定向细胞拉伸培养设备

定向细胞拉伸培养设备上的弹性微电极阵列（SMEAs）是研究机械刺激下设备上播种的活1细胞的电生理学的有用工具。

在这种应用中，SMEAs被用作细胞培养基质；因此，设备的表面形貌和机械性能应该对被嵌入的可拉伸电气互连所影响达到蕞小。

定向细胞拉伸培养设备使用了一种新型的微驱动SMEA的设计和微细加工技术，以实现可拉伸性，并以蕞小的表面积专1用于电气互连和明确的表面应变分布，结合集成的不同的微图案，电生理信号多道同步采集分析系统，使细胞对齐和定向拉伸。

特殊的机械设计也使SMEA具有长期循环拉伸细胞培养物所需的电子机械疲劳寿命（在超过16万次20%的拉伸和放松循环中，电气互连的电阻稳定）。所提出的制造方法是基于蕞先进的微细加工技术和材料，并规避了使用非常规方法和材料制造可拉伸电极阵列所带来的加工问题。

SMEA的电化学阻抗谱表征显示，直径为12um的TiN电极在1kHz时阻抗幅度为4.5MΩ。细胞培养实验证明了SMEA在长期培养实验中的坚固性以及与倒置荧光显微镜的兼容性。

可拉伸微电极阵列对电活动的神经传感

在机械活跃的组织内感应神经活动会带来特殊的障碍，因为大多数电极比生物组织要硬得多。随着组织的变形，刚性电极可能会损坏周围的组织。当在由脑组织快速和大的形变引起的创伤性脑损伤 (TBI) 实验模型中感知神经活动时，该问题会更加严重。

我们已经开发了一种可拉伸微电极阵列（SMEA），它可以承受大的弹性变形（>5%的双轴应变），同时继续发挥作用。可拉伸微电极阵列SMEA被用来记录大脑切片培养的自发活动，以及通过SMEA电极刺激后的诱发活动。

脑组织切片在SMEA上长期培养，然后通过拉伸SMEA和贴壁的培养物，用我们良好的体外损伤模型进行机械损伤，这一点通过图像分析得到证实。由于脑组织生长在与基质结合的SMEA上，细胞电信号功能成像系统，由于SMEA与组织一起变形并在机械刺激中保持原位，因此损伤后的电生理功能变化与损伤前的功能是正常的。

我们的损伤模型和可拉伸微电极阵列SMEA的结合可以帮助阐明创伤后神经元功能障碍的机制，以寻求TBI治1疗方法。SMEA可能在其他机械活跃的组织中具有额外的传感应用，细胞电信号，如周围神经和心脏相关研究。

细胞外神经元活动监测系统

微电极阵列（MEAs）被设计用来监测和/或刺激细胞外的神经元活动。然而，目前的MEA和神经组织之间的生物力学和结构不匹配仍然是神经接口的一个挑战。

细胞外神经元活动监测系统拥有一种制备具有改进的机械顺应性的神经电极的材料策略，细胞电信号实时分析系统，它依赖于嵌入聚合物基质的金属薄膜电极。聚合物上的微电极的电极阻抗与玻璃基底上的MEA相当。

此外，可拉伸微电极阵列sMEA上的MEA可以弯曲和滚动，提供与大脑和体内神经更好的结构接口。

细胞外神经元活动监测系统上的可拉伸微电极阵列sMEA可以被可逆地拉伸，并提供体外独1特的平台来同时研究神经细胞和组织对机械刺激的电生理学。将机械性能添加到MEA中是一个有前途的工具，可用于建立强大和可靠的神经接口。

细胞外神经元活动监测系统