KR100554407B1 - Method for the preparation of iridium nanofilm with high charge injection density, iridium namofilm prepared therefrom and electrode for stimulating neural cells using the iridium namofilm - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전하 투입 밀도가 높은 이리듐(Ir) 나노박막을 제조하는 방법, 이러한 방법으로 제조된 이리듐 나노박막 및 이러한 이리듐 나노박막을 갖는 신경 세포 자극용 전극을 제공한다. The present invention provides a method for producing an iridium (Ir) nano thin film having a high charge injection density, an iridium nano thin film prepared by such a method, and an electrode for nerve cell stimulation having such an iridium nano thin film.

이리듐, 이리듐 산화물, 나노박막, 생체전극.Iridium, iridium oxide, nano thin film, bioelectrode.

Description

전하 투입 밀도가 높은 이리듐 나노박막을 제조하는 방법, 이로부터 제조된 이리듐 나노박막 및 이를 이용한 신경 세포 자극용 전극{Method for the preparation of iridium nanofilm with high charge injection density, iridium namofilm prepared therefrom and electrode for stimulating neural cells using the iridium namofilm} Method for the preparation of iridium nanofilm with high charge injection density, iridium namofilm prepared therefrom and electrode for stimulating neural cells using the iridium namofilm}             

도 1a는 황산중에서의 양극 분극 곡선이며, 도 1b는 식염수 용액중에서의 양극 분극 곡선이다.FIG. 1A is a positive polarization curve in sulfuric acid, and FIG. 1B is a positive polarization curve in saline solution.

도 2a는 안정한 이리듐-이리듐 산화물 경계면을 갖는 두께 30nm의 Ir 필름의 사이클릭 전압곡선이며, 도 2b는 두께 60nm의 Ir 필름의 사이클릭 전압곡선이다.FIG. 2A is a cyclic voltage curve of a 30 nm thick Ir film with a stable iridium-iridium oxide interface, and FIG. 2B is a cyclic voltage curve of a 60 nm thick Ir film.

도 3a는 300-사이클로 활성화된 Ir 필름의 SEM 현미경사진이며, 도 3b는 500-사이클로 활성화된 Ir 필름의 SEM 현미경사진이다.3A is a SEM micrograph of a 300-cycle activated Ir film, and FIG. 3B is a SEM micrograph of a 500-cycle activated Ir film.

도 4a는 두께 60nm Ir 필름의 증착 그대로의 FE-SEM 현미경사진이고, 도 4b는 800-사이클 후의 FE-SEM 현미경사진이며, 도 4c는 1200-사이클 후의 FE-SEM 현미경사진이다.FIG. 4A is a FE-SEM micrograph as it is deposited of a 60 nm thick Ir film, FIG. 4B is a FE-SEM micrograph after 800-cycle, and FIG. 4C is a FE-SEM micrograph after 1200-cycle.

도 5은 활성화된 Ir 필름의 고해상 TEM 현미경사진을 나타낸다.5 shows high resolution TEM micrographs of activated Ir films.

도 6은 등장성 식염수 용액중에서 활성화된 Ir 필름의 사이클릭 전압곡선(voltammogram)을 나타낸다.FIG. 6 shows the cyclic voltammogram of Ir film activated in isotonic saline solution.

도 7a는 PC12 세포를 NGF 처리 없이 5일 배양한 후의 SEM 현미경 사진이며, 도 7b는 PC12 세포를 NGF 처리와 함께 5일 배양한 후의 SEM 현미경 사진이다.7A is a SEM micrograph after incubation of PC12 cells for 5 days without NGF treatment, and FIG. 7B is a SEM micrograph after incubation of PC12 cells with NGF treatment for 5 days.

도 8는 Ir 필름 증착된 CP Ti에서 Swiss 3T3 섬유아세포의 광학 현미경 사진이다.8 is an optical micrograph of Swiss 3T3 fibroblasts in Ir film deposited CP Ti.

본 발명은 전하 투입 밀도가 높은 이리듐 나노박막을 제조하는 방법, 이러한 방법으로 제조된 이리듐 나노박막 및 이러한 이리듐 나노박막을 갖는 신경 세포 자극용 전극에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing an iridium nano thin film having a high charge-injection density, an iridium nano thin film produced by such a method, and an electrode for nerve cell stimulation having such an iridium nano thin film.

척추 손상 환자에게 전기 자극은 기능을 회복하기 위한 희망적인 기술이다. 비록 복잡하긴 하지만, 이식가능한 신경근육 자극자 (stimulator)가 호흡, 장 및 방광, 보행 및 조작을 포함한 많은 임상적 적용을 위해 개발되었다. 이식가능한 자극자는 신경에 또는 근처에 전극을 위치시킴으로써 신경에 전류를 전달한다. 전달된 전류는 전기적으로 여기될 수 있는 신경을 탈분극화시켜 신경에 활동 포텐셜을 발생시키고, 이는 신경근육 접점을 지나 말초 반응기 및 근육을 여기시킨다. 이러한 시스템은 일반적으로 전기적 펄스를 생성하는 수단, 펄스를 근육에 전달하 는 도선, 및 펄스를 신경에 전달하는 전극을 갖는다.For spinal cord injury patients, electrical stimulation is a promising technique for restoring function. Although complex, implantable neuromuscular stimulators have been developed for many clinical applications, including breathing, bowel and bladder, gait and manipulation. The implantable stimulator delivers current to the nerve by placing the electrode at or near the nerve. The delivered current depolarizes the nerves that can be electrically excited, generating an action potential in the nerves, which excite the peripheral reactors and muscles beyond the neuromuscular junction. Such systems generally have means for generating electrical pulses, leads for delivering pulses to muscles, and electrodes for delivering pulses to nerves.

