Kronik ve Akut In Vivo Kayıtlar için Karbon Fiber Mikroelekrod Dizilerinin yapımı ve uygulanması

Burada açıklanan tezgah üstü yapı, yoğun nöron kümelerinden kayıtlara izin veren ve zaman içinde bu nöronların çoğunu takip eden şu anda mevcut birkaç elektrot teknolojisinden biridir. Karbon fiber mikroelekrod dizileri oluşturmak için ucuzdur. Küçükler, biyouyumlular ve beyinle hareket ediyorlar, bu da sağlıklı ve istikrarlı kayıtlara izin veriyor.

Karbon fiberler son derece incedir ve başlangıçta görülmesi çok zordur. Ancak, onlarla birkaç gün çalıştıktan sonra, manipüle etmek daha kolay hale gelir. Başlangıç olarak, kasetin iki uzun tarafına bir parça çift taraflı bant sererek bandın kenarını kasetin iç kenarıyla hizalayın.

Karbon fiber manipülasyon aracı hazırlamak için, küçük bir yapışkan film parçasını 30 kalibrelik bir iğnenin etrafına sarın ve filmle keskin ama esnek bir nokta oluşturun. Daha sonra, tek tek lifleri pişmiş demetten ayırın ve iki ila üç milimetre mesafeyi koruyarak kasetin kısa tarafına paralel olarak yerleştirin. Her kasete 20 ila 30 lif takılmasını sağladıktan sonra, çift çubuk bandın üzerine şeffaf bant döşeyerek lifleri yerine kapatın ve doldurulmuş kasetleri kaset tutucuya yerleştirin.

Karbon fiber mikroelekrod dizisini monte etmek için, her topraklama telini jig'in konektör ucundaki uygun kanaldan beslemeye başlayın ve iki ucu eşit uzunluğa gelene kadar devam edin. Sonra onları bir araya getirerek onları birleştirin. Telin beslendiği yerden açık kanal içinde herhangi bir diş çimentosu almamasını sağlarken teli sabitlemek için UV ile kürlenmiş diş çimentosu uygulayın.

Diş çimentosunu 20 saniye boyunca iyileştirmek için UV kür asasını kullanın ve jig ve mengeneyi konektör ucu, havza ve huni ucu görünür olacak şekilde hizalayın. Ardından, huninin kullanıcıdan uzağa işaret edip bağlayıcının kullanıcıya dönük olarak sona ermesi için jig'i yönlendirin. Ardından 25 kalibrelik iğne ucunu potansiyel fiber çıkarma yerindeki kasete doğru kaydırın ve kasetten tek bir karbon fiber kesin.

Bir karbon fiber aracı kullanarak ve iğneyi kullanarak lifin taze kesilmiş serbest ucunun tutun, lifin diğer ucunun kasetten uzağa kesilmesini bekleyin. Daha sonra karbon fiberi almak için karbon fiber aracını tekrar kullanın, böyle şekilde bir ucu aletten yaklaşık bir santimetre uzunluğundadır. Fiberin daha kısa ucunun, jig'in orta havzasından huni parçasından beslenmesi için fibere bağlı karbon fiber aracını kullanın.

Lif uzunluğunun çoğu geçene kadar lifi jig hunisi ile beslemeye devam edin. Karbon fiber aracını kullanarak lifin arka kısmını mevcut bir kanaldan besleyin. Yaklaşık beş milimetre lif dışarı çıkana veya gerekirse boyuta göre kesilene kadar arkadan beslenmeye devam edin.

Konektör ucundaki yalıtımı kaldırmak için, alevi maruz kalan liflerin üzerinden geçirmek için standart bir kıvılcım tekerleği çakmak kullanın, ardından alevli lif kısmının artık kanal içinde olmasını sağlarken, hiçbir lifin jig'in arkasından yapışmamasını sağlamak için alevli elyafı jig'den besleyin. Tüm havzayı doldurmak için jig'in havza liflerine UV ile kürlenmiş diş çimentosu uygulayın, hem kanalların hem de hunilerin açıklıklarını kaplar. Jig'i mengeneden çıkardıktan ve huninin aşağıyı işaret etmesi için dolaboyu yönlendirdikten sonra, jig'i konektör ucu yukarı bakacak şekilde sabitleyin.

