Name: fabrication of high contact-density, flat-interface nerve electrodes for recording and stimulation applications
Uploaded: 2016-10-04T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of High Contact-Density, Flat-Interface Nerve Electrodes for Recording and Stimulation Applications at JoVE.com

Dette arbeidet ble sponset av Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) MTO i regi av Dr. Jack Judy og Dr. Doug Weber gjennom Space og Naval Warfare Systems Center, Pacific Grant / Contract No.N66001-12-C-4173 . Vi vil gjerne takke Thomas Eggers for hans hjelp i fabrikasjon prosessen, og Ronald Triolo, Matthew Schiefer, Lee Fisher og Max Freeburd for deres bidrag i utviklingen av det sammensatte nerve cuff design.

1. Elektrodekomponenter Forberedelse <ol><li> Samle fire elektrode komponenter som krever presisjon kuttet (laser-cut ble brukt, henvises til Materials List) før produksjonsprosessen. Disse komponentene er (figur 1): Kontakt rekke ramme: Rammen er laget av 125 mikrometer tykk polyeter eter keton (PEEK) ark. Den dekker hele bredden av mansjetten og holder de midtre kontakter og har serpentin-formede kanter (figur 1B). Den midterste kontaktene er pakket inn i guide kanaler; føl...

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

Den fremstillingsmetode som er beskrevet i denne artikkelen krever fingernem og fine bevegelser for å sikre kvaliteten på det endelige mansjetten. Opptakskontaktene må plasseres nøyaktig i midten av de to referanseelektroder. Denne plasseringen har vist seg å redusere forstyrrelser fra omgivende muskler elektrisk aktivitet 27. Enhver ubalanse i den relative stilling av kontakt under fabrikasjonen kan redusere avvisning av felles modus forstyrrende signaler generert utenfor mansjetten. Men med forsiktig t...

