting+of+silicone+rubber+and+platinum+foil%5BTitle%5D)+AND+%22J+N+Eng%22%5BJournal%5D)">Fabrication of implantable microelectrode arrays by laser cutting of silicone rubber and platinum foil.</a> J N Eng. 2, 121(2005).</li>
<li>Pudenz, R. H., Bullara, L. A., Talalla, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+stimulation+of+the+brain.+I.+Electrodes+and+electrode+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22S+Neur%22%5BJournal%5D)">Electrical stimulation of the brain. I. Electrodes and electrode arrays.</a> S Neur. 4, 37-42 (1975).</li>
<li>Craggs, M. D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22The+cortical+control+of+limb+prostheses%22">The cortical control of limb prostheses</a>. , U of Lon. PhD Thesis 21-27 (1974).</li>
<li>Struijk, J. J., Thomsen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tripolar+nerve+cuff+recording%3A+stimulus+artifact%2C+EMG+and+the+recorded+nerve+signal%5BTitle%5D)+AND+%22Eng+in+Med+Bio+Soc%22%5BJournal%5D)">Tripolar nerve cuff recording: stimulus artifact, EMG and the recorded nerve signal.</a> Eng in Med Bio Soc. 2, 1105-1106 (1995).</li>
<li>Sadeghlo, B., Yoo, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+electrode+design+for+peripheral+nerve+recording%5BTitle%5D)+AND+%22N+Eng%2C+Int+IEEE%2FEMBS+Conf%22%5BJournal%5D)">Enhanced electrode design for peripheral nerve recording.</a> N Eng, Int IEEE/EMBS Conf. , 1453-1456 (2013).</li>
<li>Yoo, P. B., Sahin, M., Durand, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+stimulation+of+the+canine+hypoglossal+nerve+using+a+multi-contact+cuff+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Bio+Med+Eng%22%5BJournal%5D)">Selective stimulation of the canine hypoglossal nerve using a multi-contact cuff electrode.</a> Ann Bio Med Eng. 32, 511-519 (2004).</li>
<li>Rydevik, B., Lundborg, G., Bagge, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+graded+compression+on+intraneural+blood+flow%3A+An+in+vivo+study+on+rabbit+tibial+nerve%5BTitle%5D)+AND+%22J+hand+Surg%22%5BJournal%5D)">Effects of graded compression on intraneural blood flow: An in vivo study on rabbit tibial nerve.</a> J hand Surg. 6, 3-12 (1981).</li>
<li>Ogata, K., Naito, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blood+flow+of+peripheral+nerve+effects+of+dissection%2C+stretching+and+compression%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hand+Sur%22%5BJournal%5D)">Blood flow of peripheral nerve effects of dissection, stretching and compression.</a> J Hand Sur. 11, 10-14 (1986).</li>
<li>Boretius, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+transverse+intrafascicular+multichannel+electrode+%28TIME%29+to+interface+with+the+peripheral+nerve%5BTitle%5D)+AND+%22Bio+Sen+and+Bio+Elec%22%5BJournal%5D)">A transverse intrafascicular multichannel electrode (TIME) to interface with the peripheral nerve.</a> Bio Sen and Bio Elec. 26, 62-69 (2010).</li>
<li>Stieglitz, T., Schuettler, M., Meyer, J. U., Micromachined, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((polyimide-based+devices+for+flexible+neural+interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Bio+Med+Micro+Dev%22%5BJournal%5D)">polyimide-based devices for flexible neural interfaces.</a> Bio Med Micro Dev. 2, 283-294 (2000).</li>
</ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים. הספקים הרשומים בכתב היד הזה מיועדים לצורך עיון בלבד.

שיטת הייצור המתוארת במאמר זה, יש תנועות זריזות גלם על מנת להבטיח את האיכות של השרוול הסופי. מגעי ההקלטה יש להציב בדיוק באמצע של שתי אלקטרודות ההתייחסות. מיקום זה הוכח להפחית הפרעות באופן משמעותי סביב שרירי פעילות חשמלית 27. כל חוסר איזון את המיקום היחסי של הקשר במהלך הייצור יכול לבזות את דחיית הפרעה של אותות במצב משותפים שנוצרו מחוץ השרוול. עם זאת, עם טכניקה זהירה מעט מאוד שום חוסר איזון בולט במגעי ההתייחסות נצפה. <p class="jove_content" style=";text-align:right;dir...

