基于碳纳米管的印刷全有机微电极阵列用于神经刺激和记录
Tatsuya Murakami1, Naoki Yada1, Shotaro Yoshida1
1Department of Electrical, Electronic, and Communication Engineering, Graduate School of Science and Engineering, Chuo University, Tokyo 112-8551, Japan.
Micromachines
|May 25, 2024
概括
研究人员开发了一种低成本的印刷微电极阵列 (MEA),使用碳纳米管 (CNT) 来进行神经记录和刺激. 这种可访问的技术为神经科学研究和应用提供了具有成本效益的替代方案.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物工程是生物工程.
背景情况:
- 传统的微电极阵列 (MEAs) 昂贵,使用金属和复杂的光刻,限制了神经科学研究的可访问性.
- 需要具有成本效益和易于生产的MEA,以便在神经刺激和记录中得到更广泛的应用.
研究的目的:
- 开发使用碳纳米管 (CNTs) 的全有机微电极阵列 (MEAs) 的低成本印刷制造工艺.
- 评估这些新型MEAs的神经应用中的生物相容性,电性能和性能.
主要方法:
- 使用有机CNT/抛油墨印刷工艺制造MEA.
- 沉积一个绝缘层与单细胞大小的孔径.
- 通过活/死细胞测定进行生物相容性评估.
- 使用循环电压测量和阻抗光谱学进行电化学表征.
- 在生理盐水中测试神经信号记录的测试.
主要成果:
- 通过使用基于CNT的墨水,成功地以低成本打印全有机MEA.
- 证明与培养的神经细胞的生物相容性.
- 达到高电双层电容,防止细胞毒性电解.
- 呈现低电阻 (2.49 Ω·cm2) 适用于高信号噪声比率的记录.
- 成功记录了电波模型.
结论:
- 开发的印刷工艺为生产基于CNT的全有机MEA提供了一种经济高效且易于使用的方法.
- 这些MEA适用于神经刺激和记录,具有有前途的生物相容性和电性能.
- 该技术有可能扩大MEA在不同神经科学研究领域的使用.
