Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

توفر هذه المقالة وصفا مفصلا عن عملية التصنيع من واجهة مسطحة القطب العصبية عالية اتصال الكثافة (فاين). هو الأمثل هذا القطب لتسجيل وتحفيز النشاط العصبي بشكل انتقائي في الأعصاب الطرفية.

Abstract

وقد بذلت محاولات كثيرة لتصنيع متعدد الأقطاب الاتصال صفعة العصبية التي هي آمنة وقوية وموثوق بها لتطبيقات neuroprosthetic على المدى الطويل. يصف هذا البروتوكول تقنية تصنيع معدلة العصبية أسطواني صفعة الكهربائي لتلبية هذه المعايير. ضرورية لإنتاج باستمرار الأصفاد مع دقة عالية (اتصال التنسيب 0.51 ± 0.04 ملم) والأحجام صفعة مختلف الحد الأدنى التصميم بمساعدة الكمبيوتر والتصنيع (CAD و CAM) المهارات. الدقة في توزيع مكانيا الاتصالات والقدرة على الاحتفاظ الهندسة مسبقا يتحقق مع هذا التصميم هما المعايير الأساسية لتحسين واجهة الكفة لتسجيل انتقائية والتحفيز. تصميم قدم أيضا يزيد من مرونة في الاتجاه الطولي مع الحفاظ على صلابة كافية في الاتجاه العرضي لإعادة تشكيل العصب باستخدام مواد ذات مرونة مختلفة. التوسع في قطاعات عبر الكفة لوقد لوحظ المنطقة نتيجة لزيادة الضغط داخل صفعة لتكون 25٪ على 67 ملم زئبق. هذا الاختبار يوضح مرونة الكفة وردها على الأعصاب تورم ما بعد الزرع. "تم فحص واجهة وجودة التسجيل أيضا مع جهات الاتصال" استقرار اتصالات مقاومة وإشارة إلى الضوضاء مقاييس نسبة من صفعة مزروع مزمنة (7.5 أشهر)، ولاحظ أن 2.55 ± 0.25 أوم و 5.10 ± 0.81 ديسيبل على التوالي.

Introduction

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 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.

Protocol

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).

النتائج

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 خياط...

Discussion

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 النس...

Disclosures

الكتاب تعلن أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة. يتم توفير الموردين المدرجة في هذه المخطوطة للإشارة فقط.

Acknowledgements

وقد رعت هذا العمل من قبل متعهد النقل المتعدد الوسائط الدفاع وكالة مشاريع البحوث المتقدمة (DARPA) تحت رعاية الدكتور جاك جودي والدكتور دوغ ويبر من خلال مركز الفضاء والبحرية نظم الحرب، والمحيط الهادئ غرانت / عقد No.N66001-12-C-4173 . ونود أن نشكر توماس إيغرز لمساعدته في عملية التصنيع، ورونالد Triolo، ماثيو Schiefer، لي فيشر وماكس فريبورغ لمساهمتهم في تطوير مركب تصميم صفعة العصبية.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Platinum-Iridium foilAlfa Aesar4180290%Platinum Iridium 
DFT wiresFort Wayne Metals35N LT-DFT-28%Ag
Lead connectorOmnetics Connector CorporationMCS-27-SS
Silicone sheetSpeciality Silicon Fabricator0.005"x12"x12" Silicone SheetHigh durometer, vulcanized 
Polyether ether ketone (PEEK) sheetPeek-Optima0.005 sheet LT3 grade
polyester stabelizing meshSurgicalmeshPETKM2002
Silicon tubing (0.04" I.D. 0.085" O.D.)Silcon Medical/NewAge Industries.2810458
Outer shielding layerAlfa Aesar, A Johnson MattheyMFCD00003436 (11391)Gold foil, 0.004" thick
Transparency sheetAPOLLOAPOCG7060
Ultrasonic bath cleanerTerra Universal2603-00A-220
Isotemp standard lab ovenFisher Scientific13247637G
Optical microscopeFisher Scientific15-000-101
TweezersTechnik18049USA (2A-SA)
Surgical blade handlesAspen Surgical Products371031
Base frame McMaster-Carr9785K411
Support beamMcMaster-Carr9524K359
Two parts siliconeNusilMED 4765
Soldering FluxSRA Soldering ProductsFLS71
Tape3M Healthcare1535-0 (SKUMMM15350H)Paper, hypoallergenic surgical tape
Spot welding machineUnitek125 Power Supply with 101F Welding Head
Laser cutting platformUniversal Laser SystemsPLS6.150D150 watts laser