התממשקות עם מערכת העצבים ההיקפית (PNS) מספקת גישה לאותות עצביים פקודת פערים מעובדים כשהם נוסעים למבנים שונים בתוך הגוף. אותות אלה מופקים על ידי אקסונים ותחומת fascicles ומוקף תאי perineurium-מפרקים בחוזקה. סדר הגודל של הפוטנציאלים למדידת הנובעות הפעילויות העצביות מושפע העכבה של השכבות השונות בתוך העצב כגון שכבת perineurium resistive ביותר המקיפה את fascicles. כתוצאה מכך, שתי גישות ממשק נחקרו בהתאם למיקום ההקלטה ביחס לשכבת perineurium, כלומר גישות intrafascicular ו extrafascicular. גישות אינטרה-fascicular למקם את האלקטרודות בתוך fascicles. דוגמאות של גישות אלה הן במערך היוטה 17, אלקטרודה האורך Intra-fascicular (LIFE) 18, ואת אלקטרודה רבה הרוחבית תוך fascicular (TIME) 32. Tטכניקות hese יכול להקליט באופן סלקטיבי מן העצב אבל לא הוכחו לשמור על פונקציונליות באופן מהימן עבור תקופות זמן ארוכות in vivo, סביר בשל גודלו ואת הציות של האלקטרודה 12. גישות Extra-fascicular למקם את המגעים סביב העצב. האלקטרודות השרוול בשימוש בגישות אלה לא מתפשרים על perineurium ולא epineurium הוכחו להיות הן אמצעי בטוח ויציב של ההקלטה ממערכת העצבים ההיקפית 12. עם זאת, גישות חוץ fascicular חסרות את היכולת למדוד את הפעילות יחידה אחת - לעומת עיצובי תוך fascicular. יישומי Neuroprosthetic לנצל אלקטרודות שרוול עצבות כוללים הפעלה של הגפה התחתונה, שלפוחית שתן, סרעפת, לטיפול בכאב כרוני, בלוק של הולכה עצבית, משוב תחושתי, ו electroneurograms הקלטת 1. יישומים אפשריים לנצל התממשקות עצבים היקפיים כוללים מנוחהאורינג תנועה לנפגעי שיתוק עם גירוי חשמלי פונקציונלי, הקלטת פעילות הנוירון מוטורית מעצבים שיורית לשלוט תותבות גפיים מופעלות קטועי גפיים, התממשקות עם מערכת העצבים האוטונומית לספק תרופות ביו-האלקטרונית 20. יישום עיצוב של האלקטרודה השרוול הוא האלקטרודה העצב שטוח הממשק (FINE) 21. עיצוב זה מעצב מחדש את העצב לתוך קטע שטוח צלב עם היקף גדול יותר לעומת צורה עגולה. היתרונות של העיצוב הזה גדלו מספר אנשי קשר שניתן להציב על העצב, ואת הקרבה של המגעים עם fascicles הפנימי החלפת הסדר להקלטת גירוי סלקטיבי. יתר על כן, עצבי גפיים עליונים ותחתונים בחיות גדולות אדם יכולים ללבוש צורות שונות ואת העיצוב מחדש שנוצר על ידי הקנס לא לעוות את הגיאומטריה הטבעית של העצב. ניסויים שנעשו לאחרונה הראו כי FINE מסוגלת להשיב תחושה<html> הגפה העליונה 16 ותנועת שחזור של הגפה התחתונה 22 עם גירוי חשמלי פונקציונלי בבני אדם. המבנה הבסיסי של אלקטרודה שרוול מורכב צבת מגעי מתכת כמה על פני השטח של קטע עצב, ולאחר מכן בידוד המגעים הללו יחד עם קטע העצב בתוך שרוול מוליך. כדי להשיג המבנה הבסיסי הזה, כמה עיצובים הוצעו במחקרים קודמים כוללים: (1) קשר מתכת מוטבע לתוך רשת דקרון. הרשת עטופה אז סביב העצב ואת צורת שרוול וכתוצאה כדלקמן הגיאומטריה העצבה 4, 5. (2) עיצובי פיצול צילינדרים המשתמשים צילינדרים מראש בצורה נוקשות שאינם מוליכים לתקן את המגעים סביב העצב. מגזר העצב שמקבל שרוול זה עצב מחדש לתוך הגיאומטריה הפנימית של השרוול 6 - 8. = &quot;jove_content&quot;&gt; (3) עצמי התפתלות עיצובים אם במגעים מוקפים בין שתי שכבות בידוד. השכבה הפנימית התמזגה תוך נמתח עם שכבה בלתי נמתח חיצונית. עם אורכי מנוחה טבעית שונים עבור שתי ההשכבות המלוכדות גורם המבנה הסופי כדי ליצור ספירלה גמישה כי כרוך את עצמו סביב העצב. החומר משמש שכבות אלה בדרך כלל תוכל polyimide פוליאתילן 9 10, ו גומי סיליקון 1. (4) מגזרים מבודדים של החוטים להוביל העומדים כנגד החוצפה לשמש המגעים האלקטרודה. מוביל אלה ארוגים או לתוך צינורות סיליקון 11 או יצוק בבלונים סיליקון קיננו 12. עיקרון דומה שמש לבנות קנסות על ידי סידור פיוזינג וולט גבוה ונמוך כדי ליצור מערך, ולאחר מכן פתח את חומר הבידוד נעשה על ידי הפשטת קטע קטן עד אמצע החוטים התחברו אלה 13. תחת עיצובים אלוume חתך עצב עגול להתאים הזאת הניח גיאומטריה עצבה. (5) גמיש polyimide מבוסס אלקטרודות 33 עם אנשי הקשר נוצר על ידי micromachining מבנה polyimide, ולאחר מכן להשתלב יריעות סיליקון נמתח כדי ליצור וחפתים התפתלות עצמית. עיצוב זה גם הנחה של חתך עצב עגול. אלקטרודות קאף צריכות להיות גמישות עצמי אומד על מנת למנוע מתיחות דחיסת העצב שיכול לגרום עצב ניזק 3. בחלק מהמנגנונים הידועים שבאמצעותו אלקטרודות שרוול יכולות לגרום תופעות אלה הם השידור של כוחות משרירים סמוכים השרוול ומכאן אל העצב, חוסר התאמה בין השרוול של התכונות המכאניות של העצב, והמתח המופרז המוביל של השרוול. בעיות בטיחות אלו מובילים קבוצה מסוימת של אילוצי תכנון על גמישות מכנית, תצורה גיאומטרית, וגודל 1. קריטריונים אלה הם בעיקר challenging במקרה של קנס ספירת קשר גבוה בגלל השרוול חייב להיות באותו הנוקשה הזמן בכיוון הרוחבי כדי לעצב מחדש את העצב וגמיש בכיוון האורך כדי למנוע ניזק וכן אדיב קשר מרובה. עצמי אומד עיצובי ספירלה יכול להכיל מספר אנשי קשר לאזוק 14, אבל השרוול המתקבל הוא מעט נוקשה. עיצוב polyimide גמיש יכול להכיל מספר גבוה של אנשי קשר אבל נוטה delamination. עיצוב מערך חוט 13 מייצר קנס של חתך שטוח, אך על מנת לשמור על גיאומטריה זה החוטים הם התמזגו יחד לאורכו של השרוול לייצר פרצופים נוקשים קצוות חדים עושים אז מתאים שתלים לטווח ארוכים. טכניקת הייצור המתוארת במאמר זה מייצרת קנס צפיפות קשר גבוה עם מבנה גמיש שניתן בעבודת יד עם דיוק גבוה באופן עקבי. היא משתמשת פולימר נוקשה (קיטון אתר polyether (פיק)) כדי לאפשר p המדויקlacement של המגעים. מגזר הצצה שומר חתך שטוח במרכז האלקטרודה תוך שמירה גמישה בכיוון האורך לאורך העצב. עיצוב זה גם מקטין את עובי וקשיחות הכולל של השרוול היות והגוף אלקטרודה לא חייב להיות נוקשה על מנת לשטח את העצב או לאבטח את המגעים.