신경 자극 전극의 전기적 활성부로서 사용하기 위해 고려되는 물질은 일련의 조건을 충족시켜야 한다. 자극은 물 전기분해, 금속의 용해, 가스 발생 또는 유기물의 산화와 같은 비가역적인 유도전류 반응을 일으키지 않으면서 수행되어야 한다. 또한, 실제 적용시에 많은 상이한 근육들을 조절하기 위해 소형화된 전극 형태가 필요하며, 보다 높은 전류 및 전하 운반 능력을 제공하는 물질이 필요하다. 쌍마비 환자 및 반신마비 환자의 운동력 재활에는 32개 이하의 근육이 활성화되며, 사지마비 환자의 손 웅켜짐을 회복하기 위해서는 8개 이하의 근육이 활성화된다. Materials to be considered for use as electrically active parts of neural stimulation electrodes must meet a set of conditions. Stimulation should be carried out without causing irreversible inductive current reactions such as water electrolysis, metal melting, gas evolution or oxidation of organics. In addition, miniaturized electrode shapes are needed to control many different muscles in practical applications, and materials that provide higher current and charge carrying capacity are needed. Up to 32 muscles are activated for motor rehabilitation of biplegic and paraplegic patients, and up to 8 muscles are activated to restore hand deflection in quadriplegic patients.

최근들어, 신경 조직을 자극하기 위한 후보 물질로서 이리듐이 관심을 끌고 있다. 이리듐은 부식성 매질에서의 용해에 높은 내성을 나타내며 우수한 생체적합성을 나타낸다. 다양한 기판 또는 기재위에 보다 얇은 막의 안정한 Ir 필름을 성공적으로 생성하고, 보다 높은 전하 밀도를 갖도록 하는 것이 필요하다. In recent years, iridium has attracted attention as a candidate for stimulating neural tissue. Iridium exhibits high resistance to dissolution in corrosive media and good biocompatibility. It is necessary to successfully produce thinner films of stable Ir films on various substrates or substrates and to have higher charge densities.

본 발명자는 Ar 이온 빔 충격을 가해 기재로부터 산화물을 제거한 후, Ir 전자 빔 증착에 의해 형성된 이리듐 나노박막의 신경 세포 자극용 전극에의 적용을 연구하였다. 안정하게 초박층의 Ir 나노박막을 코팅하고 이를 특정한 포텐셜 범위에 걸쳐 산 용액중에서 반복적으로 포텐셜을 스윕(sweep)시켜 이리듐 나노박막의 일부가 산화된 산화 필름을 형성하고, 이러한 산화된 Ir 층을 갖는 Ir 나노박막을 사용한 전극이 산화되지 않은(bare) Ir 전극에 비해 전하 투입이 상당히 증가하여 나노박막임에도 불구하고 신경자극에의 사용에 적합한 전하 투입 능력을 발휘하는 한편, 신경세포를 포함하여 세포독성이 없다는 것을 밝혀내어 본 발명을 완성하였다.
The present inventors studied the application of an iridium nano thin film formed by Ir electron beam deposition to an electrode for nerve cell stimulation after removing an oxide from a substrate by applying an Ar ion beam bombardment. Stably coating an ultrathin layer of Ir nanothin film and repeatedly sweeping the potential in an acid solution over a specific potential range to form an oxide film in which a portion of the iridium nanothin film is oxidized and having such an oxidized Ir layer. Electrode using Ir nano thin film has a significant increase in charge input compared to bare oxidized electrode, thus exhibiting a suitable charge input ability for use in neurostimulation despite being nano thin film, and cytotoxicity including nerve cells The present invention was found to be absent.

하나의 양태로서, 본 발명은 신경 전극용 기재에 이온 빔 충격(bombardment)을 주어 기재로부터 산화물을 제거하는 단계; 이리듐 전자 빔 증착기를 이용하여 0.1 내지 0.5Å/s의 증착 속도로 이리듐을 증착시키는 단계; 이리듐 증착된 기재에 이온 빔 충격을 가하는 단계; 및 이리듐 증착물을 산 용액에서 0.0V(SHE)부터 1.45V(SHE)까지의 포텐셜로 사이클로 활성화시키는 단계를 포함하여, 신경 전극에 사용하기 위한 이리듐 산화물층을 갖는 이리듐 나노박막을 제조하는 방법을 제공한다.In one aspect, the present invention provides a method for removing an oxide from a substrate by subjecting the substrate for neural electrodes to ion beam bombardment; Depositing iridium at a deposition rate of 0.1-0.5 dB / s using an iridium electron beam evaporator; Subjecting the iridium deposited substrate to ion beam bombardment; And cycle activating the iridium deposit in an acid solution with a potential from 0.0 V (SHE) to 1.45 V (SHE) in a cycle, thereby providing a method for producing an iridium nano thin film having an iridium oxide layer for use in neural electrodes. do.

