Summary
Denne protokollen beskriver verktøy for håndtering av silisiumplante intrakortikale mikroelektroder under behandlinger for overflatemodifisering via gassavsetning og vandige løsningsreaksjoner. Monteringen av komponentene som brukes til å håndtere enhetene gjennom hele prosedyren, forklares i detalj.
Abstract
Intrakortikale mikroelektroder har stort terapeutisk potensial. Men de utfordres med betydelig ytelsesreduksjon etter beskjedne implantasjonsvarigheter. En betydelig bidragsyter til den observerte nedgangen er skaden på nevralvevet proksimalt til implantatet og påfølgende nevroinflammatorisk respons. Innsats for å forbedre enhetens levetid inkluderer kjemiske modifikasjoner eller beleggapplikasjoner på enhetens overflate for å forbedre vevsresponsen. Utvikling av slike overflatebehandlinger utføres vanligvis ved hjelp av ikke-funksjonelle "dummy" -sonder som mangler de elektriske komponentene som kreves for den tiltenkte applikasjonen. Oversettelse til funksjonelle enheter krever ytterligere vurdering gitt skjørheten til intrakortikale mikroelektrodearrayer. Håndteringsverktøy forenkler i stor grad overflatebehandlinger til monterte enheter, spesielt for modifikasjoner som krever lange prosedyretider. Håndteringsverktøyene som er beskrevet her, brukes til overflatebehandlinger som brukes via gassfaseavsetning og eksponering for vandig løsning. Karakterisering av belegget utføres ved hjelp av ellipsometri og røntgenfotoelektronspektroskopi. En sammenligning av elektrisk impedans spektroskopiopptak før og etter beleggingsprosedyren på funksjonelle enheter bekreftet enhetens integritet etter modifisering. De beskrevne verktøyene kan lett tilpasses for alternative elektrodeenheter og behandlingsmetoder som opprettholder kjemisk kompatibilitet.
Introduction
Neuroprostetiske enheter tar sikte på å gjenopprette nedsatte eller fraværende sensoriske og motoriske evner i et bredt spekter av pasientpopulasjoner, inkludert de med ryggmargsskade, amyotrofisk lateral sklerose (ALS), cerebral parese og amputasjoner 1,2,3. Intrakortikale mikroelektroder (IME) kan etablere en kommunikasjonsvei mellom kortikale nevroner og enhetene som brukes til å kontrollere nevroprostetikk. En klar fordel med intrakortikale mikroelektroder er deres evne til å registrere nevrale signaler ved høy romlig og tidsmessig oppløsning, som foretrekkes for etterfølgende signalbehandling og kontroll av hjerne-datamaskingrensesnitt 4,5. Dessverre reduseres ytelsen til intrakortikale mikroelektroder dramatisk i løpet av måneder til et år etter implantasjon 2,6,7,8. Tapet på signalkvalitet og stabilitet påvirker anvendelsen av teknologien negativt.
En betydelig bidragsyter til den observerte ytelsesnedgangen er den biotiske responsen på implantasjonsassosiert vevsskade og kronisk nevroinflammasjon 9,10,11. Implantasjon av IME påfører skade på hjernevev, noe som resulterer i frigjøring av signalmolekyler som initierer kaskader av reaksjonære cellulære forsvarsprosesser. Kronisk grensesnitt forverrer fremmedlegemeresponsen, noe som fører til vedvarende nevroinflammasjon som skader vev proksimalt til enheten; ofte anerkjent som symptomer på nevroinflammasjon, arrdannelse og lokal nevrodegenerasjon som bidrar til nedgangen i opptaket av signalkvaliteten 12,13,14,15. Bestående av et tett konglomerat av astrocytter med innbrente aktivert mikroglia og makrofager, skaper arret som innkapsler elektroden et ugunstig lokalmiljø med redusert materialtransport og lokal akkumulering av inflammatoriske faktorer 16,15,16,17,18.
Mange studier har beskrevet hjernens respons på intrakortikale mikroelektroder eller tilnærminger for å redusere responsen7. Forskning og utvikling for å forbedre vevsresponsen har involvert en rekke strategier, inkludert modifikasjoner av den generelle strukturen, overflatetopologien, materialene og beleggapplikasjonen. Disse anstrengelsene har til hensikt å minimere skade påført fra implantasjonshendelsen, introdusere et gunstigere grensesnitt mellom enheten og proksimale celler, eller redusere vevstammen etter at enheter er implantert7. Metoder spesielt rettet mot kronisk biologisk respons har ført til flere bioaktive belegg som tar sikte på å stabilisere implantasjonsstedet og kjemisk fremme cellehelsen. Eksempler inkluderer ledende polymerer som poly (etylendioksytiofen) (PEDOT) 19,20, karbonnanorør21, hydrogeler22 og tilsetning av bioaktive molekyler og legemidler for å målrette mot spesifikke cellulære prosesser 23,24,25. Vår forskningsgruppe har spesielt utforsket mange mekanismer for å fremme en reduksjon av inflammatorisk respons på implanterte mikroelektroder, inkludert, men ikke begrenset til, minimering av traumer forbundet med enhetsimplantasjon26, minimering av enheten / vevsstivhetsforskjellen 27,28,29,30,31,32,33, optimalisering av sterilisering prosedyrer34,35, redusere oksidativt stress / skade 28,36,37,38,39,40,41,42, utforske alternative elektrodematerialer43, og etterligne nanoarkitekturen til den naturlige ekstracellulære matrisen 44,45,46 . Nylig interesse er utviklingen av biomimetiske overflatebelegg for å redusere nevroinflammatorisk respons ved mikroelektrodevevsgrensesnittet direkte39.
Modifisering av grensesnittet gir den unike fordelen av direkte målretting av såret og det proksimale vevet som er nødvendig for signalopptak. En overflatebehandling som fremmer helbredelse uten å forverre immunresponsen, kan være til nytte for levetiden til kvalitetsregistrering og fjerne begrensninger i å realisere det terapeutiske og forskningspotensialet til intrakortikale mikroelektroder. De presenterte arbeidene beskriver metoder for påføring av overflatebehandlinger på mikroelektrodearrayer som krever utvidede reaksjonstider samtidig som de imøtekommer skjørheten til enhetene. Den presenterte teknikken er ment å dele overflatemodifiseringsmetoder til funksjonelle enheter der enheten ikke kan håndteres gjennom hele behandlingsapplikasjonen. Verktøyene presenteres for håndtering av ikke-funksjonelle dummyprober og funksjonelle silisiumplante mikroelektrodearrayer.