<table><tbody><tr><td>רדיד פלטינה-אירידיום</td><td>אלפא Aesar</td><td>41802</td><td>90% פלטינה אירידיום&nbsp;</td></tr><tr><td>חוטי DFT</td> פורט <td>וויין מתכות</td><td>35N LT-DFT-28% Ag</td><td></td></tr><tr><td>מחבר עופרת</td><td>Omnetics Connector Corporation</td><td>MCS-27-SS</td><td></td></tr><tr><td>יריעת סיליקון</td><td>מיוחדת יצרנית סיליקון</td><td>0.005 אינץ' x 12 אינץ' x 12 אינץ' גיליון סיליקון</td><td>מד אורך גבוה, מגופר&nbsp;</td></tr><tr><td>פוליאתר אתר קטון (PEEK) גיליון</td><td>Peek-Optima</td><td>0.005 גיליון LT3</td> רשת מייצבת פוליאסטר PETKM2002 <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>צינורות סיליקון כירורגיים (0.04 אינץ' I.D. 0.085 אינץ' OD)</td><td>סילקון מדיקל/תעשיות ניואייג'.</td><td></td><td></td>2810458</tr><tr><td>שכבת מיגון חיצונית</td><td>אלפא אזר, A Johnson Matthey</td><td>MFCD00003436 (11391)</td><td>נייר כסף, בעובי 0.004 אינץ'</td></tr><tr><td>יריעת שקיפות</td><td>APOLLO</td><td>APOCG7060</td><td></td></tr><tr><td>מנקה אמבטיה אולטרסאונד</td><td>Terra Universal</td><td>2603-00A-220</td><td></td></tr><tr><td>תנור מעבדה סטנדרטי איזוטמפ</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>13247637G</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ אופטי</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>15-000-101</td><td></td></tr><tr><td>פינצטה</td><td>טכניק</td><td>18049ארה"ב (2A-SA)</td><td></td></tr><tr><td>ידיות להב כירורגיות</td><td>אספן מוצרים כירורגיים</td><td>371031</td><td></td></tr><tr><td>מסגרת בסיס&nbsp;</td><td>McMaster-Carr</td><td>9785K411</td><td></td></tr><tr><td>קרן תמיכה</td><td>McMaster-Carr</td><td>9524K359</td><td></td></tr><tr><td>שני חלקים סיליקון</td><td>Nusil</td><td>MED 4765</td><td></td></tr><tr><td>שטף הלחמה</td><td>SRA מוצרי הלחמה</td><td>FLS71</td><td></td></tr><tr><td>קלטת</td><td>3M Healthcare</td><td>1535-0 (SKUMMM15350H)</td> <td>נייר, סרט כירורגי היפואלרגני</td></tr><tr><td>מכונת ריתוך נקודתית</td><td>Unitek</td><td>125 ספק כוח עם 101F ראש</td><td></td>ריתוך</tr><tr><td>פלטפורמת חיתוך לייזר</td><td>מערכות לייזר אוניברסליות</td><td>PLS6.150D</td><td>150 וואט לייזר</td></tr></tbody></table>