본 발명의 방법에서 이리듐 증착은 먼저 기재를 이온 빔, 바람직하게는 30분 동안 120V, 2A의 아르곤 이온 빔으로 기판 표면의 산화물을 제거시킨 후, 진공 하에 전자 빔 증발기를 통해 발생된 Ir 원자의 증기 플럭스를 0.1 내지 0.5Å/s, 바람직하게는 0.3Å의 속도로 증착시켜 수행한다. 상기 증착된 Ir 나노박막은 Ar 이온 빔 충격 후 Ir 전자 빔 증발물을 증착시키는 단계적 연속 공정으로서, Ir 전자 빔 증착물은 Ar 이온 빔 충격 없이 단독 수행된다. 이어서, Ir 전자 빔 증착된 Ir 나노박막을 다시 20분 동안 120V, 2A의 Ar 이온 빔 충격에 노출시켜 Ir 나노박막을 추가로 안정화시킨다. In the process of the present invention, iridium deposition first removes the substrate from the substrate surface with an ion beam, preferably a 120V, 2A argon ion beam for 30 minutes, and then vapors of Ir atoms generated through an electron beam evaporator under vacuum. The flux is carried out by depositing at a rate of 0.1 to 0.5 kW / s, preferably 0.3 kW. The deposited Ir nano thin film is a stepwise continuous process of depositing Ir electron beam evaporates after Ar ion beam bombardment, and Ir electron beam deposits are performed alone without Ar ion beam bombardment. Subsequently, the Ir electron beam deposited Ir nano thin film is further exposed to 120 V, 2 A Ar ion beam bombardment for 20 minutes to further stabilize the Ir nano thin film.

본 발명의 방법에 따라 증착된 Ir 박막의 양극 분극 곡선은 황산 및 식염수 용액 모두에서 코팅되지 않은 샘플 보다 보다 높은 개방-회로 부식 포텐셜(open-circuit corrosion potential) 및 보다 낮은 양극 전류 밀도(anodic current density)를 생성하였으며, 실질적으로 벌크 Ir과 동일하였다. 이는, 기판에 대한 결함이 없는 우수한 부착을 나타낸다. The anode polarization curves of Ir thin films deposited according to the method of the present invention have higher open-circuit corrosion potential and lower anodic current density than uncoated samples in both sulfuric acid and saline solution. ) Was substantially the same as bulk Ir. This shows good adhesion without defects on the substrate.

본 발명의 방법에서, 증착된 Ir 나노박막의 활성화를 위해 이리듐을 이리듐 산화물로 산화시키며, 이에 사용되는 산 용액은 황산 용액이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.1M 황산 용액이 사용된다.In the process of the present invention, iridium is oxidized to iridium oxide for activation of the deposited Ir nanofilm, and the acid solution used therein is preferably sulfuric acid solution, more preferably 0.1M sulfuric acid solution.

상기한 방법에 따라 이리듐 증착물의 두께가 ㎚ 수준, 예를 들어 두께 1 내지 100㎚의 안정한 이리듐 나노박막을 생성할 수 있으며, 이러한 초박층의 Ir 박막의 전하 투입 밀도를 증가시키기 위해 산 용액중에서 포텐셜 차이를 두어 사이클로 활성화시킴으로써 이리듐 산화물 층을 형성하였다. 활성화 사이클의 수는 목적하는 전하 밀도, 증착된 Ir 나노박막의 두께 등에 따라 달라지며, 예를 들어 30㎚ 두께의 Ir 나노박막은 800-사이클로 활성화시키는 경우 Ir의 전하 투입 값이 저하되며, 60㎚ 두께의 Ir 나노박막은 1600-사이클로 활성화시키는 경우 Ir의 전하 투입 값이 저하되었다. According to the method described above, a stable iridium nano thin film of a thickness of iridium deposits, for example, 1 to 100 nm in thickness, can be produced, and the potential in the acid solution to increase the charge input density of the Ir thin film of this ultra thin layer is increased. The gap was activated in cycles to form an iridium oxide layer. The number of activation cycles depends on the desired charge density, the thickness of the deposited Ir nanofilm, etc. For example, a 30 nm thick Ir nanofilm reduces the charge input of Ir when activated at 800-cycles, and 60 nm. The Ir nano thin film of thickness decreased the charge input value of Ir when activated at 1600-cycle.

목적하는 전하 밀도를 갖는 Ir 나노박막을 생성하기 위해서는 나노박막의 두께와 이의 산화물 형성을 위한 활성화 사이클의 수를 상호 조절하여야 하며, 하나의 구체적 실시로서, 상기한 바와 같은 단계를 거쳐 이온 빔 충격을 가하고 이어서 두께 30㎚의 초박층의 Ir 박막을 800 사이클 미만, 바람직하게는 100 내지 700-사 이클로 활성화시키거나, 두께 60㎚의 초박층의 Ir 박막을 1600 사이클 미만, 바람직하게는 100 내지 1500-사이클로 활성화시켜, 신경 전극에 사용하기 위한 이리듐 산화물층을 갖는 이리듐 나노박막을 제조할 수 있다.In order to produce an Ir nano thin film having a desired charge density, the thickness of the nano thin film and the number of activation cycles for forming an oxide thereof must be controlled mutually. As one specific example, the ion beam impact may be subjected to the above steps. And then activate the 30-nm-thick Ir thin film with less than 800 cycles, preferably 100-700-cycle, or 60-nm-thick Ir thin film with less than 1600 cycles, preferably 100-1500 By cyclic activation, an iridium nano thin film having an iridium oxide layer for use in neural electrodes can be produced.

