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3次元構造物によるマルチチャンネル神経インターフェース

Research Project

Project/Area Number 05J11277
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biomedical engineering/Biological material science
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

星野 隆行  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords神経インターフェース / 再生型電極 / 集束イオンビーム / 3次元造形 / マイクロチューブ / ダイヤモンドライクカーボン / 集束イオンビーム励起表面反応 / 神経再生型電極 / 3次元造形法 / PC12 / Diamon-like Carbon (DLC)
Research Abstract

本研究は集束イオンビーム(FIB)を用いて作製した立体構造物を神経電極の多チャンネル化とその配線技術と応用するための基礎研究である.以下本年度行われた実験について述べる.(1)FIBによる構造制御をより精緻に行うために,オーバハング構造の堆積モデルを提案した.オーバハング構造の造形においては透過イオンによる堆積が重要である.この現象を膜厚50nmのSiN薄膜下部において観察し,この堆積機構を考慮したモデルを提案した.シミュレーションによってオーバハングの勾配が制御可能であることを示した.(2)FIBにより堆積した材料であるDLC,タングステン(W)およびSiOxが神経電極として機能するための条件を検討した.培養容器内に配置した多点電極アレイ上に,FIBによりSiOxを膜厚0.2umに堆積させ,一辺20umのPt電極表面をカバーさせた.SiOxをエッチングした直径数umの穴にW(CO)_6の反応により直径約100〜200μm,高さ約10μmのWピラーを作製した.現在,この電極構造を生理食塩水に浸漬させインピーダンス計測を行い評価しているが,SiOx膜の絶縁特性が良好ではなく生体計測が可能な範囲には達していない.(3)神経電極材料としてポリパラキシリレン(PPX)の可能性を検討した.構造材および絶縁材として使用が考えられるPPXの生体適合性を評価するため,PPXの側鎖にアミノ基を修飾(数種類),酸素プラズマを照射,培養用ポリスチレン(PS),コラーゲン(Col)に関して,ラット由来副腎細胞腫PC12をもちいて細胞接着性を定量評価した.アミノ基の修飾は培養用PSと同等の効果であることが分かった.酸素プラズマ照射によりPPX-Cは,XPS分析により酸素が検出され親水性が向上し,培養用PSの接着性と同等であった.以上からPPXは生体と融合させる材料として可能性があると考えられる.

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2006 2005

All Journal Article (5 results)

  • [Journal Article] Development of a Regeneration-type Neural Interface : A Microtube Guide for Axon Growth of Neuronal Cells Fabricated Using Focused-ion-beam Chemical Vapor Deposition2006

    • Author(s)
      Takayuki Hoshino
    • Journal Title

      Journal of Vacuum science and Technology B Vol.24, No.6,

      Pages: 2538-2543

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Three-dimensional Fabrication using Focused-ion-beam Chemical-vapor-deposition : Overhang Deposition Mechanism and Its Simulation2006

    • Author(s)
      Takayuki Hoshino
    • Journal Title

      The 50th International Conference on Electron, Ion, and Photon Beam Technology & Nanofabrication (EIPBN '06),Baltimore (USA), PJ5

      Pages: 189-190

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Gate Support System for Human Locomotion without Holding Lower Extremity : Preliminary Design of Mechanism and Control2006

    • Author(s)
      Takayuki Hoshino
    • Journal Title

      The 28th Annual International Conference IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2006) FrBP11.3

      Pages: 2950-2953

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] カーボンマイクロチューブを用いた神経再生電極の開発-デバイスの試作と神経系培養細胞を用いた検討-2005

    • Author(s)
      星野隆行
    • Journal Title

      生体医工学 43巻・supple.1

      Pages: 534-534

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of regeneration type neural interface: Micro-tube guide for axon growth of neuronal cells fabricated using focused-ion-beam chemical-vapor-deposition2005

    • Author(s)
      T.Hoshino
    • Journal Title

      Abstract, The 49th International Conference on Electron, Ion and Photon Beam Technology & Nanofabrication (EIPBN '05)

      Pages: 511-512

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2024-03-26  

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