המצאה של צפיפות לתקשר גבוהה, אלקטרודות עצב שטוח ממשק עבור יישומי הקלטת הגירוי

Fabrication of High Contact-Density, Flat-Interface Nerve Electrodes for Recording and Stimulation Applications

ניסיונות רבים נעשו כדי לייצר אלקטרודות שרוול עצב רב-מגע כי הם בטוחים, חזקים ואמינים ליישומי neuroprosthetic לטווח ארוך. פרוטוקול זה מתאר טכניקת ייצור של אלקטרודה שרוול עצבה גלילי שונה כדי לעמוד בקריטריונים האלה. עיצוב וייצור מינימום בעזרת מחשב (CAD ו- CAM) מיומנויות נחוצות כדי לייצר אזיקים עקביים עם דיוק גבוה (מיקום מגע 0.51 ± 0.04 מ&quot;מ) וגדל שרוול שונים. הדיוק בהפצת המגעים מרחבית ויכל לשמור על גיאומטריה מוגדרת מראש מושלמת עם העיצוב הזה הוא שני קריטריונים חיוניים כדי לייעל את הממשק של השרוול להקלטת גירוי סלקטיבי. העיצוב הציג גם מגביר את הגמישות בכיוון האורך תוך שמירה קשיחות מספיק בכיוון הרוחבי כדי לעצב מחדש את העצבים על ידי שימוש בחומרים עם גמישויות שונות. הרחבת החתך של השרוולאזור כתוצאה להגביר את הלחץ בתוך השרוול נצפה להיות 25% ב 67 מ&quot;מ כספי. בדיקה זו מדגימה את הגמישות של השרוול ואת תגובתה עצב נפיחות-שתל פוסט. היציבות של אנשי הקשר &#39;איכות ממשק ההקלטה נבדקה גם עם אנשי קשר&#39; עכבת אות לרעש מדדי יחס מתוך שרוול מושתל כרוני (7.5 חודשים), וצופה להיות 2.55 ± 0.25 קילו-אוהם ו 5.10 ± 0.81 dB בהתאמה.