또 다른 양태로서, 본 발명은 신경 전극용 기재에 이온 빔 충격(bombardment)을 주어 기재로부터 산화물을 제거하는 단계; 이리듐 전자 빔 증착기를 이용하여 0.1 내지 0.5Å/s의 증착 속도로 이리듐을 증착시키는 단계; 이리듐 증착된 기재에 이온 빔 충격을 가하는 단계; 및 이리듐 증착물을 산 용액에서 0.0V(SHE)부터 1.45V(SHE)까지의 포텐셜로 사이클로 활성화시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되고, 신경 세포에 독성이 없으며 부착된 신경 세포의 증식 및 분화를 유도할 수 있는, 이리듐 산화물층을 갖는 이리듐 나노박막을 제공한다.In another aspect, the present invention provides an ion beam bombardment to a substrate for neural electrodes to remove oxides from the substrate; Depositing iridium at a deposition rate of 0.1-0.5 dB / s using an iridium electron beam evaporator; Subjecting the iridium deposited substrate to ion beam bombardment; And cycle activating the iridium deposit in an acid solution with a potential from 0.0 V (SHE) to 1.45 V (SHE) in a cycle, wherein the iridium deposit is non-toxic to neurons and prevents proliferation and differentiation of attached neurons. An inducible, iridium nano thin film having an iridium oxide layer is provided.

상기한 이리듐 박막이 코팅되는 기재는 실리콘 웨이퍼, 실리콘 고무, 백금, 금, 구리, 티탄, 니켈 등 다양한 재료로부터 선택될 수 있으며, 이들 재료는 플레이트, 와이어 등 다양한 형태를 취할 수 있다. 기재가 연성을 가지는 경우, 접촉 면적이 넓어질 수 있으므로 보다 낮은 적용 포텐셜에서 작용할 수 있다. 연성을 갖는 재료로서 바람직하게는 실리콘 고무가 사용될 수 있다.The substrate on which the iridium thin film is coated may be selected from various materials such as silicon wafer, silicon rubber, platinum, gold, copper, titanium, nickel, and the like, and these materials may take various forms such as plates and wires. If the substrate is ductile, the contact area can be widened and therefore can act at lower application potentials. As the material having ductility, silicone rubber can be preferably used.

상기 제조된 이리듐 나노박막은 증착된 Ir의 두께 및 이의 산화물 형성 정도에 따라 생리 식염수 용액에서 나타내는 전하 밀도가 상이하여, 예를 들어 10mC/㎠의 피질내 자극에 필요한 전하밀도를 가질 수 있다.The prepared iridium nano thin film has different charge densities represented in physiological saline solution depending on the thickness of Ir deposited and the degree of oxide formation thereof, and may have, for example, a charge density required for intracortical stimulation of 10 mC / cm 2.

본 발명의 이리듐 나노박막은 신경 세포와 같이 생체 세포들이 부착할 수 있을 뿐만 아니라 증식 및 분화할 수 있다. Ir-코팅된 CP Ti에 대한 PC12 세포의 9 일까지의 부착 및 증식은 매끄럽게 처리된 CP Ti에 대한 것과 유사하였으며, 뉴런 및 축색돌기의 네트워크가 잘 전개되었다. 도 7 및 8은 신경 성장 인자(NGF)의 처리하의 축색돌기의 성장 및 섬유아세포의 성장을 증명하고 있으며, 신경 세포 및 섬유아세포에 독성을 나타내지 않았다. 이러한 세포의 부착은 자극된 전하 밀도의 전달에 유용하다. The iridium nano thin film of the present invention can not only attach to living cells such as neurons but also proliferate and differentiate. Attachment and proliferation of PC12 cells to Ir-coated CP Ti up to 9 days was similar to that for smoothly treated CP Ti, and the network of neurons and axons developed well. 7 and 8 demonstrate the growth of axons and fibroblasts under the treatment of nerve growth factor (NGF) and did not show toxicity to neurons and fibroblasts. Attachment of such cells is useful for the delivery of stimulated charge densities.

또 다른 양태로서, 본 발명은 이리듐 박막을 갖는 신경 세포 자극용 전극을 제공한다.In still another aspect, the present invention provides an electrode for nerve cell stimulation having an iridium thin film.

이러한 세포 독성을 나타내지 않는 이리듐 박막을 갖는 전극을 사용함으로써 전기화학적 메카니즘을 통해 작용하는 신경 세포를 자극하여 척추 손상 환자의 호흡, 장, 방광, 보행 등의 기능을 호전시킬 수 있다.By using an electrode having an iridium thin film that does not exhibit such cytotoxicity, nerve cells acting through an electrochemical mechanism can be stimulated to improve the functions of breathing, bowel, bladder, and walking of spinal cord injury patients.

본 발명을 하기의 구체적인 실시를 예시하여 설명하려고 한다. 그러나, 이러한 예시는 본 발명은 설명하기 위한 것일 뿐 이로써 본 발명을 한정하려는 것이 아니다.The present invention will be illustrated by illustrating the following specific implementation. However, these examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the invention.

