تصنيع عالية الاتصال الكثافة، مسطحة واجهة أقطاب العصب للتسجيل وتحفيز تطبيقات

التواصل مع الجهاز العصبي المحيطي (السندات الإذنية) يوفر الوصول إلى الإشارات العصبية القيادة المجهزة للغاية، كما أنها تطير إلى مختلف الهياكل داخل الجسم. يتم إنشاء هذه الإشارات التي كتبها محاور محصورة داخل كراسات وتحيط بها خلايا perineurium صوتها بإحكام. يتأثر حجم إمكانات قابلة للقياس الناتجة عن الأنشطة العصبية من قبل مقاومة من طبقات مختلفة داخل العصب مثل طبقة perineurium مقاوم للغاية الذي يحيط كراسات. ونتيجة لذلك، تم استكشاف نهجين اجهة اعتمادا على موقع التسجيل فيما يتعلق طبقة perineurium، وهي النهج داخل الحزمة وextrafascicular. النهج داخل حزمية مكان الأقطاب داخل كراسات. ومن الأمثلة على هذه النهج هي مجموعة يوتا ^17، والقطب الطولية البينية الحزمي (الحياة) ^18، وعرضية البينية الحزمي الكهربائي متعدد القنوات (TIME) ^32. تيمكن أن التقنيات ذات المناظر تسجيل انتقائي من العصب ولكن لم يثبت أن للاحتفاظ موثوق وظائف لفترات طويلة من الزمن في الجسم الحي، ويرجح ذلك بسبب حجم والامتثال من القطب ^12.

النهج خارج حزمية تضع الاتصالات حول العصب. الأقطاب صفعة المستخدمة في هذه المناهج لا تعرض للخطر perineurium ولا غلاف وقد أظهرت على حد سواء وسيلة آمنة وقوية من التسجيل من الجهاز العصبي المحيطي ^12. ومع ذلك، النهج خارج حزمي تفتقر إلى القدرة على قياس النشاط وحدة واحدة - بالمقارنة مع التصاميم داخل حزمية. وتشمل التطبيقات Neuroprosthetic التي تستخدم أقطاب صفعة العصبية تفعيل الأطراف السفلى، والمثانة، والحجاب الحاجز، وعلاج الألم المزمن، وكتلة التوصيل العصبي، وردود الفعل الحسية، وتسجيل electroneurograms ^1. التطبيقات المحتملة للاستفادة من تفاعل الأعصاب الطرفية تشمل بقيةأورينج حركة لضحايا الشلل مع التحفيز الكهربائي الوظيفي، وتسجيل السيارات نشاط الخلايا العصبية من الأعصاب المتبقية للسيطرة على أطرافهم الاصطناعية بالطاقة في مبتوري الأطراف، والتواصل مع الجهاز العصبي اللاإرادي لتقديم الأدوية الحيوية الإلكترونية ^20.

وتنفيذ تصميم القطب صفعة هو واجهة مسطحة العصب الكهربائي (فاين) ^21. هذا التصميم يعيد تشكيل الأعصاب في قسم مسطحة الصليب مع محيط أكبر مقارنة مع شكل دائري. وزادت مزايا هذا التصميم عدد من الاتصالات التي يمكن وضعها على العصب، وعلى مقربة من الاتصالات مع كراسات الداخلية ترتيبها لتسجيل انتقائية والتحفيز. وعلاوة على ذلك، يمكن للأعصاب الطرف العلوي والسفلي في الحيوانات الكبيرة والإنسان تتخذ الأشكال المختلفة وإعادة تشكيل الناتجة عن FINE لا تشوه هندسة الطبيعية من العصب. وقد أظهرت التجارب الأخيرة التي فاين قادر على استعادة الإحساس في الطرف العلوي ¹⁶ واستعادة الحركة في السفلية ²² مع التحفيز الكهربائي الوظيفي في البشر.

الهيكل الأساسي للقطب صفعة يتكون من وضع عدة اتصالات المعادن على سطح مقطع من العصب، ثم عزل هذه الاتصالات مع مقطع من العصب داخل صفعة نونكوندوكتيفي. لتحقيق هذا الهيكل الأساسي، تم اقتراح عدة تصاميم في الدراسات السابقة بما في ذلك:

(1) الاتصالات المعادن جزءا لا يتجزأ في شبكة الداكرون. ثم يتم لف شبكة حول العصب وشكل صفعة الناتجة يتبع الهندسة العصبية ^{4، 5.}

(2) تصاميم سبليت أسطوانات التي تستخدم اسطوانات جامدة وغير موصل على شكل مسبقا لإصلاح الاتصالات حول العصب. وإعادة تشكيل القطاع العصبية التي تستقبل هذه صفعة في الهندسة الداخلية الكفة ^و6-8.

