СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕЙРОНАЛЬНЫХ ИМПЛАНТОВ
Нейрональный имплант имплантация повреждение спинного мозга биосовместимость 3D печать силиконовый эластомер
Изобретение относится к медицине, точнее к нейрохирургии и неврологии, и предназначено для использования применения при нейрореабилитации больных с неврологическими заболеваниями различной этиологии с помощью имплантов. Для получения нейрональных имплантов осуществляют создание растягивающегося слоя из изоляционного материала, формирование на указанном слое растягивающегося проводящего пути.
Инкапсулирование по меньшей мере одного вышеуказанного проводящего пути осуществляют посредством инкапсулирующего слоя, содержащего по меньшей мере одно сквозное отверстие. Заполняют отверстие электропроводящим материалом, наносят электропроводящую пасту на заранее определенные области проводящего пути.
Вставляют электропроводящий элемент в шарик из электропроводящей пасты. Заполняют электрическое устройство вязким эластомером, отверждают указанный эластомер. Выполнение
растягиваемого слоя с проводящими путями осуществляют методом 3D-печати, включающей в себя экструзию не текучего силиконового эластомера, полимеризацию и плазменную активацию поверхности. Нанесение электрических каналов проводят посредством струйной печати с использованием чернил, в которых микрочастицы платины суспензированы в вязком растворителе. Прикрепление гибких металлических проводов к контактным площадкам проводят методом точечной экструзии электропроводящей пасты, после чего осуществляют нанесение текучего силикона. В качестве чернил используют суспензию микрочастиц платины диаметром 0,2-1,8 мкм в триэтиленгликолемонометиловогоэфира.Способ позволяет расширить номенклатуру имплантов с целью получения более надежных нейропротезов, обеспечивает стабильное поведение при растяжении в физиологическом диапазоне упругой деформации, сохраняет электрическую функциональность при воздействии физиологически значимых растяжений и после длительных циклов деформации.
Изобретение относится к медицине, точнее, к нейрохирургии и неврологии, и может найти применение для нейрореабилитации больных с неврологическими заболеваниями различной этиологии с помощью имплантов.
Под имплантатами понимают - медицинские устройства, изготовляемые с целью замены утраченных биологических функций, поддержки поврежденных тканей и расширения возможностей существующих органов. При этом поверхность имплантатов, контактирующая с биологическими тканями, должна состоять из биомедицинского материала с целью лучшей приживаемости в тканях. В некоторых случаях имплантаты содержат электронные устройства, например, искусственные кардиостимуляторы и кохлеарные имплантаты. В частности, кохлеарные имплантаты могут восстанавливать слух у глухих детей, глубокая стимуляция головного мозга облегчает симптомы паркинсонизма, а нейромодуляция спинного мозга ослабляет хроническую невропатическую боль.
В настоящее время особый интерес представляют нейрональные импланты, позволяющие проводить стимуляцию и регистрацию потенциалов центральной нервной системы. Это связано с тем, что согласно данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно в мире до 500000 человек получают повреждение спинного мозга. Это зачастую сопровождается тяжелыми расстройствами сенсомоторных и висцеральных функций, что имеет существенные негативные социальные и экономические последствия.
Использование таких имплантов основывается на возможности искусственного управлении и тренировки нейронных сетей спинного мозга, которые осуществляют контроль сенсомоторных функций и могут генерировать локомоторные паттерны. [Nature Neuroscience 12, 10 (2009), pages 1333-U167].
Большинство известных нейрональных имплантов представляют собой матрицы из нескольких металлических микроэлектродов, закрепленных на биосовместимой полимерной основе (обычно полисилоксановой, полиимидной или париленовой). Такие устройства, обладая высокой гибкостью, могут быть установлены на различные участки нервных тканей, вызывая при этом минимальный воспалительный ответ.
Преимуществами заявляемой технологии NeuroPrint является использование набора силиконов и композитов, которые демонстрируют стабильное поведение при растяжении в физиологическом диапазоне упругой деформации, сохраняют электрическую функциональность при воздействии физиологически значимых растяжений и после длительных циклов деформации.
Благодаря своей простой конструкции электроды NeuroPrint устраняют необходимость в обработке чистых помещений и разработке специальных моделей и инструментов для изготовления, которые обычно используются для производства нейрональных сенсоров. Типичное время производства от проектной спецификации до готового прототипа может составлять всего 24 часа, что позволяет производить индивидуальные имплантаты по запросу
Павел
Мусиенко
Евгеньевич
Профессор
Доктор медицинских наук
Отсутствует
L-6677-2015
8559287000
5584-3709
http://biomedinstitute.spbu.ru/ru/pmusienko_ru
0000-0002-7324-9021
РОССИЯ
Елена
Лебедева
Витальевна
Начальник Управления научных исследований
РОССИЯ
34.39.15
Общая нейрофизиология
34.39.21
Физиология нервно-мышечной системы скелета. Движение
76.09.41
Полимерные материалы медицинского назначения и изделия из них
31.27.15
Структура и функции биополимеров
03.01.RU
NEUROSCIENCES
Иван
Минев
СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО
Павел
Мусиенко
Евгеньевич
РОССИЯ
Правительство России
Правительство Российской Федерации
Организация
-
-
Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербургский университет, СПбГУ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет"
1037800006089
Организация
Правительство Российской Федерации
Федеральные государственные бюджетные учреждения