通过基于激光的直接图案制造而制造的组织粘合和度适应的神经电极

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 神经科学是一个神经科学.

背景情况:

• 对于外围神经障碍的可植入神经假体显示出希望,但由于与神经的机械不匹配,导致组织损伤和性能问题而面临挑战.
• 现有的可拉伸电极通常涉及复杂的制造和表现不稳定的性能,阻碍临床翻译.
• 开发强大的和适应性的神经接口对于有效的诊断和对外围神经的电刺激至关重要.

研究的目的:

• 提出一种有效的方法来创建一个组织粘合,度适应的外围神经接口 (TA-SA-PNI).
• 使用机械和电气稳定的超薄导电微/纳米膜双层 (UC-MNB) 电极,以改善神经接口.
• 为了证明TA-SA-PNI在生物双向神经应用中的有效性.

主要方法:

• 在一个坚固的自我修复聚合物 (T-SHP) 基板上使用直接激光图案制造UC-MNB电极 (由Au纳米膜封装的导电Cu微膜).
• 将波形结构纳入UC-MNB中,以实现对应变不敏感的电性能.
• 整合一种与酸合的酸 (Alg-BA) 粘合层,用于组织粘附和离子导电性.
• 通过界面的动态应力放松特性来评估刚度适应.

主要成果:

• 开发的UC-MNB电极由于波形结构,表现出高达60%的应变不敏感性能.
• 接口表现出动态的压力放松特性,使度适应以最大限度地减少神经压缩.
• 该Alg-BA粘合层提供了稳定的组织粘附和离子导电性.
• 在老鼠体内成功的实验表明稳定的双向神经通路测量和电刺激坐骨神经.

结论:

• 开发的TA-SA-PNI,利用UC-MNB电极和Alg-BA粘合层,为外围神经接口提供了一个有前途的解决方案.
• 接口的机械适应性和稳定的电性能解决了当前神经假肢的主要局限性.
• 这项技术促进了高级神经诊断和治疗电刺激的无集成.