הקלטת פעילות עצבית בוצע עם מגבר-מראש אישית באמצעות מגבר מכשור קלט סופר-β (700 רץ - רוחב פס 7 קילוהרץ ורווח כולל של 2,000). דוגמא של האלקטרודה FINE מפוברקת עם הפרוטוקול המובא מוצגת באיור 3. השתלת הקנס סביב העצב נעשה על ידי תפירת שני קצוות בחינם יחד. הפגנה של גמישות של השרוול (איור 3B) עולה כי השרוול משטחת את העצבים תוך שמירה על גמישות בכיוון האורך. בנוסף לגמישות השרוול בכיוון האור...

מאמר זה מספק תיאור מפורט על תהליך הייצור של אלקטרודה עצב ממשק שטוח קשר בצפיפות גבוהה (FINE). אלקטרודה זה ממוטב עבור הקלטת מגרת פעילות עצבית באופן סלקטיבי בתוך עצבים היקפיים.

Many attempts have been made to manufacture multi-contact nerve cuff electrodes that are safe, robust and reliable for long term neuroprosthetic ...

המטרה הכללית של פרוטוקול זה היא לייצר אלקטרודות שרוול בעלות ממשק שטוח לשימוש ביישומים של ממשק עצבי. שימוש באלקטרודות שרוול עם ממשק שטוח יכול לסייע בפתרון בעיות בתחום הנוירופרוטזות, כגון האופן שבו ניתן להקליט מהעצבים את הכוונה להניע גפה. למרות שלאלקטרודות השרוול יש מאפיינים בסדר גודל של תתי-מילימטרים, עדיין ניתן לייצר אותן באופן ידני ובאופן מהימן.והתכנון הוא גמיש. ניתן להתאימו בקלות למגוון רחב של יישומים לממשקים עצביים. התחילו בשימוש בתוכנת CAD כדי להפיק תרשים בקנה מידה מדויק של האלקטרודה.דיאגרמה זו תקבע את ממדי האלקטרודה ואת אתרי המיקום של רכיבי האלקטרודה השונים. באופן דומה, צור קובץ CAD נוסף של המגעים ורכיבי האלקטרודה, כדי שניתן יהיה לייצר אותם באמצעות מכונת חיתוך בלייזר. כהכנה, הנח את המגעים המרכזיים תחת המיקרוסקופ וחבר אותם למוליך באמצעות רתכת נקודות.החזיקו את המגע כדי לבצע כיפוף ראשוני בזווית של בערך 45 מעלות, ולאחר מכן קפלו אותו סביב מסגרת המגע. הגמירו את מוליכי המגע לסירוגין משני צדי מסגרת המערך. לאחר מכן, הניחו דף שקיפות מעל תרשים ההדרכה והדביקו אותו לפלטת הבסיס.כעת, כדי להתחיל בבנייה, גזרו ריבוע של 5 cm מתוך יריעת סיליקון בעובי של 5 mil. הניחו אותה על לוח הבסיס באופן שלא יכלוא בועות אוויר. לאחר מכן, הכינו 2 g של סיליקון לא מוקשה ובצעו לו דגזינג (ניקוי גזים) בתא ואקום למשך 3 דקות.שחררו והפעילו מחדש את הוואקום באופן מחזורי כדי לאפשר לאוויר כלוא לצאת. כעת, מרחו פס דק של סיליקון שאינו מוקשח במיקומי מקטעי המפריד (spacer) בהתאם למדריך. לאחר מכן, הדביקו את רכיבי המפריד שהוכנו לאזוריהם הייעודיים על ידי לחיצתם על שכבת הסיליקון.כעת, מקמו את הסיליקון בתנור isotemp שחומם מראש ל-130 °C למשך 30 דקות, ולאחר מכן קררו למשך 10 דקות. כעת, מקמו את מגעי הייחוס במיקומם המיועד, כאשר נקודות הריתוך פונות כלפי מעלה ומוליכי המגע מנותבים לעבר קו האמצע של השרשול כדי לצאת בקצה הרחוק. לאחר וידוא המיקום הנכון, לחצו את המגעים מטה אל שכבת הסיליקון ושפכו סיליקון שאינו רשום (uncured) אל תוך החורים.בשלב הבא, קבעו את המוליכים באופן זמני בעזרת סרט דביק, והבשילו את הסיליקון בטמפרטורה של 130 °C למשך 90 דקות, או למשך הלילה בטמפרטורת החדר. לאחר שנקודות המגע של הייחוס קובעו עם סיליקון, השתמשו באותה טכניקה כדי לחבר את מערך נקודות המגע המרכזי. חשוב לציין כי יש למקם את נקודות המגע המרכזיות באופן מדויק כדי להשיג הקלטה באיכות גבוהה.ניתוב נכון של המוליכים לאתרי היציאה הייעודיים הוא קריטי גם כן. גזרו דף שקיפות בגודל של 1 cm על 5 cm, והשתמשו בו כדי לכסות את מערכי המגעים המרכזיים. לאחר מכן, הדביקו אותו בעזרת סרט דביק לפלטת הבסיס.מקמו את מוט הקיבוע הקטן לרוחב מרכז האלקטרודה והדקם אותו לפלטת הבסיס כדי לקבע את המגעים המרכזיים במקומם בזמן שהסיליקון מתקשה. לאחר ההתקשות, הסירו את מוט הקיבוע הקטן. לאחר מכן, הסירו את כל הסרטים המקבעים את המוליכים עבור המראות והמגעים המתכתיים, והסירו בעדינות את הגילי השקוף כדי לחשוף את מערכי המגעים המתכתיים.