Biodissolvable 접착제가 부착 된 강성 보강재를 사용하여 유연한 신경 프로브의 삽입

이 절차의 전반적인 목표는 임시 보강재를 사용하여 유연한 박막 신경 프로브를 조직에 이식하는 것입니다. 이는 먼저 프로브와 일치하고 용해 가능한 폴리에틸렌 글리콜로 채워진 채널이 있는 맞춤형 실리콘 보강재를 설계 및 제작하여 수행됩니다. 두 번째 단계는 플립 칩 본더를 사용하여 보강재를 프로브에 조립

다음으로, 보강된 프로브 어셈블리를 타겟 조직에 삽입합니다. 마지막 단계는 폴리에틸렌 글리콜이 생크를 용해시키고 추출하도록 하는 것입니다. 궁극적으로, 입증된 방법은 생체 내 기록 및 자극을 위해 유연한 마이크로 전극 프로브를 신경 조직에 이식하는 데 사용할 수 있습니다.

이 기술의 의미는 신경 장애의 임상 치료로 확장되는데, 이는 탈착식 보강재가 조직 부작용을 줄일 수 있는 유연한 이식 장치를 가능하게 하기 때문입니다. 연화 재료와 같은 기존 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 임의로 길고 얇은 프로브를 정밀하게 삽입할 수 있다는 것입니다. 절연체 웨이퍼의 실리콘에서 위킹 채널이 있는 실리콘 보강재를 원하는 보강재 두께와 동일한 장치 층 두께로 제작합니다.

표준 Bosch 공정을 사용하여 플라즈마 에칭기에서 심지 채널을 건식 에칭합니다. 그런 다음 매립된 산화물 층에서 멈추는 더 긴 가장자리로 보강재 윤곽을 정의합니다. 이제 매몰된 산화물 층을 49% 불산으로 습식 에칭하여 보강재를 해제합니다.

그런 다음 이형 보강재를 탈이온수에 15분 동안 담가둡니다. 다음으로 폴리에틸렌 글리콜 펠릿을 저장소에 넣습니다. 스티프너의 탭에.

보강재를 섭씨 65도로 가열하여 폴리에틸렌 글리콜이 녹아 모세관 작용에 의해 채널로 흡수되도록 합니다. 그런 다음 실온으로 식혀 응고시킵니다. 플립 칩 본더의 베이스 스테이지에 보강재를 거꾸로 놓습니다.

그런 다음 도구 헤드로 보강재를 들어 올립니다. 다음으로, 프로브를 기본 s에 거꾸로 놓습니다.tage 플립 칩 본더를 사용합니다. 보강재와 프로브를 정렬합니다.

그런 다음 보강재를 프로브 위로 내립니다. 어셈블리를 섭씨 65도에서 1분 동안 가열하여 폴리에틸렌 글리콜이 재용융되고 보강재를 프로브에 태그합니다. 그런 다음 냉각하여 응고시키고 어셈블리를 뒤집은 다음 상단에서 검사하고 섭씨 65도로 재가열하여 폴리에틸렌 글리콜이 프로브와 스티프너 사이의 계면을 완전히 채울 수 있도록 합니다.

프로브 면이 위로 향하게 하여 1-3개의 추가 폴리에틸렌 글리콜 펠릿을 탭에 녹여 이 영역에 추가 보강을 제공합니다. 마지막으로, 폴리에틸렌 글리콜이 응고되고 어셈블리가 외과적 삽입 준비가 되도록 어셈블리를 식힙니다. 아크릴 상자에 인산염 완충 식염수 또는 PBS에 0.6 % aros 젤을 준비하고 PBS로 젤을 포화시키고 섭씨 37도까지 가열합니다.

그런 다음 agros 젤과 현미경 카메라 시스템의 미크론 매니퓰레이터 상자를 준비하십시오. 젤 상자에 유리 참조 기준을 삽입합니다. 다음으로, 치과 픽을 사용하여 디지털 현미경의 시야에 대한 기준 기준점의 특징을 제곱합니다.

프로브 보강재 어셈블리를 마이크로 매니퓰레이터에 장착하려면 보강재 탭의 뒷면을 cl일 수 있는 고정 장치에 부착하십시오.amp마이크로 매니퓰레이터에 ed. 프로브가 접착제와 접촉하지 않도록 주의하십시오. 작은 접착 퍼티 조각으로 프로브의 커넥터 끝을 고정 장치에 임시로 고정하여 낮은 힘으로 프로브 어셈블리를 참조 기준점보다 약 1mm 뒤인 젤 위에 놓습니다.

그런 다음 카메라를 사용하여 프로브를 젤에 삽입하여 시야에서 원하는 깊이로 안내합니다. 즉시 마이크로 매니퓰레이터에서 프로브의 커넥터 끝을 제거하고 두 번째 매니퓰레이터 암과 같은 가까운 표면에 고정합니다. 이것은 탭의 폴리에틸렌 글리콜이 용해되기 시작하기 전에 수행해야합니다.

프로브가 이동하지 않도록 하려면 프로브 위치의 스냅샷을 찍습니다. 참조 기준 기능은 초점이 약간 벗어날 수 있습니다. 아로스 젤 위에 있는 폴리에틸렌 글리콜을 녹이기 위해 탭 근처에 식염수를 바르고, 원하는 경우 탭에서 비디오 캡처를 시작합니다.

이제 초당 5mm의 속도로 100마이크로미터의 변위를 적용하여 보강재 추출을 시작합니다. 그런 다음 초당 약 0.1mm의 느린 속도로 이 보강재 추출을 완료합니다. 추출이 완료되면 이미지 처리 도구를 사용하여 prob 위치의 최종 스냅샷을 만듭니다.

보강재 추출 전과 후의 이미지를 비교합니다. 시야에서 볼 수 있는 참조 기준점의 기능을 사용하여 이미지를 정확하게 오버레이합니다. 프로브에서 알려진 특징의 크기를 기준으로 이미지의 스케일을 보정합니다.

이제 오버레이 이미지에서 프로브 변위의 거리를 측정합니다. 이 삽입 기술은 ISO 1 0 9 9 3 생체 적합성 표준을 통과했으며 만성 이식을 위한 LLNL 박막 폴리아미드 프로브와 함께 사용되었습니다. AROS 겔 테스트는 프로브 보강재와 접착제의 주어진 조합에 대한 평균 프로브 변위를 정량화하는 데 사용되었습니다.

예를 들어, 이러한 전후 스냅샷은 29마이크로미터의 프로브 변위를 보여줍니다. 이러한 단일 뉴런 스파이크는 쥐 피질에 탈착식 보강재가 이식된 유연한 마이크로 전극 프로브에서 얻었습니다. 이 절차에 따라 개발 후 양면 장치 및 여러 생크가 있는 프로브를 포함하여 다양한 구성의 프로브를 이식할 수 있었습니다.

이 기술은 신경 과학 분야의 연구자들이 행동하는 동물 모델에서 확장된 신경 활동을 탐구할 수 있는 길을 열었습니다.