Den presenterte tilnærmingen til å modifisere elektrodeoverflaten muliggjør sikker suspensjon av ikke-funksjonelle dummyprober eller funksjonelle silisiumplanare elektrodearrayer for gassfaseavsetning og reaksjon med vandige løsninger. Flere 3D-printede stykker brukes til å håndtere disse skjøre enhetene (figur 1 og figur 2). Et eksempel er gitt av en prosedyre som benytter både gass- og løsningsfasetrinn for overflatemodifisering med et antioksidativt belegg som involverer immobilisering av Mn (III) tetrakis (4-benzosyre) porfyrin (MnTBAP). MnTBAP er et syntetisk metalloporfyrin som har antioksidantegenskaper med påvist mekling av betennelse47,48. Det angitte eksemplet på funksjonelle silisiumplanre elektrodearrayer validerer en oppdatering av en tidligere rapportert protokoll for ikke-funksjonelle enheter40. Tilpasningen av en gassfaseavsetningsteknikk fra Munief og medarbeidere støtter protokollens kompatibilitet med funksjonelle elektroder49. Gassfaseavsetningen benyttes til å aminfunksjonalisere overflaten som forberedelse til den vandige reaksjonen som involverer karbodimid-tverrbindingskjemi for å immobilisere den aktive MnTBAP. Håndteringsmetoden utviklet her er gitt som en plattform som kan modifiseres for å imøtekomme andre belegg og lignende enheter.
Protokollen illustrerer tilnærmingen ved hjelp av ikke-funksjonelle dummyprober som består av et silisiumskaft og en 3D-trykt fane med lignende dimensjoner som de funksjonelle silisiumplanar elektrodear arrays. Kontaktemballasjen til enheten anses å være analog med den 3D-printede fanen til den ikke-funksjonelle dummy-sonden i den medfølgende instruksjonen.
Figur 1: 3D-printede stykker for håndtering av funksjonelle enheter under gassfaseavsetningen i en vakuumtørker. (A) Strukturens base inkluderer holdere for 1 cm x 1 cm prøve silisiumfirkanter (øverste pil) og hull for sikring til tørkeplate (nederst pil). (B) Platen brukes til å sikre suspensjonen av enheter. Herfra og fremover vil hvert stykke i denne figuren bli referert til som enten stykke 1A eller 1B. Skalalinje = 1 cm. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 2: 3D-printede stykker for håndtering av funksjonelle enheter for overflatereaksjonen som forekommer i den vandige løsningen. (B) Stasjonære deler som brukes til å stabilisere deler (C) og (D) under montering. (C) og (D) sikrer sammen opphenget av innretninger for plassering i brønnplaten, og (E) fester delene (C) og (D) ytterligere til brønnplatelokket. Herfra og fremover vil individuelle brikker i hvert panel av denne figuren bli referert til som stykkenumre som tilsvarer panelnummeret til denne figuren. Skalalinje = 1 cm. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle kodefilene for 3D-utskrift er gitt i Supplerende kodingsfiler 1-16. Analysen gitt i representative resultater er beskrevet ved bruk av kommersielt ervervede funksjonelle silisiumplanar elektrodear arrays (se tabell over materialer).
1. Håndtering av montering for gassfaseavsetning i en vakuumtørker
MERK: Det monterte apparatet for håndtering og oppbevaring av enheter under gassfaseavsetning er vist i figur 3. Trinn 1.1-1.8 beskriver prosedyren som kreves for å plassere enhetene i apparatet for avsetning (figur 4A).
Figur 3: Montering av 3D-printede stykker for håndtering av funksjonelle enheter under gassfaseavsetning. Monteringen er avbildet uten prøver som skal belegges. Skruer og vingemuttere brukes til å feste stykker 1A og 2B sammen. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 4: Bilde av montering og plassering av prøver som skal belegges. Denne ordningen beskriver håndtering av funksjonelle enheter under gassfaseavsetning sikret i en vakuumavstivningsapparat. (A) Dobbeltsidig polyimidtape plassert på stykke 1A og skumtape plassert på 1B. (B) Enheter festet på tape. (C) Skruer og vingemuttere brukes til å feste deler 1B til 1A, og monteringen festes til tørkebrettet ved hjelp av glidelåsbånd (røde piler). (D) 1 cm x 1 cm silisiumfirkantprøver plasseres i respektive holdere. (E) Aluminiumsvektskålen og trykkmåleren plasseres i tørkemiddelet i den angitte retningen. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
- For overflatebehandling, skaff 1 cm x 1 cm firkantede prøver av enhetens substratmateriale.
- For silisiumprøver (valgt for denne protokollen), kutt silisiumskiven i 1 cm x 1 cm firkanter ved hjelp av en skivebrytermaskin (se Materialtabell).
- Skriv ut eller skaff deg deler 1A (figur 1A, supplerende kodefil 1, supplerende kodefil 2) og 1B (figur 1B, supplerende kodefil 3, supplerende kodefil 4).
- Fest dobbeltsidig polyimidtape til stykke 1A og fest 1/8 " tykk skumstrimmel med ensidig lim til stykke 1B.
- Fest kontaktemballasjen til enheten til båndet på stykke 1A.
MERK: Den ideelle retningen til kontakten på båndet vil etterlate skaftet hengende over kanten, som vist i figur 4B. - Fest stykke 1A og del 1B sammen (figur 4C). Juster hullene og fest dem med skruer i rustfritt stål og vingemuttere (se Materialtabell).
- Ved hjelp av glidelåsbånd fester du enheten til vakuumtørkerbrettet ved hjelp av hullene i bunnen av stykke 1A som vist i figur 4C.
- Hvis det er aktuelt, plasser firkantede materialprøver i spaltene nederst på rammen (figur 4D). Her brukes 1 cm x 1 cm kvadratiske silisiumskiver i terninger som eksempel.
MERK: Det nøyaktige materialet må samsvare med substratet til den behandlede enheten, som vil variere avhengig av enheten. - Fullfør gassfaseavsetningen ved å plassere løsningen i en passende beholder i vakuumavlasteren motsatt og i tråd med den sikrede enheten.
