神經(jīng)體外培養(yǎng)與軸突牽拉裝置的研制.pdf

1、神經(jīng)接口是一種建立人體神經(jīng)系統(tǒng)與外部設(shè)備信息交互機(jī)制的通道，將其用于神經(jīng)功能修復(fù)可實現(xiàn)殘障人士的機(jī)能補(bǔ)償與功能重建，其中基于組織工程技術(shù)的雙向外周神經(jīng)接口成為了該領(lǐng)域的研究熱點。雙向外周神經(jīng)接口通過體外培養(yǎng)和機(jī)械牽拉等方法培養(yǎng)神經(jīng)軸突，再進(jìn)行生物電刺激與神經(jīng)移植誘導(dǎo)其功能修復(fù)，同時將采集到的神經(jīng)信號用于控制假肢運(yùn)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(xiàn)殘障者對假肢的閉環(huán)自主控制。
　　由于神經(jīng)軸突需要嚴(yán)格的體

2、外培養(yǎng)條件以及機(jī)械牽拉的高精度要求，目前商用的神經(jīng)培養(yǎng)裝置不能提供軸突牽拉的實驗手段。為此，本文設(shè)計了一套神經(jīng)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(jīng)接口研究搭建實驗平臺，也為神經(jīng)體外培養(yǎng)提供新方法與新技術(shù)。
　　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(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，并選用PTFE材料加工成型，使裝置內(nèi)微環(huán)境獲得更好的生物兼容性。微位移控制平臺包括機(jī)械系統(tǒng)

3、和控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)神經(jīng)軸突牽拉的控制，包括PC機(jī)和控制器等；機(jī)械系統(tǒng)包含步進(jìn)電機(jī)和滾珠絲桿，共同作為控制系統(tǒng)的執(zhí)行器。根據(jù)現(xiàn)有實驗條件，將機(jī)械系統(tǒng)和培養(yǎng)牽拉裝置置于CO2培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)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(jìn)行微位移測量校準(zhǔn)，來獲取裝置的位移輸出信息，并用MATLAB軟件進(jìn)行曲線擬合分析。測量結(jié)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