KAIST表示，生物与脑工学系Nam Yunki教授研究团队开发出一项平台技术，可将“3D微电极芯片”制作为多种形态的定制化体外培养芯片，并于25日对外公布。
在体外培养的脑神经组织，作为简化的脑研究实验模型被广泛应用。但基于半导体工艺制备的既有装置，在实现形态变换和立体（3D）结构方面存在限制。一直以来，3D微电极芯片的制作依赖半导体工艺，导致立体结构设计自由度受限且成本高昂。
为克服这一问题，近年来提出了基于3D打印的制作技术，但按照“电导材料图案化→涂覆绝缘体→开口电极”的顺序，在为多种体外培养神经网络结构提供立体设计自由度方面，仍然存在局限。
研究团队通过“逆向思维”解决了这一难题。他们利用3D打印机先制造出中空通道结构，随后利用导电墨水的毛细现象，使其自动填充通道空隙，从而形成电极和布线，完成了“定制化3D脑神经芯片”。
尤其是，研究团队注意到3D打印技术所提供的优异立体设计自由度，以及打印产物可作为绝缘体使用的特性，采用将既有工艺顺序彻底颠倒的方法，建立了一种创新工艺，使体外培养用三维神经网络模型能够更加自由地设计，并测量其功能。
这一新平台可实现探针型、立方体型、模块型等多种形态的芯片。同时，还支持以石墨、导电高分子、银纳米颗粒等多种材料制备电极。
该技术能够同时测量三维神经网络内外产生的多通道神经信号，从而精密分析神经细胞之间的动态相互作用与连接性。
Nam教授表示：“本研究的意义在于，将3D打印与毛细现象相结合，扩展了神经芯片制作的自由度。该技术今后不仅将有助于利用脑神经组织开展基础脑科学研究，也将推动细胞基础生物传感器、生物计算等应用领域的发展。”
另外，本次研究中，KAIST生物与脑工学系的Yun Dongjo博士以第一作者身份参与。研究成果近日发表于国际学术期刊《Advanced Functional Materials》在线版。
“3D微电极芯片”是指通过布置在三维空间中的大量微电极，对神经细胞的电活动进行测量和刺激的一种神经接口。
版权所有 © 阿视亚经济 (www.asiae.co.kr)。 未经许可不得转载。