MERK: Aluminiumsvekter ble brukt som beholdere for (3-Aminopropyl) trietoksysilan (APTES) avsetning, som et eksempel her.- Plasser en vakuummåler (se Materialtabell) i tørkemiddelet for å registrere det nøyaktige trykket. Plasser porten på tørkelokket nær den sikrede enheten og i tråd med løsningen (figur 4E).
MERK: Ytterligere detaljer om denne metoden for gassfaseavsetning er beskrevet i en tidligere publisert referanse49.
- Plasser en vakuummåler (se Materialtabell) i tørkemiddelet for å registrere det nøyaktige trykket. Plasser porten på tørkelokket nær den sikrede enheten og i tråd med løsningen (figur 4E).
2. Håndtering av montering for overflatereaksjon via vandig oppløsning
MERK: Komponentene og det monterte apparatet for håndtering og oppbevaring av enheter under vandig faseavsetning og overflatebehandling er illustrert i figur 5-7. Følgende trinn vil detaljere prosedyren som kreves for å plassere enhetene i apparatet for avsetning og behandling.
Figur 5: Montering av 3D-printede stykker for håndtering av funksjonelle enheter for overflatereaksjonen som forekommer i vandig løsning. (A) Føringsstykke som skal limes på lokket på kulturplaten. (B) Benkeplaten ble brukt til å stabilisere deler (C) og (D) under montering. (C) og (D) sikrer sammen suspensjonen av enheter for plassering i brønnplaten. (E) fester videre deler (C) og (D) til brønnplatelokket. Dobbeltsidig polyimidtape ble plassert på den nedre delen av (C), og skumbånd ble plassert på den nedre delen av (D) (begge bokset i rødt). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 6: Cellekulturplatelokk konstruert med 6 føringer (del 2A). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 7: Sekvens for sikring og lasting av sonder for løsningsreaksjon. Fargen på delene ble endret i denne figuren for klarhet i bildet. Dette er de samme delene som figur 5 og figur 6. (A) Stykke 2C er plassert i stykke 2B, og enheten er festet til den teipede delen av 2C. (B) Stykke 2D passer inn i stykke 2C for å lage en montering som suspenderer enhetsskaftet. (C) Monteringen av 2C, 2D og enheten er nøye plassert på lokket på brønnplaten ved hjelp av guiden. (D) Stykke 2E passer på toppen av forsamlingen for å feste lokket ytterligere. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
- Konstruer et lokk for brønnplaten for å suspendere elektroderaden til enheten i oppløsning (figur 6). Denne protokollen beskriver bruken av en plate med 24 brønner.
- Skjær rektangulære hull 19 mm x 10,5 mm inn i lokket på brønnplaten ved hjelp av en laserskjærer eller manuelt med en bokskutter. Match antall hull til antall enheter ønsket for behandling.
MERK: For enkel montering anbefales det å behandle seks enheter per brønnplate, eller i det minste plassere hull over ikke-tilstøtende brønner (figur 6). - Skriv ut eller skaff deg riktig antall veiledninger (del 2A (figur 2A), supplerende kodefil 5, supplerende kodefil 6).
- Bruk cyanoakrylatlim for å feste føringer til lokket. Juster de rektangulære hullene i styrene og lokkene mens du limer for å sikre at guidens rektangulære hull er uhindret, som vist i figur 6.
- Skjær rektangulære hull 19 mm x 10,5 mm inn i lokket på brønnplaten ved hjelp av en laserskjærer eller manuelt med en bokskutter. Match antall hull til antall enheter ønsket for behandling.
- Fyll brønnplaten med ønsket løsning på steder der behandlingen skal skje. For eksempel omfatter løsningen EDC og Sulfo-NHS (se Materialtabell) i MES-buffer.
MERK: Volumet på oppløsningen vil avhenge av elektrodeenhetens dimensjoner. For mikroelektrodearrayer i Michigan-stil (se materialtabell) med lavprofilkontakter på 8,6 mm og skaftlengde på 3 mm, er det ~ 9 mm klaring50. Bruk av 2 ml oppløsning vil tillate at skaftet på enheten blir helt nedsenket mens resten av enheten holdes utenfor reaksjonsløsningen.- Hvis substratprøver brukes til å bekrefte overflatebehandling, plasser firkantede materialprøver i en brønn på platen og senk dem ned i reaksjonsløsningen.
- Oppheng enhetene sikkert (se Materialtabell) i en brønnplate. Sekvensen er vist i figur 7.
- Tape stykke 2B (Figur 2B, Supplementary Coding File 7, Supplementary Coding File 8) til en benchtop (figur 7A).
- Plasser dobbeltsidig polyimidtape for å dekke bunnen av stykke 2C (figur 2C, supplerende kodefil 9, supplerende kodefil 10).
- Plasser 1/8" skumtape med ensidig lim for å dekke bunnen av stykket 2D (figur 2D, supplerende kodefil 11, tilleggskodingsfil 12).
- Monter stykke 2C i sporet av stykke 2B (figur 7A).
- Fest kontaktemballasjen til enheten på båndet, orientert, slik at lengden på enhetsskaftet er suspendert (figur 7B).
- Fest enheten ved å skyve stykke 2D (vist i oransje i figur 7) i stykke 2C. Denne enheten sikrer effektivt enheten mellom verktøystykkene (figur 7B).
- Hold kantene på forsamlingen, løft forsiktig for å fjerne fra stykke 2A.
- Monter forsamlingen i lokket ved å justere de utovervendte halvsirkelene på delene 2C og 2D med de tilsvarende føringene på del 2A (vist i grønt i figur 7C).
- Sikker monteringsplassering ved hjelp av trykktilpasningsstykke 2E (figur 2E) over styrene (vist i grønt i figur 7D, tilleggskodingsfil 13, tilleggskodingsfil 14).
- For reaksjoner som drar nytte av kontinuerlig blanding av løsningen, omrør brønnplaten. Overfør den monterte brønnplaten til et shakerbord og kjør med hastigheter under 100 o / min.
- Hvis det er ønskelig med flere løsningsbaserte reaksjoner eller vasketrinn, overfør lokket forsiktig til en ny brønnplate med ønsket løsning(er) fordelt til passende brønner.
MERK: Trinn 2.4 er valgfritt. - Fjern enheter fra brønnplaten.
- Tape stykke 2B til en benk.
- Fjern stykke 2E fra lokket.
