本文介绍了一种无缝合的软驱动袖带电极 （SACE），它可以通过在液体注射时产生弯曲的形状来方便地包裹神经。并用该电极和CerePlex Direct在体多通道神经信号采集系统（BlackRock Microsystems）对小动物体内周围神经的电生理活动进行采集，从而验证该电极的特性。

下图中显示了在液体注射时包裹神经的SACE示意图，充气的球囊可以通过形成弯曲的形状来牢固地抓住神经，并与神经进行最小且安全的接触。将SACE 应用于动物的坐骨神经以进行神经信号记录或神经调控。


 

图1：软驱动袖带电极 （SACE） 与神经联系。

为了验证该器件的电气功能，研究员们分析了注射最大流体体积的 0%、60% 和 90% 后的电化学阻抗和电荷存储容量 （CSC）。

图2：电极的电化学特性和流体注入时的 AP 记录。

接下来研究员们通过记录来自兔子坐骨神经的 CNAP 验证了 SACE 用于体内记录的可行性。

图3：CNAP 反应的体内记录。

为了长期记录，研究员们将开发的装置植入兔子的坐骨神经 5 周，并记录各种刺激（如刷牙、伸展和屈曲）后的 CNAP 反应。为了确认 CNAP 起源于感觉或运动纤维，而不是来自运动伪影，他们在没有肌肉收缩的情况下摇晃兔子的腿，这不会引起任何信号。

图4：来自 SACE 的感觉和运动反馈信号的慢性记录。

开发的 SACE 设备用于刺激坐骨神经，同时记录来自 GN 和 TA 肌肉的 EMG 反应，下图显示了神经刺激诱导的 GN 和 TA 肌肉的平均 EMG 反应。



 

图5：急性和慢性神经刺激诱导的 EMG 反应取决于刺激区域。

接下来研究员们又通过分析血流来评估电极和坐骨神经之间的接触压力。将基于液体 SACE 注射后的血流与缝合常规 2D 袖带装置后的血流进行了比较。

图6：通过设备植入后的血流测量和神经组织学证明最小的神经损伤。

综上所述，液体注入的形式突出了该电极的优势，从而实现了电极与神经之间最小、柔软但安全的接触。结果表明，随着时间的推移，周围神经在 6 周内成功记录和刺激。在确保与神经接触的同时，植入的电极可以保持神经完整而不会减少血流，仅对神经施加最小的压缩力。实验证明，SACE 有望成为记录和刺激双向神经假体的周围神经的有利工具。