כעת, גזרו ריבוע של נייר שקיף שרוחבו זהה לרוחב האלקטרודה ואורכו חמישה ס"מ. לאחר מכן, גזרו ריבוע של דף סיליקון שיוכל לכסות את כל שטח פני האלקטרודה. כעת, הניחו את הסיליקון על פיסת הנייר השקיף, ומתוחו אותו באופן שטוח כדי להסיר אי-סדירויות ולמנוע כלוא של בועות אוויר.בשלב הבא, חתכו ארבעה קטעים של צינור סיליקון, כל אחד באורך של 5 cm, והניחו אותם בנקודות היציאה בהתאם לדיאגרמה. השאירו רווח של 2 mm בין קצה האלקטרודה לבין הצינור. תוך כדי החזקת כל זוג צינורות באמצעות פינצטה, הדביקו את הצינורות בסרט דביק, החל ממרחק של 1 mm מקצה הצינור.כעת, סדרו את המוליכים של המגעים המרכזיים והרשומות (references) לצרוֹרים. לאחר מכן, העבירו אותם דרך הצינור המתאים בקרבת נקודות היציאה. בצעו זאת עבור כל הצינורות.בשלב הבא, מכל מיזוג בוואקום או ממזרק, הניחו לאט כמות נדיבה של סיליקון שאינו מאובחל על פני כל גוף האלקטרודה. כעת, הניחו את מבנה הסיליקון והשקיפות על גבי הסיליקון שאינו מאובחל. יישרו את חלק השקיפות עם האלקטרודה תוך שמירה על הידבקות יריעת הסיליקון אליו.לאחר מכן, הדביקו את השקיפות בעזרת סרט דביק והפעילו לחץ קל כדי להוציא בועות אוויר כלואות. לבסוף, הניחו את מוט הקיבוע הגדול לרוחב מרכז האלקטרודה ומעל מקטע השקיפות. לאחר מכן, הדקו אותו לפלטת הבסיס בלחץ מתון והשלימו את פולימריזציית הסיליקון.כדי להוסיף שכבת סיכוך, הסר את מוט הקיבוע הגדול והסר את פיסת השקיפות באמצעות פינצטה. לאחר מכן, מקם את גיליון הסיכוך במרכזו של כל פני אלקטרודה, ולחץ אותו בעדינות לתוך האלקטרודה. לאחר מכן, שפוך מעט סיליקון לא מופתק אל תוך החורים העוברים והפתק אותו חלקית למשך 30 דקות בטמפרטורה של 130 °C.לאחר הקירור לטמפרטורת החדר, הניחו סרט דבק על הקצוות החיצוניים של האלקטרה ועל שולי הסגירה כדי למנוע חדירת סיליקון למקטעים אלו. לאחר מכן, חזרו על תהליך הוספת שכבת סיליקון כדי לכסות את כל גוף האלקטרה. לאחר מכן, הניחו סיליקון וגיליונות שקיפות מעל האלקטרה,יחזקו אותם באמצעות מוט קיבוע גדול והקשחו את הסיליקון.לאחר הפילול, כדי להשלים את התהליך, הסירו את שאריות הסיליקון ואת הסרט. לאחר מכן, חתכו חלונות דרך הסיליקון כדי לחשוף את מקטעי המרווח, והשתמשו בפינצטה כדי להסיר את מקטעי המרווח. לאחר מכן, תחת מיקרוסקופ, הסירו את הסרט והסיליקון מעל הצינורות עד שיהיו בגובה גוף האלקטרודה.לאחר מכן, גזרו בזהירות מסביב להיקף האלקטרודה עד ללוח הבסיס. כעת, תוך הקפדה שלא לפגוע באלקטרודה, עקבו אחר תרשים ההדגמה כדי לעצב את אתרי היציאה של המוליכים. גזרו משולש בין כל זוג צינורות, כך שהחיתוך יעבור לחלוטין דרך שכבות האלקטרודה ועד לצד החיצוני.כעת, חתכו חלונות בסיליקון המכסה את שכבת המיגון. לאחר מכן, החליקו את תפר הפוליפרופילן בין בסיס האלקטרודה לשכבה השקיפה הסמוכה והשתמשו בו כדי להפריד את שכבות האלקטרודה של השרוול (cuff electrode) שהיא כמעט מוכנה. לבסוף, חתכו חלונות מהסיליקון כדי לחשוף את מגעי המרכז ואת מגעי הייחוס.האלקטרודה מסוג FINE שהוכנה שימשה להקלטת הפעילות של עצב הששייה בכלב לאורך 7.5 חודשים. עבור כך הוטמעו קדם-מגבר מותאם אישית ומגבר התקן בעל כניסת super-beta. האלקטרודה הוטמעה סביב העצב על ידי תפירה של שני הקצוות החופשיים יחד.השרוול משטיח את העצב תוך שמירה על גמישות בכיוון האורכי. נמדדה תגובת האלקטרודה לרמות לחץ עולות בתוך השרוול. ברמת לחץ דיאסטולי של 67 mm mercury, השרוול הורחב ל-1.25 משטח החתך הראשוני שלו.ניתן להשתמש בהרחבה זו כדי לפצות על נפיחות של העצב לאחר הליך ההשתלה. מספר פרמטרים נמדדו באופן תקופתי במהלך משך ההשתלה הכרונית. יחס האות לרעש נותר יציב לאורך כל 7.5 חודשים.גם עכבת המגע, שנמדדה ב-1 kHz, נותרה יציבה. לבסוף, מעולם לא נצפו יותר משני מגעים לא פעילים, אשר נקבע כי נבעו מחיבורים לקויים דרך עור בעל החיים. לאחר צפייה בסרטון זה, צריכה להיות לכם הבנה טובה לגבי אופן הייצור של אלקטרודות עצביות רב-ערוציות דומות, ותהיו מסוגלים להתאים את התכנון כדי לעמוד בדרישות היישום הסופי שלכם.השימוש באלקטרודות אלו סלל את הדרך עבור חוקרים בתחום הנוירופרוטזה להקליט אותות רצוניים מעצבים.

