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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/2666| Fabricación y Caracterización de Microelectrodos a Base de Silicio y Poliimida para Registro de Señales Neuronales | |
| Daniel Guzman Ruiz | |
| Wilfrido Calleja Arriaga | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Neural signal Microtechnologies Silicon microelectrodes In vitro testing Electrical signal register | |
| El sistema nervioso central como parte del sistema neuromuscular, es el encargado de reaccionar ante estímulos externos mediante impulsos eléctricos originados por células piramidales, también llamadas neuronas motoras, se comunican directamente con las fibras musculares. Con el fin de comprender mejor el funcionamiento neuromuscular y la conexión sináptica que va desde el sistema nervioso central a las diferentes partes del cuerpo, actualmente se desarrollan tecnologías de transductores de tamaño micrométrico capaces de interactuar y estudiar directamente algunos aspectos complejos del sistema nervioso. Estas tecnologías basadas en dispositivos microelectrónicos invasivos permiten desarrollar estudios relacionados con las corrientes iónicas del sistema nervioso. Los dispositivos llamados microelectrodos o microflechas permiten estudiar la propagación de impulsos eléctricos generados a través de diferentes potenciales de acción. En el arreglo de microelectrodos (MEA, por sus siglas en inglés) es posible inducir cargas capaces de generar nuevos impulsos. Debido a su tamaño micrométrico, posibilitan el estudio de grupos independientes de células, contrario a los métodos como lo es la EEG (electroencefalografía), un método de estudio desarrollado con el propósito de estudiar los diferentes potenciales de acción, pero utilizando electrodos superficiales. En este proyecto se desarrolla una técnica para la fabricación de microelectrodos, específicamente en su variante “microelectrodos planares”, mediante el empleo de técnicas de micromaquinado de volumen. Los prototipos desarrollados tienen como propósito utilizarse en el laboratorio de neurobiología del apetito, en el Centro de Investigación sobre el Envejecimiento (CIE), del CINVESTAV-IPN. Para ello, se trabaja con obleas de silicio de 2 pulgadas de diámetro y 200 ± 25 μm de espesor, en 3 etapas de fabricación, siendo la primera etapa, el adelgazamiento de la oblea. El adelgazamiento consiste en un grabado húmedo isotrópico, reduciendo a 140 ± 10 μm el grosor del sustrato. The central nervous system, as part of the neuromuscular system, is responsible for reacting to external stimuli through electrical impulses generated by pyramidal cells, also known as motor neurons, which communicate directly with muscle fibers. In order to better understand neuromuscular functioning and the synaptic connection that extends from the central nervous system to different parts of the body, technologies involving micrometric transducers capable of directly interacting with and studying some complex aspects of the nervous system are currently being developed. These technologies, based on invasive microelectronic devices, enable studies related to the ionic currents of the nervous system. Devices known as microelectrodes or microneedles allow for the study of the propagation of electrical impulses formed through different action potentials. Additionally, in the microelectrode array (MEA), it is possible to induce charges capable of generating new impulses. Due to their micrometric size, they enable the study of independent groups of cells, unlike methods such as EEG (electroencephalography), a study method developed to study different action potentials using surface electrodes. Throughout this project, a technique for the fabrication of microelectrodes, specifically in their "planar microelectrode" variant, is developed using bulk micromachining techniques. The prototypes developed are intended for use in the Appetite Neurobiology Laboratory at the Center for Research on Aging (CIE), at CINVESTAV-IPN. The process involves 2-inch diameter silicon wafers with a thickness of 200 ± 25μm, through 3 stages of fabrication, with stage 1 being the thinning of the wafer. The thinning process involves isotropic wet etching, reducing the substrate thickness to 140 ± 10μm. Stage 2 consists of transferring geometric patterns using a technique called photolithography, where geometric patterns are defined, delineating the 3D structures corresponding to the probe tip. The final stage involves bulk micromachining. The micromachining process involves anisotropic dry etching to obtain the suspended 3D structure attached to a frame by holding pivots. Once the microelectrodes are obtained, a mounting and encapsulation procedure is necessary for conducting in vitro experiments. The mounting is done on PCB plates for typical integrated circuit tests. After protecting the mounted microelectrode with resin, in vitro characterization follows. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2024-11 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Guzman Ruiz D., (2024), Fabricación y Caracterización de Microelectrodos a Base de Silicio y Poliimida para Registro de Señales Neuronales, Tesis de Maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica. | |
| OTRAS ESPECIALIDADES MÉDICAS | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Maestría en Ciencias y Tecnologías Biomédicas |
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