Grensesnitt med det perifere nervesystemet (PNS) gir tilgang til høyt-behandlede nevrale kommandosignaler som de reise til forskjellige strukturer i kroppen. Disse signalene blir generert av aksoner trange innenfor fascicles og omgitt av tett-leddet perineurium celler. Størrelsen av de målbare potensialer som følge av neural aktivitet påvirkes av impedansen til de forskjellige lag i nerve, slik som den meget resistive perineurium lag som omgir bunter. Følgelig har to grensesnitt løsninger vært undersøkt, avhengig av opptaks plassering i forhold til perineurium lag, nemlig intrafascicular og ekstrafascikulære tilnærminger. Intra-fascikulær tilnærminger plassere elektrodene inne i bunter. Eksempler på disse tilnærmingene er Utah matrise 17, den Longitudinal Intra-fascikulær elektrode (LIFE) 18, og den tverrgående intra-fascikulær flerkanals elektrode (TIME) 32. These teknikker kan ta opp selektivt fra nerve, men har ikke vist seg å pålitelig beholde funksjonaliteten i lange perioder av gangen in vivo, sannsynligvis på grunn av størrelsen og etterlevelse av elektroden 12. Extra-fascikulær tilnærminger plassere kontakter rundt nerve. Mansjetten elektroder som brukes i disse tilnærmingene ikke kompromiss perineurium heller epineurium og har vist seg å være både en trygg og robust hjelp av opptak fra det perifere nervesystemet 12. Men ekstra fascikulær tilnærminger mangler evnen til å måle enhet aktivitet - i forhold til intra-fascikulær design. Neuroprosthetic applikasjoner som utnytter nerve cuff elektroder inkluderer aktivering av underekstremitetene, blæren, mellomgulvet, behandling av kronisk smerte, blokk av nevrale conduction, sensorisk feedback, og opptak electroneurograms 1. Potensielle bruksområder for å utnytte perifer nerve grensesnitt omfatter restenøringen bevegelse til ofre for lammelse med funksjonell elektrisk stimulering, innspilling motor neuron aktivitet fra rest nerver til å kontrollere drevet Proteser i amputerte, og grensesnitt med det autonome nervesystemet til å levere bio-elektronisk medisiner 20. En design implementering av mansjetten elektrode er flat-grensesnitt nerve elektrode (FINE) 21. Denne designen fornyer nerve i en flat-tverrsnitt med større omkrets enn en rund form. Fordelene med denne designen er økt antall kontakter som kan plasseres på nerve, og nærhet av kontaktene med omorganisert interne fascicles for selektiv opptak og stimulering. Dessuten kan øvre og nedre ekstremiteter nerver i store dyr og menneske ta ulike former og omforming genereres av FINE ikke forvrenge den naturlige geometri av nerve. Nyere studier har vist at FINE er i stand til å gjenopprette sensasjon iden øvre ytterpunkt 16 og gjenopprette bevegelse på den nedre ekstremitet 22 med funksjonell elektrisk stimulering hos mennesker. Den grunnleggende strukturen av en mansjett elektrode består av å plassere en rekke metallkontakter på overflaten av en nerve segment, og deretter isolerende disse kontaktene sammen med nervesegment i et ikke-ledende mansjett. For å oppnå dette grunnleggende struktur, har flere utførelser blitt foreslått i tidligere studier, inkludert: (1) Metallkontaktene innebygd i en Dacron mesh. Trådduken blir så viklet rundt nerve og den resulterende mansjetten form følger nerve geometrien 4, 5. (2) Split-sylindrede design som bruker pre-formet stive og ikke-ledende sylindere å fikse kontakter rundt nerve. Den nerve segment som mottar denne mansjetten er omformet til mansjetten interne geometri 6-8. Selv coiling design hvor kontaktene er vedlagt mellom to isolasjonslag. Det indre lag er smeltet sammen mens strukket med en ekstern un-strekkes lags. Med ulike naturlige hvile lengder for de to bundne lag, blir det endelige strukturen for å danne en fleksibel spiral som brytes seg rundt nerve. Materialet som brukes for disse lagene har typisk vært polyetylen 9 polyamid 10, og en silikongummi. (4) Uisolerte deler av ledningene er lagt inn mot nerve å tjene som elektrodekontakter. Disse ledningene er enten vevd inn silikonslanger 11 eller støpt i silikon nestet sylindere 12. Et lignende prinsipp ble anvendt for å konstruere bøter ved å arrangere og sammensmelting isolerte tråder for å danne en matrise, og deretter en åpning gjennom isolasjonen er fremstilt ved å strippe et lite segment gjennom midten av disse sammenføyde ledningene 13. Disse design assUme en runde nerve tverrsnitt og i samsvar med dette antas nerve geometri. (5) Fleksibel polyamid basert elektroder 33 med kontakter dannet av mikromaskinering polyamid struktur, og deretter integrere i strukket silikon ark for å danne selv coiling ermet. Denne utformingen forutsetter også en runde nerve tverrsnitt. Cuff elektroder bør være fleksible og selv-sizing for å unngå strekking og sammenpressing nerven som kan forårsake nerveskader 3. Noen av de kjente mekanismer som cuff elektroder kan indusere disse effektene er overføring av krefter fra tilstøtende muskler til mansjetten og dermed til nerve, mismatch mellom mansjetten og nerve mekaniske egenskaper, og unødig spenning i cuff sin fører. Disse sikkerhetsproblemer føre til bestemt sett av design begrensninger på den mekaniske fleksibilitet, geometriske konfigurasjon og størrelse en. Disse kriteriene er spesielt Challenging i tilfelle av en høy kontakt telling FINE fordi mansjetten må være samtidig stiv i tverretningen for å omforme nerve og fleksibel i lengderetningen for å hindre skade, så vel som mende flere kontakter. Selv-sizing spiral design kan romme flere kontakter cuff 14, men den resulterende mansjetten er litt stiv. Fleksibel polyimide design kan romme et stort antall kontakter, men er utsatt for delaminering. Tråden matrisen utformingen 13 frembringer en FINE med flat tverrsnitt, men for å opprettholde denne geometrien ledningene er smeltet sammen langs lengden av mansjetten fremstilling av stive flater og skarpe kanter som gjør da uegnet for langtids implantater. Den fremstillingsteknikk som er beskrevet i denne artikkelen frembringer en høy kontakttetthet FINE med fleksibel struktur som kan gjøres for hånd med gjennomgående høy presisjon. Den bruker en stiv polymer (polyeter-eter-keton (PEEK)) for å tillate nøyaktig placement av kontaktene. PEEK-segmentet opprettholder et flatt tverrsnitt i sentrum av elektroden mens resterende fleksibel i lengderetningen langs den nerven. Denne utformingen reduserer også den totale tykkelsen og stivheten av mansjetten ettersom elektrodemassen ikke behøver å være stiv for å flate ut nerve eller feste kontaktene.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="966">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Platinum-Iridium foil</td>
			<td style="width:223px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:279px;">41802</td>
			<td style="width:225px;">90%Platinum Iridium&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">DFT wires</td>
			<td style="width:223px;">Fort Wayne Metals</td>
			<td style="width:279px;">35N LT-DFT-28%Ag</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:241px;">Lead connector</td>
			<td style="width:223px;">Omnetics Connector Corporation</td>
			<td style="width:279px;">MCS-27-SS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Silicone sheet</td>
			<td style="width:223px;">Speciality Silicon Fabricator</td>
			<td style="width:279px;">0.005&#34;x12&#34;x12&#34; Silicone Sheet</td>
			<td>High durometer, vulcanized&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:241px;">Polyether ether ketone (PEEK) sheet</td>
			<td style="width:223px;">Peek-Optima</td>
			<td style="width:279px;">0.005 sheet LT3 grade</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">polyester stabelizing mesh</td>
			<td style="width:223px;">Surgicalmesh</td>
			<td style="width:279px;">PETKM2002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:241px;">Silicon tubing (0.04&#34; I.D. 0.085&#34; O.D.)</td>
			<td style="width:223px;">Silcon Medical/NewAge Industries.</td>
			<td style="width:279px;">2810458</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:241px;">Outer shielding layer</td>
			<td style="width:223px;">Alfa Aesar, A Johnson Matthey</td>
			<td style="width:279px;">MFCD00003436 (11391)</td>
			<td>Gold foil, 0.004&#34; thick</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Transparency sheet</td>
			<td style="width:223px;">APOLLO</td>
			<td style="width:279px;">APOCG7060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ultrasonic bath cleaner</td>
			<td style="width:223px;">Terra Universal</td>
			<td style="width:279px;">2603-00A-220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Isotemp standard lab oven</td>
			<td style="width:223px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:279px;">13247637G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Optical microscope</td>
			<td style="width:223px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:279px;">15-000-101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Tweezers</td>
			<td style="width:223px;">Technik</td>
			<td style="width:279px;">18049USA (2A-SA)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Surgical blade handles</td>
			<td style="width:223px;">Aspen Surgical Products</td>
			<td style="width:279px;">371031</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Base frame&#160;</td>
			<td style="width:223px;">McMaster-Carr</td>
			<td style="width:279px;">9785K411</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Support beam</td>
			<td style="width:223px;">McMaster-Carr</td>
			<td style="width:279px;">9524K359</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Two parts silicone</td>
			<td style="width:223px;">Nusil</td>
			<td style="width:279px;">MED 4765</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Soldering Flux</td>
			<td style="width:223px;">SRA Soldering Products</td>
			<td style="width:279px;">FLS71</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Tape</td>
			<td style="width:223px;">3M Healthcare</td>
			<td style="width:279px;">1535-0 (SKUMMM15350H)</td>
			<td>Paper, hypoallergenic surgical tape</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:241px;">Spot welding machine</td>
			<td style="width:223px;">Unitek</td>
			<td style="width:279px;">125 Power Supply with 101F Welding Head</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Laser cutting platform</td>
			<td style="width:223px;">Universal Laser Systems</td>
			<td style="width:279px;">PLS6.150D</td>
			<td>150 watts laser</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of high contact-density, flat-interface nerve electrodes for recording and stimulation applications