İğneyi gümüş baskı ile doldurun ve diş çimentosu tarafından durdurulana kadar iğneyi dikkatlice tek bir kanala yerleştirin. Kanalı boya ile doldurmak için, iğneyi kanaldan çıkarırken şırıngayı yavaşça bastırın, ardından bir pamuk ucu aplikatörünü tiner içine daldırın ve herhangi bir boyanın jig yüzeyinin tabanını temizleyin. Şimdi pimleri kanallarla hizalayarak baş sahne konektörünü uygun yönde yerleştirin.

Baş sahne konektörü düz, dik oturduktan ve jig'e mümkün olduğunca yıkandıktan sonra, baş sahne konektörünün jig ile buluştuğu kenar boyunca diş çimentosu uygulayarak baş sahne konektörünü jig'e sabitleyin, ardından UV kürünü 20 saniye boyunca. Elektrot ucunu istenen uzunluğa kesmek için, huni ucu tamamen suya batırılıp yüzeye normal tutulana kadar elektrodu deiyonize veya damıtılmış bir su kabına haline haline getirin. Şimdi elektrodu sudan çıkararak bireysel karbon fiberleri bir araya getirin.

Elektrodu, liflerin kılavuz yüzeye floş olarak döşenmesi için döşeyin ve lifleri yuvarlanan bir hareketle neşterle istediğiniz uzunluğa kesin, ardından elektrodu uygun adaptörü kullanarak multielekrod empedans test cihazına takın ve empedansı test edin. Şimdi elektrot ucunu yaklaşık iki milimetre 0,1 molar PBS'lik bir mikrosantrifüj tüpüne küçümse ve topraklama telini mikrosantrifüj tüpüne yerleştirin. Elektrot ucunun empedansını azaltmak için, seçilen genlik ve süre ile pozitif bir akım enjekte edin ve ardından temizlemek için lifleri deiyonize veya damıtılmış suda durulayın.

Daha sonra, altın kaplama çözeltisinde elektroliz işlemi yapmak için, elektrot demeti ucunu kaplama karışımındaki mikrosantrifüj tüpüne yaklaşık iki milimetre küçümseyin ve topraklama telini mikrosantrifüj tüpüne yerleştirin. Ardından elektrolizleme için uygun parametreleri ayarlayın. Elektrolizlemeden sonra lifleri deiyonize veya damıtılmış su ile iyice durulayın.

Hazırlanan karbon fiberin temsili SEM görüntüsü, uçta yoğunlaşmış bir altın kaplama çözeltisi gösterdi. Altınla fiber elektrolizleme, kayda uygun empedansların azalmasına neden oldu. İlk kesim, pozitif akım enjeksiyonu ve elektrolizlemeden sonra 300 kanaldan empedans değerleri, her işlem adımından sonra empedans değerlerinin azaldığını gösterdi.

Orta derecede altın elektrolizleme süreleri, karbon fiber demet uçlarındaki küçük ve yuvarlatılmış tortuları üretti. Ek olarak, serbestçe davranan yetişkin bir erkek farenin retrosplenial korteksinde kararlı 64 kanallı elektrofizyolojik aktivite analiz edildi. Sonuçlar kayıt kalitesinin tutarlılığını, sağlam tek birim algılamayı, normalleştirilmemiş ani dalga formlarının gösterdiği gibi zaman içinde tutarlılığı ve kararlı gürültü zeminini gösterdi.

Ayrıca, implantasyondan 11 ay sonra izlenen ham voltaj sağlam yerel alan potansiyeli göstermiştir. Yetişkin bir dişi gelinciğin birincil görsel korteksinden elde edilen akut 16 kanallı karbon fiber mikroelektod dizi kaydının temsili bir örneği de burada gösterilmiştir. Karbon fiber mikroelekrod dizileri, sinir devrelerini anlamak için gerekli olan uzun süreler boyunca beyindeki yakındaki nöronların kısa süreli veya kronik olarak kaydedilmasına izin verir.