fabrication-high-contact-density-flat-interface-nerve-electrodes-for

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

הטכניקה מתוארת עבור השתלה...

אלקטרודה ייצור השרשה ב Aplysia californica עבור הקלטות רב ערוצי עצבית ושרירי ב, חיים שלמים חופשי מתנהג

סרטון זה מדגים ייצור של אלקטרודה שטוחה העוטפת עצבים. הוא מציג את השילוב של מתכת מיגון ושכבות פולימריות מדויקות למשטח הקלטה יעיל. התהליך כולל חיבור, ריפוי, חיתוך וחיתוך שכבות פולימר למגע עצבי אופטימלי והקלטת אותות מדויקת.

ייצור אלקטרודות עצב בממשק שטוח לרישום פעילות עצבית

ציפוי האלקטרודה שונה משפיע על ביצועי הקלטה עצביים דרך שינויים במאפיינים אלקטרוכימיים, כימיים ומכאניים. השוואה של אלקטרודות במבחנה היא פשוטה יחסית, עם זאת השוואה של תגובת in vivo היא מסובכת בדרך כלל על ידי שינויים במרחק אלקטרודה / נוירון ובין בעלי החיים. מאמר זה מספק שיטה חזקה כדי להשוות אלקטרודות הקלטה עצביות.

