Bu eser "Biyomedikal entegre teknoloji araştırma" projenin özü tarafından 2017 yılında sağlanan hibe yoluyla tarafından desteklenmiştir.

1. Elektrikli yalıtım Hipodermik İğne
Not: Saydam ısı küçültme tüp (HST) 720 µm çapı ve uzunluğu 32 mm bir şırınga iğnesi elektrik yalıtımı için istihdam edilmektedir. HST polietilen tereftalat (PET), çoğu asitler iyi kimyasal direnç gösterir ve üsleri, mükemmel mekanik dayanıklılık ve Biyouyumluluk yapılır. İlk iç çap ve HST et kalınlığı 840 µm ve 25 µm, sırasıyla vardır. HST çapı ile daha yüksek sıcaklıklarda daha büyük azaltma fazla % 50 100 ° c sıcaklıkta düşülmesi eğilimi kadar 190 ° C. Evde beslenen hayvan HST kalıcı olarak sabit ve sert ne zaman tedavi olma özelliğine sahip bir sıcakta sertleşen malzeme olduğunu unutmayın. Şırınga iğnesi ve küçültme tüp boyutu araştırma amaç ve uygulamaları bağlı olarak ayarlanabilir. Genel imalat işleminin grafik olarak şekil 1' de özetlenmiştir.
<ol><li>HST uzunluğunda ve 3 cm. ayarlama için tüp bağlı olarak Hipodermik İğne penetrasyon derinliği uzunluğunun kısaltın.</li>
	<li>Hipodermik İğne oyulmuş HST yerleştirin.</li>
	<li>Dehidratasyon temizlik işleminde (Adım 1.6) 105 ° C'de işlenirken istenmeyen ek kasılması önlemek için ayarla 150 ° C ısıda ısı silah kullanarak tüp küçültmek.</li>
	<li>Hipodermik İğne hub ayırın.</li>
	<li>Hipodermik İğne deiyonize (DI) su banyosu (20 ° C) HST izole edilmiş 30 kHz ve 350 W güç ultrasonik ajitasyon ile temizleyin.</li>
	<li>105 ° c 10 min için bir ocağın üzerinde HST izole edilmiş Hipodermik İğne kurutmak.</li>
</ol>2. Au ifade SAÇTIRMA kullanarak
Not: bir e-beam buharlaşma süreci alternatif bir yöntem olmasına rağmen bu çalışmada, kullanılabilir olan sputtering işlemi bir Au katmanı elektrotlar için yatırmak için kullanılır. Nadiren sputtering sürecinde indüklenen sıcaklık artışı HST ek büzülme neden olur doğrulanmıştır. Ancak, daha--dan birkaç dakika devam ediyor bir işlemi ilk büzülme sıcaklığı yukarıda HST ısı. Bu imalat kenar boşluğu ucundan bir artış kaynaklanan ek büzülme HST, neden olabilir.
<ol><li>HST Cr/Au ifade için çift taraflı bant kullanarak bir cam slayt üzerinde yan yana izole edilmiş temizlenmiş Hipodermik iğneler düzenleyin.</li>
	<li>
Sputtering cihazlar kullanılıyor, Cr/Otomatik Güncelleştirmeler tarafından HST yalıtımlı temizlenmiş Hipodermik iğneler üzerinde mevduat. Not: Bu durumda, Cr ve Au kalınlıkları 10 yaşına. nm ve 100 nm, sırasıyla (Cr HST ve Au katman arasındaki yapışma katman için kullanıldı).<ol>
<li>Üretim maliyet ve üretim süresini azaltmak için mümkün olduğunca çok sayıda iğne düzenleyin. Mevduat 10 için aşağıdaki koşulları sputtering nm Cr ve 100 nm Au.</li>
		<li>CR SAÇTIRMA için Cr hedef çapı: 4 inch, RF gücü: 300 W, argon basınç: 5 mTorr ve açık zaman çekim: 20 s (10 nm).</li>
		<li>Au SAÇTIRMA için Au hedef çap kullanın: 4 inç, DC elektrik gücü: 300 W, argon basınç: 10 mTorr ve açık zaman çekim: 80 s (100 nm).</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. sprey kaplama
Not: Bir düşük-viskozite (14 cp) fotorezist sprey kaplama işlemi sprey verimliliği artırmak için kullanılır. Sadece iğne ısıtıldığında fotorezist kolayca Au tekledi iğne kaplı.
<ol><li>Au tekledi Hipodermik iğneler birini çift taraflı bant kullanarak bir cam slayt üzerinde düzeltmek.</li>
	<li>Yer 100 ° C'de ısıtılmış sprey coater bir ayna üzerinde slayt bardak İğne yeteri kadar ısıtılır kadar 2-3 dakika bekleyin.</li>
	<li>İğneyi 100 ° C'de Isıtma sırasında Au tekledi iğne fotorezist sprey Aşağıdaki koşullar kullanarak sprey-kaplama işlemi gerçekleştirin. Set meme çapı: 400 µm, hız hareket bașlık: 70 mm/s, sprey basınç: 500 kPa ve chuck ve meme arası mesafe: 13.5 cm.</li>
	<li>Sprey kaplama bittikten sonra cam kaymak için yumuşak bir pişirme işlemi gerçekleştirmek 3 dk 100 ° C'de chuck çıkarma.</li>
	<li>Fotorezist Au tekledi iğne düzgün kaplı olup olmadığını belirlemek için 100 X büyütme için ayarla bir mikroskop kullanarak sonuç inceleyin.</li>
</ol>4. UV Işınlarına maruz kalma ve geliştirme
Not: genel olarak, önce UV Işınlarına maruz kalma, bükülgen ince tabaka photomask photomask ve UV ışığına maruz örnek arasındaki hava boşluğu kaldırmak için düz saydam bir tabak iliştirilir. Ancak, bu çalışmada, photomask düz şeffaf plaka doğrudan metal Hipodermik İğne eğri yüzey üzerinde biçimlenme gerçekleştirmek için kullanılır. Photomask can Knighthood şırınga iğnesi en iyi çözünürlük ile iletişim aligner mümkün biçimlenme ulaşmak için eğri bükülmüş. Bükme photomask ve şırınga iğnesi eğri yüzey arasındaki temas bölgesinin mümkün olduğu kadar büyük tutmak esnek photomask sağlar. Dikkate biçimlenme metal için süreç (değil bir kalkış süreç) aşındırma ıslak alarak, olumlu bir fotorezist kullanımı daha negatif fotorezist kullanımı daha avantajlıdır. Elektrot desen hariç tüm alanı böylece bir geniş kolayca elektrot desen iğne Merkezi ile hizalamak için görüş alanı sağlayan şeffaf olmasıdır.
<ol><li>
Kama hata en aza indirmek için tamamen sabit photomask tutma plaka kişiler kadar serbestçe hareketli bir örnek-holding plaka yavaşça kaldır. O zaman, pnömatik pompa kullanarak örnek-holding plaka düzeltmek.
	<ol>
<li>Muhtemelen hava boşluğu UV ışık saçılma oluşturduğu olabilir ve örnek ve photomask arasında eksik temas neden istenmeyen desenler önlemek için bu işlemi yerine getirir. Not: Ayrıca, bir film photomask sonraki hizalama adımda kurduğunda Hipodermik İğne temas yüzeyi yuvarlak bir şekil olsa bile fotorezist kaplı Hipodermik İğne hareket etmez ki kama hata indirilmesi olmasını sağlar.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Fotorezist kaplı Hipodermik İğne aligner örnek-holding tabağa yerleştirin.</li>
	<li>
Fotorezist kaplı Hipodermik İğne gösterilen resim film photomask hizalama deseni ile hizalayın. Not: Bu durumda, film photomask hizalama deseni olarak iki paralel çizgi kalınlığı HST ve kaplamalı fotorezist dikkate alınarak 800 µm olarak tasarlanmıştır.<ol>
<li>Gösterilen resim iki sınır çizgileri photomask (şekil 1e); iki paralel hizalama satır ile Hizala Böylece, fotorezist kaplı Hipodermik İğne 10 µm veya daha az bir hizalama hata ile iki paralel hizalama satır ortasına konumlandırılmış olabilir.</li>
		<li>Hizalama işlemi izlemek gerçek zamanlı görüntüleme İzleyicisi üzerinden şarj kuplajlı cihaz (CCD) kamera ve mikroskop bağlı.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Yavaş yavaş iğne photomask doğru kaldırarak sabit esnek photomask temas fotorezist kaplı Hipodermik İğne getir.</li>
	<li>UV Işınlarına maruz kalma 30 için yürütmek s (UV yoğunluk: 15 mJ/cm2) ve bu 3 min için gelişmekte olan işlem tarafından takip.</li>
	<li>Geliştirici DI su kullanarak örnek dışarı durulayın.</li>
	<li>Sonuç için 200 X büyütme fotorezist açıkça Au tekledi Hipodermik İğne desenli olup olmadığını belirlemek için ayarla mikroskop aracılığıyla kontrol edin. Maruz fotorezist mükemmel gelişmekte olan işleminden sonra kaldırılmazsa, gelişmekte olan 30 s aralıklarla tekrarlayın.</li>
</ol>5. Cr/Au gravür ıslak
Dikkat: deri/göz önlemek Cr ve Au ıslak etchants ile temas.
<ol><li>Cam slayt üzerinde sabit örnek (fotorezist desenli Hipodermik İğne) ayırmak için bir cımbız kullanın.</li>
	<li>Örnek 1 dk. için Au ıslak etchant içine sokmak.</li>
	<li>Au etchant DI su kullanarak örnek dışarı durulayın.</li>
	<li>Sonuç için 200 X büyütme ayarla mikroskop aracılığıyla kontrol edin. Altın olmak için hala kalır kaldırdıysanız, 10 s aralıklarla işlem aşındırma ıslak yineleyin. Aşırı uzun ıslak gravür süre interdigitated elektrot (IDE) ince yapar.</li>
	<li>Örnek 30 Cr etchant içine sokmak s.</li>
	<li>Cr etchant DI su kullanarak örnek dışarı durulayın.</li>
</ol>6. kaldırma kalan fotorezist ve pasivasyon
<ol><li>Örnek (metal desenli Hipodermik İğne) 1 dk. için aseton çözüm içine bırakın.</li>
	<li>Örnek DI su ile durulama ve 10 min için 105 ° c sıcak tabakta kurutmak.</li>
	<li>2-3 mm (20 mm, maksimum derinliği nüfuz için), elektrot uzun olması için elektrik pasivasyon bağlantı hatlarının küçültme tüp kesme HST küçülür sonra HST uzunluğu azalacaktır çünkü Şekil 2' de gösterildiği gibi.</li>
	<li>IDE sonundan itibaren mümkün olduğunca HST konumlandırma sonra sıkı iğne passivate için 150 ° C'de ısı silah kullanma HST sıcaklığı artırmak.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Knappe, M., Louw, M., Gregor, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasonography-guided+fine-needle+aspiration+for+the+assessment+of+cervical+metastases.">Ultrasonography-guided fine-needle aspiration for the assessment of cervical metastases.</a> Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 126 (9), 1091-1096 (2000).</li><li>Paladini, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sonography+in+obese+and+overweight+pregnant+women:+clinical,+medicolegal+and+technical+issues.">Sonography in obese and overweight pregnant women: clinical, medicolegal and technical issues.</a> Ultrasound Obstet Gynecol. 33 (6), 720-729 (2009).</li><li>Okuda, Y., Mishio, M., Kitajima, T., Asai, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cremasteric+reflex+test+as+an+objective+indicator+of+spinal+anaesthesia.">Cremasteric reflex test as an objective indicator of spinal anaesthesia.</a> Anaesthesia. 55 (6), 587-589 (2000).</li><li>Pryle, B., Carter, J., Cadoux-Hudson, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delayed+paraplegia+following+spinal+anaesthesia.">Delayed paraplegia following spinal anaesthesia.</a> Anaesthesia. 51 (3), 263-265 (1996).</li><li>SJ&#214;STR&#214;M, S., Bl&#228;ss, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Severe+pain+in+both+legs+after+spinal+anaesthesia+with+hyperbaric+5%+lignocaine+solution.">Severe pain in both legs after spinal anaesthesia with hyperbaric 5% lignocaine solution.</a> Anaesthesia. 49 (8), 700-702 (1994).</li><li>Yun, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+impedance+spectroscopy+with+interdigitated+electrodes+at+the+end+of+hypodermic+needle+for+depth+profiling+of+biotissues.">Electrochemical impedance spectroscopy with interdigitated electrodes at the end of hypodermic needle for depth profiling of biotissues.</a> Sens Actuator B-Chem. 237, 984-991 (2016).</li><li>Ye, W. W., Shi, J. Y., Chan, C. Y., Zhang, Y., Yang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+nanoporous+membrane+based+impedance+sensing+platform+for+DNA+sensing+with+gold+nanoparticle+amplification.">A nanoporous membrane based impedance sensing platform for DNA sensing with gold nanoparticle amplification.</a> Sens Actuator B-Chem. 193, 877-882 (2014).</li><li>Wang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+electrochemical+biosensor+based+on+dynamic+polymerase-extending+hybridization+for+E.+coli+O157:+H7+DNA+detection.">A novel electrochemical biosensor based on dynamic polymerase-extending hybridization for E. coli O157: H7 DNA detection.</a> Talanta. 78 (3), 647-652 (2009).