= "jove_content"> (3) تصاميم حيث يتم تضمينه في الاتصالات بين طبقتين العزل اللف الذاتي. وتنصهر طبقة داخلية في حين امتدت مع الطبقات امتدت الامم المتحدة الخارجية. ذات أطوال مختلفة الراحة الطبيعية لمدة طبقات المستعبدين يتسبب في الهيكل النهائي لتشكيل دوامة مرنة الذي يلتف حول العصب. وكانت المواد المستخدمة لهذه الطبقات عادة البولي اثيلين ⁹ بوليميد ^10، والسيليكون والمطاط ^1.

(4) قطاعات غير معزول أسلاك الرصاص وضعت ضد العصبية لتكون بمثابة الاتصالات القطب. إما نسج هذه الخيوط في أنابيب سيليكون ¹¹ أو مصبوب في سيليكون اسطوانات متداخلة ^12. تم استخدام مبدأ مماثل لبناء الغرامات عن طريق ترتيب ودمج الأسلاك المعزولة لتشكيل مجموعة، ثم يتم فتح من خلال العزل عن طريق تجريد شريحة صغيرة من خلال منتصف هذه الأسلاك انضم ^13. هذه التصاميم الحماريفترض أوميا مقطع عرضي العصبية جولة وتتفق مع هذه الهندسة العصبية.

الأقطاب الكهربائية (5) بوليميد مرنة تستند ³³ مع جهات الاتصال التي شكلتها متناهي الصغر هيكل بوليميد، ومن ثم الاندماج في ورقة سيليكون امتدت لتشكيل الأصفاد اللف الذاتي. كما يفترض هذا التصميم المقطع العرضي الأعصاب مستديرة.

وينبغي أن تكون الأقطاب صفعة مرنة ومن أجل تجنب الضغط وضغط العصب الذي يمكن أن يسبب تلف الأعصاب ^{3-التحجيم} الذاتي. بعض من الآليات المعروفة التي الأقطاب صفعة يمكن أن تحدث هذه الآثار هي نقل القوات من العضلات المجاورة للالكفة، وبالتالي إلى العصب، عدم تطابق بين والكفة والخواص الميكانيكية العصب، والتوتر لا مبرر له في الخيوط الكفة ل. هذه قضايا السلامة تؤدي إلى مجموعة محددة من القيود التصميم على المرونة الميكانيكية، التكوين الهندسي، وحجم ^1. وهذه المعايير هي شال بشكل خاصnging في حالة وجود عدد فاين اتصال عالية لأن الكفة يجب أن يكون في نفس الوقت قاسية في الاتجاه العرضي لإعادة تشكيل الأعصاب ومرونة في الاتجاه الطولي لمنع الضرر وكذلك استيعاب اتصالات متعددة. التحجيم الذاتي التصاميم دوامة تتسع الاتصالات متعددة الكفة ^14، ولكن الكفة الناتج هو جامد إلى حد ما. يمكن تصميم بوليميد مرنة تستوعب عددا كبيرا من الاتصالات ولكن عرضة لالتبطين. تصميم الأسلاك مجموعة ¹³ تنتج FINE مع المقطع العرضي شقة، ولكن من أجل الحفاظ على هذه الهندسة وتنصهر الأسلاك معا على طول إنتاج وجوه قاسية والحواف الحادة مما يجعل ثم غير صالحة للزراعة على المدى الطويل الكفة.

تقنية تصنيع الموضحة في هذه المقالة تنتج اتصال عالية الكثافة FINE مع بنية مرنة التي يمكن تقديمها باليد بدقة عالية على الدوام. ويستخدم جامدة البوليمر (بولي الأثير كيتون (نظرة خاطفة)) للسماح ص الدقيقlacement للاتصالات. يحافظ هذا الجزء نظرة خاطفة على المقطع العرضي شقة في وسط القطب في حين تبقى مرنة في الاتجاه الطولي على طول العصب. هذا التصميم أيضا يقلل من سماكة العام وتصلب الكفة لأن الجسم القطب ليس من الضروري أن تكون جامدة للشد العصبي أو تأمين الاتصالات.

