Inserção de Flexible Neural Sondas Usando Reforços rígidos anexados com Biodissolvable Adhesive

Resumo

A inserção de sondas de microeletrodos neurais flexíveis está habilitado, anexando sondas para reforços rígidos com polietileno glicol (PEG). Um processo de montagem exclusiva garante uniforme e apego repetível. Após a inserção no tecido, o PEG se dissolve e o reforço é extraído. Um método de ensaio in vitro, avalia a técnica em gel de agarose.

Resumo

Matrizes de microeléctrodos para dispositivos de interface neurais que são feitas de polímero biocompatível de película fina são esperados ter estendido vida funcional, porque o material flexível pode minimizar a resposta adversa do tecido causado por micromovimentos. No entanto, a sua flexibilidade impede que eles sejam precisamente inserida no tecido neural. Este artigo demonstra um método para fixar temporariamente uma sonda flexível de microeletrodos para um reforço rígido usando polietileno glicol biodissolvable (PEG) para facilitar a inserção preciso, cirúrgico da sonda. Um design único reforço permite a distribuição uniforme do adesivo PEG ao longo do comprimento da sonda. Ligação Virar-chip, uma ferramenta comum usada em microeletrônica embalagem, permite o alinhamento e fixação da sonda precisa e repetível para o reforço. A sonda e de reforço são implantados cirurgicamente em conjunto, em seguida, o PEG é deixado dissolver-se de modo que o reforço pode ser extraído, deixando a sondano lugar. Por fim, um método de ensaio in vitro é utilizado para avaliar a extracção de reforço num modelo de gel de agarose de tecido cerebral. Esta abordagem à implantação provou ser particularmente vantajoso para as sondas mais flexíveis (> 3 mm). Ele também proporciona um método viável para a implantação de sondas flexíveis de dupla face. Até à data, a técnica tem sido utilizada para obter vários dados in vivo de gravação a partir do córtex de rato.

Introdução

Matrizes de microeletrodos são uma ferramenta essencial em neurociência, bem como aplicações clínicas emergentes, como próteses. Em particular, penetrantes sondas micro-eletrodos permitem a estimulação e registro da atividade neuronal através do contato próximo com as células do cérebro, medula espinhal e nervos periféricos. Um grande desafio para as sondas neurais implantados é a estabilidade e longevidade das funções de estimulação e gravação. Os estudos de modelação e experimentais da interacção entre sondas de microeléctrodos e tecido neural sugeriram que um mecanismo de degradação é micro-rasgamento do tecido neural devido a um ligeiro movimento relativo entre a....

Protocolo

1. Assembleia da Sonda para Stiffener

Esta secção do protocolo descreve a fabricação de um reforçador de silício, e a montagem de uma sonda de polímero de película fina para o reforço. Figura 1 ilustra uma sonda neuronal polímero típico, juntamente com o reforço proposto. Os detalhes da concepção de reforço são mostrados na Figura 2. O romance característica deste projeto é a rasa "absorção" do canal em execução ao longo de seu comprimento, que é usado para distribuir adesivo líquido durante a montagem. A porção mais larga do reforçador é um guia para a manipulação durante a montagem e a inserção cirúrgica.....

Resultados

Esta técnica de inserção foi usado em conjunto com LLNL sondas de poliimida de película fina, os quais passaram ISO 10993 padrões de biocompatibilidade e são destinados à implantação crónica. Uma sonda típica poliimida de película fina é ilustrada na Figura 1, juntamente com um fixador de silício que é de aproximadamente 10 mm de comprimento na região estreita. Este reforço tem um canal de capilaridade que corre ao longo do seu comprimento, como mostrado na Figura 2. Figura 3 ilustra o .......

Discussão

O método descrito aqui fornece um processo bem controlado para anexar sondas de polímeros de película fina de reforços separadas com um adesivo biodissolvable. Também apresentado é o procedimento cirúrgico recomendado para implementar estes stiffeners removível e uma técnica para validar o processo in vitro para uma dada configuração da sonda-reforço. Uma vez que o reforço pode ser feito de forma arbitrária rígida, o método pode facilitar a inserção de sondas relativamente longas (> 3 mm). Como tal, espera-s.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Polietilenoglicol, 10.000 g / mol	Sigma Aldrich	309028
Agarose	Sigma Aldrich	A9539
Flexível Submícron Die Bonder	Finetech Fineplacer	lambda
Micromanipulador	KOPF	1760-61
Microscópio Digital	Hirox	KH-7700
Revólver de Iluminação Dupla Lente Zoom	Hirox	MXG-2500REZ
Atuador Motorizado de Precisão	Newport	LTA-HS	com controlador CONEX-CC