이리듐 박막 형성 및 이리듐 산화물의 생성Iridium Thin Film Formation and Generation of Iridium Oxide

이리듐을 증착시키기 전에, 기판의 표면을 120V 및 2A로 고정된 Mark IITM end-hall 타입 이온 건(Commonwealth Scientific, Alexandria, VA, USA)을 사용하여 30분 동안 Ar 이온 빔으로 충격을 가해 30분 동안 미리 형성된 산화물을 제거하 였다. 이어서, 이리듐을 시판 등급의 순수(CP) Ti 및 Ni-Ti의 매끄럽게 처리된 금속 기판 또는 Si 웨이퍼에 증착하였다. 챔버를 크리오펌프(OB-10, Helix Technology, Mansfiend, MA, USA)를 사용하여 2 x 10-7 Torr의 기본 압력으로 진공을 만든 후, Ir 원자의 증기 플럭스를 전자 빔 증발기(Telemark, Fremont, CA, USA)를 사용하여 발생시키고, 0.3Å/s의 증착 속도로 기판에 증착시켰다. 기판을 코팅층의 균일성을 증가시키기 위해 증착 동안 8rpm으로 회전되는 물-냉각된 기판 홀더에 올려 놓았다. 이어서, 이리듐 증착된 기재를 120V, 2A로 20분 동안 Ar 이온 빔으로 충격을 가하여 안정한 이리듐 필름을 얻었다.Before depositing iridium, the surface of the substrate was impacted with an Ar ion beam for 30 minutes using a Mark II end-hall type ion gun (Commonwealth Scientific, Alexandria, VA, USA) fixed at 120V and 2A for 30 minutes. While the preformed oxide was removed. Iridium was then deposited onto commercially graded pure (CP) Ti and Ni-Ti smoothly treated metal substrates or Si wafers. The chamber was vacuumed using a cryopump (OB-10, Helix Technology, Mansfiend, MA, USA) at a base pressure of 2 x 10 -7 Torr, and the vapor flux of Ir atoms was transferred to an electron beam evaporator (Telemark, Fremont, CA, USA) and deposited onto the substrate at a deposition rate of 0.3 kW / s. The substrate was placed on a water-cooled substrate holder rotated at 8 rpm during deposition to increase the uniformity of the coating layer. The iridium deposited substrate was then bombarded with an Ar ion beam for 20 minutes at 120V, 2A to obtain a stable iridium film.

양극 분극 곡선 및 사이클릭 전압곡선(voltammogram)을 EG&G Princeton Applied Research Model 273 포텐티오스태트(potentiostat)를 사용하여 측정하였다. 0.1M H2SO4중에서의 전하 투입 능력을 평가하기 위해, 100mV/s의 속도로 표준 수소 전극(SHE)에 대해 0 내지 1.45V의 삼각파형으로 선형으로 스캔하였으며, 생성된 전류 밀도를 선형 스케일로 플로팅하였다. 샘플은 특별히 제작된 TeflonTM 샘플 홀더에 올려놓았다. 식염수에서의 전류 밀도를 측정하기 위해, 먼저 Ir 필름을 0.1M H2SO4중에서 선택된 사이클 수로 활성화시켰다. 이어서, 각각의 전극을 조심스럽게 세정하고 식염수 용액에 옮긴 후 100mV/s의 스캔 속도로 -0.4 내지 0.8V(SHE)의 포텐셜 스윕(sweep)을 수행하였다.Anodic polarization curves and cyclic voltage curves (voltammogram) were measured using EG & G Princeton Applied Research Model 273 potentiostat. In order to evaluate the charge input capacity in 0.1MH 2 SO 4 , a linear scan was performed with a triangular waveform of 0 to 1.45V for a standard hydrogen electrode (SHE) at a rate of 100mV / s, and the resulting current density was linearly scaled. Plot. Samples were placed in a specially made Teflon sample holder. To measure the current density in saline, the Ir film was first activated with a cycle number selected from 0.1MH 2 SO 4 . Each electrode was then carefully cleaned and transferred to a saline solution, followed by a potential sweep of −0.4 to 0.8 V (SHE) at a scan rate of 100 mV / s.

도 1a는 N2-디제너레이티드(degenerated) 1N H2SO4에서 벌크 Ir, Ni-Ti, 및 Ti-6Al-4V과 함께 Ir 증착된 Ni-Ti 샘플의 양극 분극 곡선을 나타내며, 도 1b는 등장성 식염수 용액에서 벌크 Ir, Ni-Ti, 및 Ti-6Al-4V과 함께 Ir 증착된 Ni-Ti 샘플의 양극 분극 곡선을 나타낸다. 각각의 양극 분극 곡선은, 0.33mV/s의 스캔 속도로, 30분 동안 침지시킨 후 측정된 개방-회로 부식 포텐셜 이하의 50mV로부터 포텐셜을 증가시켜 측정하였다. Ni-Ti상에 증착된 Ir이 보다 불활성인 개방-회로 부식 포텐셜을 생성하였고, Ni-Ti 전극에 비해 상대적으로 보다 낮은 양극 전류 밀도를 생성하였다. Ir 필름의 양극 분극 양상은 벌크 Ir과 실질적으로 동일하였으며, 이는 조밀하고 안정하며 어떠한 결함도 없는 코팅 층을 나타내는 것이다.FIG. 1A shows the anode polarization curves of Ni-Ti samples Ir deposited with bulk Ir, Ni-Ti, and Ti-6Al-4V in N 2 -degenerated 1N H 2 SO 4 , FIG. 1B Shows the polarization polarization curves of Ni-Ti samples Ir deposited with bulk Ir, Ni-Ti, and Ti-6Al-4V in an isotonic saline solution. Each anode polarization curve was measured by increasing the potential from 50 mV below the open-circuit corrosion potential measured after soaking for 30 minutes at a scan rate of 0.33 mV / s. Ir deposited on Ni-Ti produced a more inert open-circuit corrosion potential and produced a lower anode current density relative to the Ni-Ti electrode. The anode polarization aspect of the Ir film was substantially the same as that of bulk Ir, indicating a dense, stable, and free of defects.