1. إعداد مكونات الكهربائي

1. جمع أربعة مكونات القطب التي تتطلب خفض الدقة (تم استخدام الليزر قطع، يرجى الرجوع إلى قائمة المواد) قبل عملية التصنيع. هذه المكونات هي (الشكل 1):
   اتصالات إطار مجموعة: يتكون هذا الإطار من 125 ميكرون ورقة سميكة البولي ايثر كيتون (نظرة خاطفة). وهو يغطي كامل عرض الكفة ويحمل الاتصالات الوسطى ولها حواف على شكل اعوج (الشكل 1B). واختتم الاتصالات المتوسطة في القنوات دليل. ومن ثم عرض المكشوفة من الاتصالات محدودة بسبب عرض من القنوات ويتم تحديد المسافات التي تباعد بين القنوات.
   الاتصالات المتوسطة شرائط: تتشكل الاتصالات المتوسطة عن طريق لف هذه الشرائط حول الإطار اتصالات مجموعة (الشكل 1B). قطع شرائح من / ورقة إيريديوم البلاتين 10٪ لعرض القنوات توجيه وإضافة طول إضافي للسماح لهم بالبريد مطوية تماما حول الإطار. بقعة لحام الرصاص جهة الاتصال في 0º زاوية مع المحور الرئيسي لقطاع غزة.
   الاتصالات إشارة: هناك حاجة إلى أربعة المراجع. البعد طويل من هذه الاتصالات هو أقصر قليلا من عرض صفعة لاحتواء تماما لهم داخل الكفة. لحام البقعة كل اتصال إشارة إلى تقدمه في 90º زاوية مع محور رئيسي في الاتصال.
   الفواصل نظرة خاطفة: تستخدم الفواصل لخلق منطقة أرق على القطب السماح الانحناء والسد (الشكل 1C). وجميع الفواصل من نظرة خاطفة (ويمكن استخدام مواد أخرى) وقطع لطول القطب. وعرض المساحة المتوسطة يساوي ارتفاع القطب.

2. اتصالات صفيف التحضير

1. تنظيف مكونات مصنوعة في الخطوة 1 صوتنة في الإيثانول لمدة 2 دقيقة في 40 كيلوهرتز، ودرجة حرارة الغرفة، ثم 2 دقيقة في الماء منزوع الأيونات المقطر تحت المعلمات صوتنة نفسها. اسمحوا الجافة.
2. تفقد البصرالاتصالات عن أي عيوب مثل مخلفات يزر لقطع أو تشوهات السطح.
3. ضع الاتصالات واحدا تلو الآخر تحت المجهر مع لحام البقعة مواجهة. عقد اتصال مع ملاقط في حوالي 1/3 من طول بداية من نهاية خالية. رفع النتيجة إلى زاوية 45º حين الضغط على الاتصال لجعل أول منعطف.
4. وضع الاتصال قبل عازمة تحت إطار مجموعة مع لحام مواجهة. عقد الإطار أسفل مع ملاقط ورفع النتيجة إلى زاوية 45º لجعل منحنى الثاني. في الوقت الذي تواصل عقد الإطار أسفل، والاستيلاء على نهاية خالية من الاتصال مع ملاقط والانحناء في زاوية 180º (أضعاف باتجاه خط الوسط من الإطار).
5. تصويب وسحب اتصال نحو المشغل ثم ينحني في 180º زاوية (أضعاف إلى خط الوسط). يجب أن يرفق نقطة لحام البقعة الآن بين طرفي عازمة.
6. كرر الخطوات من 2،3-2،5 للاتصالات المتبقية. جعل ضيق قدر الإمكان. تناوب على حساب المشتركط يؤدي على كل جانب من الإطار مجموعة.

3. دليل تخطيط صفعة

1. إنشاء رسم تخطيطي 2D الكفة في موقف فتح شقة.
   ملاحظة: استخدام أي برنامج CAD لإنتاج الرسم البياني الحجم الحقيقي. وهذا المخطط تحديد أبعاد القطب وموقع التنسيب للمكونات القطب المختلفة.
2. طباعة الرسم البياني 2D على ورقة الطباعة العادية لتوسيع نطاق استخدام آلة الطباعة العادية، ومن ثم قطع 5 سم في 5 سم قطعة مربعة مع الرسم الموجود في المركز.
3. قطع 5 سم في 5 سم قطعة مربعة من ورقة الشفافية الحرارية (T1) مع مشرط.
4. ضع الشفافية قطعة T1 على رأس ورقة الرسم البياني، ثم وضع كل الطبقات في لوحة قاعدة مع الرسم البياني مواجهة. الشريط لهم وصولا الى لوحة قاعدة بشريط لاصق.

