神經體外培養(yǎng)與軸突牽拉裝置的研制.pdf

1、神經接口是一種建立人體神經系統與外部設備信息交互機制的通道，將其用于神經功能修復可實現殘障人士的機能補償與功能重建，其中基于組織工程技術的雙向外周神經接口成為了該領域的研究熱點。雙向外周神經接口通過體外培養(yǎng)和機械牽拉等方法培養(yǎng)神經軸突，再進行生物電刺激與神經移植誘導其功能修復，同時將采集到的神經信號用于控制假肢運動，并把假肢信號傳遞到大腦皮層，建立雙向信息傳輸通路，從而實現殘障者對假肢的閉環(huán)自主控制。
　　由于神經軸突需要嚴格的體

2、外培養(yǎng)條件以及機械牽拉的高精度要求，目前商用的神經培養(yǎng)裝置不能提供軸突牽拉的實驗手段。為此，本文設計了一套神經體外培養(yǎng)與軸突牽拉裝置，從而使軸突生長地更長更定向，可為雙向外周神經接口研究搭建實驗平臺，也為神經體外培養(yǎng)提供新方法與新技術。
　　該實驗平臺由體外培養(yǎng)牽拉裝置和微位移控制平臺組成。利用 SolidWorks軟件對舊裝置進行結構改造，并選用PTFE材料加工成型，使裝置內微環(huán)境獲得更好的生物兼容性。微位移控制平臺包括機械系統

3、和控制系統：控制系統主要實現神經軸突牽拉的控制，包括PC機和控制器等；機械系統包含步進電機和滾珠絲桿，共同作為控制系統的執(zhí)行器。根據現有實驗條件，將機械系統和培養(yǎng)牽拉裝置置于CO2培養(yǎng)箱內進行培養(yǎng)和牽拉。本文還選用Renishaw XL-80激光干涉儀對實驗平臺進行微位移測量校準，來獲取裝置的位移輸出信息，并用MATLAB軟件進行曲線擬合分析。測量結果表明，步距1μm和2μm行駛的位移精度符合誤差測量基本要求，滿足本實驗的牽拉需求。最后