שיטה לאלקטרוכימי שיטתי ואלקטרו הערכה של אלקטרודות הקלטה עצביות

המתואר להלן הוא שיטה עבור השרשה של מערכי האלקטרודה מרובים פולימר ברחבי אזורים מרוחקים מבחינה אנטומית עבור הקלטה אלקטרופיסיולוגית כרונית בחופשיות הזזת חולדות. הכנה והשתלות כירורגיות מתוארות בפרוטרוט, בדגש על עקרונות עיצוב להנחות את השיטות לשימוש במינים אחרים.

השרשה כרונית של מערכים גמישים אלקטרודה מרובים

הצגנו כי תחריט של הננו-ארכיטקטורה לתוך התקנים מיקרו-אלקטרודה תאיים עשוי להפחית את התגובה הדלקתית ויש לו את הפוטנציאל לשפר הקלטות אלקטרופיזיולוגיות. השיטות המתוארות כאן מתווה גישה לחרוט ננו-ארכיטקטורות לפני השטח של מיקרואלקטרודות שאינן תפקודי ופונקציונלי בודד.

ליתוגרפיה של קרן יון ממוקדת לחרוט ננו-ארכיטקטורות למיקרואלקטרודות

אנו מתארים כאן שיטה עבור בדיית Ti3C2 mxene מערכים מיקרואלקטרודה וניצול אותם עבור בהקלטה vivo עצבית.

הייצור של Ti3C2 Mxene מערכים מיקרואלקטרודה בVivo הקלטה עצבית

כתב היד הבא מתאר את השיטה הרומן לפיתוח biologic, סגור לולאה מערכת משוב עצבית כינה את ממשק משובי היקפית מורכבים היקפי (C-RPNI). במבנה זה יש את היכולת להשתלב עם עצבי היקפי כדי להגביר את אותות המנוע efferent תוך שהוא מספק בו משוב חושי.

ייצור של ממשק היקפי מורכב משובי היקפית (C-RPNI) בעכברוש למבוגרים

גישות קיימות לבניית אלקטרודות שרוול עצב היקפי מושתלים באופן כרוני לשימוש מכרסמים קטנים דורשים לעתים קרובות ציוד מיוחד ו/או כוח אדם מיומן. בפרוטוקול זה אנו מדגימים גישה פשוטה בעלות נמוכה לזיוף אלקטרודות שרוול מושתלות כרונית, ולהפגין את יעילותם לגירוי עצבי vagus (VNS) בחולדות.

הכנת אלקטרודות גירוי עצבי היקפי להשתלה כרונית בחולדות

פרוטוקול זה מתאר הליך לבניית מערכי מיקרו-ectrode סיבי פחמן להקלטות אלקטרופיזיולוגיות כרוניות וחריפות ב- vivo בעכבר(שרירים)וחמוס(Mustela putorius furo) מאזורי מוח מרובים. כל שלב, לאחר רכישת סיבי פחמן גולמיים להשתלת מערך microelectrode, מתואר בפירוט, בדגש על בניית מערך microelectrode.

הקמה ויישום של מערכי מיקרו-ectrode סיבי פחמן להקלטות כרוניות וחריפות ב-Vivo

כאן, אנו מתארים מתודולוגיית ייצור עבור מערכי אלקטרודה סיבי פחמן להתאמה אישית להקלטה ב vivo בעצב ובמוח.

ערכת כלים בקוד פתוח: מערך מיקרו-אלקטרוניקה של סיבי פחמן עבור הקלטת עצבים

כתב יד זה מספק שיטה חדשנית לפיתוח ממשק עצבי היקפי ביולוגי המכונה ממשק עצבי היקפי רגנרטיבי של שרוול השרירים (MC-RPNI).  מבנה כירורגי זה יכול להגביר את האותות המוטוריים של העצב ההיקפי הקשור אליו כדי להקל על זיהוי מדויק של כוונה מוטורית ושליטה פוטנציאלית במכשירי אקסוסקלטון.

ממשק העצבים ההיקפי הרגנרטיבי של שרוול השריר להגברה של אותות עצביים היקפיים שלמים

למדו לייצר אלקטרודות עצב שטוחות ממשק בעלות צפיפות מגעים גבוהה ליישומי הקלטה וגירוי עצבי. השיטה מאפשרת התאמה אישית של העיצוב לצרכים שונים בתחום הנוירופרוסתטיקה.

המצאה של צפיפות לתקשר גבוהה, אלקטרודות עצב שטוח ממשק עבור יישומי הקלטת הגירוי

גלה סרטונים נוספים