4. الكهربائي قاعدة طبقة والمراجع اتصالات التنسيب

1. قطع 5 سم في ورقة سيليكون 5 سم مع مشرط (S1)، وعشرأون وضعه على طبقة الشفافية. تبدأ من خلال إسقاط زاوية واحدة ثم خفض ببطء تبقى من ورقة لتجنب احتباس فقاعات الهواء بين T1 وأوراق S1 (الشكل 2A).
2. مزيج حوالي 2 غرام من السيليكون غير مخمر وفقا لتوجيهات على ورقة بيانات الشركة المصنعة. إثارة بدقة شطري جنبا إلى جنب مع تعقيم عصا التحريك خشبي. ضع المزيج في فراغ الغرفة لمدة 3 دقائق. دورة الفراغ للقضاء على فقاعات لأنها ترتفع إلى السطح. سخن الفرن ISOTEMP في 130 درجة مئوية.
   ملاحظة: يمكن قفازات اللاتكس تمنع عملية المعالجة من السيليكون. يحتوي قفازات اللاتكس أيضا الكبريت التي يمكن أن تترك الملوثات على أسطح العمل. استخدام قفازات النتريل بدلا من المستحسن.
3. باستخدام أداة اختيار الأسنان، وتطبيق خط رفيع من السيليكون غير مخمر على طول منتصف شرائح هل المكان الذي يوجدون فيه في المخطط التوجيهي.
4. وضع الفواصل على المناطق المعينة، ثم اضغط عليهم ضد S1 رقة سيليكون.
5. علاج جزئيا السيليكون في الفرن لمدة 30 دقيقة ISOTEMP، ندعه يبرد لمدة 10 دقيقة.
6. ضع الاتصالات إشارة على مناطق محددة. تأكد من أن نقاط اللحام تواجه صعودا ويتم توجيه يؤدي اتصال نحو خط الوسط من صفعة للخروج في النهاية البعيدة. بعد التأكد من الموضع الصحيح، اضغط على الاتصالات أسفل على S1 طبقة السيليكون. إيداع سيليكون غير مخمر في ثقوب من خلال.
7. الشريط أسفل يؤدي ثم علاج تماما السيليكون في 130 درجة مئوية لمدة 90 دقيقة، أو بين عشية وضحاها في درجة حرارة الغرفة (الشكل 2B).

5. مركز اتصالات صفيف التنسيب

1. قطع 1.5 سم في 5 سم الشفافية قطعة مع مشرط (T2). الشريط أسفل إشارة يؤدي بعيدا عن المنطقة الوسطى لمنعهم من خوض الانتخابات تحت مجموعة الاتصالات خلال الخطوة التالية.
2. وضع المصفوفات الاتصال الموجودة في موقع مخصص مع الجانب يؤدي مواجهة. إيداع سيليكون غير مخمر لتك مجموعة فيمكان.
3. ضع قطعة من 5.1 (T2) في خط الوسط من القطب وعلى المصفوفات لعقد عليهم، ثم الشريط نهايات أثناء الضغط باستمرار على المصفوفات. محاذاة مجموعة مع موقف مخصص يدويا. الشريط أسفل يؤدي خارج محيط الكفة ل.
4. وضع شريط المباراة صغيرة عبر مركز القطب وعلى T2 قطاع الشفافية. المشبك وصولا الى لوحة قاعدة مع ضغط معتدل للضغط على الاتصالات الوسطى ضد القاعدة سيليكون طبقة S1.
5. علاج تماما السيليكون لمدة 90 دقيقة في 130 درجة مئوية، أو بين عشية وضحاها في RT.

6. تضمين مكونات الكهربائي

1. إزالة شريط المباراة صغيرة وإزالة بلطف T2 ورقة شفافة لفضح صفائف الاتصال المتوسطة. إزالة كافة الأشرطة التي تحمل يؤدي لكلا الإشارات والاتصالات الوسطى (الشكل 2C).
2. قطع قطعة مربعة من ورقة الشفافية مع مشرط لنفس العرض للالقطب و 5 سم في الطول (T3)، ثم قطع قطعة مربعة من ورقة سيليكون لتغطية سطح القطب بأكمله (S2).
3. وضع ورقة سيليكون (S2) على رأس قطعة الشفافية (T3) وامتداد لإزالة أي موجات أو المخالفات والقضاء على فقاعات الهواء من الوقوع في ما بين.
4. قطع أربع قطع من أنابيب السيليكون. 5 سم لكل منهما. وضعها على الموقع الخروج من يقود يكلفه على الرسم البياني التوجيهية. اترك مسافة 2 مم بين حافة القطب وحواف الأنابيب. أثناء الضغط باستمرار كل زوج من الأنابيب مع ملاقط، شريط أسفل الأنابيب ابتداء من 1 ملم بعيدا من نهاية الأنبوب. أكرر للزوج الآخر.
5. ترتيب ويؤدي للاتصالات المتوسطة والمراجع في حزم، ومن ثم تمريرها من خلال أنبوب المقابلة بالقرب من مواقع الخروج. كرر لأنابيب الثلاثة الأخرى. (الشكل 2D).
6. إيداع مبلغ سخي من السيليكون غير مخمر أنحاء الجسم الكهربائي بأكمله.
   ملاحظة: تجنب تشكيلالأشعة تحت الحمراء فقاعات خلال هذه الخطوة من قبل أي تتدفق ببطء سيليكون غير مخمر من الحاوية خلط بالمكنسة الكهربائية أو حقنه مع حقنة.
7. وضع هيكل من 6.3 درجة على أعلى سيليكون غير مخمر المودعة لدى ورقة سيليكون S2 أسفل. محاذاة الشفافية قطعة T3 مع القطب مع الحفاظ على ورقة سيليكون S2 نلتزم به.
8. الشريط أسفل الشفافية قطعة T3 ومن ثم ممارسة الضغط على توجيه من أي فقاعات الهواء المحاصرين. وضع شريط المباراة واسع عبر مركز القطب وعلى T3 قطاع الشفافية. ثم تضييق عليه لوحة قاعدة مع ضغط معتدل. علاج تماما السيليكون لمدة 90 دقيقة في 130 درجة مئوية، أو بين عشية وضحاها في RT.