Mange forsøk er blitt gjort for å fremstille flerkontakt nerve cuff elektroder som er trygge, robuste og pålitelige for langtids neuroprosthetic applikasjoner. Denne protokollen beskriver en fremstillingsteknikk av en modifisert sylinderformet nerve mansjetten elektrode for å oppfylle disse kriteriene. Minimum dataassistert design og produksjon (CAD og CAM) ferdigheter er nødvendig for å produsere konsekvent mansjetter med høy presisjon (kontakt plassering 0,51 ± 0,04 mm) og ulike cuff størrelser. Presisjonen i romlig distribusjon av kontaktene og evne til å beholde et forhåndsbestemt geometri oppnås med denne konstruksjon er to kriterier vesentlige å optimalisere mansjetten grensesnitt for selektiv opptak og stimulering. Den presenterte designen maksimerer også fleksibilitet i lengderetningen og samtidig opprettholde tilstrekkelig stivhet i tverr-retningen for å omforme nerve ved hjelp av materialer med forskjellige elastisiteter. Utvidelsen av mansjetten er tverrsnittsområde som et resultat av økning av trykket inne i mansjetten ble observert å være 25% ved 67 mm Hg. Denne testen viser fleksibiliteten i mansjetten og dens respons på nerve hevelse etter implantasjonen. Stabiliteten av kontaktenes grensesnitt og opptakskvalitet ble også undersøkt med kontakter &#39;impedans og signal-til-støy-forhold beregninger fra en kronisk implantert mansjett (7,5 måneder), og observert å være 2,55 ± 0,25 henholdsvis kÊ og 5,10 ± 0,81 dB.

