Diseño y fabricación del sensor de presión intracraneal basado en MEMS para el estudio de neuronas

 Hacia el futuro de la rehabilitación.

La detección neuronal ha sido la columna vertebral de la investigación en neurociencia , las interfaces cerebro-máquina y las terapias clínicas de neuromodulación durante décadas. Hasta la fecha, la mayoría de los sistemas de estimulación neural se han basado en electrodos finos de película delgadacon malas propiedades eléctricas que causan daños extensos al tejido y degradan significativamente la estabilidad a largo plazo de los sistemas implantables. Entonces, en vista de un curso de acción más seguro y mejores resultados, se propone una matriz flexible de microelectrodos, que es capaz de detectar la estimulación neural desde la superficie de la neurona, sin penetrar en el tejido. Una matriz de electrodos múltiples (MEA) es una placa de cultivo celular microfabricada con microelectrodos integrados en la parte inferior de la placa. El tamaño del sensor se decide por el tamaño del chip y el paquete del sensor. El chip del sensor se basa en una oblea de silicio , que tiene un efecto piezo resistivo y el tamaño es de 100 × 200 μm 2. Es mucho más pequeño que los sensores de presión intracraneal de polímero reportados, como el cristal líquido.sensores de polímero Recientemente, los AMUMA con diferentes patrones de adhesivo celular se utilizan activamente para analizar los comportamientos bajo estudio de los sistemas neuronales in vitro. Los MEA también se integran con el sensor de presión y el sensor de temperatura . Por lo tanto, los AMUMA confirman la conexión sináptica de la estimulación neuronal in vitro, y un sensor resonante piezo resistivo pasivo que monitorea con precisión las presiones intracraneales basadas en el puente de Wheatstone. También muestra la condición de temperatura actual del plato de cultivo. Como el dispositivo se fabrica utilizando la tecnología MEMS con material biocompatible , se ha demostrado que no es irritante para las células, incluso si funciona para la medición a largo plazo. La sensibilidad del sensor es 0.84 × 10 −2 mV / kPa y el nivel mínimo de presión se adquiere en el rango de 112 Pa en promedio. A partir de los datos de MEA, temperatura y presión, se identifica el trastorno neurológico.

Vaccum Volúmen 163 mayo de 2019 , páginas 204-209. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0042207X18324217