7. التدريع طبقة التنسيب (مستحسن للتسجيل الكفات)

1. إزالة شريط المباراة كبيرة وdelaminate قطعة الشفافية (T3) مع ملاقط. وضع ورقة التدريع في وسط كل وجه من القطب وتطبيق طفيفة الضغط رس الضغط عليها إلى القطب. إيداع سيليكون غير مخمر في ثقوب من خلال.
2. علاج جزئيا السيليكون لمدة 30 دقيقة في 130 درجة مئوية، ثم اتركها تبرد تماما إلى درجة حرارة الغرفة. وضع شريط لاصق على طرفي الخارجية من القطب وعلى الشفاه الختامية لمنع مضيفا سيليكون غير مخمر اضافية لهذه القطاعات.
3. كرر الخطوات من 6.6 خلال 6.8.

8. الاستغناء عن القطب تشطيب

1. تقشر وتقطع السيليكون الزائد على أعلى شريط لاصق وأضاف في الخطوة 7.2 باستخدام مشرط شفرة، ثم إزالة بعناية شريط لاصق.
2. قطع النوافذ من خلال سيليكون لفضح شرائح هل من خلال طبقة S2. استخراج شرائح هل جزءا لا يتجزأ مع ملاقط. وهذه الخطوة ترك فراغات وتشكيل مرنة ورقة سيليكون واحدة في هذه المناطق (في الأصل S1).
3. تقشر سيليكون الزائد على رأس أشرطة لاصقة تغطي أنابيب السيليكون، ثم تنخفض مع هؤلاء الاشخاص مشرطه إلى مستوى الأنابيب مع الجسم الكهربائي.
4. قطع حول محيط القطب وصولا الى لوحة قاعدة.
5. قطع مثلث بين كل زوج أنابيب تماما من خلال لوحة قاعدة، وعلى الجانب الخارجي التالية المخطط التوجيهي لتشكيل المواقع خروج عملاء محتملين ". إزالة كافة مادة السيليكون التي كانت بعيدة عن الجسم الكهربائي خلال الخطوات الأخيرة.

9. تعريض اتصالات والطبقات التدريع

1. قطع النوافذ من خلال طبقة S2 سيليكون التي تغطي طبقة التدريع. أنسل من البولي بروبلين خياطة خيوط بين قاعدة القطب (طبقة S1) وT1 طبقة شفافة على قاعدة لوحة لdelaminate القطب صفعة النهائي.
2. الوجه القطب مثل أن مركز الاتصالات وS1 طبقة سيليكون تواجه ما يصل، ثم كشف لهم عن طريق الاستغناء عن ويندوز من خلال قاعدة السيليكون طبقة S1. أكرر للاتصالات المرجعية الخارجية فضح 1 مم شرائح واسعة على طول محور جontacts. ضمان الاستقرار من خلال ثقوب في الجانبين من الاتصالات المرجعية هي جزء لا يتجزأ تماما داخل الجسم على القطب.

10. لحام موصل إلى العروض

1. إيداع مادة لحام على ويؤدي إلى دبابيس اتصال على حدة، ثم الحرارة وصهر كل من الأجزاء معا مع حام الحديد.
   ملاحظة: تتكون أسلاك من الرصاص تجهيز الدوائر من جوهر الفضة محاطة الطبقة الخارجية مصنوعة من سبائك النيكل والكوبالت قاعدة MP35N. إيداع مادة لحام على هذه الأسلاك يتطلب استخدام تدفق تخصص للسماح الانضمام إلى سلك (يرجى الرجوع إلى قائمة المواد).

