[发明专利]轻型可重复使用的微电极推进器及其埋置方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轻型可重复使用的微电极推进器及其埋置方法。

背景技术

记录不同脑区间群体神经元的同步发放活动，是研究神经环路功能的重要方法之一。而将微电极阵列准确、稳定埋置到不同目标脑区则是多通道细胞外记录的关键。现有微电极推进器往往具有以下不足之处：(1)体积大，使得小型啮齿类动物(如小鼠)头部仅能安放一个微电极推进器，从而给两个或者多个脑区的同步记录造成困难，特别是在非左右对称的脑区进行同步记录。(2)重量大，这会给小型啮齿类动物头部增加过多负荷，从而限制自由活动的能力。(3)与信号记录接口直接硬性连接。在这种情况下，插入或拔出信号记录接头会使电极尖端发生微小的移动(>15um)，从而降低信号长时程记录的稳定性。(4)不能重复使用，增加实验人员的使用费用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题之一是提供一种微电极推进器，结构紧凑，体积小、重量轻，可重复使用，适用于小型啮齿类动物研究。

本发明要解决的技术问题之二是提供一种微电极埋置方法，该方法可以在小型啮齿类动物(小鼠)的两(多)个脑区同时缓慢、精确地推进植入多通道记录电极，进行稳定记录，同时不影响型啮齿类动物的自由活动。

就微电极推进器而言，包括基板、导向针、活动块、螺丝和导管，所述导向针竖向设置在基板上，所述活动块沿导向针滑动，所述螺丝与活动块螺纹配合，所述螺丝轴向通过限位结构固定，通过螺丝转动带动活动块沿导向针移动，所述导管位于活动块上以对微电极进行导向。

进一步地，所述限位结构包括上板、下板、上螺帽和下螺帽，所述上板和下板分别位于活动块的上下两侧，且均与导向针固定连接，所述螺丝自由穿过上板和下板，所述上螺帽和下螺帽分别与螺丝上下两端固定连接并分别抵靠在上板的上表面和下板的下表面上。

进一步地，所述基板、导向针、活动块、螺丝、导管、上板以及下板分别为牙科水泥板、排针、排针胶块、铜螺丝、聚丙酰胺管、上PCB板和下PCB板。

进一步地，还包括将导向针底部和下螺帽包裹的散状黏土层，所述牙科水泥板将黏土层包裹并与下板连接。

本发明的微电极推进器的有益效果：

1、本发明的微电极推进器结构紧凑，体积小、重量轻，适用于小型啮齿类动物研究，可以在小型啮齿类动物的脑部布置至少两个本发明的微电极推进器。

2、本发明的微电极推进器与信号记录接头之间采取柔性链接，信号记录接头不与微电极推进器直接相连，避免信号记录接头插入或拔出时对微电极推进器稳定性的损害。

3、本发明的微电极推进器可被重复使用：基板上的下螺帽和排针均被黏土覆盖，既保证螺丝自由转动，又使牙科水泥易于被清除，重新添加黏土和水泥后，装置即可重新使用。

就微电极埋置方法而言，包括如下步骤：

S1.对小鼠进行预处理：使用异氟烷气体麻醉小鼠，固定其颅骨并保持颅骨水平；脱去小鼠颅顶部毛发，碘伏清洁皮肤，7 5％酒精脱碘，切开皮肤，去除结缔组织，暴露顶部颅骨，暴露范围从前囟前1mm到小脑上方；使用10％双氧水清洁手术区，再用生理盐水反复冲洗，并利用镊子轻刮顶部颅骨，使颅骨表面粗糙。

S2.定位标记：使用定位臂检测颅骨是否水平，前囟和后囟的高度差需小于200um。之后，将定位针重新移动至前囟，并在坐标为前囟后1.8mm，右侧旁开1.2mm和左侧旁开1.2mm的颅骨区域进行定位标记；

S3.在小脑上方的颅骨区域安装参考电极和地线电极螺丝；

S4.使用牙科水泥覆盖参考和地线电极螺丝，在颅骨上方建立正方形的牙科水泥墙；

S5.使用颅钻，在颅骨定位出打磨出两个面积为1mm²的骨窗；

S6.将两个微电极推进器上的电极丝分别植入左、右侧脑组织中，初始植入深度均为600-800μm，两个微电极推进器分别对应左右侧脑组织，再将已植入电极丝的微电极推进器的基板固定在牙科水泥墙上；

进一步地，还包括如下步骤：

S7.在牙科水泥墙的四个外表面上各粘附一片等边三角形铜网；

S8.将信号记录接头焊接在两侧竖起的铜网上；

S9.将四片铜网相互焊接固定，形成信号记录的屏蔽网；

S10.在铜网底面与肌肉组织相邻出涂上牙科水泥，以减少肌肉组织点活动对细胞外记录信号的干扰；

S11.使用绷带将铜网上端开口封住，以防止异物进入记录区域；

S12.将动物放回饲养盒，单笼饲养。