- Fjern forsiktig enheten som holder enheten fra brønnplaten.
- Orienter monteringen, slik at stykke 2C vender mot benken og stykke 2D vender oppover. Skaftet på enheten må være parallelt med benkeplaten. Monter del 2C av forsamlingen i del 2B som ble fullført tidligere (trinn 2.3.4) når monteringen monteres.
- Skill stykke 2D fra stykke 2C ved å trekke dem forsiktig fra hverandre. Påfør litt trykk på tappene til stykke 2C i benken for å gi stabilitet for denne oppgaven.
MERK: Fanene til 2C er lengre enn 2D for å lette denne håndteringen. - Bruk tang for å holde på enhetens kontaktemballasje for å fjerne fra båndet og overføre enheten til ønsket lagringsbeholder.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
For å demonstrere bruken av håndteringskomponentene ble den beskrevne metoden implementert for å tilpasse immobiliseringen av en oksidantformidler til aktivert silisium. Anvendelsen av denne kjemien til IME for å redusere oksidativt stress ble utviklet av Potter-Baker et al. og demonstrert på ikke-funksjonelle silisiumdummyprober40. Denne overflatebehandlingen immobiliserer antioksidanten, MnTBAP, til UV / ozonaktivert silisiumoverflate via aminfunksjonalisering etterfulgt av karbolimid tverrbindingskjemi51. Aminfunksjonaliseringen fullføres via gassfaseavsetning og karbiomidets tverrbindingskjemi via vandig reaksjon. Disse eksperimentene ble utført ved hjelp av kommersielt tilgjengelige mikroelektrodearrayer i Michigan-stil og silisiumkvadratprøver for å tillate materialanalyse av beleggmetoden (se Materialtabell).
Først ble aminfunksjonalisering utført ved bruk av aminosilan, (3-Aminopropyl) trietoksysilan (APTES). Gassfaseavsetningen av APTES benyttet en tilpasning av metoder beskrevet av Munief et al.49. Enhetene ble sikkert suspendert ved hjelp av 3D-printede verktøy etter den beskrevne håndteringsprotokollen for gassfasebehandling. Deretter ble 400 μL flytende APTES plassert i en aluminiumsskål i vakuumtørkeren. Tørkelokket ble plassert, og vakuumet ble trukket til ~25 psi i 20 minutter. Etter 20 min ble vakuumet frigjort. En fersk 400 μL flytende APTES ble plassert i en ny aluminiumsfat. Vakuumet ble trukket igjen til ~25 psi i ytterligere 20 minutter. Etter 20 minutter ble APTES oppdatert for andre gang, og vakuumet ble holdt på ~25 psi i 24 t52. Etter aminfunksjonaliseringen ble karbodimid tverrbindingskjemi brukt til å immobilisere MnTBAP. Standard prosedyre ved bruk av 1-[3-(Dimethylamino)propyl]-3-ethylcarbodiimide methiodide (EDC) og N-Hydroxysulfosuccinimide sodium salt (Sulfo-NHS) i 2-(N-Morpholino)etansulfonsyre (MES) buffer ble benyttet som tidligere beskrevet40. De 3D-printede verktøyene suspenderte enhetene i brønner som inneholder reaksjonsløsningen.
Etter fullføring av funksjonaliseringsreaksjonene ble ellipsometri og røntgenfotoelektronspektroskopi (XPS) utført for å bekrefte tilstedeværelsen av henholdsvis APTES (trinn 1) og MnTBAP (trinn 2). Silisiumfirkanter 1 cm x 1 cm ble brukt til å analysere hvert trinn i beleggprosessen for å validere vellykket APTES-avsetning og MnTBAP-immobilisering. Ellipsometrimålinger tatt fra sentrum av 12 silisiumprøver ga en gjennomsnittlig APTES-lagtykkelse på 8,5 ± 1,02 Å, sammenlignet med den teoretiske monolagtykkelsen på 7 Å. Resultater av XPS er gitt i tabell 1. Etter gassfase APTES-behandlingen er det en økning i prosentandelen av atomkonsentrasjonene av nitrogen og karbon, noe som indikerer det kjemiske innskuddet. Etter løsningsfasens immobiliseringsprosess viser disse resultatene tilstedeværelsen av mangan, elementet som bidrar til aktiviteten til MnTBAP, som ikke kunne oppdages før immobilisering av løsningsfasen.
| Modifikasjon | C (%) | N (%) | O (%) | Si (%) | Mn (%) | ||
| Plasmabehandlet Si | 3.06 | 0.5 | 49.84 | 46.605 | 0 | ||
| APTES gassfaseavsetning | 13.63 | 3.2 | 43.98 | 39.2 | 0 | ||
| MnTBAP immobilisert | 44.16 ± 3.94 | 5,33 ± 0,37 | 21,81 ± 1,30 | 21,81 ± 2,39 | 0,79 ± 0,07 | ||
Tabell 1: XPS-analyse for sekvensielle modifikasjoner av silisium. Verdier gitt for MnTBAP-immobiliseringstrinnet presenteres med et standardavvik for en prøvestørrelse på 4.
Funksjonaliteten til Michigan-stil mikroelektrodearrayer etter beleggingsprosessene ble vurdert ved hjelp av elektrisk impedansspektroskopi (EIS) 50. EIS ble registrert for totalt 20 mikroelektrodekanaler på to enheter. Kanalene som ble inkludert for testen ble tilfeldig valgt og jevnt fordelt mellom de to enhetene (10 kanaler / enhet). Målingene ble gjort ved hjelp av en potensiostat med et tre-elektrodeoppsett. Målinger ble fullført for hver kanal tre ganger før beleggingsprosessen og tre ganger etter beleggingsprosessen. Impedansstørrelsen ved 1 kHz var henholdsvis 238 ± 10,22 kΩ og 237 ± 9,81 kΩ før og etter beleggingsprosessen. En parvis t-test ble valgt for å avgjøre om beleggingsprosessen påvirket kanalimpedansen53. Enhetens impedansmålinger gir betydelig varians; Dermed kan en analyse på enhetsnivå miste en effekt av belegget innenfor støyen fra produksjonsvariabilitet. En parvis t-test mellom impedansstørrelsene til kanalene ved 1 kHz før og etter beleggingsprosessen indikerte ingen statistisk forskjell (p > 0,937). Bode-plottet til en testet enhet er gitt i figur 8, og viser resultatene av 10-kanals opptak før og etter behandling. Bilder av elektroderaden før og etter beleggingsprosessen er gitt i figur 9. Ytterligere informasjon om de instrumentelle detaljene for materialanalysene finnes i tilleggsfil 1.
