PTIR

超小碳纤维电极记录部位优化及提高体内慢性记录产量

摘要 目的。碳纤维电极可以实现更好的长期脑植入，最大限度地减少硅基电极常见的组织反应。小直径的纤维可以实现高通道数的脑机接口，能够重现灵巧的动作。过去的碳纤维电极既表现出高保真度的单个单元记录，又表现出紧邻记录点的健康神经元群。然而，由于以前未知的原因，长期植入大脑的碳纤维阵列的记录产量通常徘徊在 30% 左右。在本文中，我们研究了旨在提高记录产量和寿命的制造工艺改进。方法。我们测试了一种使用 532nm 激光与传统剪刀方法相比的新切割方法，以创建电极记录点。我们通过阻抗测量和体内阵列记录产量验证了改进记录点的有效性。此外，我们还测试了可能更持久的 PEDOT:pTS 涂层替代品，包括 PtIr 和氧等离子蚀刻。通过加速浸泡测试和急性记录对新涂层进行了评估。主要结果。我们发现，激光产生了一致、可持续的 257 ± 13.8 µ m 2 电极，其 1 kHz 阻抗低（PEDOT:pTS 为 19 ± 4 k Ω），光纤间差异小。研究发现，PEDOT:pTS 涂层的激光切割光纤在急性（97% > 100 µ V pp，N = 34 根光纤）和慢性（84% > 100 µ V pp，第 7 天；71% > 100 µ V pp，第 63 天，N = 45 根光纤）设置下均具有高记录产量。激光切割记录部位是 PtIr 涂层和氧等离子蚀刻的良好平台，在加速浸泡测试中与 PEDOT:pTS 相比，它减缓了 1 kHz 阻抗的增加。意义。我们发现激光切割的碳纤维具有高记录产量，可以在体内维持两个多月，并且替代涂层在加速老化测试中的表现优于 PEDOT:pTS。这项工作提供了证据，支持碳纤维阵列作为高密度、临床可行的脑机接口的可行方法。