Die Herstellung von High-Kontakt-Dichte, Flach-Interface Nerve Elektroden für die Aufnahme und Stimulation Anwendungen

Yazan M. Dweiri; Matthew A. Stone; Dustin J. Tyler; Grant A. McCallum; Dominique M. Durand

doi:10.3791/54388

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Methodenartikel

Die Herstellung von High-Kontakt-Dichte, Flach-Interface Nerve Elektroden für die Aufnahme und Stimulation Anwendungen

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DOI:

10.3791/54388

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4. Oktober 2016

Yazan M. Dweiri¹^,³ , Matthew A. Stone² , Dustin J. Tyler¹ , Grant A. McCallum¹ , Dominique M. Durand¹

¹Neural Engineering Center, Case Western Reserve University, ²Advanced Platform Technology Center, U.S. Department of Veterans Affairs, ³Jordan University of Science and Technology

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Dieser Artikel enthält eine detaillierte Beschreibung des Herstellungsprozesses eines hohen Kontaktdichte flache Schnittstelle Nervenelektrode (FINE). Diese Elektrode ist optimiert für die Aufzeichnung und die neuronale Aktivität selektiv innerhalb der peripheren Nerven zu stimulieren.

Zusammenfassung

Viele Versuche wurden Mehrkontakt Nervenmanschette Elektroden herzustellen, sind sicher, robust und zuverlässig für Langzeit neuroprothetischer Anwendungen. Dieses Protokoll beschreibt ein Herstellungsverfahren eines modifizierten zylindrischen Elektrode Nervenmanschette diese Kriterien zu erfüllen. Minimale Computer-Aided Design und Fertigung (CAD und CAM) Fähigkeiten sind notwendig, um konsequent Manschetten produzieren mit hoher Präzision (Kontaktplatzierung 0,51 ± 0,04 mm) und verschiedenen Manschettengrößen. Die Präzision in räumlich um die Kontakte zu verteilen und die Fähigkeit, eine vorgegebene Geometrie mit diesem Entwurf sind zwei Kriterien erreicht zu halten unerlässlich, um die Manschette die Schnittstelle zur selektiven Aufnahme und Stimulation zu optimieren. Die dargestellte Gestaltung maximiert auch die Flexibilität in der Längsrichtung, während eine ausreichende Steifigkeit in der Querrichtung Aufrechterhaltung der Nerven Umformen von Materialien mit unterschiedlichen Elastizitäten verwenden. Die Erweiterung des Querschnitts der ManschetteBereich als Ergebnis des Drucks im Inneren der Manschette Erhöhung beobachtet 25% bei 67 mm Hg sein. Dieser Test zeigt die Flexibilität der Manschette und ihre Reaktion auf Nerven Schwellung nach der Implantation. Die Stabilität der Kontakte Impedanz und Signal-zu-Rausch-Verhältnis Metriken aus einer chronisch implantierten Manschette (7,5 Monate) "Schnittstelle und Aufnahmequalität wurden auch mit Kontakten untersucht" und beobachtet bzw. 2,55 ± 0,25 kOhm und 5,10 ± 0,81 dB.

Einleitung

Wirken mit dem peripheren Nervensystem (PNS) ermöglicht den Zugang zu hochverarbeiteten neuralen Befehlssignale, wie sie reisen, um verschiedene Strukturen innerhalb des Körpers. Diese Signale werden erzeugt, indem innerhalb Faszikel beschränkt Axonen und durch eng verbunden Perineuriums Zellen umgeben. Die Größe der meßbaren Potentialen aus den neuralen Aktivitäten resultiert, wird durch die Impedanz der verschiedenen Schichten innerhalb der Nerven wie dem Perineurium hochohmige Schicht beeinflusst, die die Faszikel umgibt. Folglich wurden zwei Schnittstellen Ansätze untersucht, je nach der Aufzeichnungsstelle in Bezug auf das Perineurium Schicht, nämlich intrafaszi....