Более тонкая матрица зондов, в которой используется микроструктура на основе кремния, может служить основой более безопасных нейронных имплантатов

Потребность в массивах нейронных зондов, которые были бы компактными, надежными и обеспечивающими высокую производительность, побудила исследователей использовать методы микротехнологии для изготовления массивов зондов. Теперь команда под руководством Мин-Юань Ченг из Института микроэлектроники A * STAR, Сингапур, разработала трехмерную матрицу датчиков для хронической и долгосрочной имплантации в мозг1. Этот массив достаточно компактен, чтобы свободно плавать вместе с мозгом при имплантации в кору.

Массив нейронных зондов необходимо имплантировать в субарахноидальное пространство головного мозга, узкую область глубиной 1-2,5 миллиметра, которая находится между мягкой мягкой мозговой оболочкой и мозговыми оболочками твердой мозговой оболочки. «Высокопрофильная матрица может коснуться черепа и повредить ткани, когда между мозгом и датчиками происходят относительные микродвижения», — объясняет Ченг. Чтобы избежать этой проблемы, массив должен быть как можно более тонким.Существующие подходы создают низкопрофильные матрицы с использованием микроскопических электродов, изготовленных из кремниевой подложки.

Эти подходы, однако, ограничивают максимальную длину зонда толщиной подложки и количеством записывающих электродов. Другие методы генерируют трехмерные массивы из двумерных зондов на кремниевой основе. Сложные и дорогостоящие в изготовлении, эти массивы слишком громоздки, поскольку кремниевая опора также включает микросхему интегральной схемы (ASIC) для конкретного приложения для нейронной записи.Ченг и его коллеги изготовили двухмерные зонды и вставили их в тонкую силиконовую платформу с прорезями для сборки (см.

Изображение). Чтобы создать трехмерную матрицу датчиков, они присоединили эту сборку к записывающей микросхеме.

Однако вместо того, чтобы быть выровненными, команда обнаружила, что контакты электродов зонда и записывающего чипа были расположены ортогонально друг относительно друга, что привело к несовпадению плоскостей.«Чтобы решить эту проблему, команда изготовила кремниевый соединитель или переходник, который электрически связывает эти компоненты», — говорит Ченг. «Эта инновационная микросборка эффективно контролирует конечную высоту массива с точностью до 750 микрометров».По сравнению с коммерческими нейронными зондами новый массив продемонстрировал конкурентоспособные электрические свойства, включая импеданс электродов.

Более того, тесты на биосовместимость показали, что присутствие компонентов массива не разрывает клеточные мембраны и не подавляет рост клеток. Команда в настоящее время уточняет свой подход к интеграции массива с микросхемой беспроводной записи и делает сборку полностью имплантируемой.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.