Inserimento di sonde flessibili microelettrodi neurali è attivata collegando sonde di rinforzi rigidi con polietilene glicole (PEG). Un processo di assemblaggio unica assicura uniformità e l'attaccamento ripetibile. Dopo l'inserimento nel tessuto, il PEG dissolve e il rinforzo viene estratto. Un metodo di prova in vitro valuta la tecnica in gel di agarosio.
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Articolo metodologico
Inserimento di Flexible Neural Sonde Uso Rinforzi rigida collegata con Biodissolvable adesivo
In questo articolo
Sommario
Abstract
Matrici di microelettrodi per i dispositivi di interfaccia neurali che sono fatti di polimero biocompatibile a film sottile sono tenuti ad avere esteso durata funzionale perché il materiale flessibile può minimizzare reazione avversa al tessuto causata da micromovimenti. Tuttavia, la loro flessibilità ne impedisce accuratamente inserito nel tessuto neurale. Questo articolo viene illustrato un metodo per collegare temporaneamente un microelettrodo sonda flessibile per un rinforzo rigido utilizzando biodissolvable polietilene glicole (PEG) per facilitare preciso, inserimento chirurgico della sonda. Un disegno unico permette rinforzo per la distribuzione uniforme della colla PEG lungo la lunghezza della sonda. Flip-chip bonding, uno strumento comune utilizzato negli imballaggi microelettronica, permette l'allineamento preciso e ripetibile e fissaggio della sonda al rinforzo. La sonda e rinforzi sono impiantati chirurgicamente insieme, poi il PEG è disciolta in modo che il rinforzo può essere estratto lasciando la sondaal suo posto. Infine, un metodo di prova in vitro viene utilizzato per valutare l'estrazione rinforzo in un modello gel di agarosio del tessuto cerebrale. Questo approccio dell'impianto è dimostrato particolarmente vantaggioso per le sonde più flessibili (> 3 mm). Esso fornisce anche un metodo fattibile per impiantare sonde flessibili su due lati. Ad oggi, la tecnica è stata utilizzata per ottenere varie vivo dati registrati dalla corteccia di ratto.
Introduzione
Matrici di microelettrodi sono uno strumento essenziale nel campo delle neuroscienze, così come applicazioni cliniche emergenti come protesi. In particolare, penetrante sonde micro-elettrodi permettono di stimolazione e registrazione dell'attività neuronale attraverso lo stretto contatto con le cellule del cervello, midollo spinale e nervi periferici. Una sfida importante per le sonde neurali impiantate è la stabilità e la longevità delle funzioni di stimolazione e registrazione. Studi di modellistica e sperimentale dell'interazione tra le sonde di microelettrodi e tessuto neurale hanno suggerito che un meccanismo di degradazione è micro-lacerazione del tessu....
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Protocollo
1. Assemblaggio di sonda per Stiffener
Questa sezione descrive il protocollo di fabbricazione di un rinforzo di silicio, e l'assemblaggio di una sonda polimero film sottile al rinforzo. Figura 1 illustra una sonda tipica polimero neurale con il rinforzo proposto. I dettagli della progettazione rinforzo sono mostrati nella Figura 2. La caratteristica innovativa di questo motivo è poco profondo "wicking" canale che corre lungo la sua lunghezza che viene utilizzato per distribuire l'adesivo liquido durante il montaggio. La porzione più ampia del rinforzo è una scheda per la movimentazione in fase di mo....
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Risultati
Questa tecnica di inserimento è stato usato in combinazione con LLNL film sottile sonde poliimmidi, che hanno superato ISO 10993 standard di biocompatibilità e sono destinati ad essere impiantati cronica. Una sonda poliimmide tipico film sottile è illustrato nella figura 1 con un rinforzo di silicio che è di circa 10 mm di lunghezza nella regione stretta. Questo rinforzo ha un canale traspirante che corre lungo la sua lunghezza, come mostrato nella Figura 2. Figura 3 illustra il process.......
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Discussione
Il metodo qui descritto fornisce un processo ben controllato per collegare le sonde polimero a film sottile di rinforzi separati con un adesivo biodissolvable. Inoltre ha presentato è la procedura chirurgica raccomandata per attuare queste stecche estraibili e una tecnica per convalidare la procedura in vitro per una data configurazione della sonda-rinforzo. Poiché il rinforzo può essere fatta arbitrariamente rigida, il metodo può facilitare l'inserimento di sonde relativamente lunghe (> 3 mm). Come tale.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno interessi finanziari concorrenti.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato sostenuto da NIH NIDCD Y1-DC-8002-01. Questo lavoro è stato svolto sotto l'egida del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti da Lawrence Livermore National Laboratory nell'ambito del contratto DE-AC52-07NA27344.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Polietilenglicole, 10.000 g/mol | Sigma Aldrich | 309028 | |
| Agarosio | Sigma Aldrich | A9539 | |
| Flessibile Sub-micron Die Bonder | Finetech Fineplacer | lambda | |
| Micromanipolatore | KOPF | 1760-61 | |
| Microscopio digitale | Hirox | KH-7700 | |
| Revolver a doppia illuminazione Obiettivo zoom | Hirox | MXG-2500REZ | |
| Attuatore motorizzato di precisione | Newport | LTA-HS | con controller CONEX-CC |
Riferimenti
- Polikov, V., Tresco, P., Reichert, W. Response of brain tissue to chronically implanted neural electrodes. Journal of Neuroscience Methods. 148, 1-18 (2005).
- Lee, Y. T., Hitchcock, R. W., Bridge, M. J., Tresco, P. A. Chronic response of adult rat brain ti....
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Ristampe e permessi
