An implantable chip with integrated microprobe/tube arrays for electrical neural recording, stimulation, and drug delivery applications

具有集成微探针/管阵列的可植入芯片，用于电神经记录、刺激和药物输送应用

• 批准号: 20226010
• 负责人: ISHIDA Makoto
• 金额: $ 134.7万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20226010/
• 关键词: 選択VLS成長; シリコンプローブアレイ; マイクロチューブアレイ; 集積回路技術; 細胞記録/刺激/薬剤投与; 埋込み型マイクロデバイス; 脳神経科学; ブレイン-マシ; 細胞記録，刺激，薬剤投与; ブレイン－マシン・インタフェース; 細胞記録,刺激,薬剤投与; ブレイン-マシン・インタフェース; 細胞記録; 刺激; 薬剤投与; 埋込み型マイクロデバイ

The goal of this project is to developtechnologies for integration of very fine out-of-plane silicon microprobe, silicon-dioxide microtubearrays with microelectronics using a “selective vapor-liquid-solid (VLS)growth”techniqueand three-dimensional microfabrication processes. Major achievements of the researchduring the project period includei) integration of microscalediameter probe electrode and tube arrays for simultaneous electrical recording, stimulation, and drug delivery system with a high spatialresolution, ii) realization of the microprobes with various lengths for three-dimensional recording/stimulationof neurons in a neuronal tissue, and iii) on-chip CMOS interface circuitry for high performanceelectronics includingamplifications and filtering of recorded neural signals, and data/power wireless transmission system. From these achievements,theproposed devicecould become apowerful technique to assist inunderstanding nervous systems and offerneural recording/stimulation and drug delivery in medical applications.

该项目的目标是开发利用“选择性气-液-固（VLS）生长”技术和三维微加工工艺将非常精细的平面外硅微探针、二氧化硅微管阵列与微电子集成的技术。项目期间的研究成果包括i）集成微直径探针电极和管阵列，用于具有高空间分辨率的同步电记录、刺激和药物输送系统， ii) 实现不同长度的微探针，用于对神经组织中的神经元进行三维记录/刺激，以及 iii) 用于高性能电子器件的片上 CMOS 接口电路，包括记录的神经信号的放大和过滤以及数据/电源无线从这些成就来看，所提出的设备可以成为一种强大的技术来帮助理解神经系统并在医疗应用中提供神经记录/刺激和药物输送。

项目成果

Silicon based On-chip Antenna using an LC resonator for Near-field RF Systems

用于近场射频系统的使用 LC 谐振器的硅基片上天线

• DOI: 10.1016/j.sse.2011.08.002
• 发表时间: 2012
• 期刊: Solid-State Electron.
• 作者: K. Okabe;W. H. Lee;Y. Harada and M. Ishida
• 通讯作者: Y. Harada and M. Ishida

Out-of-plane microtube arrays for drug delivery-liquid flow properties and an application to the nerve block test

• DOI: 10.1007/s10544-008-9259-3
• 发表时间: 2009-06-01
• 期刊: BIOMEDICAL MICRODEVICES
• 影响因子: 2.8
• 作者: Takei, Kuniharu;Kawashima, Takahiro;Ishida, Makoto
• 通讯作者: Ishida, Makoto

Bio-Medical Applications of smart sensing devices

• DOI: 10.7567/ssdm.2012.i-6-1
• 发表时间: 2012-09
• 期刊: The Japan Society of Applied Physics
• 作者: M. Ishida;K. Sawada;T. Kawano;D. Akai;I. Akita

Bio-medical Si microchips with sensors and IC

带传感器和 IC 的生物医学硅微芯片

• 发表时间: 2008
• 作者: H. Yamada;M. Kobayashi ;J. Miyazawa ;R. Sakamoto;山本晃士;M. Ishida
• 通讯作者: M. Ishida

0.06mm214nV/√Hz Chopper Instrumentation Amplifier 9:45 AMwith Automatic Differential-Pair Matching

具有自动差分对匹配功能的 0.06mm214nV/√Hz 斩波仪表放大器 9:45 AM

• 发表时间: 2013
• 作者: I. Akita;M. Ishida
• 通讯作者: M. Ishida