</li><li>Tran, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+electrochemical+ELISA-like+immunosensor+for+miRNAs+detection+based+on+screen-printed+gold+electrodes+modified+with+reduced+graphene+oxide+and+carbon+nanotubes.">An electrochemical ELISA-like immunosensor for miRNAs detection based on screen-printed gold electrodes modified with reduced graphene oxide and carbon nanotubes.</a> Biosens Bioelectron. 62, 25-30 (2014).</li><li>Nguyen, B. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Membrane-based+electrochemical+nanobiosensor+for+the+detection+of+virus.">Membrane-based electrochemical nanobiosensor for the detection of virus.</a> Anal Chem. 81 (17), 7226-7234 (2009).</li><li>Tian, F., Lyu, J., Shi, J., Tan, F., Yang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+polymeric+microfluidic+device+integrated+with+nanoporous+alumina+membranes+for+simultaneous+detection+of+multiple+foodborne+pathogens.">A polymeric microfluidic device integrated with nanoporous alumina membranes for simultaneous detection of multiple foodborne pathogens.</a> Sens Actuator B-Chem. 225, 312-318 (2016).</li><li>Chan, K. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasensitive+detection+of+E.+coli+O157:+H7+with+biofunctional+magnetic+bead+concentration+via+nanoporous+membrane+based+electrochemical+immunosensor.">Ultrasensitive detection of E. coli O157: H7 with biofunctional magnetic bead concentration via nanoporous membrane based electrochemical immunosensor.</a> Biosens Bioelectron. 41, 532-537 (2013).</li><li>Giaever, I., Keese, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+morphological+biosensor+for+mammalian+cells.">A morphological biosensor for mammalian cells.</a> Nature. 366 (6455), 591 (1993).</li><li>Lu, Y. -. Y., Huang, J. -. J., Huang, Y. -. J., Cheng, K. -. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+growth+characterization+using+multi-electrode+bioimpedance+spectroscopy.">Cell growth characterization using multi-electrode bioimpedance spectroscopy.</a> Meas Sci Technol. 24 (3), 035701 (2013).</li><li>M&#252;ller, J., Thirion, C., Pfaffl, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electric+cell-substrate+impedance+sensing+(ECIS)+based+real-time+measurement+of+titer+dependent+cytotoxicity+induced+by+adenoviral+vectors+in+an+IPI-2I+cell+culture+model.">Electric cell-substrate impedance sensing (ECIS) based real-time measurement of titer dependent cytotoxicity induced by adenoviral vectors in an IPI-2I cell culture model.</a> Biosens Bioelectron. 26 (5), 2000-2005 (2011).</li><li>Nordberg, R. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+Cell-Substrate+Impedance+Spectroscopy+Can+Monitor+Age-Grouped+Human+Adipose+Stem+Cell+Variability+During+Osteogenic+Differentiation.">Electrical Cell-Substrate Impedance Spectroscopy Can Monitor Age-Grouped Human Adipose Stem Cell Variability During Osteogenic Differentiation.</a> Stem Cells Transl Med. , (2016).</li><li>Messina, W., Fitzgerald, M., Moore, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SEM+and+ECIS+Investigation+of+Cells+Cultured+on+Nanopillar+Modified+Interdigitated+Impedance+Electrodes+for+Analysis+of+Cell+Growth+and+Cytotoxicity+of+Potential+Anticancer+Drugs.">SEM and ECIS Investigation of Cells Cultured on Nanopillar Modified Interdigitated Impedance Electrodes for Analysis of Cell Growth and Cytotoxicity of Potential Anticancer Drugs.</a> Electroanalysis. 28 (9), 2188-2195 (2016).</li><li>Abdolahad, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-cell+resolution+diagnosis+of+cancer+cells+by+carbon+nanotube+electrical+spectroscopy.">Single-cell resolution diagnosis of cancer cells by carbon nanotube electrical spectroscopy.</a> Nanoscale. 5 (8), 3421-3427 (2013).</li><li>Lee, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+endoscope+with+integrated+transparent+bioelectronics+and+theranostic+nanoparticles+for+colon+cancer+treatment.">An endoscope with integrated transparent bioelectronics and theranostic nanoparticles for colon cancer treatment.</a> Nat Commun. 6, 10059 (2014).</li><li>Haemmerich, D., Schutt, D. J., Wright, A. S., Webster, J. G., Mahvi, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+conductivity+measurement+of+excised+human+metastatic+liver+tumours+before+and+after+thermal+ablation.">Electrical conductivity measurement of excised human metastatic liver tumours before and after thermal ablation.</a> Physiol Meas. 30 (5), 459 (2009).</li><li>Prakash, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ex+vivo+electrical+impedance+measurements+on+excised+hepatic+tissue+from+human+patients+with+metastatic+colorectal+cancer.">Ex vivo electrical impedance measurements on excised hepatic tissue from human patients with metastatic colorectal cancer.</a> Physiol Meas. 36 (2), 315 (2015).</li><li>Yun, J., Kim, H. W., Kim, H. -. I., Lee, J. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+impedance+spectroscopy+on+a+needle+for+safer+Veress+needle+insertion+during+laparoscopic+surgery.">Electrical impedance spectroscopy on a needle for safer Veress needle insertion during laparoscopic surgery.</a> Sens Actuator B-Chem. 250, 453-460 (2017).</li><li>Yun, J., Kim, H. W., Lee, J. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improvement+of+Depth+Profiling+into+Biotissues+Using+Micro+Electrical+Impedance+Spectroscopy+on+a+Needle+with+Selective+Passivation.">Improvement of Depth Profiling into Biotissues Using Micro Electrical Impedance Spectroscopy on a Needle with Selective Passivation.</a> Sensors. 16 (12), 2207 (2016).</li><li>Yun, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro+electrical+impedance+spectroscopy+on+a+needle+for+ex+vivo+discrimination+between+human+normal+and+cancer+renal+tissues.">Micro electrical impedance spectroscopy on a needle for ex vivo discrimination between human normal and cancer renal tissues.</a> Biomicrofluidics. 10 (3), 034109 (2016).</li><li>Kim, H. W., Yun, J., Lee, J. Z., Shin, D. G., Lee, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+Electrical+Impedance+Spectroscopy-on-a-Needle+as+a+Novel+Tool+to+Determine+Optimal+Surgical+Margin+in+Partial+Nephrectomy.">Evaluation of Electrical Impedance Spectroscopy-on-a-Needle as a Novel Tool to Determine Optimal Surgical Margin in Partial Nephrectomy.</a> Adv Healthc. , (2017).</li><li>Wu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conformal+Pad-Printing+Electrically+Conductive+Composites+onto+Thermoplastic+Hemispheres:+Toward+Sustainable+Fabrication+of+3-Cents+Volumetric+Electrically+Small+Antennas.">Conformal Pad-Printing Electrically Conductive Composites onto Thermoplastic Hemispheres: Toward Sustainable Fabrication of 3-Cents Volumetric Electrically Small Antennas.</a> PLoS One. 10 (8), e0136939 (2015).</li><li>Ahn, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+fabrication+of+thin+film+gold+resistance+temperature+detection+sensors+on+a+curved+surface+using+a+flexible+dry+film+photoresist+and+their+calibration+up+to+450&#176;+C.">Direct fabrication of thin film gold resistance temperature detection sensors on a curved surface using a flexible dry film photoresist and their calibration up to 450&#176; C.</a> C. J Micromech Microeng. 23 (6), 065031 (2013).</li><li>Goluch, E. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+method+for+in-situ+deposition+and+precision+patterning+of+thin-film+metals+on+curved+surfaces.">Microfluidic method for in-situ deposition and precision patterning of thin-film metals on curved surfaces.</a> Appl Phys Lett. 85 (16), 3629-3631 (2004).</li><li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+degradable+polycyclic+cross-linker+for+UV-curing+nanoimprint+lithography.">A degradable polycyclic cross-linker for UV-curing nanoimprint lithography.</a> J Mater Chem C. 2 (10), 1836-1843 (2014).</li><li>Wu, J. -. T., Lai, H. -. C., Yang, S. -. Y., Huang, T. -. C., Wu, S. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dip+coating+cooperated+with+stepped+rotating+lithography+to+fabricate+rigid+microstructures+onto+a+metal+roller.">Dip coating cooperated with stepped rotating lithography to fabricate rigid microstructures onto a metal roller.</a> Microelectron Eng. 87 (11), 2091-2096 (2010).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Sprey kaplama ve bir film photomask kullanarak bu fotolitografi bir şırınga iğnesi kavisli yüzeyi daha az 1 mm küçük çaplı iyi IDE imal etmek uygun bir yöntemdir gösterdi. Genişliği ve IDE boşluğu 20 µm düşük ve imalat kenar boşluğu ucundan 680 µm küçüktür. Protokolde hizalama işlemi, kama hata kaldırma, kritik bir adımdır. EoN ayrı ayrı bir titiz hizalama işlemi boyunca üretim sırasında üretim verim % 90 bitmişti. Bu önerilen imalat yöntemi toplu üretim vasıl an affordable fiyat için geliştirilecek potansiyeline sahip olduğunu gösterir.
EoN ayrımcılık yeteneği daha önce PBS, domuz yağ/kas doku ve insan bile böbrek doku6,23,24için doğrulandı. Bir klinik uygulama kısmi rezeksiyon mümkün olduğunca çok normal doku cerrahi kenar boşluğu arasında normal ve lezyon doku25algılayarak koruyabilir tümörlerin içerir cerrahi içindir. Ayrıca, EoN tiroid/prostat biyopsi ve anestezi ilaç dağıtım bir omurga alanı gibi diğer klinik uygulamalarda kullanılmak üzere bekleniyor.
Genişlik ve Aralık IDE mevcut çalışmada 20 µm olmak fabrikasyon rağmen yazdırılabilir film photomasks çözünürlüğü artar bir kez onlar için 10 µm azaltılabilir. Boşluğu boyutları ve IDE genişliğini azaltmak için başka bir yol fotolitografi işlemin kullanılarak esnek bir film için daha küçük bir krom maske şekillerinin aktarmaktır. Bu arada, HST duvar kalınlığı 25 µm ticari olarak kullanılabilir olan daha küçük bir boyuta azalır. 6 µm et kalınlığı ile daha küçük bir HST deneysel Elektrikli yalıtım ve üretim işlemin aynısı kullanılarak pasivasyon katmanı için kullanılmak üzere doğrulandı. Bu hayvan dokuları ekleme deneyler kolaylaştırmak ve hatta klinik kullanım hastalarda ağrı azaltmak.
Fotolitografi işlemiyle imalat yöntemi ile uygun fiyata yüksek bir verim toplu üretim için birçok Hipodermik iğneler birlikte düzenlenmesi ve photomask dizi tasarımı geliştirilebilir. Toplu üretim için başka bir uygun yöntemi gölge maskesi kalıpları şekil 6' da gösterildiği gibi yüksek çözünürlüklü bir 3D yazıcı tarafından yapılan bir dizi kullanmaktır. Gölge maskesi fiziksel olarak metal biriktirme fışkırtması ve/veya buharlaşma gibi bir fiziksel biriktirme işlemi sırasında istenmeyen nerede alan engelleyebilirsiniz. CR/Au gölge maskesi yatırılır Cr/Au ıslak etchant gölge maske yeniden kullanılmak üzere kullanılarak kolayca kaldırılabilir. Ele alınması beklenen sınırlamalar şunlardır: 1) ile yüksek kararlılık 3D yazıcı gereklidir, 2) 3D yazıcıya kullanılan malzemeler Cr/Au ıslak etchant shadow maskesinin kullanılmak için kimyasal olarak dayanıklı olmalıdır ve 3) 3D kullanılan malzemeler yazdırma Er sputtering işlemi sırasında indüklenen 150 ° C üzerindeki sıcaklıklarda deforme değil. Bu da çalışmanın sonraki planı toplu üretim yöntemi uygun fiyata geliştirmek ve spinal anestezi ve tiroid/prostat biyopsi EoN uygulanabilirliği doğrulamak için var.

