Neural elektrotlara Giriş
Neural elektrotlar elektronik sistemler ve sinir sistemi arasındaki kritik arayüz olarak hizmet eder, yumuşak, dinamik sinirsel doku ile ilgili mekanik yanlışlıkların kaydı ve uyarılarını sağlar.Bu sertleştirici formasyonlar ve zaman içinde sinyal bozulması, uzun süreli işlevsellikten kısıtlanır. Esnek ve genişletilebilir elektronik malzemeler gibi, güvenilir elektrik performansı sağlar, ancak yumuşak, dinamik sinirsel dokular için sorunsuz bir şekilde rezasyon sağlar.
Geliştirilmiş sinir arabirimleri arayışı, Parkinson hastalığı, epilepsi, kronik ağrı ve pariz gibi nörolojik bozukluklara yönelik olarak, mikro devrelerin yüksek çözünürlüklü taleplerle yönlendirilir ve elektrotoksitlik vaatlerinin sadece biyokompatlanabilirliğini iyileştirmek için değil, aynı zamanda, hayvanlar veya insanlar için de uzun süreli izleme gibi, klinik kayıtların dağerlendirilmesi gibi yeni türlerine olanak sağlar.
Geliştirmede Anahtar Malzemeler
Davranışlı Polimerler
Son derece polimerler, özellikle poli(3,4- vivo yapıştırıcısı) (PEDOT), PEDOT:PSS, yumuşak optik doku ile birlikte yüksek elektriksel iletkenliği sağlayan mekanik özellikleri ile birlikte yüksek performanslı elektrotlar veya politoksit sütü ile yüksek çözünürlükte bulunan politoksitler için eklenmiş veya yüksek çözünürlükte bulunan optik elektrotoksitlar ile birlikte yüksek elektriksel olarak yüksekleştirici yüzeysel olmayan yüzeylere eklenmiştir.
Graphene ve Diğer 2D Malzemeler
Düşük çözünürlükte, yüksek elektriksel iletkenliği (profeksiyon 10.6 S/cm) ile yüksek çözünürlükte (parçalı) veya politilojen (PMS) ile ilgili tüm optik devrelerin belirlenmesi için çok fazla ilgi çekicidir.
Sıvı Metaller
Kanonik elektrotlar, özellikle de elektriksel komplikeli metaller ile ilgili olarak, yüksek elektriksel iletkenliklerin (örneğin, elektrotların) temel olarak farklı bir yaklaşımını oluştururlar.
Kompozit Malzemeler ve Hibrit Yaklaşımlar
Optik şeffaflığı birleştiren malzemeler, PDMS, Ecoflex veya poliurethane gibi sonlu taşıyıcılar ile birlikte mikro-gerçekten farklı olarak, nano-düşüklü cihazların boyutlarını azaltıp, nano-partiküller ile birlikte, yüksek çözünürlükte bulunan mikro-parçalı elektrotlar içeren bir optik diskler oluşturabilir.
Geleneksel elektrotlar Üzerindeki Roman Malzemelerin Avantajları
Sertleştirici ve genişletilebilir malzemelerden gelen değişim, sinirsel bir doku için dönüştürücü faydalar getiriyor. En acil avantajı 0,5D:0) Bu fark, sinirsel hasara yol açan, sinirsel olarak enkapsülasyona yol açan, haftalar içinde sinyal kaybına yol açan, sinirsel dokuya uyum sağlayan beş derecenin yanlış bir araya gelmesidir.
İkinci bir anahtar avantajı ise şöyledir:0)Zenginlik ve nöronlar arasındaki mesafeyi azaltarak, böylece sıkıştırılabilir elektrotlar ve uzaysal çözünürlükte sıkıştırılabilir elektrotlar, o zaman korelasyon ve uzaysal olmayan bir ağla uyumlu olan üç boyutlu yüzeylere bile bağlanabilir.