Figur 8: Bodeplott som viser gjennomsnittlige elektrokjemiske impedansmålinger på tvers av en testet enhet (10 kanaler) før (grå) og etter (rød) beleggprosedyren. Stolpene representerer standardfeilen for gjennomsnittet. Impedansstørrelsen avtok med økende frekvens. Fasevinkelen avtok med økende frekvens. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 9: Bilder av elektroderad før (øverst) og etter (nederst) beleggingsprosessen. Skalalinje = 50 μm. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Tilleggsfil 1: Instrumentelle detaljer for materialanalyser. Vennligst klikk her for å laste ned denne filen.
Supplerende kodingsfiler 1-16: Klikk her for å laste ned denne filen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Den beskrevne protokollen ble designet for overflatebehandling av silisium plane mikroelektrodearrayer. De 3D-printede verktøyene er tilpasset mikroelektrodearrayer i Michigan-stil med lavprofilkontakter50. Ikke-funksjonelle sonder ble satt sammen ved å feste en silisiumsonde til 3D-printede faner ved hjelp av et biokompatibelt lim. De 3D-printede fanene ble designet med lignende dimensjoner som kontaktene som er integrert på de kommersielt tilgjengelige enhetene som brukes. Filer for de 3D-printede fanene er tilgjengelige som Supplementary Coding File 15, Supplementary Coding File 16. Akrylnitrilbutadienstyren (ABS) filament ble brukt til å konstruere 3D-printede stykker. Om ønskelig kan polymelkesyre (PLA) filament også brukes til å konstruere verktøyene. En 24-brønns plate ble brukt til overflatereaksjonen med den vandige løsningen med en brønndybde på 17,4 mm. Når du tilpasser protokollen til alternative enheter, må typen elektrode (dimensjoner på kontakten, lengden på skaftet), oppløsningen til 3D-skriveren som brukes, og den kjemiske kompatibiliteten til filamentet vurderes.
Standardteknikker for å analysere overflatebehandlinger er umulige å utføre på monterte enheter på grunn av testens størrelse og / eller destruktive natur. For å oppnå representasjoner av overflatebehandlingen på silisiumplan mikroelektrodearrayer, kan prøver av silisium av enhetskvalitet behandles sammen med funksjonelle enheter for senere analyse. Hvis en annen enhet brukes, må prøvematerialet samsvare med enhetens substrat. Selv om den er indirekte, tillater denne metoden kvalitetskontroller mellom batchbehandlinger. Det 3D-printede verktøyet for gassfaseavsetning inkluderer funksjoner som imøtekommer firkantede prøver for å sikre tilstrekkelige overflateavsetningsforhold. Funksjonene som holder de firkantede prøvene har en 1 mm spalte for å sette inn prøvene. Silisiumprøvene som brukes i det presenterte arbeidet er 525 μm tykke. Hvis alternativt prøvemateriale er ønsket og er tykkere enn 1 mm, må det gjøres justeringer i de medfølgende filene. Figur 1 illustrerer komponentene i sammenstillingen for gassfaseavsetning. Figur 2 viser monteringskomponentene for den vandige løsningsreaksjonen i en 24-brønns plate.
Tilpasningen av immobiliseringsmetoden til MnTBAP beskrevet av Potter-Baker og medarbeidere ble brukt til å demonstrere nytten av de presenterte verktøyene40. Disse eksperimentene ble fullført ved hjelp av kommersielt tilgjengelige mikroelektrodearrayer i Michigan-stil og silisiumkvadratprøver for å tillate materialanalyse av beleggmetoden. For å bekrefte tilstedeværelsen av APTES, ellipsometri og røntgenfotoelektronspektroskopi (XPS) ble utført på silisiumkvadratprøver. Ellipsometrimålinger viste en økning i prøvetykkelse tilsvarende den forventede APTES-forekomsten. XPS-analysen utført på prøvene viste en økning i prosentandelen av atomkonsentrasjonene av nitrogen og karbon, noe som indikerer APTES-innskuddet. XPS-analysen viste et fravær av mangan forut for løsningsfasens immobiliseringsprosess, etterfulgt av tilstedeværelsen av mangan. Disse dataene sammen ble tatt som begrunnelse for eksistensen av belegget. På dette stadiet er enhetene klare for in vitro og in vivo testing. For eksempel kan in vivo-eksperimenter som implanterer enhetene i gnagere utføres for å tillate registrering av analyse og immunhistokjemifarging for å bestemme effekten av belegget på enhetens ytelse36,40.
Forbedring av intrakortikal mikroelektrod in vivo ytelse er nødvendig for at teknologien skal gå videre i klinisk bruk. Pågående forskningsinnsats tar sikte på å belyse og lindre prosessene bak enhetsfeil54. Et betydelig område av denne forskningen er rettet mot å redusere skadelig vevsrespons på kronisk enhetsimplantasjon 7,55,56,57. Fokus på grensesnittet mellom enheten og vevet muliggjør målrettet behandling av det berørte vevet58,59. Flere overflatemodifikasjoner til intrakortikale mikroelektroder har og er fortsatt utforsket 60,61,62,63.
Den presenterte prosedyren tilbyr metoder for påføring av overflatebehandlinger som involverer gassfaseavsetning og vandig løsningsreaksjon på monterte enheter. I utviklingen av overflatebehandlinger utgjør oversettelsen til funksjonelle enheter flere håndteringsproblemer64. Med tanke på skjørheten og kostnadene ved de funksjonelle mikroelektrodearrayene, letter de presenterte verktøyene i stor grad vedlikehold av enhetens integritet under behandlinger6. Sikre håndteringsmetoder er relevante i modifikasjonsprosedyrer som skjer over lengre perioder og inkluderer flere trinn. Funksjonaliserende overflater som involverer filmavsetninger og immobilisering av molekyler kan omfatte flere runder med prosesser med total inkubasjonstid som overstiger flere timer 23,24,40,60. Metoder for håndtering av funksjonelle mikroelektrodearrayer er ennå ikke rapportert i detalj. Den presenterte rapporten har til hensikt å avsløre en håndteringsmetode i detalj.
