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[BCI, 3D나노프린팅] 카네기 멜론 대학교의 연구원들은 의사가 신경 장애를 치료하는 방법에 대한 잠재력을 보유한 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 플랫폼을 위한 새로운 유형의 미세전극 어레이(MEA)인 CMU 어레이를 개척했다. 3D나노프린팅된 전극은 신경 장애의 개인화된 치료를 위한 잠재력을 보유한다.

https://www.sciencetimes.com/articles/40344/20221006/3d-nanoprinted-electrodes-hold-potential-personalized-treatment-neurological-disorders.htm

JM Kim | 기사입력 2022/10/11 [00:00]

[BCI, 3D나노프린팅] 카네기 멜론 대학교의 연구원들은 의사가 신경 장애를 치료하는 방법에 대한 잠재력을 보유한 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 플랫폼을 위한 새로운 유형의 미세전극 어레이(MEA)인 CMU 어레이를 개척했다. 3D나노프린팅된 전극은 신경 장애의 개인화된 치료를 위한 잠재력을 보유한다.

https://www.sciencetimes.com/articles/40344/20221006/3d-nanoprinted-electrodes-hold-potential-personalized-treatment-neurological-disorders.htm

JM Kim | 입력 : 2022/10/11 [00:00]

Phys.org는 MEA가 완전 맞춤형 나노 스케일로 3D 인쇄되어 간질이나 사지 기능 상실로 고통받는 환자가 언젠가는 맞춤형 치료 계획을 가질 수 있다고 보고했다.

 

연구원들은 최신 미세 가공 기술과 Aerosol Jet 3D 프린팅을 적용하여 MEA를 생성하고 다른 BCI(뇌-컴퓨터 인터페이스) 어레이의 설계 장벽을 해결했다.

 

임상 요구 사항에 맞게 전극 레이아웃을 맞춤화하는 새로운 수단 미세전극 어레이는 뇌 연구에 필요한 전기생리학적 활동을 기록하는 방법이다. 그것들은 신경학에서 기본적인 역할을 하지만, 실험 및 임상 요구에 맞게 전극 레이아웃을 맞춤화할 수 있는 수단은 아직 없다. 또한 적용 범위, 취약성 및 비용에 제한이 있다.

 

그러나 Science Advances에 게재된 "CMU 어레이: 3D 나노프린트, 완전 맞춤형 고밀도 미세전극 어레이 플랫폼"이라는 제목의 연구에서 연구원들은 3D 나노입자 프린팅 접근법을 사용하여 3D 프린팅 과정. 그들은 최대 2600채널/cm2의 높은 전극 밀도와 최소한의 총 조직 손상, 탁월한 신호 대 잡음비를 갖춘 사용자 지정 가능하고 물리적으로 강력한 3D 다중 전극 장치를 만들었다.

 

환자의 필요에 따라 재구성할 수 있도록 고도로 맞춤화할 수 있다. CMU 어레이는 여러 생물 의학 장치를 지원할 수 있는 맞춤형 3D 인쇄 다층 회로 기판을 사용하여 부분적으로 달성된다. 뇌에서 전기 신호를 표적으로 하고 대규모로 기록할 수 있는 실용적인 디자인이다.

 

CMU 어레이는 가장 밀도가 높은 BCI이다. 연구원들이 CMU 어레이를 만드는 데 사용한 구성 요소 중 하나는 특정 요구에 맞게 장치를 사용자 지정할 수 있는 세 가지 중요한 이점을 제공하는 Aerosol Jet 3D 인쇄이다. MEA는 뇌에서 3D로 작동할 수 있으며 밀도가 높아져 더욱 강력해졌다.

 

News Medical Life Sciences의 유사한 보고서에 따르면 MEA 기반 BCI는 뇌의 뉴런을 외부 전자 장치와 연결하여 뇌 활동을 모니터링한다. 이러한 장치는 종종 뇌에서 기능을 상실한 팔다리 또는 기관으로 정보를 전송하기 위해 신경보철 장치, 의수 및 시각 임플란트에 사용된다. 또한 BCI는 신경 장애를 치료하는 것으로 알려져 있다.

 

MEA에는 두 가지 유형이 있다. 가장 오래된 것은 1993년에 특허를 받은 유타 대학의 Utah 어레이이다. 실리콘 기반 어레이는 뉴런의 전기 방전을 감지하기 위해 뇌에 삽입할 수 있는 생크를 사용한다. 또 다른 유형은 전자가 칩을 가로질러 발사할 때 전자를 읽는 Michigan 어레이이다. 그러나 두 어레이의 설계는 2D 평면에서만 기록할 수 있어 사용이 제한된다.

 

CMU 어레이의 가장 중요한 측면은 어레이의 미세전극 밀도와 이러한 어레이를 있어야 하는 정확한 지점에 배치할 수 있는 능력에 의해 제한되는 3D 샘플링 기능이다. 3D를 추가하면 어레이의 샘플링 능력이 크게 향상되고 특정 응용 프로그램에 맞게 사용자 정의할 수 있으며 보다 정확하고 충실도가 높은 판독이 가능하다.

 

연구원들은 CMU 어레이가 다른 MEA보다 밀도가 가장 높은 BCI라고 말했다. 더 높은 품질의 MEA는 환자 또는 실험자의 요구에 맞는 정밀 의학 장치와 같은 고급 응용 분야로 인해 요구되고 있다. 인체 실험을 하려면 5년이 걸리고 상업적으로 사용하려면 5년이 더 걸릴 수 있다. 그럼에도 불구하고 그들은 다양한 응용 프로그램을 성공적으로 시작하게 되어 매우 기쁘다.

 

 

 
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