Çünkü ucuz ve kullanımı kolay Hipodermik İğne biyopsileri ve ilaç dağıtım için hastanelerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda onların ince çapı ve işgal için uygun bir keskin kenarlı yapısı rağmen mükemmel mekanik özellikleri var. Biyopsi sırasında hedef dokulara Hipodermik İğne Ultrasonografi rehberlik1boş tatmak. Ultrasonografi radyasyon, fetus ve hamile kadınlar için güvenli ücretsizdir ve gerçek zamanlı görüntüleme sağlar, ultrasonik dalgalar hava nüfuz edemez çünkü olan obez hastalar durumunda özellikle vücut içinde derin organları görmek zor olsa da veya yağlı doku2. Buna ek olarak, bir cerrah hastaneler, doktorlar beceri eksikliği varsa birden fazla biyopsi ihtiyacını sonuçlanan çoğunda standart olarak kullanılan iki boyutlu Ultrasonografi derinlik bilgi edinemez veya deneyim. Spinal anestezi için ilaç dağıtım içinde Doktorlar beyin-omurilik sıvısı (bos) geriye doğru akar şırınga dikkatle iğne hastanın arkasına eklerken Eğer iğne omurga alanı ulaştı belirlemek. CSF reflü onayladıktan sonra anestezi uyuşturucu omurga alanı3içine enjekte edilir. Ancak, doktorlar şiddetli ağrı neden hasta ve hatta parapleji4,5delici veya sinir lifleri spinal uzayda kapalı kesme riske. Bu nedenle, bu yordam da usta bir doktor gerektirir. İğne pozisyonu hakkında objektif bilgi sağlanan Hipodermik İğne bir gezinme işlevini eklemeniz üstesinden gelmek ve söz konusu zorluklar azaltmak için bir çözüm olabilir. Bu bir doktor kolayca kendi ampirik karar sadece dayanarak olmadan biyopsi, ilaç dağıtım ve hatta bir cerrahi gerçekleştirmek yardımcı olacaktır.
Elektriksel olarak hedef dokulara vücutta bir elektrik empedans spektroskopisi birleştiren bir şırınga iğnesi yerelleştirmek için (EIS) sensör EIS-on-a-iğne (EoN)6tanıtılmıştır. EIS sensör şu anda DNA algılama7,8,9, bakteri/virüs hafiye10,11,12 gibi uygulamalar için Biyomedikal Mühendisliği alanında kullanılmaktadır ve hücre/doku13,14,15,16,17,18,19,20 üzerinde analiz , 21 , 22. EoN kendi elektriksel iletkenlik ve geçirgenlik dayalı bir frekans etki alanındaki farklı malzemeler arasında ayrımcılık. EoN ayrımcılık yeteneği konsantrasyon ve çeşitli düzeylerini fosfat tamponlu tuz (PBS)23, domuz yağ/kas dokuları6,23, insan bile böbrek normal/kanser dokuları24 için doğrulandı ,25. EoN bu yeteneğini hedef lezyon doku ve komşu normal dokuların arasında elektrik empedans farklılıkları temel alan hedef dokulara bularak biyopsi doğruluğu önemli ölçüde artırması bekleniyor. Benzer bir şekilde soruşturma uyuşturucu enjekte arasında elektrik empedans farklılıkları (spinal ya da epidural boşluk) uzay ve dokuları çevreleyen bir anestezi uyuşturucu tam hedef yeri teslim hekimler yardımcı olabilir. Ayrıca, EoN elektrikle ilgili çok normal doku olarak korumak için kısmi nefrektomi gibi bir tümör kısmi rezeksiyonu ameliyat sırasında en uygun cerrahi kenar boşluğu belirlemek için beyin/kas de uyarmak için kullanılması gereken mümkün.
EoN gerçekleştirilmesi en büyük zorluklardan biri küçük bir eğrilik yarıçapı sahip bir şırınga iğnesi kavisli yüzeyi elektrotlar imalatı var. Geleneksel fotolitografi işlemiyle doğrudan metal desenlendirme mikro ölçekli elektrotlar bir eğri yüzey üzerinde fabrikasyon birkaç milimetre çapında için uygun olmayan veya daha az olarak kabul edilmiştir. Şimdiye kadar açıkorurdur yazdırma26, esnek dahil olmak üzere çeşitli yöntemleri film fotorezist27, mikrosıvısal yöntemi28, nanoimprint litografi29ve substrat-saat yönünde litografi30kuru, olmuştur metal/polimer desenleri bir eğri yüzey üzerinde imal tanıştırdı. Ancak, hala sınırlamaları gibi çapı 1 mm den az, toplam elektrot uzunluğu 20 mm veya daha fazla gerekli substrat EoN gereksinimleri nedeniyle, genişlik ve elektrot arasında değişen on mikrometre ve yüksek hacimli üretim boşluğu vardır.
Bu da çalışmanın, istihdam fotorezist sprey kaplama ve bükülgen ince tabaka photomask tarafından doğrudan metal desenlendirme mikro ölçekli elektrotlar bir şırınga iğnesi eğri yüzey üzerinde gerçekleştirmek için önerilmiştir. Çapı iğne biyopsileri ve hastanelerde ilaç dağıtım için yaygın olarak kullanılan 720 µm (22 lik) olduğu kadar küçük. Önerilen imalat yöntemi üretim verimini de toplu üretim uygun fiyata fizibilite belirlemek için değerlendirilir.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Heat shrink tube</td>
			<td>VENTION MEDICAL, Inc.</td>
			<td>103-0655</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hypodermic needle (22G)</td>
			<td>HWAJIN MEDICAL co. ltd</td>
			<td>-</td>
			<td>http://www.hwajinmedical.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heat gun</td>
			<td>Weller</td>
			<td>WHA600</td>
			<td>http://www.weller-tools.com/en/Home.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic cleaner</td>
			<td>HWASHIN INSTRUMENT CO, LTD.</td>
			<td>POWERSONIC 620-</td>
			<td>http://www.hwashin.net</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hotplate</td>
			<td>AS ONE Corporation</td>
			<td>006560</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sputtering</td>
			<td>A-Tech System. Ltd.</td>
			<td>ATS/SPT/0208F</td>
			<td>http://www.atechsystem.co.kr</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass slide</td>
			<td>Paul Marienfeld GmbH &#38; Co. KG</td>
			<td>1000412</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spray coater</td>
			<td>LITHOTEK</td>
			<td>LSC-200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoresist</td>
			<td>AZ electronic materials</td>
			<td>GXR 601</td>
			<td>http://www.merck-performance-materials.com/en/index.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Developer (solution)</td>
			<td>AZ electronic materials</td>
			<td>MIF 300</td>
			<td>http://www.merck-performance-materials.com/en/index.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aligner</td>
			<td>MIDAS SYSTEM CO.,Ltd.</td>
			<td>MDA-400M</td>
			<td>http://www.midas-system.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope</td>
			<td>NIKON Corporation</td>
			<td>L200</td>
			<td>http://www.nikonmetrology.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Au wet etchant</td>
			<td>TRANSENE COMPANY, Inc.</td>
			<td>Au etchant type TFA</td>
			<td>http://transene.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cr wet etchant</td>
			<td>KMG Electronic. Chemicals, Inc.</td>
			<td>CR-7</td>
			<td>http://kmgchemicals.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Au target</td>
			<td>Thin films and Fine Materials</td>
			<td>-</td>
			<td>http://www.thifine.co.kr</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cr target</td>
			<td>Thin films and Fine Materials</td>
			<td>-</td>
			<td>http://www.thifine.co.kr</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Argon gas (99.999%)</td>
			<td>SINIL Gas Co.Ltd</td>
			<td>-</td>
			<td>http://www.sigas.kr</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone solution</td>
			<td>OCI Company Ltd</td>
			<td>-</td>
			<td>http://www.ocicorp.co.kr/company/index.asp</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Impedance analyzer</td>
			<td>Gamry Instruments Inc</td>
			<td>Reference 600</td>
			<td>https://www.gamry.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Height Controller</td>
			<td>Mitutoyo Corporation</td>
			<td>192-613</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline</td>
			<td>Life Technologies Corporation</td>
			<td>10010023</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of fine electrodes on the tip of hypodermic needle using photoresist spray coating and flexible photomask for biomedical applications