Forskningsinnsats for å forbedre intrakortikal mikroelektrode array ytelse gjennom utvikling av overflatebehandlinger og belegg kan ha nytte av sikker påføring av behandlinger ved hjelp av disse verktøyene. Mens de er designet for overflatebehandling av silisiumplanare enheter modellert for de beskrevne mikroelektrodearrayene i Michigan-stil, er filene tilgjengelige for å tilpasse 3D-printede stykker for alternative enheter. Når du foretar justeringer, bør du vurdere enhetsdimensjonene, oppløsningen til 3D-skriveren som brukes, og kjemisk kompatibilitet.
Begrensninger i den detaljerte tilnærmingen skal tas opp når du bestemmer den mest hensiktsmessige metoden for enhver tilpasset overflatemodifiseringsprotokoll. De 3D-printede brikkene er tilpasset og krever tid og tilgang for å bli laget. I tillegg ble brikkene designet for en bestemt stil av mikroelektrode array. Dermed vil justeringer av de 3D-printede delene være nødvendig for å imøtekomme alternative enheter og tilhørende kontaktemballasje. Endelig har protokollene som er beskrevet her ikke blitt evaluert for kompatibilitet med forskjellige metallkontakter eller organisk baserte ledende polymerer som er relevante for andre enhetsdesign. For å sikre absolutt enhetsintegritet og forskersikkerhet, må reagenser som brukes til reaksjonskjemi vurderes.
Oppsummert har en robust protokoll blitt presentert som muliggjør overflateendringer på funksjonelle nevrale elektroder samtidig som risikoen for å kompromittere enhetens integritet minimeres. Metodikken kan tjene som en plattform for ytterligere modifikasjoner av lignende eller alternative enhetsklasser.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Innholdet representerer ikke synspunktene til US Department of Veterans Affairs, National Institutes of Health eller USAs regjering.
Acknowledgments
Denne studien ble støttet delvis av Merit Review Award IRX002611 (Capadona) og Research Career Scientist Award IK6RX003077 (Capadona) fra UNITED STATES (US) Department of Veterans Affairs Rehabilitation Research and Development Service. I tillegg ble dette arbeidet også støttet delvis av National Institute of Health, National Institute of Neurological Disorders and Stroke R01NS110823 (Capadona / Pancrazio) og National Science Foundation Graduate Research Fellowship Program (Krebs).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 1-[3-(Dimethylamino)propyl]-3-ethylcarbodiimide methiodide (EDC) | Sigma-Aldrich | 165344-1G | Solid, stored desiccated at -20 °C |
| 15 mL Conical Centrifuge Tubes | Fisher Scientific | 14-959-70C | |
| 18 Pound Solid Nylon Cable/Zip Ties | Cole-Parmer | EW-06830-66 | Length 4 inches |
| 2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid (MES) | Sigma-Aldrich | 4432-31-9 | Solid |
| 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) | Sigma-Aldrich | 440140-100ML | Liquid, container with Sure/Seal |
| 50 mL Conical Centrifuge Tubes | Fisher Scientific | 14-959-49A | |
| Aluminum foil | Fisher Scientific | 01-213-103 | |
| Aluminum weighing dishes | Fisher Scientific | 08-732-102 | Diameter 66 mm |
| Bel-Art Vacuum Desiccator | Fisher Scientific | 08-594-15B | |
| Corning Costar TC-Treated Multiple Well Plates | Millipore Sigma | CLS3527-100EA | 24-well plate, polystyrene |
| Cyanoacrylate Adhesive | LocTite | N/A | |
| Digital Microscope | Keyence | VHX-S750E | |
| Disco DAD3350 Dicing Saw | Disco | DAD3350 | Used to cut silicon wafer into 1 cm x 1 cm samples |
| Double-Sided Polyimide Tape | Kapton Tape | PPTDE-1/4 | ¼” x 36 yds. |
| EP21LVMed – low viscosity, two component epoxy compound | Masterbond | EP21LVMed | Meets USP Class VI certification, Passes ISO 10993-5 for cytotoxicity |
| Epilog Fusion Pro 48 Laser Machine | Epilog | N/A | CO2 laser |
| Foam tape | XFasten | N/A | 1/8" Thick |
| Gamry Interface 1010E Potentiostat | Gamry | 992-00129 | |
| High precision 45° curved tapered very fine point tweezers/forceps | Fisher Scientific | 12-000-131 | |
| Lab tape | Fisher Scientific | 15-901-10L | |
| Mn(III)tetrakis (4-benzoic acid) porphyrin (MnTBAP) | EMD Millipore | 475870-25MG | Solid, stored at -20 °C |
| N-Hydroxysulfosuccinimide sodium salt, ≥98% (HPLC) | Sigma-Aldrich | 56485-250MG | Solid, stored desiccated at 4°C |
| Platinum clad niobium mesh anode | Technic | N/A | Clad with 125μ” of platinum on one side, framed in titanium with (1) 1” x 6” titanium strap centered on one 6” dimension |
| Silicon Planar Microelectrode Array, 16 Channel | NeuroNexus | A1x16-3mm-100-177-CM16LP | Electrode site material is iridium, shank thickness is 15 μm |
| Silicon Wafer | University Wafer | 1575 | Diameter 100 mm, p-type, boron-doped, 100 oriented, resistivity 0.01-0.02 Ohm-cm, thickness 525 um, single side polished, prime grade |
| Silver/silver Chloride reference electrode | Gamry Instruments | 930-00015 | |
| Solidworks | N/A | ||
| Stainless Steel Phillips Flat Head Screws | McMaster Carr | 96877A629 | #8-32, 1 1/2", fully threaded |
| Type I deionized water | ChemWorld | CW-DI1-20 | |
| Ultimaker 3 3D printer | Ultimaker | N/A | |
| Ultimaker Cura | Ultimaker | N/A | 3D printing software |
| Ultimaker NFC ABS Filament | Dynamism, Inc. | 1621 | 2.85 mm |
| Ultimaker NFC PLA Filament | Dynamism, Inc. | 1609 | 2.85 mm |
| Vacuum Gauge Vacuum Gauge | Measureman Direct | N/A | Glycerin Filled, 2-1/2” Dial Size, ¼”NPT, -30” Hg/-100kpa-0 |
| Wing nuts | Everbilt | 934917 | #8-32, zinc plated |
References
- Donoghue, J. Bridging the brain to the world: A perspective on neural interface systems. Neuron. 60 (3), 511-521 (2008).
