Este artículo proporciona una descripción detallada sobre el proceso de fabricación de un electrodo del nervio interfaz plana de contacto alta densidad (FINA). Este electrodo está optimizado para la grabación y la estimulación de la actividad neuronal selectiva dentro de los nervios periféricos.
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Artículo de método
Fabricación de alta densidad, Contacto-Interface plana Electrodos nerviosas para aplicaciones de registro y estimulación
En este artículo
Resumen
Resumen
Muchos intentos se han hecho para la fabricación de electrodos multicontacto del manguito de los nervios que son seguros, robustos y fiables para aplicaciones neuroprosthetic largo plazo. Este protocolo describe una técnica de fabricación de un electrodo de manguito cilíndrico nervio modificado para cumplir con estos criterios. habilidades de diseño asistido por ordenador mínimo y de fabricación (CAD y CAM) son necesarias para producir consistentemente puños con alta precisión (colocación de contactos de 0,51 ± 0,04 mm) y diferentes tamaños de manguitos. La precisión en la distribución espacialmente los contactos y la capacidad de retener una geometría predefinida logrado con este diseño son dos criterios esenciales para optimizar la interfaz del manguito para la grabación selectiva y la estimulación. El diseño presentado también maximiza la flexibilidad en la dirección longitudinal mientras se mantiene la suficiente rigidez en la dirección transversal para formar de nuevo el nervio mediante el uso de materiales con diferentes elasticidades. La expansión de la sección transversal del manguitoárea como resultado del aumento de la presión dentro del manguito se observó que 25% a los 67 mm Hg. Esta prueba demuestra la flexibilidad del manguito y su respuesta a la inflamación del nervio después del implante. La estabilidad de los contactos "calidad de interfaz y grabación también se examinaron con contactos 'impedancia y las métricas de relación de señal a ruido de un manguito crónicamente implantado (7,5 meses), y observa que es 2,55 ± 0,25 kW y 5,10 ± 0,81 dB respectivamente.
Introducción
Interfaz con el sistema nervioso periférico (PNS) proporciona acceso a las señales de comando neuronales altamente procesados a medida que viajan a diferentes estructuras dentro del cuerpo. Estas señales son generadas por los axones confinados dentro de los fascículos, rodeados de células perineuro articuladas estrechamente. La magnitud de los potenciales mensurables resultantes de las actividades neuronales se ve afectada por la impedancia de las diferentes capas dentro de la nervio, como la capa de perineuro altamente resistiva que rodea los fascículos. En consecuencia, dos enfoques de interfaz se han explorado en función de la ubicación de grabación con respecto....
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Protocolo
1. Electrodo Componentes Preparación
- Reúne cuatro componentes de electrodos que requieren corte de precisión (se utilizó cortado con láser, por favor refiérase a la Lista de Materiales) antes del proceso de fabricación. Estos componentes son (Figura 1):
Contactos matriz del marco: Este marco está hecho de lámina de 125 micras de espesor poliéter éter cetona (PEEK). Se cubre todo el ancho del manguito y tiene los contactos medio y tiene bordes en forma de serpentina (Figura 1B). Los contactos medias están envueltos en los canales de guía; por lo tanto, la anchura expuesta de los contactos está limitada por la anchura....
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Resultados
Registrar la actividad neuronal se realizó con un preamplificador personalizado utilizando el amplificador super-β instrumentación de entrada (700 Hz - ancho de banda de 7 kHz y la ganancia total de 2.000). Un ejemplo del electrodo FINO fabricado con el protocolo presentado se muestra en la Figura 3. La implantación de la finas alrededor de los nervios se realiza mediante la sutura de los dos bordes libres juntos. Una demostración de la flexibilidad del manguito (Figura 3B) indica que e.......
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Discusión
El método de fabricación descrito en este artículo requiere movimientos diestros y finos con el fin de garantizar la calidad del manguito final. Los contactos de grabación deben ser colocados con precisión en el medio de los dos electrodos de referencia. Esta colocación se ha demostrado que reduce significativamente las interferencias de los músculos circundantes actividad eléctrica 27. Cualquier desequilibrio en la posición relativa del contacto durante la fabricación puede degradar el rechazo de señales de .......
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Divulgaciones
Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia. Los proveedores que figuran en este manuscrito se proporcionan sólo como referencia.
Agradecimientos
Este trabajo fue patrocinado por el objetivo a medio plazo de Proyectos de Investigación Avanzada de la Defensa Agencia (DARPA), bajo los auspicios del Dr. Jack Judy y el Dr. Doug Weber a través del Centro de Sistemas de Guerra Espacial y Naval, Pacífico subvención / contrato No.N66001-12-C-4173 . Nos gustaría dar las gracias a Thomas Eggers por su ayuda en el proceso de fabricación, y Ronald Triolo, Mateo Schiefer, Lee Fisher y Max Freeburg por su contribución en el desarrollo del diseño del manguito nervio compuesto.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Lámina de platino-iridio | Alfa Aesar | 41802 | 90% platino iridio |
| Alambres DFT | Fort Wayne Metals | 35N LT-DFT-28%Ag | |
| Conector de plomo | Omnetics Connector Corporation | MCS-27-SS | |
| Lámina de silicona | Especialidad Fabricante | silicona 0.005 "x 12" x 12" Lámina de silicona | de alta dureza, vulcanizada |
| Lámina de poliéter éter cetona (PEEK) | Hoja Peek-Optima | 0.005 Malla | |
| Malla quirúrgica | PETKM2002 | ||
| Tubo de silicona (0.04" I.D. 0.085" O.D.) | Silcon Medical/NewAge Industries. | ||
| Capa de blindaje exterior | Alfa Aesar, A Johnson Matthey | MFCD00003436 (11391) | Lámina de oro, 0,004" de espesor |
| Hoja de transparencia | APOLLO | APOCG7060 | |
| Limpiador de baño ultrasónico | Terra Universal | 2603-00A-220 | |
| Isotemp horno de laboratorio estándar | Fisher Scientific | 13247637G | |
| Microscopio óptico | Pinzas Fisher Scientific | 15-000-101 | |
| Technik | 18049USA (2A-SA) | ||
| Mangos de cuchilla quirúrgica | Productos quirúrgicos Aspen | 371031 | |
| Bastidor base | McMaster-Carr | 9785K411 | |
| Viga de soporte | McMaster-Carr | 9524K359 | |
| Silicona de dos partes | Nusil | MED 4765 | |
| Fundente de soldadura | SRA Productos de soldadura | FLS71 | |
| Cinta | 3M Healthcare | 1535-0 (SKUMMM15350H) | Papel, cinta quirúrgica hipoalergénica |
| Máquina de soldadura por puntos | Unitek | Fuente de alimentación 125 con cabezal | |
| Plataforma de corte por láser | Universal Laser Systems | PLS6.150D | Láser de 150 vatios |
Referencias
- Naples, G. G., et al. A spiral nerve cuff electrode for peripheral nerve stimulation. Biomed Eng, IEEE Tran. 10, 905-916 (1988).
- Tyler, D. J., Durand, D. M. Functionally selective peripheral nerve stimulation with a flat inte....
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Reimpresiones y permisos