-On - elektrik empedans spektroskopisi (EIS) için bir üretim yöntemi girmiştik bir-iğne (EoN: iğne üzerinde EIS) hedef dokulara vücutta tarafından ölçme ve analiz birbirine benzemeyen biotissues arasında elektrik empedans farklılıkları bulmak için. Bu kağıt kaplama fotorezist sprey ve bükülgen ince tabaka photomask fotolitografi sürecinde kullanarak Hipodermik İğne ucunda iyi interdigitated elektrotlar (IDE) imalat yöntemi açıklar. Bir polietilen tereftalat (PET) ısı küçültme (HST) ile tüp kalınlığı 25 µm izolasyon ve pasivasyon katman olarak istihdam edilmektedir. Evde beslenen hayvan HST yaygın bir yalıtkan kaplama malzemesi olarak kullanılan poly(p-xylylene) polimerler ile karşılaştırıldığında daha yüksek bir mekanik dayanıklılık gösterir. Ayrıca, HST EoN kimyasal zarar sınırlamak için avantajlı olduğu çoğu asitler ve bazlar, iyi kimyasal direnç gösterir. EoN kullanımı özellikle Kimyasalları/biyomalzemelerin veya asidik/temel kimyasallar kullanarak imalat karakterizasyonu için tercih edilir. Uydurma bir boşluk ve IDE genişliğini 20 µm küçük ve genel genişliği ve uzunluğu IDE 400 µm ve 860 µm, sırasıyla vardır. İmalat kenar boşluğundan Hipodermik iğne ucu (Hipodermik iğne ucu ve IDE başlangıç noktası arasındaki uzaklık) 680 µm kadar küçük olan bu gereksiz yere aşırı işgali biotissues içine gösterir sırasında önlenebilir Elektrik empedans ölçümü. EoN tiroid biyopsisi ve anestezi ilaç dağıtım bir omurga alanı gibi klinik kullanım için yüksek bir potansiyele sahiptir. Ayrıca, kısmi rezeksiyon tümörlerin içeren bile ameliyatta, EoN mümkün olduğunca çok normal doku cerrahi kenar boşluğu (tümör cerrahi eksizyon ile kaldırılır normal doku) algılayarak arasında normal koruyabilir için istihdam edilebilir ve lezyon dokular.