- Ajiboye, A. B., et al. Restoration of reaching and grasping movements through brain-controlled muscle stimulation in a person with tetraplegia: a proof-of-concept demonstration. The Lancet. 398 (10081), 1821-1830 (2017).
- Ereifej, E. S., et al. Neural engineering: the process, applications, and its role in the future of medicine. Journal of Neural Engineering. 16 (6), 063002 (2019).
- Nicolas-Alonso, L. F., Gomez-Gil, J.
- Leuthardt, E. C., Schalk, G., Moran, D., Ojemann, J. G. The emerging world of motor neuroprosthetics: a neurosurgical perspective. Neurosurgery. 59 (1), 1-14 (2006).
- Barrese, J. C., et al. Failure mode analysis of silicon-based intracortical microelectrode arrays in non-human primates. Journal of Neural Engineering. 10 (6), 066014 (2013).
- Jorfi, M., Skousen, J. L., Weder, C., Capadona, J. R. Progress towards biocompatible intracortical microelectrodes for neural interfacing applications. Journal of Neural Engineering. 12 (1), 011001 (2015).
- Prasad, A., et al. Comprehensive characterization and failure modes of tungsten microwire arrays in chronic neural implants. Journal of Neural Engineering. 9 (5), 056015 (2012).
- Hermann, J. K., Capadona, J. R. Understanding the role of innate immunity in the response to intracortical microelectrodes. Critical Reviews in Biomedical Engineering. 46 (4), 341-367 (2018).
- Ravikumar, M., et al. The roles of blood-derived macrophages and resident microglia in the neuroinflammatory response to implanted intracortical microelectrodes. Biomaterials. 35 (28), 8049-8064 (2014).
- Sawyer, A. J., et al. The effect of inflammatory cell-derived MCP-1 loss on neuronal survival during chronic neuroinflammation. Biomaterials. 35 (25), 6698-6706 (2014).
- Prasad, A., Sanchez, J. C. Quantifying long-term microelectrode array functionality using chronic in vivo impedance testing. Journal of Neural Engineering. 9 (2), 026028 (2012).
- Salatino, J. W., Ludwig, K. A., Kozai, T. D. Y., Purcell, E. K. Glial responses to implanted electrodes in the brain. Nature Biomedical Engineering. 1 (11), 862-877 (2017).
- McConnell, G. C., et al. Implanted neural electrodes cause chronic, local inflammation that is correlated with local neurodegeneration. Journal of Neural Engineering. 6 (5), 056003 (2009).
- Rennaker, R. L., Miller, J., Tang, H., Wilson, D. A. Minocycline increases quality and longevity of chronic neural recordings. Journal of Neural Engineering. 4 (2), 1-5 (2007).
- Carnicer-Lombarte, A., Chen, S. T., Malliaras, G. G., Barone, D. G. Foreign body reaction to implanted biomaterials and its impact in nerve neuroprosthetics. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 9, 622524 (2021).
- Roitbak, T., Sykova, E. Diffusion barriers evoked in the rat cortex by reactive astrogliosis. Glia. 28 (1), 40-48 (1999).
- Polikov, V. S., Tresco, P. A., Reichert, W. M. Response of brain tissue to chronically implanted neural electrodes. Journal of Neuroscience Methods. 148 (1), 1-18 (2005).
- Cui, X., Martin, D. C. Electrochemical deposition and characterization of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) on neural microelectrode arrays. Sensors and Actuators B: Chemical. 89 (1), 92-102 (2003).
- Ludwig, K. A., Uram, J. D., Yang, J., Martin, D. C., Kipke, D. R. Chronic neural recordings using silicon microelectrode arrays electrochemically deposited with a poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) film. Journal of Neural Engineering. 3 (1), 59-70 (2006).
- Keefer, E. W., Botterman, B. R., Romero, M. I., Rossi, A. F., Gross, G. W. Carbon nanotube coating improves neuronal recordings. Nature Nanotechnology. 3 (7), 434-439 (2008).
- Kim, D. -H., Wiler, J. A., Anderson, D. J., Kipke, D. R., Martin, D. C. Conducting polymers on hydrogel-coated neural electrode provide sensitive neural recordings in auditory cortex. Acta Biomaterialia. 6 (1), 57-62 (2010).
- He, W., McConnell, G. C., Bellamkonda, R. V. Nanoscale laminin coating modulates cortical scarring response around implanted silicon microelectrode arrays. Journal of Neural Engineering. 3 (4), 316-326 (2006).
- Azemi, E., Lagenaur, C. F., Cui, X. T. The surface immobilization of the neural adhesion molecule L1 on neural probes and its effect on neuronal density and gliosis at the probe/tissue interface. Biomaterials. 32 (3), 681-692 (2011).
- Zhong, Y., Bellamkonda, R. V. Controlled release of anti-inflammatory agent alpha-MSH from neural implants. Journal of Controlled Release. 106 (3), 309-318 (2005).
- Shoffstall, A. J., et al. Potential for thermal damage to the blood-brain barrier during craniotomy: implications for intracortical recording microelectrodes. Journal of Neural Engineering. 15 (3), 034001 (2018).
- Bedell, H. W., et al. Understanding the effects of both CD14-meditated innate immunity and device/tissue mechanical mismatch in the neuroinflammatory response to intracortical microelectrodes. Frontiers in Neuroscience. 12, 772 (2018).
- Nguyen, J. K., et al. Influence of resveratrol release on the tissue response to mechanically adaptive cortical implants. Acta Biomaterialia. 29, 81-93 (2016).
- Sridharan, A., Nguyen, J. K., Capadona, J. R., Muthuswamy, J. Compliant intracortical implants reduce strains and strain rates in brain tissue in vivo. Journal of Neural Engineering. 12 (3), 036002 (2015).
- Nguyen, J. K., et al. Mechanically-compliant intracortical implants reduce the neuroinflammatory response. Journal of Neural Engineering. 11, 056014 (2014).
- Harris, J. P., et al. In vivo deployment of mechanically adaptive nanocomposites for intracortical microelectrodes. Journal of Neural Engineering. 8 (4), 046010 (2011).
- Shoffstall, A. J., et al. Characterization of the neuroinflammatory response to Thiol-ene/Acrylate shape memory polymer coated intracortical microelectrodes. Micromachines. 10, 486 (2018).
