An Integrated Platform for In Vivo Neuromuscular Stimulation and Recording Using

体内神经肌肉刺激和记录的集成平台

基本信息

  • 批准号:
    8058139
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 19.39万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2011-09-01 至 2013-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): The implementation of novel electrophysiological interfaces to the brain, spinal cord, peripheral nerves, and muscles holds great promise for research into nervous-system function and for the future development of prosthetic devices. The goal of this project is the development and commercialization of an integrated platform for in vivo interfacing at the surface of neural tissue and muscle using conformable microelectrode arrays (MEAs). These MEAs are microfabricated using a technology that implements multilayer wiring and electrodes on a compliant polydimethylsiloxane (PDMS) substrate, and that creates a raised well around each electrode to facilitate tight coupling to the tissue. Electronics are integrated using a novel via bonding packaging technology that implements a robust, high-density electrical connection to the soft MEA substrate. The custom electronics facilitate the simultaneous stimulation and recording of the tissue in order both to control and to measure electrical activity. The Phase I SBIR project has two research and development aims with the following subaims: (1A) fabricate and test the compliant, raised-well MEAs, (1B) integrate the MEAs with proprietary electronics using the via bonding technology, (2A) validate the system performance by stimulating and recording from muscle, and (2B) validate the biocompatibility of the device for chronic implantation. Aim 1 will create the integrated platform and test the capability and robustness of the technology for future commercialization. Aim 2 will provide novel research data that will exemplify the power of the platform as a tool for the study of neuromuscular function. The successful completion of these aims will demonstrate both the applicability and the future potential of the technology. This project will provide a powerful tool that, by interfacing at the tissue surface, bridges the gap between highly invasive penetrating electrode arrays and low-fidelity cutaneous interfaces. The platform will facilitate research into a broad range of neurological and neuromuscular disorders and will have the potential to enhance the advanced development of prostheses and brain-machine interfaces to address the treatment of these disorders. The range of research and clinical applications includes the study of motor control and neuromuscular diseases and disorders, the implementation of prostheses to address conditions as far ranging as spinal-cord injury and blindness, and the development of brain-machine interfaces for the diagnosis and subsequent treatment of epilepsy. PUBLIC HEALTH RELEVANCE: The implementation of novel electrophysiological interfaces to the brain, spinal cord, peripheral nerves, and muscles holds great promise for research into nervous-system function and for the future development of prosthetic devices. The goal of this project is the commercialization of an integrated platform for the stimulation and recording of neural tissue and muscles using microelectrode arrays that conform to the tissue surface, creating a high-fidelity interface between electronics and tissue. This platform will provide a powerful tool that has the potential to address applications such as the study of motor control and neuromuscular disorders, the development of prostheses to address spinal-cord injury and blindness, and the evaluation and treatment of epilepsy.
描述(由申请人提供):实施新型的电生理界面到大脑,脊髓,周围神经和肌肉,对研究神经系统功能以及未来的假体设备的发展具有巨大的希望。该项目的目的是使用符合的微电极阵列(MEAS)在神经组织和肌肉表面进行体内接口的集成平台的开发和商业化。这些MEAS是使用一项技术,该技术使用一项在符合的聚二甲基硅氧烷(PDMS)底物上实现多层接线和电极的技术,并在每个电极围绕每个电极周围产生一个很好的提升,以促进与组织紧密耦合。电子设备是使用新颖的粘结包装技术集成的,该技术实现了与软MEA底物的强大高密度电连接。自定义电子设备促进组织的同时刺激和记录,以控制和测量电活动。第一阶段SBIR项目具有两个研究和开发的目的,其目的是以下subiaims:(1a)使用VIA键合技术(2A)验证合规性的,升高的测量值,(1B)将其与专有电子设备整合在一起,(2A)验证通过刺激和记录肌肉的系统性能,(2B)验证该设备的生物相容性以进行慢性植入。 AIM 1将创建集成平台,并测试该技术未来商业化的能力和鲁棒性。 AIM 2将提供新的研究数据,以说明平台作为神经肌肉功能的工具的功能。这些目标的成功完成将证明技术的适用性和未来潜力。该项目将提供一个强大的工具,通过在组织表面接口,桥接高度侵入性的穿透电极阵列和低保真皮肤界面之间的缝隙。该平台将促进对广泛的神经和神经肌肉疾病的研究,并有可能增强假体和脑机界面的先进发展,以解决这些疾病的治疗。研究和临床应用的范围包括对运动控制和神经肌肉疾病和疾病的研究,实施假体的实施,以解决与脊柱损伤和失明的范围,以及开发用于诊断和随后的脑机界面癫痫的治疗。 公共卫生相关性:实施与大脑,脊髓,周围神经和肌肉的新型电生理界面实施,对研究神经系统功能以及未来的假体设备的发展具有很大的希望。该项目的目的是使用符合组织表面的微电极阵列刺激和记录神经组织和肌肉的集成平台的商业化,从而在电子和组织之间形成了高保真界面。该平台将提供一个强大的工具,该工具有可能解决诸如运动控制和神经肌肉疾病的研究,解决脊柱损伤和失明的假体的发展以及癫痫的评估和治疗。

项目成果

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专著数量(0)
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专利数量(3)

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