도 2a는 0.1M H2SO4중에서 Si 웨이퍼상에 증착된 30㎚-두께의 Ir 박막의 사이클릭 전압곡선을 나타낸다. 곡선이 사이클의 수를 증가시킴에 따라 바깥쪽으로 이동하였다. 이러한 거동은 벌크 Ir과 동일하였다. 2A shows the cyclic voltage curve of a 30 nm-thick Ir thin film deposited on a Si wafer in 0.1MH 2 SO 4 . The curve shifted outwards as the number of cycles increased. This behavior was identical to bulk Ir.

Ir 필름의 연속적 포텐셜 사이클링은 보다 두꺼운 산화물을 생성하였으며, 800-사이클에서 30㎚ 두께의 Ir 필름이 가장 높은 투입 능력을 지녔으나, 이러한 능력은 점차적으로 감소하였다. 사이클의 양극 부분 동안, 이리듐 산화물의 원자가는 양성자 및 전자의 방출과 함께 Ir+3에서 Ir+4로 전이되었으며, 음극 부분 동안은 역 반응이 일어났다. 산화 과정에서, 전자는 이리듐 필름에 적합한 양극 포텐셜을 적용함으로써 금속-산화물 경계면을 통해 산화물로부터 제거되었다. 전하 반발작용으로 등량의 양성자가 산화물-전해물 경계면을 통해 배출되며, 이로써 전하의 원자가가 유지된다.Continuous potential cycling of the Ir film produced thicker oxides, with the 30 nm thick Ir film having the highest dosing capacity at 800-cycle, but this ability gradually decreased. During the positive portion of the cycle, the valence of the iridium oxide transitioned from Ir +3 to Ir +4 with the release of protons and electrons, and a reverse reaction occurred during the negative portion. In the oxidation process, electrons were removed from the oxide through the metal-oxide interface by applying a suitable anode potential to the iridium film. Charge repulsion causes an equal amount of protons to exit through the oxide-electrolyte interface, thereby maintaining the valence of the charge.

증착된 Ir 필름은 우수한 전도체이며 안정한 금속-산화물 경계면을 형성하기 때문에, 전자가 산화를 위해 산화물로부터 용이하게 제거된다. 산화물의 부피는 이리듐의 산화에 의해 연속한 포텐셜 사이클링과 함께 증가하며, 증착된 Ir 층은 얇아진다. 보유된 Ir 층이 이의 우수한 전도성을 상실하는 경우, 이리듐-이리듐 산화물 경계면에서 전자 전달이 느려진다. 이리듐 산화물의 높은 전하 투입 능력은 산화물내의 이리듐의 원자가 전이에 기인하며, 보유된 이리듐의 전도가 전자 전달의 제한 요소이게 되면 전하 투입 값은 감소한다.Since the deposited Ir film is a good conductor and forms a stable metal-oxide interface, electrons are easily removed from the oxide for oxidation. The volume of oxide increases with successive potential cycling by oxidation of iridium, and the deposited Ir layer becomes thinner. If the retained Ir layer loses its good conductivity, electron transfer is slow at the iridium-iridium oxide interface. The high charge input capacity of iridium oxide is due to the valence transition of iridium in the oxide, and the charge input value decreases when the conduction of retained iridium becomes a limiting factor for electron transfer.

이러한 유사한 거동이 두께 60㎚의 Ir 필름에서도 관측되었으며, 단지 전하 밀도의 감소가 도 2b에서 보여지는 바와 같이 1600의 높은 사이클에서 발생하였다.This similar behavior was observed for Ir films with a thickness of 60 nm and only a decrease in charge density occurred at high cycles of 1600 as shown in FIG. 2B.

이리듐 박막의 표면 관측Surface Observation of Iridium Thin Films

박막의 형태(morphology)를 SEM(JSM-5310, JEOL, Tokyo, Japan) 및 고해상 TEM(JEM-4010, JEOL, Tokyo, Japan)으로 관측하였다. X-선 광전자 분광학(XPS; PHI-5700, PHI, Minnesota, USA)를 이용하여 증착된 그대로의 Ir 표면 및 활성화된 Ir 표면을 특징 분석하였다. The morphology of the thin films was observed by SEM (JSM-5310, JEOL, Tokyo, Japan) and high resolution TEM (JEM-4010, JEOL, Tokyo, Japan). X-ray photoelectron spectroscopy (XPS; PHI-5700, PHI, Minnesota, USA) was used to characterize the deposited Ir surface and the activated Ir surface.

도 3은 0.1M H2SO4중에서 (a) 300 사이클 및 (b) 500 사이클로 활성화된 Ir 필름의 주사 전자 현미경 사진을 나타낸다. 증착된 상태 그대로의 Ir 필름의 표면 토포그래피(topography)는 매끄럽고 특징이 없으나, 300 사이클로 활성화된 Ir 필 름은 다소 상이하여 활성화 사이클이 증가함에 따라 표면이 보다 덜 균일하고 거칠게 되었다.3 shows a scanning electron micrograph of an Ir film activated at (a) 300 cycles and (b) 500 cycles in 0.1MH 2 SO 4 . The surface topography of the Ir film as deposited is smooth and uncharacteristic, but the Ir film activated at 300 cycles is somewhat different, making the surface less uniform and rough as the activation cycle increases.