Opptak nevrale aktiviteten ble utført med en tilpasset pre-forsterkeren med super-β-inngang instrumentering forsterker (700 Hz - 7 kHz båndbredde og total gevinst på 2000). Et eksempel på fremstille FINE elektroden med den presenterte protokollen er vist i figur 3. Implantere FINE rundt nerve gjøres ved å sy de to frie kanter sammen. En demonstrasjon av mansjetten fleksibilitet (figur 3B) viser at mansjetten flater nerve og samtidig beholde fleksibilitet i lengderetningen. <p...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of High Contact-Density, Flat-Interface Nerve Electrodes for Recording and Stimulation Applications at JoVE.com

Fabrication of High Contact-Density, Flat-Interface Nerve Electrodes for Recording and Stimulation Applications

Denne artikkelen gir en detaljert beskrivelse på fabrikasjon prosessen med en høy kontakttetthet flat grensesnitt nerve elektrode (FINE). Denne elektroden er optimalisert for opptak og å stimulere nerveaktivitet selektivt i løpet av perifere nerver.

Fabrikasjon av High Kontakt-Density, Flatskjerm-Interface Nerve Elektroder for innspilling og stimulering Applications

Many attempts have been made to manufacture multi-contact nerve cuff electrodes that are safe, robust and reliable for long term neuroprosthetic ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

High Sensitivity 5-hydroxymethylcytosine Detection in Balb/C Brain Tissue

DNA hydroxymethylation is a long known modification of DNA, but has recently become a focus in epigenetic research.   Mammalian DNA is enzymatically ...

Surgical Implantation of Chronic Neural Electrodes for Recording Single Unit Activity and Electrocorticographic Signals

Kirurgisk Implantasjon av kroniske Neural Elektroder for innspilling med enkel enhet Aktivitet og Electrocorticographic Signaler

The success of long-term electrophysiological recordings often depends on the quality of the implantation surgery.  Here we provide useful information for ...

A Method for Systematic Electrochemical and Electrophysiological Evaluation of Neural Recording Electrodes

En metode for systematisk Elektrokjemisk og Elektro Evaluering av Neural Recording Elektroder

New materials and designs for neural implants are typically tested separately, with a demonstration of performance but without reference to other implant ...

A High Content Imaging Assay for Identification of Botulinum Neurotoxin Inhibitors

Et høyt innhold Imaging Assay for Identifisering av botulinumneurotoksin hemmere

Synaptosomal-associated protein-25 (SNAP-25) is a component of the soluble NSF attachment protein receptor (SNARE) complex that is essential for synaptic ...

Optogenetic Stimulation of the Auditory Nerve

Optogenetic Stimulering av hørselsnerven

Direct electrical stimulation of spiral ganglion neurons (SGNs) by cochlear implants (CIs) enables open speech comprehension in the majority of implanted ...

Assessment of Neuromuscular Function Using Percutaneous Electrical Nerve Stimulation

Vurdering av nevromuskulær funksjon Bruke Percutaneous elektrisk nervestimulering

Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method commonly used to evaluate neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, ...

Microelectrode Guided Implantation of Electrodes into the Subthalamic Nucleus of Rats for Long-term Deep Brain Stimulation

Microelectrode Guidet Implantasjon av elektroder inn subthalamic Nucleus av Rats for Long-term dyp hjernestimulering

Deep brain stimulation (DBS) is a widely used and effective therapy for several neurologic disorders, such as idiopathic Parkinson&#8217;s disease, ...

Fabrication of Fine Electrodes on the Tip of Hypodermic Needle Using Photoresist Spray Coating and Flexible Photomask for Biomedical Applications

Fabrikasjon av Fine elektrodene på tuppen av sprøyte nål bruke Photoresist Spray belegg og fleksibel Photomask for biomedisinsk programmer

We have introduced a fabrication method for electrical impedance spectroscopy (EIS)-on-a-needle (EoN: EIS-on-a-needle) to locate target tissues in the ...

Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats

Kronisk Transkraniell elektrisk stimulering og Intracortical opptak i rotter

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a ...

Ethanol-Induced Cervical Sympathetic Ganglion Block Applications for Promoting Canine Inferior Alveolar Nerve Regeneration Using an Artificial Nerve

Etanol-indusert Cervical sympatisk Ganglion blokk programmer for å fremme hjørnetann mindreverdige Alveolar nerveskader fornyelse ved hjelp av en kunstig Nerve

Polyglycolic acid collagen (PGA-C) tubes are bio-absorbable nerve tubes filled with collagen of multi-chamber structure, which consist of thin collagen ...