[FONT:0) Uzun vadeli stabiliteyi geliştirdim[[Dönetici: 1) Diğer bir kritik faydadır.Küresel elektrotlar elektrotlar, yalıtım çatlakları ve bağlantı yorgunlukları, esnek elektrotlar tekrarlanan mekanik bisikletler için daha dirençlidir. keskin kenarlar ve sert özellikler yokluğu implantasyon ve sonraki hareket sırasında doku lacerasyon olasılığını azaltır. Birkaç çalışma, bir yıl boyunca esnek elektrot dizilerinden kaynaklanan stabil sinir kayıtlarının bir şekilde performans göstermesine engellenir.
Son olarak, UltraFLT:0)multimodal işlevselliği[Dönetici: 0,3) Bu malzemeler tarafından etkinleştirilebilir. Davranışlı polimerler ve grafikleren, basit elektrik kayıtlarının ötesine geçen çok fonksiyonel sinir arabirimleri oluşturabilir. Bu, sıvı metalleri kablosuz veya aküsüz sistemler için kullanılabilir, tethering kuvvetlerine bağlanabilir ve gerçek zamanlı olarak sinirsel aktiviteyi izleyebilir.
Geliştirme ve Çeviride Meydanlar
Dikkat çekici ilerlemeye rağmen, çok sayıda önemli zorluk, esnek ve genişletilebilir sinir elektrotları yaygın klinik kullanım elde edebilir.ETHC:0) Erişilebilirlik ve güvenilirlik), sıvı metaller, kontrasepsiyonel yükleme süresinden daha hassastır.Incapsulation, enzymatik saldırı ve hidrolysis.Instructionsive polimerler, özellikle de kimyasal maddelerden korunmaya yardımcı olabilir, ancak sıvı metaller toksik olmayan kimyasal maddeler için zorlaşarak toksik olmayan kimyasal maddeler oluşturabilir.
[FONT:0]Scalability and reproducability[DÜDÜDÜDÜDÜSTRİYE) aynı derecede önemlidir. Laboratuvar prototip cihazları genellikle birçok kanalla manuel kurula veya özel süreçlere güvenilir. Sert okuma elektronik ve kablolara sahip yumuşak malzemeler entegrasyonu, yumuşak ve sert parçalar arasında arayüze konsantre olarak da uygulanır.
[FONT:0]Sağlık koşulları altında kullanılabilirlik[Dönetici:0] Malzemelerin ve işletim koşullarının seçiminin devam eden araştırma için kritik bir alan olması gerekir. Elektromanyetik reaksiyonlar, reaktif oksijen türlerini, yerel pH değişiklikleri veya elektrot ve çevreleyen dokuyu tehlikeye atarak dengelemeyi gerektirir.
[FONT:0]Biocompatability ve bağışıklık yanıtı[Dönetici:0) Her yeni materyal sistemi için titiz bir şekilde değerlendirilmelidir.Psik malzemeler genellikle mekanik travmayı azaltırken, nanomalzemelerin kimyasal toksisitesini azaltır ve yüzey özellikleri hala olumsuz tepkilere neden olabilir. örneğin, bazı hücre tiplerinde Graphene ve karbon nanotüpler için gerekli olacaktır.
[FONT:0)Packating ve Interconnect[[Dönetici:0))Geçmiş ve bağlantılı bir bağlantıya sahip olmak, ancak esnek sinirsel elektrot tasarımının en zorlu yönüdür. Cihazın onlarca ila yüzlerce kayıt siteye dahil edilmesi gerekir, her biri, tümleşik devreler aracılığıyla bir dış veri toplama sistemi. Geleneksel bağlar ve satılan, düşük güçle uyumlu, yüksek çözünürlükte bir araştırma alanı gibi yeni yaklaşımlara uygun olarak, daha iyi bir araştırma alanı olarak, lazer-welded mikro bağlantı siteleri, veya kablosuz veri aktarımına sahip.
Future Yol Tarifi
Kendini -Healing ve Adaptive Materials
En heyecan verici sınırlardan biri, ağırlaştırılmış, biyolojik dokudaki kendini tamamen tamir edebilir veya elektrik bozulmalarından zarar verebilir. Dinamik hidrojen-bonding ağları, metal-li bir bağ ağı ile, çok sayıda kesme döngüsünden sonra iletkenliği geri alabilir.En son görüntülerde kendini düzeltme yeteneğinin azaltılması ve PEDOT'a dayalı fizyolojik optik yüzeylere ihtiyaç vardır.
Biohy ve Yaşayan Elektronlar
Başka bir paradigma değişikliği, hücre sinyalinin elektronik olarak okunmasına yönelik olarak karmaşık devreler veya dokular içeren diğer bir paradigma değişikliği içerir. Örneğin, sinir bozucu bir darbeyi teşvik eden ve sinir bozucu bir şekilde kontrol eden, biyohybridal hücrelerine ve dokulara olan potansiyel olarak, tamamen sentetik malzemelerle özdeşleşmeye olanak sağlayan elektrotlarla birlikte iletişim kurmalarını sağlar.
Kablosuz ve Battery-Free Systems
Kablosuz, aküsüz sinir arabirimleri ile ilgili eğilim, kanal içi iletişim veya radyo-fret enerjileri ile ilgili olarak doğrudan entegre edilebilir.Bu sistemler, kablosuz güç transferleri ve pilatesleri ile tamamen uygulanabilir enerji depolama elementlerini azaltılabilir.
Yüksek-Density ve Yüksek Çözünürlük Dizileri
Üretim tekniklerindeki ilerlemeler, kanal sayıları ile en az sayıda kayıt alanına doğru gidiyor ve daha fazla ölçeklendirme için tasarlanmıştır. Esnek substratlar için, bu ince film transistörleri kullanarak ince film transistörleri kullanarak aktif matris tasarımları geliştirmeyi gerektirir. Yüksek çözünürlükte, çoklu devrelerin tek hücre seviyesindeki haritasını hizalamak için yöntemler, sonraki teknolojideki beyin-makullu arayüzler için gerekli olan temel nörobilimleri ve diğer tümleşik yöntemler kullanılarak gerçekleştirilecektir.
Klinik Tercüme ve Düzenleme
Araştırma laboratuvarından klinik uygulama için taşınmak karmaşık bir düzenleyici manzarayı geliştirmek gerektirir. ABD Gıda ve İlaç Yönetimi ve diğer ülkelerdeki benzer kurumlar, sinir elektrotları Sınıf III tıbbi cihazlar olarak sınıflandırır, güvenlik ve etkinlik için titiz testlere tabi. Preclinical çalışmalar, hem akademik gruplardan hem de ticari varlıklardan gelen önemli yatırımları teşvik etmelidir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Esnek ve genişletilebilir sinir elektrotları için yeni malzemeler geliştirilmesi, sinirsel interlokasyon alanında bir paradigma değişikliği temsil eder ve daha önce imkansız olan multimodal işlevleri sağlar, sıvı metaller ve kompozit sistemler her biri, katı elektrotlarla uzun süredir devam eden çeşitli avantajları sunar.Bu malzemeler, biyoyönemli stabiliteyi azaltır ve daha önce imkansız olan multimodal çözümleri sağlar.
Daha derin teknik ayrıntılarla ilgilenen okuyucular için, birkaç mükemmel incelemeler, biyomedikal uygulamalar için kapsamlı bir kapsama sağlar. Anahtar kelimelerden bazılarına referanslar verilir.[Dördüncü)[Dördüncü sınıfları ve/veyaleri)[Döneticileri)[Dörtüncü sınıfları hakkında ayrıntılı bilgi için.[Dörtüncü sınıfları)[Döneticileri)[Döneticileri)[Döneticileri:)[Dörtücüler için inceler.