تسجيل النشاط العصبي أجريت مع ما قبل مكبر للصوت حسب الطلب باستخدام فائقة β مكبر للصوت مدخلات الأجهزة (700 هرتز - عرض النطاق الترددي 7 كيلو هرتز وزيادة مجموع 2000). ويرد مثال من القطب فاين ملفقة مع بروتوكول المعروضة في الشكل (3). غرس فاين حول العصب يتم ذلك عن طريق خياطة حواف اثنين حرة معا. مظاهرة من المرونة الكفة في (الشكل 3B) تشير إلى أن الكفة يسطح العصب مع الحفاظ على المرونة في الاتجاه الطولي.

بالإضافة إلى المرونة صفعة في الاتجاه الطولي، كما ينبغي أن تكون الكفة مرنة لاستيعاب تورم العصب، وخاصة في الشفاء أوائل مراحل ما بعد الزرع. ارتفاع الضغط داخل الكفة يمكن انقباض الأوعية الدموية وتسد تدفق الدم داخل العصب. وبالتالي، فإن الضغط المتولد داخل الكفة نتيجة لتورم العصب يجب أن لا تتجاوز diastاوليتش ضغط الدم. ويبين الشكل 4 رد صفعة تجميعها لمستويات ضغط مختلفة داخل الكفة. كما يزيد من الضغط، ويوسع القطب لتشكيل مساحة المقطع العرضي أكبر. وفي 67 ملم زئبق. القطب توسع إلى 1.25 مرة مساحة المقطع العرضي الأصلية. ويمكن تفسير هذه الملاحظة كما لو كان حجم صفعة هو 1.2 مرات على الأقل من مساحة المقطع العرضي الأولى من العصبية، والعصبية يمكن توسيع تصل إلى 1.5 مساحة المقطع العرضي الأولية في حين تبقى الزيادة الناتجة في الضغط داخل الكفة تحت 67 ملم زئبق . وبالتالي فإن تصميم معيار ^{15، 30، 31} للقطب صفعة العصبية لعرض صفعة إلى العصب عبر نسبة مساحة المقطع من 1.5 على الأقل غير راض.

تم فحص وظائف واستقرار صفعة تصميم المصنعة من قبل ترسيخه على العصب الوركي من كلب (الشكل 5). وتمت الموافقة على الدراسة من قبل CWRU IACUC لACURO الثانية. تم قياس المعلمات الثلاث دوريا من خلال مدة المزمنة زرع: 1) نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR)، 2) مقاومة الاتصال و3) عدد جهات الاتصال التي توفر تسجيل قابلة للحياة. يتم تعريف SNR كنسبة من النشاط العصبي تعني السلطة (قطاع أحمر) على مدى القدرة المتوسطة من النشاط الأساسي (الشريحة الصفراء). 100 مللي تتحرك نافذة تم استخدامها. طوال فترة الزرع 7.5 شهر، ظلت SNR ثابت بقيمة 5.10 ± 0.81 ديسيبل (الشكل 5B).

وقد تم قياس حجم مقاومة اتصالات "في الجسم الحي في 1 كيلو هرتز ويظهر في الشكل 5C. وقدمت هذه القياسات باستخدام نظام تقييم مكبر للصوت RHD2000 سلسلة. وقد لوحظ مقاومة أن تكون مستقرة مع قيمة متوسط ​​2.55 ± 0.25 أوم (33 المحاكمات، 16 اتصالات (N = 528)). وأخيرا، يتم عرض عدد جهات الاتصال التي أصبحت خاملة مع مرور الوقت كما في الشكل 5C. عدد غير نشطوظلت الاتصالات تحت (2) لمدة الزرع. أدت التقلبات في عدد من القنوات استبعاد معظمهم من علاقة سيئة بين موصل خارجي ومكبر للصوت وظيفة استعاد خلال جلسات التسجيل.

الشكل 1: نظرة عامة على فاين والغرامة مكونات أ) في موقف فتح وأربعة عناصر المبنى الرئيسي التي تتطلب خفض الدقة. هذه المكونات هي: اتصالات إطار مجموعة (I)، والاتصالات شرائح المتوسطة (II)، والاتصالات المرجعية (الثالث)، والفواصل نظرة خاطفة (IV). يواجه الكفة مع الانخفاض يتعلق بالوضع الاتصالات ضد العصب. تتم إزالة الفواصل (IV) بعد التجميع. ب) وجهة نظر الموسع لمركز الاتصالات والخطوات لأضعاف واصلاحها حول الإطار الأوسط. C) التكوين مطوية ر انه الكهربائي. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2:... لقطات من القطب الكهربائي أثناء عملية التصنيع أ) توجيه الرسم البياني، T1 و S1 الأكوام في نهاية الخطوة 4.1 ب) تركيب شرائح هل والاتصالات المراجع في نهاية الخطوة 4.7 C) التمسك المركز الاتصالات مجموعة إلى ورقة S1 في نهاية الخطوة 6.1. D) ترتيب الخيوط وأنبوب السيليكون قبل دمجها داخل الجسم الكهربائي في نهاية الخطوة 6.5. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

تينلدى عودتهم 4: رد فاين لزيادة الضغط الداخلي وقدمت هذه القياسات عن طريق وضع غرفة مرنة قابلة للنفخ داخل صفعة مغلقة، وبعد ذلك تمت زيادة الضغط تدريجيا من عمود الماء -length متغير. تم قياس المحاور الرئيسية والثانوية المقطع العرضي الكفة لفي كل مستوى الضغط وكان من المفترض على المقطع العرضي بيضاوي الشكل من أجل حساب مساحة المقطع العرضي (ن = 20). تمثل أشرطة الخطأ والانحراف المعياري.

