Impresión 3D de una gorra de calavera y una matriz de microelectrodos basada en micropuntas fabricada en banco para grabaciones personalizadas del cerebro de ratas
Autores: Yi, Dongyang; Hartner, Jeremiah P.; Ung, Brian S.; Zhu, Harrison L.; Watson, Brendon O.; Chen, Lei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Impresión 3D de una gorra de calavera y una matriz de microelectrodos basada en micropuntas fabricada en banco para grabaciones personalizadas del cerebro de ratas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Arrays de microelectrodos
Registros electrofisiológicos crónicos
Fabricación
Procedimientos de implantación
Gorro craneal impreso en 3D
Enfoque de fabricación de mesa de trabajo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
Las matrices de microelectrodos de microwire (MEAs) han sido una herramienta popular de bajo costo para registros electrofisiológicos crónicos y son un medio económico para registrar la dinámica eléctrica crucial para la función cerebral. Sin embargo, tanto la fabricación como los procedimientos de implantación para multi-MEAs en un solo roedor son laboriosos y la precisión y calidad dependen en gran medida de la habilidad manual. Para abordar los desafíos de fabricación e implantación de MEAs de microwire, se desarrollaron (1) un casco craneal diseñado por computadora e impreso en 3D para las ubicaciones de implantación predefinidas de cada MEA y (2) un enfoque de fabricación de banco para MEAs de microwire personalizados de bajo costo. Se prototipó y probó un diseño de concepto de 32 canales 4-MEA (8 cables cada uno) a través de registros de ratas Sprague Dawley. El diseño del casco craneal, basado en la tomografía computarizada de una sola rata, se adapta bien a varias ratas Sprague Dawley de diferentes tamaños, edades y pesos con un error mínimo de alineación del bregma (error estándar de la media del eje A/P = 0,25 mm, error estándar de la media del eje M/L = 0,07 mm, n = 6). El sistema de 32 canales prototipado pudo registrar las actividades de disparo durante cinco meses. El método de fabricación de banco desarrollado y la plataforma de implantación de casco craneal impreso en 3D permitirían a los grupos de neurociencia llevar a cabo el diseño, fabricación e implantación internos de MEAs de microwire personalizables a un costo menor que las opciones comerciales actuales y experimentar un tiempo de espera más corto para las modificaciones e iteraciones de diseño.
Descripción
Las matrices de microelectrodos de microwire (MEAs) han sido una herramienta popular de bajo costo para registros electrofisiológicos crónicos y son un medio económico para registrar la dinámica eléctrica crucial para la función cerebral. Sin embargo, tanto la fabricación como los procedimientos de implantación para multi-MEAs en un solo roedor son laboriosos y la precisión y calidad dependen en gran medida de la habilidad manual. Para abordar los desafíos de fabricación e implantación de MEAs de microwire, se desarrollaron (1) un casco craneal diseñado por computadora e impreso en 3D para las ubicaciones de implantación predefinidas de cada MEA y (2) un enfoque de fabricación de banco para MEAs de microwire personalizados de bajo costo. Se prototipó y probó un diseño de concepto de 32 canales 4-MEA (8 cables cada uno) a través de registros de ratas Sprague Dawley. El diseño del casco craneal, basado en la tomografía computarizada de una sola rata, se adapta bien a varias ratas Sprague Dawley de diferentes tamaños, edades y pesos con un error mínimo de alineación del bregma (error estándar de la media del eje A/P = 0,25 mm, error estándar de la media del eje M/L = 0,07 mm, n = 6). El sistema de 32 canales prototipado pudo registrar las actividades de disparo durante cinco meses. El método de fabricación de banco desarrollado y la plataforma de implantación de casco craneal impreso en 3D permitirían a los grupos de neurociencia llevar a cabo el diseño, fabricación e implantación internos de MEAs de microwire personalizables a un costo menor que las opciones comerciales actuales y experimentar un tiempo de espera más corto para las modificaciones e iteraciones de diseño.