- Simon, D. M., et al. Design and demonstration of an intracortical probe technology with tunable modulus. Journal of Biomedical Materials Research. Part A. 105 (1), 159-168 (2017).
- Ravikumar, M., et al. The effect of residual endotoxin contamination on the neuroinflammatory response to sterilized intracortical microelectrodes. Journal of Materials Chemistry. B. 2 (17), 2517-2529 (2014).
- Ecker, M., et al. Sterilization of thiol-ene/acrylate based shape memory polymers for biomedical applications. Macromolecular Materials and Engineering. 302 (2), 160331 (2017).
- Ereifej, E. S., et al. Implantation of neural probes in the brain elicits oxidative stress. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 6 (9), 1-12 (2018).
- Potter, K. A., et al. The effect of resveratrol on neurodegeneration and blood brain barrier stability surrounding intracortical microelectrodes. Biomaterials. 34 (29), 7001-7015 (2013).
- Potter, K. A., et al. Curcumin-releasing mechanically adaptive intracortical implants improve the proximal neuronal density and blood-brain barrier stability. Acta Biomaterialia. 10 (5), 2209-2222 (2014).
- Potter-Baker, K. A., Capadona, J. R. Reducing the "stress": Antioxidative therapeutic and material approaches may prevent intracortical microelectrode failure. ACS Macro Letters. 4 (3), 275-279 (2015).
- Potter-Baker, K. A., et al. Development of superoxide dismutase mimetic surfaces to reduce accumulation of reactive oxygen species for neural interfacing applications. Journal of Materials Chemistry B. 2 (16), 2248-2258 (2014).
- Potter-Baker, K. A., et al. Implications of chronic daily antioxidant administration on the inflammatory response to intracortical microelectrodes. Journal of Neural Engineering. 12 (4), 046002 (2015).
- Kim, Y., et al. Ventricular delivery of resveratrol improves microelectrode recording performance and reduces oxidative stress. Micromachines. 12, 1446 (2021).
- Deku, F., et al. Amorphous silicon carbide ultramicroelectrode arrays for neural stimulation and recording. Journal of Neural Engineering. 15 (1), 016007 (2018).
- Ereifej, E. S., et al. The neuroinflammatory response to nanopatterning parallel grooves into the surface structure of intracortical microelectrodes. Advanced Functional Materials. 28 (12), 1704420 (2018).
- Kim, Y., et al. Nano-architectural approaches for improved intracortical interface technologies. Frontiers in Neuroscience. 12, 456 (2018).
- Mahajan, S., et al. Towards standardization of electrophysiology and computational tissue strain in rodent intracortical microelectrode models. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 8, 416 (2020).
- Suresh, M. V., et al. The protective role of MnTBAP in oxidant-mediated injury and inflammation in a rat model of lung contusion. Surgery. 154 (5), 980-990 (2013).
- Liu, D., Shan, Y., Valluru, L., Bao, F. Mn (III) tetrakis (4-benzoic acid) porphyrin scavenges reactive species, reduces oxidative stress, and improves functional recovery after experimental spinal cord injury in rats: comparison with methylprednisolone. BMC Neuroscience. 14 (1), 23 (2013).
- Munief, W. M., et al. Silane deposition via gas-phase evaporation and high-resolution surface characterization of the ultrathin siloxane coatings. Langmuir. 34 (35), 10217-10229 (2018).
- Hoogerwerf, A. C., Wise, K. D. A three-dimensional microelectrode array for chronic neural recording. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 41 (12), 1136-1146 (1994).
- Staros, J. V., Wright, R. W., Swingle, D. M. Enhancement by N-hydroxysulfosuccinimide of water-soluble carbodiimide-mediated coupling reactions. Analalytical Biochemistry. 156 (1), 220-222 (1986).
- Yuan, X., Wolf, N., Mayer, D., Offenhausser, A., Wordenweber, R. Vapor-phase deposition and electronic characterization of 3-Aminopropyltriethoxysilane self-assembled monolayers on silicon dioxide. Langmuir. 35 (25), 8183-8190 (2019).
- Montgomery, D. C. Design and Analysis of Experiments. Eighth edition. , John Wiley & Sons, Inc. (2013).
- Shoffstall, A. J., Capadona, J. R. Bio-inspired materials and systems for neural interfacing. Current Opinions in Biomedical Engineering. 6, 110-119 (2018).
- Skousen, J. L., Tresco, P. A. Neuroprosthetics. Theory and Practice 2nd Edition. , 259-299 (2017).
- Michelson, N. J., et al. multi-modal analysis uncovers complex relationship at the brain tissue-implant neural interface: new emphasis on the biological interface. Journal of Neural Engineering. 15 (3), 033001 (2018).
- Hofmann, U. G., Capadona, J. R. Editorial: Bridging the gap in neuroelectronic interfaces. Frontiers in Neuroscience. 14, 457 (2020).
- Usoro, J., Sturgill, B., Musselman, K., Capadona, J. R., Pancrazio, J. J. On the definition of 'chronic' for intracortical microelectrode array applications. Micromachines. 12 (8), 972 (2021).
- Thompson, C. H., Saxena, A., Heelan, N., Salatino, J., Purcell, E. K. Spatiotemporal patterns of gene expression around implanted silicon electrode arrays. Journal of Neural Engineering. 18 (4), 1741 (2021).
- Golabchi, A., Woeppel, K. M., Li, X., Lagenaur, C. F., Cui, X. T. Neuroadhesive protein coating improves the chronic performance of neuroelectronics in mouse brain. Biosensors and Bioelectronics. 155, 112096 (2020).
- Zheng, X. S., et al. A superoxide scavenging coating for improving tissue response to neural implants. Acta Biomaterialia. 99, 72-83 (2019).
- Lee, H. C., et al. Foreign body response to intracortical microelectrodes is not altered with dip-coating of Polyethylene Glycol (PEG). Frontiers in Neuroscience. 11, 513 (2017).
- Boehler, C., et al. Actively controlled release of Dexamethasone from neural microelectrodes in a chronic in vivo study. Biomaterials. 129, 176-187 (2017).
- Hess, A. E., et al. Development of a stimuli-responsive polymer nanocomposite toward biologically optimized, MEMS-based neural probes. Journal of Micromechanics and Microengineering. 21 (5), 054009 (2011).