الرقم 5: تقييم صفعة وظائف مع تسجيل المزمن من الوركي آخر الأعصاب في الكلاب أ) ثانيتين مثال إشارة ENG الخام سجلت في جهة اتصال واحدة في حين أن الحيوان هو المشي طوعا في حلقة مفرغة. تم تعريف SNR كنسبة من النشاط والقوى متوسط خط الأساس. ب) لوحظت متوسط القيم SNR دأورينغ مدة الزرع. C) متوسط قيمة الاتصالات مقاومة في 1 كيلو هرتز (أسود) وعدد من الاتصالات غير وظيفية على مر الزمن (الحمراء). 14 من 16 اتصالات بقي الوظيفي طوال فترة الزرع. أشرطة الخطأ تمثل الانحراف المعياري. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

طريقة التصنيع الموضحة في هذه المقالة يتطلب حركات حاذق وغرامة من أجل ضمان جودة الكفة النهائية. يجب وضع الاتصالات تسجيل بالضبط في منتصف أقطاب المرجعية اثنين. وقد تبين هذا الموضع لخفض كبير في التدخلات من العضلات المحيطة بها النشاط الكهربائي ^27. أي خلل في الوضع النسبي للاتصال خلال تلفيق يمكن أن تتحلل رفض إشارات وضع التدخل المشتركة ولدت خارج الكفة. ومع ذلك، مع تقنية دقيقة لوحظ القليل جدا من دون خلل ملحوظ في الاتصالات المرجعية.

وقدمت العديد من التحسينات على التصميم صفعة لمعالجة أوضاع الفشل التي واجهتها خلال التجارب على الحيوانات الأولية. هذه الأوضاع والتحسينات المقابلة هي:

يؤدي الكسر: لوحظت يؤدي الاتصالات إشارة إلى فشل في بقعة اللحام. هذا failuإعادة يعزى إلى تخفيف الضغط كافية في الموقع الذي يخرج من الرصاص القطب. تم حل هذه المشكلة من قبل بما في ذلك طول يؤدي إشارة داخل الجسم الكهربائي قبل أن تخرج.

إغلاق الفشل الموقع: لوحظ افتتاح صفعة في مرحلة ما بعد الزرع ويعزى إلى قطع خياطة من خلال السيليكون. تم حل هذه المشكلة عن طريق إضافة شبكة التعزيز واستخدام أكثر ليونة مواد خياطة الجروح مثل الحرير لخياطة الكفة.

الحركة الفنية: التحف عفوية كبيرة (> 100 μV) ووجهت مع أول تصميم للتسجيل الأصفاد. ولم يبلغ عن والتحف مماثلة من قبل ²³ ولكن لم يتم التصدي لها. تم العثور على هذه القطع الأثرية إلى أن الضوضاء triboelectric ووعزت ذلك إلى حقيقة أن اثنين من المواد نونكوندوكتيفي متباينة يمكن أن تولد تهمة على طول زمام المبادرة والجهد المسامير المتعلقة بحركة الأسلاك الرصاص. على وجه الخصوص، سيليكون توبنج ان يرفق يؤدي الاتصال و"المواد العازلة (بولي تترافلوروإيثيلين) لديها الانتماءات تهمة مختلفة، والذي يسبب نقل المسؤول بينهما وإلى عملاء محتملين" يؤدي ارتفاع تشكيل نواة موصل أثناء الحركة من الرصاص. تم المصادقة على طبيعة هذه الأعمال الفنية عن طريق اعادة بناء الحركة من هيكل برقية تهنئة مماثلة في المسار العادي المالحة ولوحظت التحف مماثلة. لحل هذه المشكلة، يجب أن يكون مادة عازلة تهمة تقارب مماثلة لتلك التي من المواد أنابيب أرفق.

القطب التدريع: طبقة التدريع (رقائق معدنية من الذهب) وأضيف أيضا على وجوه الخارجية الكفة لتوفير إضافي تخفيض EMG ^28. احباط يخلق مسار مقاومة منخفضة على طول الجسم الكهربائي الذي يحول تيارات تدخل الناشئة خارج الكفة.

