专栏名称: 生物材料前沿
生物材料文献前沿聚焦分享生物材料,纳米医学的全球研究前沿动态,为医学,材料学,化学,生命科学的大交叉,大合作助力!投稿,交流,合作请联系邮箱chemistryhzy1995@163.com
今天看啥  ›  专栏  ›  生物材料前沿

Adv. Mater. | 达特茅斯学院方辉课题组:细胞分辨率的高密度弹性神经电子纳米网格

生物材料前沿  · 公众号  · 科技创业 科技自媒体  · 2024-07-27 09:18
    

主要观点总结

达特茅斯学院方辉课题组提出了一种新型多功能弹性纳米网格(Nanomesh)器件,解决了传统硅胶基弹性神经电子学的两大限制。该团队成功实现了细胞级分辨率和高密度弹性的微电极阵列制备,为神经接口技术奠定了坚实基础。研究内容包括纳米网格的设计、制备、性能验证及应用,展现了其在神经科学、神经疾病治疗及可穿戴电子领域的重要性。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

柔性神经电子学在神经科学等领域具有重要意义,传统硅胶基弹性神经电子学存在设备柔韧性限制及制备工艺难以实现高密度、高分辨率的微电极阵列的问题。

关键观点2: 研究方法

课题组提出了一种基于多功能纳米网格的弹性神经电子学方法,通过在聚二甲基硅氧烷(PDMS)硅基上创建具有细胞分辨率的微电极,克服了传统硅胶基弹性神经电子学的限制,实现了高柔韧性、高导电性和高电化学活性的弹性微电极制备。

关键观点3: 多功能纳米网格结构

这种纳米网格结构由聚对二甲苯(Parylene-C)、金(Au)和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)三层材料组成,具有出色的机械缓冲、电传导和低阻抗电化学界面特性。

关键观点4: 高性能微电极阵列

团队成功制备出多达256个纳米网格弹性微电极的高密度阵列,具有创纪录的吞吐量和密度,与商用硅基密歇根阵列相当,同时保持了细胞级电极部位面积和低阻抗。

关键观点5: 严格的测试验证

研究团队通过循环拉伸测试、加速浸泡测试等严格测试,验证了纳米网格弹性电极的优异性能,包括高柔韧性、可靠性和与PDMS基板的高度兼容性。

关键观点6: 实验结果

研究团队成功进行了小鼠背根神经节L4(DRG)大曲率的硬膜外表面单神经元动作电位记录的实验,并发现纳米网格具有更好的界面自适应性。此外,通过不同尺寸电极的实验,确定了最佳电极直径,并揭示了LFP功率与尖峰放电的关系。

关键观点7: 研究意义

该研究为解决神经接口应用的基础问题提供了新思路,有望推动神经科学研究和神经接口技术的重大进展,为开发下一代假肢和闭环神经刺激器开辟新途径。


文章预览

美国达特茅斯学院方辉课题组开创性地提出一种新型多功能弹性纳米网格(Nanomesh)的器件,解决了传统硅胶基弹性神经电子学存在的两大限制:一是刚性金属成分限制了设备的柔韧性,无法紧密贴合生物组织;二是传统制备工艺难以实现高密度、高分辨率的微电极阵列。             该团队成功实现了细胞级分辨率和高密度弹性的微电极阵列制备,为开发下一代神经接口技术奠定了坚实基础。这一研究成果已于2024年7月16日发表在顶尖国际学术期刊《Advanced Materials》上,在纳米材料和神经科学领域引发关注。 (DOI: 10.1002/adma.202403141)    研究背景 柔性神经电子学在神经科学、神经疾病治疗以及可穿戴电子领域具有重要意义,神经活动的实时监测和精确控制是解决这一难题的关键所在。然而,传统硅胶基弹性神经电子学存在两大限制:一是刚性金 ………………………………

原文地址:访问原文地址
快照地址: 访问文章快照
总结与预览地址:访问总结与预览