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为神经科学研究的大型3D打印颅骨窗口

技术#20170158

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图库
Digitally generated See-Shells skull prosthetics6 and 36 weeks after implanting See-Shells in Thy1-GCaMP6f mouse; scale bars indicate 2 mm
类别
研究人员
suhasa kodandaramaiah博士
机械工程助理教授
外部链接 (www.me.umn.edu)
蒂莫西·艾伯纳博士
教授,系主任,神经科学
外部链接 (www.med.umn.edu)
罗素尤金·卡特
研究员,神经科学
由...管理
凯文镍
技术授权官 612-625-7289
出版物
经由透明聚合物头骨皮质宽神经接口
自然通讯, 10,文章编号:1500(2019)

三维印刷骨骼假体

该技术是建立在通过大脑的较大部分简化了基本的神经科学研究的头骨大,光学透明窗口的方法。该技术由两个部分组成: 

  • 机器人钻。 控制的计算机数控(CNC)神经外科手术机器人钻头精确地切除亚毫米厚,颅骨或骨的数字定义段。机器人钻头在10倍微米的增量,允许外科医生停止钻孔一旦骨足够足够松,用镊子撬。这防止对底层硬膜与脑组织损伤。 
  • 明确颅骨修复 are digitally designed, 3D printed and optically clear. The morphologically realistic polymer prosthestic replaces excised sections of skull. It allows long-term (>200 days) optical access to 45 mm2 of the dorsal cerebral cortex. 

该技术大大扩展了可用于需要给大脑的光纤接入基础研究和医药应用神经科学的工具和治疗阿森纳。

微创,减少组织损伤和视场增加

基于光的neurotherapies难以在体内使用。获取到大脑光接入的目前公认的方法是切除头盖骨的区段,植入平面玻璃盖玻片,并通过颅窗口闪耀光。这种方法提供了良好的分辨率,但的小视野。它也可以变形大脑和损伤下面的组织,破坏的疗法和实验。其它技术(例如,颅骨变薄,发光探针/光学探头插入和波前整形)从分辨率差,的小视野,或二者受损。这种新技术是微创,具有低的外科变异性,减少组织损伤和显着增加的视场。植入物的三维几何形状允许大得多的颅骨允许进入脑的宽得多的区域的部分的切除。

发展阶段

  • 原型建造的。在体内小鼠模型中测试。

好处

  • 显着地增加的视场
  • 减少了潜在的硬膜与脑组织损伤
  • 增加可重复性;低变性手术

特征

  • 计算机数控(CNC)神经外科手术机器人钻
  • 创建在颅骨大,光学透明窗口
  • 三维印刷颅骨假体
  • 允许对大脑的较大部分同时使用的光活化疗法和其他研究工具
  • 微创

应用

  • 神经科学研究
  • 神经外科
  • 神经义肢,神经疗法
  • 人工耳蜗植入


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