60㎚ 두께의 Ir 필름을 상이한 수의 사이클로 스윕하고 이의 단면을 FE-SEM으로 관측한 결과가 도 4에 나타나 있다. 도 4a는 증착된 그대로, 도 4b는 800 사이클 후, 도 4c는 1200 사이클 후의 필름의 FE-SEM 현미경사진이다. 사이클의 수가 증가할수록 이리듐 산화물의 두께가 두꺼워진다는 것이 분명히 나타나 있다. 이리듐 산화물의 두께는 현미경사진을 통해 볼 때, 800 사이클 및 1200 사이클에서 각각 약 100㎚ 및 약 150㎚로 측정되었으며, 이리듐 산화물의 평균 성장 속도는 1.25Å/사이클로 계산된다. The results of sweeping 60 nm thick Ir films with different number of cycles and observing their cross sections by FE-SEM are shown in FIG. 4. Figure 4a is deposited as is, Figure 4b after 800 cycles, Figure 4c is a FE-SEM micrograph of the film after 1200 cycles. It is evident that as the number of cycles increases, the thickness of the iridium oxide becomes thicker. The thickness of the iridium oxide was measured at about 100 nm and about 150 nm at 800 cycles and 1200 cycles, respectively, and the average growth rate of the iridium oxide was calculated to be 1.25 mA / cycle.

Ir 금속과 Ir 산화물의 경계면을 고해상 투과 전자 현미경(HRTEM)으로 분석하였으며, HRTEM 현미경 사진이 도 5에 나타나 있다. 산화물이 IR 박막을 통해 전개되었다, 수용액중에서 산화물 필름의 성장에는 산화물/용액 경계면으로 금속 양이온의 확산 또는 금속/산화물 경계면으로의 하이드록사이드 이온의 확산이 필요하다. 이리듐은 산화물을 통해 쉽게 확산하지 않으므로 하이드록사이드 이온은 이의 성장 동안 산화물을 통해 확산해야 한다. 나노-스케일의 다공성 형태에 의해 처리되지 않은 Ir이 전해물과 쉽게 접촉할 수 있으며 사이클이 증가함에 따라 산화물이 계속해서 증가할 수 있다.The interface of Ir metal and Ir oxide was analyzed by high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), and the HRTEM micrograph is shown in FIG. 5. Oxide developed through the IR thin film. Growth of the oxide film in aqueous solution requires diffusion of metal cations to the oxide / solution interface or diffusion of hydroxide ions to the metal / oxide interface. Iridium does not diffuse easily through oxides, so hydroxide ions must diffuse through oxides during their growth. Unprocessed Ir can easily come into contact with the electrolyte due to the nano-scale porous form and the oxide can continue to increase as the cycle increases.

활성화된 이리듐 박막의 전하 투입 능력Charge input capability of activated iridium thin film

식염수에서의 성능과 관련하여, Ir 필름을 먼저 0.1M H2SO4중에서 0.0V(SHE) 내지 1.45V(SHE)의 선택된 사이클 수로 활성화시켰다. 이어서, 각각의 전극을 조심스럽게 증류수로 세정하고 식염수 용액으로 옮겼다. 자극용 신경 전극에 대해 적용된 포텐셜이 너무 높은 경우, 산소가 발생하여, 너무 낮으면 수소가 발생한다. 이러한 반응은 생성된 가스로부터의 가능한 물리적 손상 및 전극 주위의 국부적 pH 변화 때문에 배제되어야 한다. 결국, 등장성 식염수 용액중에서 Ir 필름의 전하 투입을 위한 포텐셜의 상한 및 하한은 0.8V(SHE) 및 -0.4V(SHE)로 선택되었다. 도 6은 0.1M H2SO4중에서 활성화 사이클의 수에 대한 함수로서 식염수 용액중의 '활성화된' Ir의 전하 밀도를 나타낸다. 사이클 전압곡선을 100mV/s의 스캔 속도로 제2 사이클에서 기록하였으나, 산화물은 이러한 조건에서 성장하지 않기 때문에 10,000 사이클까지 변화하지 않았으며, 우수한 안정성을 나타내었다. 0.1M H2SO4에서 보다 활성화된 Ir 필름은 적용된 사이클릭 포텐셜의 동일한 자극 작용하에서 보다 높은 전하 밀도를 투입할 수 있으며, 이는 전하 투입이 상이한 신경 섬유의 자극을 위해 조절되고 최적화될 수 있으므로 매우 중요하다. 0.1M H2SO4중에서 Ir 필름을 1000 사이클까지 활성화시킴으로써 피질내 자극에 필요한 10mC/cm2의 전하 밀도를 얻을 수 있었다.In terms of performance in saline, Ir films were first activated with selected cycle numbers of 0.0 V (SHE) to 1.45 V (SHE) in 0.1 MH 2 SO 4 . Each electrode was then carefully washed with distilled water and transferred to a saline solution. If the potential applied to the stimulating nerve electrode is too high, oxygen is generated, and if it is too low, hydrogen is generated. This reaction should be ruled out because of possible physical damage from the gas produced and local pH changes around the electrode. As a result, the upper and lower limits of the potential for charge injection of the Ir film in the isotonic saline solution were chosen to be 0.8 V (SHE) and -0.4 V (SHE). 6 shows the charge density of 'activated' Ir in saline solution as a function of the number of activation cycles in 0.1MH 2 SO 4 . The cycle voltage curve was recorded in the second cycle at a scan rate of 100 mV / s, but the oxide did not change up to 10,000 cycles because it did not grow under these conditions, and showed excellent stability. Ir films that are more active at 0.1MH 2 SO 4 can inject higher charge densities under the same stimulus of the applied cyclic potential, which is very important because charge injection can be controlled and optimized for the stimulation of different nerve fibers. Do. By activating the Ir film up to 1000 cycles in 0.1MH 2 SO 4 , a charge density of 10 mC / cm 2 required for intracortical stimulation was obtained.