İnterdigitated elektrotlar (IDE) Şekil 2' de gösterildiği gibi elektrotlar diğer şekillere göre sınırlı bir yüzey üzerinde daha büyük bir etkili algılama alanı neden. Toplam uzunluk IDE algılamak ve biyopsi ve ilaç teslim yordamları bir yüksek yerini doğruluk sağlayacaktır biotissues 1 mm aralıklarla daha az, empedans değişiklikleri analiz için 860 µm olarak tasarlanmıştır. Toplam IDE önerilen fotolitografi işlemini kullanarak Hipodermik İğne kavisli yüzeyi geometrik olarak uygulanabilir bir boyut mi 400 µm genişliğidir. Boşluk ve IDE genişliğini olabildiğince küçük bir piyasada bulunan film photomask en küçük boyutları yakın 20 µm. EoN biotissues içine en fazla penetrasyon derinliği 20 mm, tiroid/prostat biyopsi ve spinal anestezi dikkate alınarak olacak şekilde tasarlanmıştır. EoN toplam uzunluğu uygulamaya bağlı olarak ayarlanabilir.
Şekil 3' te gösterildiği gibi IDE başarıyla 720 büyüklüğündeki Hipodermik İğne ucunda cihazlarında gerekli kusurlu kişiden dış arasında doğan UV dozu dengesizliği telafi etmek için µm. aşırı doz UV litografi sırasında yapıldı. photomask ve şırınga iğnesi eğri yüzey kısmı. Bu boşluğu artırmak ve olumlu bir fotorezist durumunda IDE genişliğini azaltın. Boyutlu değişikliklerin olumsuz etkisini gidermek için genişliği ve boşluğu kasıtlı olarak sırasıyla 25 µm ve photomask tarihinde 15 µm için dizayn edilmiştir. Böylece, genişliği ve IDE boşluğu başarıyla UV çekim hızı optimize ederek 20 µm olmak sahte olduğu. İmalat kenar boşluğundan Hipodermik iğne ucu kadar biotissues içine gereksiz yere aşırı işgali elektriksel empedans ölçüm sırasında önlemek olacaktır 680 µm olarak küçüktür. Evde beslenen hayvan HST IDE ve bağlantı çizgileri için Elektrikli yalıtım katmanı olarak ve bağlantı çizgileri elektrik pasivasyon katmanı olarak istihdam edildi. HST özellikleri elektrik iletkenlik/geçirgenlik, dayanıklı mekanik özellikleri bir poly(p-xylylene) polimer kaplama, çoğu asitler ve bazlar ve Biyouyumluluk kimyasal direnç karşılaştırıldığında düşük.
Mekanik dayanıklılık açısından bakıldığında, aygıt hatası (örneğin, yalıtım katmanı, pasivasyon katmanı, ve/veya soyulmuştu elektrotlar) değil gözlenen penetrasyon içine biotissues sonra bile daha--dan 100 kere, oysa bir poly(p-xylylene) polimer bir duvar ile 1,5 µm kalınlık penetrasyon domuz dokuların içine 20 defadan fazla tahammül değil. Bu evde beslenen hayvan HST güçlü yapışma sputter elektrotlar hem de klinik deneyler için yüksek dayanıklılık gösterdi gösterir. Ayrıca, HST EoN çeşitli kimyasal madde veya Biyomalzeme elektriksel özellikleri tespit etmek ve HST tutar bu iyi kimyasal direnç çoğu asitler ve bazlar, elektrokimyasal birikimi kullanarak Au elektrotlar sırasında dayanıklı gösterir asit solüsyonu (H2SO4). Elektrokimyasal biriktirme işleminde Au elektrot katman fraktal yapılarda büyümek önemli ölçüde daha yüksek hassasiyet elde etmek için iğne sınırlı yüzey alan üzerinde artırmak için algılama elektrot etkili alan sağlayan eğilimindedir.
EoN ve derinliği yeteneklilik içine biotissue, çeşitli konsantrasyon düzeyini PBS ve domuz doku dört katmanlı istihdam edildi, sırasıyla23profil oluşturma ayırımcılığı kapasitesini değerlendirmek için. Empedans analyzer EoN ve bir dizüstü bilgisayar için şekil 4' te gösterildiği gibi bağlandı. Dört katmanlı domuz dokusuna profil oluşturma derinlik gerçekleştirmek için EoN yükseklik denetleyiciye 10 µm çözünürlüğe sahip tespit edildi. PBS çeşitli konsantrasyon seviyeleri 1 x 0,5 hazırlanmıştır x, 0,25 x 0.125 x ve 0.0625 x 1 x PBS DI su ile seri olarak sulandrarak tarafından. Denemede kullanılan IDE ve bağlantı hatları uzunlukları vardı 300 µm ve 28 mm, anılan sıraya göre. EoN şekil 5a' de gösterildiği gibi PBS çeşitli konsantrasyon seviyeleri başarıyla ayrımcılık. 1 x PBS seri olarak DI su ile seyreltilmiş çünkü seyreltilmiş PBS elektriksel iletkenlik DI su çok küçük iletkenlik nedeniyle azalmıştır. Böylece, empedans büyüklüğü azalmıştır PBS konsantrasyon düzeyi olarak arttı. EoN ayrımcılık yeteneği üzerinde bağlı olarak, derinlik dört katmanlı domuz dokusunun profil oluşturma bizim önceki araştırmalarda uygun frekans olarak karar verildi 1 MHz frekans gerçekleştirilmiştir. EoN artırımlarıyla 1 mm, dört katmanlı domuz doku içine eklenir. Şekil 5biçinde gösterildiği gibi yağ dokusu ölçülen empedans büyüklüğü açıkça kas dokusu, bundan EoN penetrasyon derinliği göre ayırım.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56622/56622fig1.jpg"> Şekil 1: genel EIS-on-a-iğne (EoN) şematik imalat süreci. (A) şırınga iğnesi hazırlanması, (B) Elektrikli yalıtım Hipodermik İğne kullanarak ısı çekmek tüp (HST, duvar kalınlığı: 25 µm), (C) Cr/Au ifade SAÇTIRMA veya Evaporatör, kullanarak (D) sprey kaplama fotorezist (pozitif türü), (E) uyum süreci film photomask ve fotorezist kaplı Hipodermik İğne UV Işınlarına maruz kalma tarafından takip. Film photomask interdigitated elektrotlar (IDE) ve hizalama satır, (F) geliştirme süreci içerir, gravür, aseton ve (I) pasivasyon kullanarak kalan fotorezist kaldırılması (H) (G) Cr/Au ıslak HST kullanarak bağlantı satırları. <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56622/56622fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56622/56622fig2.jpg"> Şekil 2: EoN detaylı yapısal şematik. Şekil algılama elektrot iyi interdigitated elektrotlar Hipodermik İğne sınırlı yüzeyinde daha büyük bir etkili algılama alanı güvenli olacak şekilde tasarlanmıştır. Evde beslenen hayvan ısı küçültme tüp (HST) Elektrikli yalıtım katmanı olarak interdigitated elektrotlar (IDE) ve bağlantı çizgileri için kullanılan ve aynı zamanda elektrik pasivasyon katman olarak bağlantı çizgileri için kullanıldı. <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56622/56622fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56622/56622fig3.jpg"> Şekil 3: başarıyla fabrikasyon EoN mikroskobik görüntülerini. Genişlik ve Aralık IDE 20 µm düşük. Genel uzunluğu ve genişliği interdigitated elektrot (IDE) 860 µm ve 400 µm, sırasıyla vardır. İmalat kenar boşluğu ucundan 680 µm. küçük <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56622/56622fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56622/56622fig4.jpg"> Şekil 4: deneysel Kur görüntülerini. EoN ve derinliği yeteneklilik içine biotissue profil oluşturma ayırımcılığı kapasitesini değerlendirmek için çeşitli konsantrasyon düzeyini PBS ve domuz doku dört katmanlı, sırasıyla istihdam edildi. Dört katmanlı domuz dokusuna profil oluşturma derinlik gerçekleştirmek için EoN 10 µm çözünürlüğe sahip yükseklik denetleyicisinde tespit edildi. PBS çeşitli konsantrasyon seviyeleri 1 x 0,5 hazırlanmıştır x, 0,25 x 0.125 x ve 0.0625 x 1 x PBS deiyonize (DI) su ile seri olarak sulandrarak tarafından. (bir) Genel Kurulum, (b) EoN PBS ve (c) dört katmanlı domuz doku dalmış. Bu rakam daha önce yayımlanmış çalışma23değiştirildi. <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56622/56622fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56622/56622fig5.jpg"> Şekil 5: PBS ve domuz doku dört katmanlı kullanarak deneysel sonuçlar. (Bir) PBS ve (b) dört katmanlı domuz doku çeşitli konsantrasyon düzeyleri kullanarak EoN ayrımcılık yeteneği değerlendirilmesi. 1 x PBS seri olarak DI su ile seyreltilmiş çünkü seyreltilmiş PBS elektriksel iletkenlik ile artan seyreltme DI su düşük iletkenlik nedeniyle azalmıştır. Böylece, empedans büyüklüğü azalmıştır PBS konsantrasyon düzeyi olarak arttı. Derinlik domuz dokusunun profil oluşturma bizim önceki çalışma23yılında uygun frekans için belirlenen 1 MHz frekans gerçekleştirilmiştir. Yağlı doku ölçülen empedans büyüklüğü açıkça bu kas dokularının EoN penetrasyon derinliği göre ayırım. F1, F2, M1 ve M2 fat1, fat2, muscle1 ve muscle2 şekil 4 ' te (c), sırasıyla gösterilen temsil eder. Bu rakam daha önce yayımlanmış çalışma23değiştirildi. <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56622/56622fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56622/56622fig6.jpg"> Şekil 6: Toplu üretim için metal elektrotlar yatırmak için shadow maskesinin şematik. Gölge maskesi bir 3D printerlere harcama maddeler ile iyi çözünürlük kullanılarak yapılabilir. Gölge maskesi fiziksel olarak metal biriktirme fışkırtması ve/veya buharlaşma gibi bir fiziksel biriktirme işlemi sırasında istenmeyen nerede alan engelleyebilirsiniz. <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56622/56622fig6large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of Fine Electrodes on the Tip of Hypodermic Needle Using Photoresist Spray Coating and Flexible Photomask for Biomedical Applications at JoVE.com