References

  1. Naples, G. G., et al. A spiral nerve cuff electrode for peripheral nerve stimulation. Biomed Eng, IEEE Tran. 10, 905-916 (1988).
  2. Tyler, D. J., Durand, D. M. Functionally selective peripheral nerve stimulation with a flat interface nerve electrode. Neur Sys Rehab Eng., IEEE Trans. 10, 294-303 (2002).
  3. Navarro, X., et al. A critical review of interfaces with the peripheral nervous system for the control of neuroprostheses and hybrid bionic systems. J Perip Ner Sys. 10, 229-258 (2005).
  4. Avery, R. E., Wepsic, J. S. Implantable nerve stimulation electrode. U.S. Patent. , (1973).
  5. Avery, R. E., Wepsic, J. S. Implantable electrodes for the stimulation of the sciatic nerve. U.S. Patent. , (1973).
  6. Hagfors, N. R. Implantable electrode. U.S. Patent. , (1972).
  7. Haugland, M. A flexible method for fabrication of nerve cuff electrodes. Eng Med Bio Soc. 1, 359-360 (1996).
  8. Stein, R. B., et al. Stable long-term recordings from cat peripheral nerves. Brain Res. 128, 21-38 (1977).
  9. Julien, C., Rossignol, S. Electroneurographic recordings with polymer cuff electrodes in paralyzed cats. J N Sci Meth. 5, 267-272 (1982).
  10. Van der Puije, P. D., Shelley, R., Loeb, G. E. A self-spiraling thin-film nerve cuff electrode. Can Med Bio Eng Conf. , 186-187 (1993).
  11. Hoffer, J. A., Loeb, G. E., Pratt, C. A. Single unit conduction velocities from averaged nerve cuff electrode recording in freely moving cats. J N Sci Meth. 4, 211-225 (1981).
  12. Loeb, G. E., Peck, R. A. Cuff electrodes for chronic stimulation and recording of peripheral nerve activity. J N Sci Meth. 64, 95-103 (1996).
  13. Wodlinger, B. . Extracting Command Signals from Peripheral Nerve Recordings. , (2011).
  14. Rozman, J., Zorko, B., Bunc, M. Selective recording of electroneurograms from the sciatic nerve of a dog with multi-electrode spiral cuffs. Jap J Phy. 50, 509-514 (2000).
  15. Ducker, T. B., Hayes, G. J. Experimental improvements in the use of elastic cuff for peripheral nerve repair. J N Sur. 28, 582-587 (1968).
  16. Tan, D. W., et al. A neural interface provides long-term stable natural touch perception. S T Med. 6, (2014).
  17. Branner, A., et al. Long-term stimulation and recording with a penetrating microelectrode array in cat sciatic nerve. Bio Med Eng, IEEE Trans. 1, 146-157 (2004).
  18. Micera, S., et al. Decoding information from neural signals recorded using intraneural electrodes: toward the development of a neurocontrolled hand prosthesis. P IEEE. 98, 407-417 (2010).
  19. Kozai, T. D., et al. Ultrasmall implantable composite microelectrodes with bioactive surfaces for chronic neural interfaces. N Mat. 11, 1065-1073 (2012).
  20. Sinha, G. Charged by GSK investment, battery of electroceuticals advance. Nat Med. 19, 654-654 (2013).
  21. Tyler, D. J., Durand, D. M. Chronic response of the rat sciatic nerve to the flat interface nerve electrode. A Biom Eng. 31, 633-642 (2003).
  22. Schiefer, M. A., et al. Selective stimulation of the human femoral nerve with a flat interface nerve electrode. J N Eng. 7, 026006 (2010).
  23. Edell, D. J. A peripheral nerve information transducer for amputees: long-term multichannel recordings from rabbit peripheral nerves. Bio med Eng, IEEE Trans. 2, 203-214 (1986).
  24. Schuettler, M., et al. Fabrication of implantable microelectrode arrays by laser cutting of silicone rubber and platinum foil. J N Eng. 2, 121 (2005).
  25. Pudenz, R. H., Bullara, L. A., Talalla, A. Electrical stimulation of the brain. I. Electrodes and electrode arrays. S Neur. 4, 37-42 (1975).
  26. Craggs, M. D. . The cortical control of limb prostheses. , 21-27 (1974).
  27. Struijk, J. J., Thomsen, M. Tripolar nerve cuff recording: stimulus artifact, EMG and the recorded nerve signal. Eng in Med Bio Soc. 2, 1105-1106 (1995).
  28. Sadeghlo, B., Yoo, P. B. Enhanced electrode design for peripheral nerve recording. N Eng, Int IEEE/EMBS Conf. , 1453-1456 (2013).
  29. Yoo, P. B., Sahin, M., Durand, D. M. Selective stimulation of the canine hypoglossal nerve using a multi-contact cuff electrode. Ann Bio Med Eng. 32, 511-519 (2004).
  30. Rydevik, B., Lundborg, G., Bagge, U. Effects of graded compression on intraneural blood flow: An in vivo study on rabbit tibial nerve. J hand Surg. 6, 3-12 (1981).
  31. Ogata, K., Naito, M. Blood flow of peripheral nerve effects of dissection, stretching and compression. J Hand Sur. 11, 10-14 (1986).
  32. Boretius, T., et al. A transverse intrafascicular multichannel electrode (TIME) to interface with the peripheral nerve. Bio Sen and Bio Elec. 26, 62-69 (2010).
  33. Stieglitz, T., Schuettler, M., Meyer, J. U., Micromachined, polyimide-based devices for flexible neural interfaces. Bio Med Micro Dev. 2, 283-294 (2000).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

116

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved