Uzun süreli İmplantasyon için Bio uyumlu Neural Interfaces geliştirilmesi

Biocompatible Neural Interfaces'lere Giriş

Bu arayüzler, hem sinir aktivite hem de belirli beyin bölgelerinin kaydına izin veren, sinirsel arayüzlerin, daha uzun süreli beyin reaksiyonlarının ve sinir sistemlerinin kontrol edilmesine izin veren biyo-protezlerden oluşan bu arayüzler, genetik olarak daha fazla zaman kaybetmeye olanak sağlar.Bu alandaki hataların, genetik olarak kontrol edilmesine izin veren, sinirsel olmayan zamanlardaki değişiklikleri ve sinirsel arayüzlerin kontrol edilmesine izin veren, sinirsel olmayan fiziksel sonuçları gözden geçirmelerine izin verir.

Neural Interfaces'leri Anlamak

Sinir arayüzleri sinir sistemi ve dış elektronikler arasındaki doğrudan iletişim yolu yaratan sofistike cihazlardır. Gerçek zamanlı olarak sinir uyarılarını elde etmek ve kontrol uygulamaları için sinir sinyalleri yakalamak, ve arayüzleri teşvik etmek, elektrik veya kimyasal stimulileri biyolojik modülel aktivite ile elektronik akımlar arasındaki geçişler arasındaki geçişler, her iki fonksiyonu da, sinir uyarım faktörlerindeki sinir uyarıları ve elektrotikasyonları doğru zamanda belirlemek için kritik öneme sahiptir.

Çeşitli sinir arabirimleri şu anda kullanımda veya geliştirme aşamasındadır.ETHFLT:0)Mikroz serisi[Döneticileri) ile ilgili olarak, sert silikon substratları ile yerleştirilen ve yüksek sinyal kayıt siteleri sunmak üzere tasarlanmıştır.

Biocompatability için Malzemeler

Silikon ve Polyimide

Silikon, iyi kurulmuş üretim süreçleri ve mikroelektme makinesi sistemleri (MEMS) teknolojisi ile esnek polimerlere yol açan, silikon sert ve sert bir şekilde stabilite, kimyasal direnç ve mekanik esneklik sağlar, standart fotolitografi süreçleri ile devam eder.Bu esnek polimerler, poliimide, paryle ve SU-8 fotoist. Polyimide, mükemmel termal stabilite, kimyasal direnç sağlar.

Davranışlı Polimerler

Elektronörtülatif yüzeyler için, geleneksel metal elektrotoksitlerin aksine, yüksek iletkenlik nedeniyle, elektrotoksit yüzeyler için etkili yüzey alanını artırmak, bu kaplamaları azaltmak ve sinyal kalitesini artırmak için elektrotoksit yüzeyler için umut verici malzemeler olarak ortaya çıkmıştır. PEDOT, elektronik ve iyonik iletkenlik sağlar.

Hidrojekler

Hidrojektifler, genellikle cihazlarına bağlı olarak, nanofüzüklerin ve nanotüplerin aşırı derecede uyumlu hale getirilmesini sağlayan üç boyutlu çapraz bağlantılı polimer ağlarıdır.Synpler, nanotüplülerin bu tür kimyasal maddelere dayanan ve betonarmetik yüzeylere daha fazla uyum sağlar.

Bioceramics

Mükemmel elektrokimyasal stabilite ve yüksek şarj enjeksiyon kapasitesi nedeniyle uzun süre boyunca mikropiyonel dokuya neden olan uyarı elektrokimyasal hasarlar ve korozyon direnci sunar.Bu malzemeler özellikle de uyarı elektrokimyasal reaksiyonlar nedeniyle yüksek çözünürlükte ve korozyona neden olan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte ve korozyona neden olan yüksek çözünürlükte olan yüzeylerde daha yüksek oranda azaltılabilir.

Uzun vadeli Stability için Stratejiler

Yüzey Modificationification

Yüzeysel modifikasyon, biyokütlelerin biyofaksiyonu ve uzun vadeli stabilitesini geliştirmek için kritik bir stratejidir. implante edilen cihaz ve host doku arasındaki ilk etkileşim yüzeyde meydana gelir, protein adsorpiyon, hücre adhesion ve enflamatuar cevaplar başlatılır.Demokratlı optik diskler veya optik diskler gibi yüzeysel değişiklikleri azaltır ve diğer anti-VEGF'leri kullanarak yüzeysel olarak kullanır.

Esnek Elektronik Elektronik

Sert elektronik cihazlar ve yumuşak sinir dokusu arasındaki mekanik yanlış eşleştirme, doğal doku hareketlerinin birincil nedenidir ve mikrobiyografiler kullanılarak optik bağlantılarını kullanarak, yüksek çözünürlükte bulunan nano-düşük devreleri kullanarak, yüksek çözünürlükte bulunan elektrotlar kullanarak, yüksek çözünürlükte bulunan elektrotiğe uygun olarak, yüksek çözünürlükte bulunan nano-düşüküme uygun olarak, yüksek çözünürlükte bulunan elektrotlar kullanılarak yapılan bu türdeki nano-parçaklı yüzeylere yardımcı olabilir.

Kablosuz Güç ve Data Transmission

Geleneksel sinir arabirimleri, kronik implantların güvenliğini ve kullanılabilirliğini önemli ölçüde geliştirirken, manyetik alanların içindeki gücü dengelemesi için manyetik alanlar (Dönetici) ile daha düşük ısıtılması gerekir.

Encapsulation

Encapsiyon, kısa devreler veya elektrokimyasal bozulmalara neden olan mikropartikülleri korumak için gereklidir.[Dönemli)Dörtücük, yüksek çözünürlükte bulunan ve mekanik olarak sağlam bir şekilde, kimyasal buharlı kaplama yetenekleri ile ilgili olarak kullanılan bir çok fonksiyonel özelliktir.

Son gelişmeler

Ultra-flexible elektro Dizileri

ultra esnek elektrot dizilerinin gelişimi, sinirsel arayüz teknolojisindeki büyük bir atılımı temsil eder.Bu cihazlar, nöronların 1 mikronize edilmesine izin veren 100 nanometrenin üzerinde substrat kalınlığını kullanır, bu da ev sahibi doku ile sorunsuz bir şekilde entegrasyon sağlar. Araştırma, ağ geçidi elektroniklerinin, küçük boyutlu optik devrelerin üzerinden geçiş yapabilmelerini sağlar.

Biyoresorbable Malzemeler

Biyoresorlu optik sinir arabirimleri, teslimat sırasında tamamen bozulan veya hedeflenmiş ilaçlar için tasarlanmıştır.Dörtül edilebilir metaller[Dönetici) için gerekli olan gereksinimi ortadan kaldırır ve uzun süreli yabancı vücut yükünü azaltır.Bu cihazlar özellikle de geçici izler ve elektrotlar için caziptir, örneğin, örneğin poliklinatif diskler (Dönetici) ile birlikte, optik diskojektif ölçümler ve elektrolitler için denetlenebilir.

Entegre Sensörler ve Kapalı-loop Sistemleri

Modern sinir arabirimleri, multimodal izleme ve kapalı-loop kontrolü için giderek entegre sensörlerin birleştirilmesidir.In-çip sensörleri, sinirsel aktivitenin hassas farmakolojik modülasyonlarının belirlenmesine izin verir.[Dönetici uyarıları ile birlikte).[Dörtgensel olmayan sistemlerde) ve kontrol edilen optik devrelerin iki hücreli zaman boyunca sabit devrelerin sabitlenmesini sağlar.

Future Yol Tarifi

Device Lifespan

Önemli ilerlemeye rağmen, nöral arayüzlerin ömrü birçok uygulama için kritik bir sınırlamadır.Mevcut cihazlar genellikle beş yıl boyunca işlevsel performansları korur ve bu sinyal kalitesi yüksek çözünürlükte polimerler nedeniyle ) Bu onarımlar veya daha işlevsel hale getirebilir.

Tam Özerk Kapalı-loop Sistemleri

Sinir arayüzü teknolojisi için nihai hedef, sinir durumlarını ve tedavi edici etkinliğini değiştirmek için adapte olan algoritmaların geliştirilmesidir. [Döneticileri, optik uyarıları kullanarak, sayısal verileri kullanarak, veya biyokimyasal süreçleri en az bir araya getirerek, mikropişmanlık işlemlerinin gerekliliğini yerine getirebilmeleri için, genetik olarak optimize etmek için gerekli olan genetik analizleri kullanarak, genetik olarak doğrulayıcı sistemlerden oluşan genetik olarak doğrulayıcılar tarafından kontrol edilebilir.

Klinik Tercüme ve Düzenleme

Biyo-faşlı sinir arabirimlerinin klinik uygulamalara çevrilmesi, önemli düzenleyici ve üretim sorunlarıyla karşı karşıyadır. ABD Gıda ve İlaç Yönetimi (FDA) ve Avrupa Tıp Ajansı (EMA), insan denemeleri için uygun olan güvenlik ve etkinliği göstermek için kapsamlı önbellek testlere rağmen, onları genellikle yeni düzenleyici kategorilerde yapılandırın ve uygulama değerlendirme çerçevelerini gerektiren klinik uygulamalar için gerekli olan uygulama koşulları ve uygulama koşulları için gerekli olan uygulama koşulları ve uygulama için gerekli olan uygulama koşulları.

Etik düşünceler ve Societal Etkisi

Sinir arayüzü teknolojisi ilerledikçe, zihinsel mahremiyet ve tutarlılık ile ilgili önemli etik sorular ortaya koyar.(Döneticileri kayıt ve kodlayabilir) Bu tür sinirsel arayüzlerin, duygular ve niyetlerin, zihinsel mahremiyet ve coercive uygulamaları hakkında endişeler yetiştirmek. [Döneticiler, güvenlik ve şifrelemeler) Bu tür sinirsel erişimlerin tasarımlarına ve manipülasyonu gerektiren, zihinsel gelişimleri önlemek için önemli bir şekilde gerekli olan diğer sinirsel erişim veya manipülasyonu sağlamak.

Gelişen malzemeler ve teknolojileri

Birkaç gelişmekte olan malzeme ve teknoloji, bir sonraki biyoakonomik arayüzler için söz veriyor.)Dörtsel olmayan optik diskler için farklı olarak, optik görüntüleme teknikleri ile birleştirilebilecek birçok sinirsel elektrotiğe sahip olabilir.[Döneticileri ve elektrotoksitleri)

Biyoatik olmayan sinir arabirimlerinin uzun süreli implantasyon için gelişimi, modern nöroteknolojideki en heyecan verici ve zorlu sınırlardan birini temsil eder. Gelişmiş malzemeler, yenilikçi cihaz tasarımı ve sinir biyolojisinin derin anlayışı, araştırmacıların kayıt ve sinir bozucu aktiviteyi olumsuz ve istikrarla teşvik etmesi, bu teknolojiler, sinirsel bozuklukların tedavisini dönüştürmek için potansiyele sahiptir ve en sonunda beyinlerin kendi kendini geliştirmelerini sağlar.