Implanterbar elektrodebelægning god som guld

Et team af forskere fra Lawrence Livermore og UC Davis har fundet ud af, at dækning af en implanterbar neurale elektrode med nanoporøst guld kan eliminere risikoen for, at der dannes arvæv over elektrodeoverfladen.

Teamet demonstrerede, at nanostrukturen af ​​nanoporøst guld opnår tæt fysisk kobling af neuroner ved at opretholde et højt neuron-til-astrocytoverfladedækningsforhold. Tæt fysisk kobling mellem neuroner og elektroden spiller en afgørende rolle i registrering af troværdighed for neural elektrisk aktivitet. Resultaterne findes på forsiden af ​​tidsskriftet Anvendte materialer og grænseflader .

Neurale grænseflader (f.eks. implanterbare elektroder eller multiple-elektrode-arrays) er dukket op som transformative værktøjer til at overvåge og ændre neural elektrofysiologi, både til grundlæggende undersøgelser af nervesystemet, og til at diagnosticere og behandle neurologiske lidelser. Disse grænseflader kræver lav elektrisk impedans for at reducere baggrundsstøj og lukke elektrode-neuron-kobling for forbedret optagelsestrohed.

Design af neurale grænseflader, der opretholder tæt fysisk kobling af neuroner til en elektrodeoverflade, er fortsat en stor udfordring for både implanterbare og in vitro neurale optagelseselektroder. En vigtig hindring for at opretholde robust neuron-elektrodekobling er indkapslingen af ​​elektroden med arvæv.

Typisk, lavimpedans nanostrukturerede elektrodebelægninger er afhængige af kemiske tegn fra lægemidler eller overfladeimmobiliserede peptider for at undertrykke dannelse af glial arvæv over elektrodeoverfladen, hvilket er en hindring for pålidelig neuron -elektrodekobling.

Imidlertid, holdet fandt ud af, at nanoporøst guld, fremstillet ved en legeringskorrosionsproces, er en lovende kandidat til at reducere dannelse af arvæv på elektrodeoverfladen udelukkende gennem topografi ved at drage fordel af dens afstemmelige længdeskala.

"Vores resultater viser, at nanoporøs guldtopografi, ikke overfladekemi, reducerer astrocytoverfladedækning, "sagde Monika Biener, en af ​​LLNL -forfatterne til papiret.

Nanoporøst guld har tiltrukket betydelig interesse for dets anvendelse i elektrokemiske sensorer, katalytiske platforme, grundlæggende struktur -ejendomsstudier på nanoskala og afstemmelig lægemiddelfrigivelse. Det har også et højt effektivt overfladeareal, indstillelig porestørrelse, veldefineret konjugeret kemi, høj elektrisk ledningsevne og kompatibilitet med traditionelle fremstillingsteknikker.

"Vi fandt ud af, at nanoporøst guld reducerer ardækning, men også opretholder høj neuronal dækning i en in vitro neuron-glia co-kultur-model, "sagde Juergen Biener, den anden LLNL -forfatter til papiret. "Mere generelt, undersøgelsen viser en ny overflade til understøttelse af neuronale kulturer uden brug af dyrkningsmedietilskud for at reducere arvækst. "