Fabrication of Fine Electrodes on the Tip of Hypodermic Needle Using Photoresist Spray Coating and Flexible Photomask for Biomedical Applications

İmalat yöntemi iyi interdigitated elektrotlar için (boşluk ve Genişlik: 20 µm) bir şırınga iğnesi ucunda (çapı: 720 µm) fotolitografi sürecinde bir sprey kaplama ve bükülgen ince tabaka photomask kullanarak gösterilmiştir.

Fotorezist sprey kaplama ve esnek Photomask Biyomedikal uygulamalarda kullanarak Hipodermik iğne ucu üzerinde ince elektrotlar imalatı

We have introduced a fabrication method for electrical impedance spectroscopy (EIS)-on-a-needle (EoN: EIS-on-a-needle) to locate target tissues in the ...

fabrication-fine-electrodes-on-tip-hypodermic-needle-using

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

9.5K Görüntüleme.  Gwangju Institute of Science and Technology (GIST). İmalat yöntemi iyi interdigitated elektrotlar için (boşluk ve Genişlik: 20 µm) bir şırınga iğnesi ucunda (çapı: 720 µm) fotolitografi sürecinde bir sprey kaplama ve bükülgen ince tabaka photomask kullanarak gösterilmiştir.

Video: Fabrication of Fine Electrodes on the Tip of Hypodermic Needle Using Photoresist Spray Coating and Flexible Photomask for Biomedical Applications

Preparation of Acute Hippocampal Slices from Rats and Transgenic Mice for the Study of Synaptic Alterations during Aging and Amyloid Pathology

The rodent hippocampal slice preparation is perhaps the most broadly used tool for investigating mammalian synaptic function and plasticity. The hippocampus can be extracted quickly and easily from rats and mice and slices remain viable for hours in oxygenated artificial cerebrospinal fluid. Moreover, basic electrophysisologic techniques are easily applied to the investigation of synaptic function in hippocampal slices and have provided some of the best biomarkers for cognitive impairments. The hippocampal slice is especially popular for the study of synaptic plasticity mechanisms involved in learning and memory. Changes in the induction of long-term potentiation and depression (LTP and LTD) of synaptic efficacy in hippocampal slices (or lack thereof) are frequently used to describe the neurologic phenotype of cognitively-impaired animals and/or to evaluate the mechanism of action of nootropic compounds. This article outlines the procedures we use for preparing hippocampal slices from rats and transgenic mice for the study of synaptic alterations associated with brain aging and Alzheimer's disease (AD)1-3. Use of aged rats and AD model mice can present a unique set of challenges to researchers accustomed to using younger rats and/or mice in their research. Aged rats have thicker skulls and tougher connective tissue than younger rats and mice, which can delay brain extraction and/or dissection and consequently negate or exaggerate real age-differences in synaptic function and plasticity. Aging and amyloid pathology may also exacerbate hippocampal damage sustained during the dissection procedure, again complicating any inferences drawn from physiologic assessment. Here, we discuss the steps taken during the dissection procedure to minimize these problems. Examples of synaptic responses acquired in "healthy" and "unhealthy" slices from rats and mice are provided, as well as representative synaptic plasticity experiments. The possible impact of other methodological factors on synaptic function in these animal models (e.g. recording solution components, stimulation parameters) are also discussed. While the focus of this article is on the use of aged rats and transgenic mice, novices to slice physiology should find enough detail here to get started on their own studies, using a variety of rodent models.

This article outlines procedures for preparing hippocampal slices from rats and transgenic mice for the study of synaptic alterations associated with brain aging and age-related neurodegenerative diseases, such as Alzheimer&#x2019;s disease.

Yaşlanma ve Amiloid Patoloji sırasında sinaptik değişiklikler Çalışması Sıçanlar ve Transgenik Farelerde akut Hipokampal Dilimleri hazırlanması

The rodent hippocampal slice preparation is perhaps the most broadly used tool for investigating mammalian synaptic function and plasticity. The ...

Nörobilim

Modeling Neural Immune Signaling of Episodic and Chronic Migraine Using Spreading Depression In Vitro

Migraine and its transformation to chronic migraine are healthcare burdens in need of improved treatment options. We seek to define how neural immune signaling modulates the susceptibility to migraine, modeled in vitro using spreading depression (SD), as a means to develop novel therapeutic targets for episodic and chronic migraine. SD is the likely cause of migraine aura and migraine pain. It is a paroxysmal loss of neuronal function triggered by initially increased neuronal activity, which slowly propagates within susceptible brain regions. Normal brain function is exquisitely sensitive to, and relies on, coincident low-level immune signaling. Thus, neural immune signaling likely affects electrical activity of SD, and therefore migraine. Pain perception studies of SD in whole animals are fraught with difficulties, but whole animals are well suited to examine systems biology aspects of migraine since SD activates trigeminal nociceptive pathways. However, whole animal studies alone cannot be used to decipher the cellular and neural circuit mechanisms of SD. Instead, in vitro preparations where environmental conditions can be controlled are necessary. Here, it is important to recognize limitations of acute slices and distinct advantages of hippocampal slice cultures. Acute brain slices cannot reveal subtle changes in immune signaling since preparing the slices alone triggers: pro-inflammatory changes that last days, epileptiform behavior due to high levels of oxygen tension needed to vitalize the slices, and irreversible cell injury at anoxic slice centers. 
In contrast, we examine immune signaling in mature hippocampal slice cultures since the cultures closely parallel their in vivo counterpart with mature trisynaptic function; show quiescent astrocytes, microglia, and cytokine levels; and SD is easily induced in an unanesthetized preparation. Furthermore, the slices are long-lived and SD can be induced on consecutive days without injury, making this preparation the sole means to-date capable of modeling the neuroimmune consequences of chronic SD, and thus perhaps chronic migraine. We use electrophysiological techniques and non-invasive imaging to measure neuronal cell and circuit functions coincident with SD. Neural immune gene expression variables are measured with qPCR screening, qPCR arrays, and, importantly, use of cDNA preamplification for detection of ultra-low level targets such as interferon-gamma using whole, regional, or specific cell enhanced (via laser dissection microscopy) sampling. Cytokine cascade signaling is further assessed with multiplexed phosphoprotein related targets with gene expression and phosphoprotein changes confirmed via cell-specific immunostaining. Pharmacological and siRNA strategies are used to mimic and modulate SD immune signaling.