فشل الاتصال: لوحظ أن الاتصال عبر الجلد عن طريق الجلدكان لا يمكن الاعتماد عليها، وتسبب انقطاع مع ما يصل الى 2 من 16 اتصالات (مؤامرة الحمراء في الشكل 5C). ولذلك، ينبغي تحسين الاتصال إلى جهاز تسجيل لتعزيز موثوقية واجهة الشاملة.

تم زرع الأقطاب الكهربائية المنتجة مع هذا البروتوكول في الكلاب. بعض المواد الواردة في هذا القطب (على سبيل المثال، لحام القصدير، ورقة الشفافية) في حين لم تتم الموافقة للاستخدام البشري. ومع ذلك، يتم تضمين اختيار المواد التي تشكل هيكل القطب في بعض FDA وافقت أجهزة لزراعة على المدى الطويل (على سبيل المثال، سيليكون، نظرة خاطفة، ورقة البلاتين / إيريديوم). لذلك، ترجمة عملية في التطبيق البشري يتطلب سوى الاختيار الدقيق للمواد والأدوات، وتلفيق تحت الظروف الملائمة غرفة نظيفة.

تم استكشافها ثلاثة النهج البديلة الرئيسية لإنتاج multicontact أقطاب صفعة العصبية التي يمكن أن تعيد تشكيل peripheالأعصاب راؤول. الأولى هي تقنية الساخنة سكين ^13. وقد تبين أن يكون نهج فعالة من حيث التكلفة لتصنيع موثوق الغرامات مع كثافة الاتصال العالية والاتصال عالية الدقة التنسيب (238 ± 9 ميكرون الاتصال تباعد). ومع ذلك، فإن الأصفاد التي تنتجها هذه الطريقة هي قاسية والخواص الميكانيكية العامة قد لا يصلح لزرع على المدى الطويل. النهج الثاني هو ليزر الزخرفة ^24. وقد استخدمت ليزر YAG لتشكيل الاتصالات من خلال خلق أنماط متعددة الطبقات PDMS-باءت بالفشل البلاتين: الثانية. على الرغم من أن هذا النهج هو تكرار للغاية وتسفر عن ميزات الدقة العالية (30 ميكرون)، والآلات المطلوبة هي المتخصصة جدا وأنه لم يتم التحقيق في توافق مع الحياة على المدى الطويل من الأقطاب الكهربائية. النهج الثالث هو من ناحية الصياغة الاتصالات مجموعة مصنوعة من أقراص البلاتين أو مجالات محددة على السيليكون والمطاط ^{25، 26.}

لا يتطلب هذا النهج المعدات والاستخدامات غاليةالمواد حيويا للغاية. العوائق الرئيسية لهذا النهج هي التسامح عالية (> 0.5 مم) والاعتماد الكبير على الخطأ البشري. الإجراء التصنيع الموصوفة في هذا البروتوكول غلة وضع دقيق للاتصالات وهو تكرار للغاية نظرا لهندسة محددة مسبقا من الإطار اعبا اساسيا. وقد تم قياس التباعد بين الاتصالات وسطى عند 0.51 ± 0.04 ملم (ن = 70)، ويتم تحديد أبعاد الاتصالات من التسامح من آلات القطع بالليزر.

الغرامات تصنيعها مع هذا الإجراء قادرة مع الخوارزمية المناسبة للكشف عن موقع كراسات داخل العصب ولاسترداد إشارات حزمية في الحيوانات تتحرك بحرية دون قفص فاراداي ومع SNR 5.10 ± 0.81 ديسيبل. هذا التصميم هو مناسبة لتنشيط الأعصاب ويمكن أن تستخدم لتحفيز انتقائي باستخدام التكوين صفعة ثلاثي الأقطاب مع الحد الأدنى من القطع الأثرية ^29. ويتميز هذا الأسلوب تلفيق أيضاالمرونة لإنتاج مجموعة متنوعة من الأصفاد لتطبيقات معينة مثل التحفيز أحادي القطب وتسجيل سرعة العصبية.

تصميم القطب يمكن تنفيذها عن طريق إزالة الاتصالات إشارة أربعة مع الحفاظ على مركز الاتصالات. الكفة الناتجة يمكن أن يكون ثم أقصر في الطول، ويمكن مواصلة تعديلها عن طريق توجيه كل يؤدي إلى الخروج في جانب واحد (سيليكون زوج واحد أنبوب بدلا من اثنين). القطب تسجيل سرعة يمكن تنفيذها عن طريق استبدال أقطاب المرجعية مع أربعة إطارات اتصال مجموعة إضافية ومن ثم ترتيب يؤدي للاتصالات إضافية داخل الجسم القطب المعاكس نحو الموقع الخروج.