Multielektroden Array mit Elektroden aus Kohlenstoff Nanoröhren für die extrazelluläre Ableitung von Aktionspotentialen

Conference: MikroSystemTechnik - KONGRESS 2011
10/10/2011 - 10/12/2011 at Darmstadt, Deutschland

Proceedings: MikroSystemTechnik

Pages: 4Language: germanTyp: PDF

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Authors:
Nick, C.; Thielemann, C. (Hochschule Aschaffenburg, Labor für BioMEMS, Würzburger Str. 45, 63743 Aschaffenburg, Deutschland)
Nick, C.; Schlaak, H. F. (Technische Universität Darmstadt, Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Institut für Elektromechanische Konstruktionen, Merckstraße 25, 64283 Darmstadt, Deutschland)
Joshi, R.; Schneider, J. J. (Technische Universität Darmstadt, Fachbereich Chemie, Eduard-Zintl Institut für Anorganische und Physikalische Chemie, Petersenstraße 18, 64287 Darmstadt, Deutschland)

Abstract:
Der Einsatz von Neuro-Implantaten ist ein vielversprechender Ansatz zur Behandlung neuronaler Krankheiten oder anderer Beeinträchtigungen des Nervensystems. Dabei sind Biokompatibilität sowie gute elektrische Kopplung zwischen Elektroden und neuronalem Gewebe wichtige Voraussetzungen für die Effizienz dieser Implantate. Letztere wird durch eine große elektrochemisch aktive Oberfläche der Elektroden bei möglichst kleiner geometrischer Fläche erzielt. Als Elektrodenmaterialien werden typischerweise edle Metalle wie Gold oder Titan aber auch Beschichtungen aus Titannitrid oder Platin-black verwendet. Eine ganz neue Entwicklung ist der Einsatz von Nanomaterialien wie Kohlenstoff Nanoröhren (engl. carbon nanotube; CNT). Sie zeichnen sich durch hervorragende chemische, mechanische und elektrische Eigenschaften sowie eine sehr hohe Biokompatibilität aus. Elektroden, die mit diesem Nanomaterial versehen sind, können durch eine gute Kopplung zwischen biologischem Gewebe und Elektrode die Effizienz von Neuro-Implantaten verbessern. Unser Ziel ist die Intergration dieses vielversprechenden Materials in den technologischen Prozess von mikrostrukturierten, planaren Elektroden wie sie für Implantate verwendet werden. In einem mehrstufigen Strukturierungsprozess wird ein Array aus metallischen Mikroelektroden für In-Vitro Untersuchungen hergestellt. Durch einen Prozess der chemischen Schichtabscheidung (engl. chemical vapor deposition; CVD) werden Kohlenstoff Nanoröhren auf den metallischen Mikroelektroden synthetisiert. Der gesamte Chip wird anschließend gehäust, sodass die Mikroelektroden mit einem Verstärker bzw. Stimulations-Generator verbunden und Zellen auf dem Elektrodenarray kultiviert werden können.