Modeling Neural Immune Signaling of Episodic and Chronic Migraine Using Spreading Depression In Vitro

Migraine and its transformation to chronic migraine are immense healthcare burdens in need of improved treatment options. We seek to define how neural immune signaling modulates the susceptibility to migraine, modeled in vitro using spreading depression in hippocampal slice cultures, as a means to develop novel therapeutic targets.

Yayılma Depresyon Episodik ve Kronik Migren Sinir Bağışıklık Sinyalizasyonu Modelleme In Vitro</em

Migraine and its transformation to chronic migraine are healthcare burdens in need of improved treatment options.  We seek to define how neural immune ...

Enabling High Grayscale Resolution Displays and Accurate Response Time Measurements on Conventional Computers

Display systems based on conventional computer graphics cards are capable of generating images with 8-bit gray level resolution. However, most experiments in vision research require displays with more than 12 bits of luminance resolution. Several solutions are available. Bit++ 1 and DataPixx 2 use the Digital Visual Interface (DVI) output from graphics cards and high resolution (14 or 16-bit) digital-to-analog converters to drive analog display devices. The VideoSwitcher 3 described here combines analog video signals from the red and blue channels of graphics cards with different weights using a passive resister network 4 and an active circuit to deliver identical video signals to the three channels of color monitors. The method provides an inexpensive way to enable high-resolution monochromatic displays using conventional graphics cards and analog monitors. It can also provide trigger signals that can be used to mark stimulus onsets, making it easy to synchronize visual displays with physiological recordings or response time measurements.
Although computer keyboards and mice are frequently used in measuring response times (RT), the accuracy of these measurements is quite low. The RTbox is a specialized hardware and software solution for accurate RT measurements. Connected to the host computer through a USB connection, the driver of the RTbox is compatible with all conventional operating systems. It uses a microprocessor and high-resolution clock to record the identities and timing of button events, which are buffered until the host computer retrieves them. The recorded button events are not affected by potential timing uncertainties or biases associated with data transmission and processing in the host computer. The asynchronous storage greatly simplifies the design of user programs. Several methods are available to synchronize the clocks of the RTbox and the host computer. The RTbox can also receive external triggers and be used to measure RT with respect to external events. 
Both VideoSwitcher and RTbox are available for users to purchase. The relevant information and many demonstration programs can be found at <a href="http://lobes.usc.edu/">http://lobes.usc.edu/</a>.

Conventional computer hardware can not generate visual stimuli with sufficiently high grayscale resolution and measure response times with sufficient accuracy. We describe how to use the VideoSwitcher to produce high-resolution monochromatic displays, and the RTbox to measure response times with high accuracy on conventional computer hardware.

Etkinleştirilmesi Yüksek Çözünürlük görüntüler ve Konvansiyonel Bilgisayarlara Doğru Tepki Süresi Ölçümleri Grayscale

Display systems based on conventional computer graphics cards are capable of generating images with 8-bit gray level resolution. However, most experiments ...

Surgical Implantation of Chronic Neural Electrodes for Recording Single Unit Activity and Electrocorticographic Signals

The success of long-term electrophysiological recordings often depends on the quality of the implantation surgery. Here we provide useful information for surgeons who are learning the process of implanting electrode systems. We demonstrate the implantation procedure of both a penetrating and a surface electrode. The surgical process is described from start to finish, including detailed descriptions of each step throughout the procedure. It should also be noted that this video guide is focused towards procedures conducted in rodent models and other small animal models. Modifications of the described procedures are feasible for other animal models.

We provide useful information for surgeons who are learning the process of implanting chronic neural recording electrodes. Techniques for both penetrating and surface electrode systems are described in a rodent animal model.

Tek Birim Faaliyet ve elektrokortikografik Sinyalleri Kayıt için Kronik Sinir Elektrotların Cerrahi İmplantasyonu

The success of long-term electrophysiological recordings often depends on the quality of the implantation surgery.  Here we provide useful information for ...

Manufacturing and Using Piggy-back Multibarrel Electrodes for In vivo Pharmacological Manipulations of Neural Responses

In vivo recordings from single neurons allow an investigator to examine the firing properties of neurons, for example in response to sensory stimuli. Neurons typically receive multiple excitatory and inhibitory afferent and/or efferent inputs that integrate with each other, and the ultimate measured response properties of the neuron are driven by the neural integrations of these inputs. To study information processing in neural systems, it is necessary to understand the various inputs to a neuron or neural system, and the specific properties of these inputs. A powerful and technically relatively simple method to assess the functional role of certain inputs that a given neuron is receiving is to dynamically and reversibly suppress or eliminate these inputs, and measure the changes in the neuron's output caused by this manipulation. This can be accomplished by pharmacologically altering the neuron's immediate environment with piggy-back multibarrel electrodes. These electrodes consist of a single barrel recording electrode and a multibarrel drug electrode that can carry up to 4 different synaptic agonists or antagonists. The pharmacological agents can be applied iontophoretically at desired times during the experiment, allowing for time-controlled delivery and reversible reconfiguration of synaptic inputs. As such, pharmacological manipulation of the microenvironment represents a powerful and unparalleled method to test specific hypotheses about neural circuit function.
Here we describe how piggy-back electrodes are manufactured, and how they are used during in vivo experiments. The piggy-back system allows an investigator to combine a single barrel recording electrode of any arbitrary property (resistance, tip size, shape etc) with a multibarrel drug electrode. This is a major advantage over standard multi-electrodes, where all barrels have more or less similar shapes and properties. Multibarrel electrodes were first introduced over 40 years ago 1-3, and have undergone a number of design improvements 2,3 until the piggy-back type was introduced in the 1980s 4,5. Here we present a set of important improvements in the laboratory production of piggy-back electrodes that allow for deep brain penetration in intact in vivo animal preparations due to a relatively thin electrode shaft that causes minimal damage. Furthermore these electrodes are characterized by low noise recordings, and have low resistance drug barrels for very effective iontophoresis of the desired pharmacological agents.

Manufacturing and Using Piggy-back Multibarrel Electrodes for In vivo Pharmacological Manipulations of Neural Responses

Iontophoresis of neural agonists and antagonists during extracellular in vivo recordings is a powerful way to manipulate a neuron&#x2019;s microenvironment. These manipulations can most easily be done via piggy-back multibarrel electrodes. Here we describe how to manufacture them and use them during auditory recordings.

Için Multibarrel Elektrodları Üretim ve Piggy-back kullanma<em&gt; In vivo</emSinir Cevaplarının&gt; Farmakolojik Çarpıtmalar

In vivo recordings from single neurons allow an investigator to examine the firing properties of neurons, for example in response to sensory stimuli. ...

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

The brain's ability to change in response to experience is essential for healthy brain function, and abnormalities in this process contribute to a variety of brain disorders1,2. To better understand the mechanisms by which brain circuits react to an animal's experience requires the ability to monitor the experience-dependent molecular changes in a given set of neurons, over a prolonged period of time, in the live animal. While experience and associated neural activity is known to trigger gene expression changes in neurons1,2, most of the methods to detect such changes do not allow repeated observation of the same neurons over multiple days or do not have sufficient resolution to observe individual neurons3,4. Here, we describe a method that combines in vivo two-photon microscopy with a genetically encoded fluorescent reporter to track experience-dependent gene expression changes in individual cortical neurons over the course of day-to-day experience. 
One of the well-established experience-dependent genes is Activity-regulated cytoskeletal associated protein (Arc)5,6. The transcription of Arc is rapidly and highly induced by intensified neuronal activity3, and its protein product regulates the endocytosis of glutamate receptors and long-term synaptic plasticity7. The expression of Arc has been widely used as a molecular marker to map neuronal circuits involved in specific behaviors3. In most of those studies, Arc expression was detected by in situ hybridization or immunohistochemistry in fixed brain sections. Although those methods revealed that the expression of Arc was localized to a subset of excitatory neurons after behavioral experience, how the cellular patterns of Arc expression might change with multiple episodes of repeated or distinctive experiences over days was not investigated. 
In vivo two-photon microscopy offers a powerful way to examine experience-dependent cellular changes in the living brain8,9. To enable the examination of Arc expression in live neurons by two-photon microscopy, we previously generated a knock-in mouse line in which a GFP reporter is placed under the control of the endogenous Arc promoter10. This protocol describes the surgical preparations and imaging procedures for tracking experience-dependent Arc-GFP expression patterns in neuronal ensembles in the live animal. In this method, chronic cranial windows were first implanted in Arc-GFP mice over the cortical regions of interest. Those animals were then repeatedly imaged by two-photon microscopy after desired behavioral paradigms over the course of several days. This method may be generally applicable to animals carrying other fluorescent reporters of experience-dependent molecular changes4.

