电化学稳定性和神经记录用喷射的氧化电极在老鼠运动皮层中以次慢性方式进行

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:

• 皮层内微电极阵列 (MEAs) 对于记录神经活动至关重要.
• 需要使用低阻抗涂层来提高信号质量并降低MEA的功耗.
• 氧化物 (RuO_x) 由于其电化学特性,是电极涂层的一个有前途的材料.

研究的目的:

• 评估喷氧化 (RuO_x) 作为神经记录MEAs的低阻抗涂层.
• 在体内6周内评估RuO_x涂层MEAs的电化学稳定性和记录性能.
• 为了确定RuO_x对于长期神经接口应用的适用性.

主要方法:

• 无形碳化 (a-SiC) 的MEAs被涂上250nm的RuO_x.
• 每周进行电化学阻抗光谱和循环电压测量.
• 在大鼠运动皮层中,在6周内进行了单单元动作潜力的记录.

主要成果:

• 在6周内,1kHz的中介阻抗从1.06MΩ降至0.68MΩ,而30kHz的阻抗在0.19MΩ保持稳定.
• 电荷存储容量保持一致,平均值在不同的扫描速率中从2.4到24.3mC cm^-2不等.
• 实现了一致的单单元作用电位记录,产量为75%,信号噪声比 (SNR) 稳定为12,峰值至峰值电压 (V_pp) 的中位数为97.6μV至105μV.

结论:

• 喷射RuO_x涂层在亚慢性期 (6周) 内的MEAs神经记录中是稳定的和有效的.
• 该材料表现出一致的电化学特性,并保持高质量的神经信号采集.
• RuO_x显示了提高神经接口设备的性能和寿命的巨大潜力.