对金色螺旋式微线结构电极的评估,用于长期动物神经刺激
Danny V Lam1,2, Kevin Yang1,2, Derrick X Liu1,3
1Department of Biomedical Engineering, Case Western Reserve University, Cleveland, OH, United States of America.
Journal of neural engineering
|June 5, 2025
概括
这项研究表明,一个简单的金螺旋微线电极 (Au-HMSE) 是可行的慢性外围神经刺激和EMG记录在老鼠. 该设计促进了组织的整合,提供了一个具有成本效益的临床前选择.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 神经科学是一个神经科学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 慢性外周神经刺激需要先进的电极,但复杂的制造和高材料成本限制了临床前研究的可获得性.
- 现有的电极解决方案在制造复杂性,成本和适合长期植入方面面临挑战.
研究的目的:
- 评估一个简单的,可制造的金螺旋式微线结构电极 (Au-HMSE) 的可行性,用于外围神经刺激和电肌图 (EMG) 在临床前动物模型中的记录.
- 评估在体内稳定性,性能和Au-HMSE植入大鼠坐骨神经的组织反应,长达12周.
主要方法:
- 在老鼠的坐骨神经上植入了Au-HMSEs,用于长期刺激和EMG记录,持续8周.
- 在体内评估包括电极-组织阻抗,运动值和唤起的运动反应 (胃膜活动,脚扭矩).
- 终端组织学在12周后进行,以评估慢性组织反应和电极-组织接口特征.
主要成果:
- 植入的Au-HMSEs阻抗<10kΩ成功唤起了单极和双极配置中的运动反应,并记录了EMG活动.
- 观察到非目标电机反应,可能是由于电极大小和缺乏定,这表明迁移.
- 高阻抗故障与相互连接和接关节有关;组织学揭示了纤维化封装与组织入螺旋设计.
结论:
- Au-HMSE证明了慢性动物外围神经刺激和EMG记录的早期可行性.
- 尽管黄金是非标准的,但Au-HMSE的简单组成和制造使其成为临床前评估的可行选择.
- 这些发现为开发未来的外围神经刺激植入线索提供了洞察力,强调了电极-组织接口和线索完整性的重要性.