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

Experience-dependent molecular changes in neurons are essential for the brain's ability to adapt in response to behavioral challenges. An in vivo two-photon imaging method is described here that allows the tracking of such molecular changes in individual cortical neurons through genetically encoded reporters.

Kortikal Nöronlar In Vivo İki foton Of Görüntüleme Deneyimi bağımlı Moleküler Değişiklikler

The brain's ability to change in response to experience is essential for healthy brain function, and abnormalities in this process contribute to a variety ...

Using Insect Electroantennogram Sensors on Autonomous Robots for Olfactory Searches

Robots designed to track chemical leaks in hazardous industrial facilities1 or explosive traces in landmine fields2 face the same problem as insects foraging for food or searching for mates3: the olfactory search is constrained by the physics of turbulent transport4. The concentration landscape of wind borne odors is discontinuous and consists of sporadically located patches. A pre-requisite to olfactory search is that intermittent odor patches are detected. Because of its high speed and sensitivity5-6, the olfactory organ of insects provides a unique opportunity for detection. Insect antennae have been used in the past to detect not only sex pheromones7 but also chemicals that are relevant to humans, e.g., volatile compounds emanating from cancer cells8 or toxic and illicit substances9-11. We describe here a protocol for using insect antennae on autonomous robots and present a proof of concept for tracking odor plumes to their source. The global response of olfactory neurons is recorded in situ in the form of electroantennograms (EAGs). Our experimental design, based on a whole insect preparation, allows stable recordings within a working day. In comparison, EAGs on excised antennae have a lifetime of 2 hr. A custom hardware/software interface was developed between the EAG electrodes and a robot. The measurement system resolves individual odor patches up to 10 Hz, which exceeds the time scale of artificial chemical sensors12. The efficiency of EAG sensors for olfactory searches is further demonstrated in driving the robot toward a source of pheromone. By using identical olfactory stimuli and sensors as in real animals, our robotic platform provides a direct means for testing biological hypotheses about olfactory coding and search strategies13. It may also prove beneficial for detecting other odorants of interests by combining EAGs from different insect species in a bioelectronic nose configuration14 or using nanostructured gas sensors that mimic insect antennae15.

We describe a protocol for using insect antennae in the form of electroantennograms (EAGs) on autonomous robots. Our experimental design allows stable recordings within a day and resolves individual odor patches up to 10 Hz. The efficiency of EAG sensors for olfactory searches is demonstrated in driving a robot toward an odor source.

Koku Aramalar için Otonom Robotlar Böcek elektroantenogram Sensörleri kullanarak

Robots designed to track chemical leaks in hazardous industrial facilities1 or explosive traces in landmine fields2 face the same problem as insects ...

Stereotaxic Infusion of Oligomeric Amyloid-beta into the Mouse Hippocampus

Alzheimer&#8217;s disease is a neurodegenerative disease affecting the aging population. A key neuropathological feature of the disease is the over-production of amyloid-beta and the deposition of amyloid-beta plaques in brain regions of the afflicted individuals. Throughout the years scientists have generated numerous Alzheimer&#8217;s disease mouse models that attempt to replicate the amyloid-beta pathology. Unfortunately, the mouse models only selectively mimic the disease features. Neuronal death, a prominent effect in the brains of Alzheimer&#8217;s disease patients, is noticeably lacking in these mice. Hence, we and others have employed a method of directly infusing soluble oligomeric species of amyloid-beta - forms of amyloid-beta that have been proven to be most toxic to neurons - stereotaxically into the brain. In this report we utilize male C57BL/6J mice to document this surgical technique of increasing amyloid-beta levels in a select brain region. The infusion target is the dentate gyrus of the hippocampus because this brain structure, along with the basal forebrain that is connected by the cholinergic circuit, represents one of the areas of degeneration in the disease. The results of elevating amyloid-beta in the dentate gyrus via stereotaxic infusion reveal increases in neuron loss in the dentate gyrus within 1 week, while there is a concomitant increase in cell death and cholinergic neuron loss in the vertical limb of the diagonal band of Broca of the basal forebrain. These effects are observed up to 2 weeks. Our data suggests that the current amyloid-beta infusion model provides an alternative mouse model to address region specific neuron death in a short-term basis. The advantage of this model is that amyloid-beta can be elevated in a spatial and temporal manner.

Here, we present a protocol for direct stereotaxic brain infusion of amyloid-beta. This methodology provides an alternative in vivo mouse model to address the short-term effects of amyloid-beta on brain neurons.

Fare Hippocampus içine Oligomerik Amiloid-beta Stereotaksik İnfüzyon

Alzheimer&#8217;s disease is a neurodegenerative disease affecting the aging population. A key neuropathological feature of the disease is the ...

Fabrication of High Contact-Density, Flat-Interface Nerve Electrodes for Recording and Stimulation Applications

Many attempts have been made to manufacture multi-contact nerve cuff electrodes that are safe, robust and reliable for long term neuroprosthetic applications. This protocol describes a fabrication technique of a modified cylindrical nerve cuff electrode to meet these criteria. Minimum computer-aided design and manufacturing (CAD and CAM) skills are necessary to consistently produce cuffs with high precision (contact placement 0.51 &#177; 0.04 mm) and various cuff sizes. The precision in spatially distributing the contacts and the ability to retain a predefined geometry accomplished with this design are two criteria essential to optimize the cuff&#39;s interface for selective recording and stimulation. The presented design also maximizes the flexibility in the longitudinal direction while maintaining sufficient rigidity in the transverse direction to reshape the nerve by using materials with different elasticities. The expansion of the cuff&#39;s cross sectional area as a result of increasing the pressure inside the cuff was observed to be 25% at 67 mm Hg. This test demonstrates the flexibility of the cuff and its response to nerve swelling post-implant. The stability of the contacts&#39; interface and recording quality were also examined with contacts&#39; impedance and signal-to-noise ratio metrics from a chronically implanted cuff (7.5 months), and observed to be 2.55 &#177; 0.25 k&#8486; and 5.10 &#177; 0.81 dB respectively.

This article provides a detailed description on the fabrication process of a high contact-density flat interface nerve electrode (FINE). This electrode is optimized for recording and stimulating neural activity selectively within peripheral nerves.

Kayıt ve Stimülasyon Uygulamaları için Yüksek İletişim-Yoğunluk Fabrikasyon, Düz Arayüz Sinir Elektrotlar

Many attempts have been made to manufacture multi-contact nerve cuff electrodes that are safe, robust and reliable for long term neuroprosthetic ...

Generation of 3-D Collagen-based Hydrogels to Analyze Axonal Growth and Behavior During Nervous System Development

This protocol uses natural type I collagen to generate three-dimensional (3-D) hydrogel for monitoring and analyzing the axonal growth. The protocol is centered on culturing small pieces of embryonic or early postnatal rodent brains inside a 3-D hydrogel formed by the rat tail tendon-derived type I collagen with specific porosity. Tissue pieces are cultured inside the hydrogel and confronted to specific brain fragments or genetically-modified cell aggregates to produce and secrete molecules suitable for creating a gradient inside the porous matrix. The steps of this protocol are simple and reproducible but include critical steps to be considered carefully during its development. Moreover, the behavior of growing axons can be monitored and analyzed directly using a phase-contrast microscope or mono/multiphoton fluorescence microscope after fixation by immunocytochemical methods.

Here, we provide a method for analyzing the behavior of growing axons in 3D matrices, mimicking their natural development.

Sinir sistemi gelişimi sırasında axonal büyüme ve davranışı analiz etmek için 3-b kollajen bazlı hydrogels üretimi

This protocol uses natural type I collagen to generate three-dimensional (3-D) hydrogel for monitoring and analyzing the axonal growth. The protocol is ...