Implantable Neural Electrodes Fabrication Based on Perfluoroalkoxyalkane Film

材料科学 电极 生物相容性 制作 微电子机械系统 纳米技术 复合材料 光电子学 冶金 化学 医学 病理 物理化学 替代医学
作者
Jisung Kim,Hee Jeong,Sang Beom Jun,Jong-Mo Seo
出处
期刊:IEEE Transactions on Biomedical Engineering [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:71 (1): 3-13
标识
DOI:10.1109/tbme.2023.3276477
摘要

In this paper, the fabrication of perfluoro-alkoxy alkane (PFA) film-based planar neural electrodes was proposed.The fabrication of PFA-based electrodes started with cleaning of PFA film. The argon plasma pretreatment was performed on the PFA film surface and attached to a dummy silicon wafer. Metal layers were deposited and patterned using the standard Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) process. Electrode-sites and pads were opened using reactive ion etching (RIE). Lastly, the electrode patterned PFA substrate film was thermally laminated with the other bare PFA film. Electrical-physical evaluation tests were conducted along with in vitro tests, ex vivo tests and soak tests to evaluate the electrode performance and biocompatibility.The electrical and physical performance of PFA-based electrodes had better performances compared to other biocompatible polymer-based electrodes. Also, the biocompatibility and longevity were verified by cytotoxicity test, elution test, and accelerated life test.The PFA film-based planar neural electrode fabrication was established and evaluated. The PFA based electrodes showed excellent benefits such as long-term reliability, low water absorption rate, and flexibility using the neural electrode.For implantable neural electrodes, hermetic sealing is required for in vivo durability. PFA fulfilled a low water absorption rate with relatively low Young's modulus to increase the longevity and biocompatibility of the devices.
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