이리듐 박막의 자극용 신경 전극에의 이용Use of iridium thin film to nerve electrode for stimulation

이식물로 고려되는 재료의 필수적 특징은 독성이 없어야 한다는 것이므로, CP Ti상에 증착된 Ir 필름의 세포독성을 평가하였다.An essential feature of the material considered as an implant is that it should be non-toxic, so the cytotoxicity of Ir films deposited on CP Ti was evaluated.

Swiss 3T3 섬유아세포를 평가하였으며, FDA 승인을 받은 CP Ti와 비교하였다. Swiss 3T3 섬유아세포를 사요한 세포독성 시험은 먼저 MTT[1-4{4,5-디메틸티아졸-2일}-3,5-디페닐 포르마잔, Sigma] 방법으로 수행하였다. 배아의 피질 신경 세포를 전기적 시그널을 적용하지 않으면서 이리듐 및 이리듐 옥사이드에서 배양하였다. 세포를 Ca+2/Mg+2 유리 행크(Hank) 균형 염 용액(HBSS)에서 18일된 배아를 기계적 분리하여 래트(Sprague-Dawley) 피질로부터 제조하고, 각각의 세포를 약하게 화염에 마무리한 팁을 갖는 9 인치 실리콘처리된 파스테르 피펫을 사용하여 HBSS 1㎖에서 10회 분쇄하여 분리하였다. 3분 동안 분산되지 않은 조직을 안정화시킨 후, 상등액을 15㎖ 튜브에 옮기고, 200xg에서 1분 동안 원심분리시켰다. 펠렛을 0.5㎖ L-글루타민, 25uM 글루타메이트 및 B27 보충물(Cat. No. 17504, Gibco-BRL Life Technology, Paisley, UK)로 보충된 신경기초(neurobasal) 배지(Cat. No. 21103-049, Gibco-BRL Life Technology, Paisley, UK)에 조심스럽게 재현탁시켰다. 이어서, 2 x 105 세포/ml의 세포를 24-웰 플레이트내의 Si 웨이퍼의 컨드롤을 따라 이리듐 또는 이리듐 산화물에 놓았다. 4일 동안 5% CO2 항온기에서 37℃에서 배양하였다. 배양 후, 샘플을 이온 스퍼터(E1010, HITACHI, Tokyo, Japan)로 금/Pt의 초박층으로 코팅하고, 이의 형태를 주사 전자 현미경(S-800, HITACHI, Tokyo, Japan)으로 관측하였다. Swiss 3T3 fibroblasts were evaluated and compared to CP Ti, which is FDA approved. Cytotoxicity testing using Swiss 3T3 fibroblasts was first performed by MTT [1-4 {4,5-dimethylthiazol-2yl} -3,5-diphenyl formazan, Sigma] method. Embryonic cortical neurons were cultured in iridium and iridium oxide without applying electrical signals. Cells were prepared from the Sprague-Dawley cortex by mechanical separation of 18 day old embryos from Ca +2 / Mg +2 free Hank balanced salt solution (HBSS), and the tips of each cell lightly finished in flames. Separation was carried out by grinding 10 times in 1 ml of HBSS using a 9 inch siliconized Pasteur pipette with. After stabilizing undispersed tissue for 3 minutes, the supernatant was transferred to a 15 ml tube and centrifuged at 200 × g for 1 minute. Pellets were neurobasal medium (Cat.No. 21103-049, Gibco) supplemented with 0.5 ml L-glutamine, 25 uM glutamate and B27 supplement (Cat. No. 17504, Gibco-BRL Life Technology, Paisley, UK). Carefully resuspended in BRL Life Technology, Paisley, UK). 2 × 10 5 cells / ml of cells were then placed in iridium or iridium oxide along the control of the Si wafer in a 24-well plate. Incubated at 37 ° C. in a 5% CO 2 incubator for 4 days. After incubation, the samples were coated with an ultra-thin layer of gold / Pt with ion sputters (E1010, HITACHI, Tokyo, Japan), and their forms were observed by scanning electron microscopy (S-800, HITACHI, Tokyo, Japan).

Ir 필름의 세포독성은 CP Ti에 비해 106% 이므로 전자 빔 증착에 의해 형성된 Ir 필름은 독성이 없는 것으로 간주되며, Ir 필름에서 배양된 세포가 도 8에 나타나 있다.Since the cytotoxicity of Ir films is 106% compared to CP Ti, Ir films formed by electron beam deposition are considered non-toxic, and cells cultured in Ir films are shown in FIG. 8.

PC12 세포를 ATCC(American Type Culture Collection, Rockville, MD, USA)에서 입수하였으며, 10% 호스(horse) 혈청, 5% 태아 송아지 혈청, 100U/㎖ 페니실린, 및 100㎍/㎎ 스트렙토마이신으로 보충된 RPMI 1640 배지에서 95% 공기 및 5% CO2의 습윤 대기하에 37℃에서 배양하였다. 세포를 적어도 3세대 동안은 대수기 분열상으로 유지시켰다. 이어서, 세포를 흡출하여 떼어낸 후, Ir-코팅된 시판 등급의 순수(CP) Ti 플레이트(10mm2)에 2 x 105 세포/cm2의 밀도로 시딩하였다. 배양 배지를 대수기에는 격일로 교체하고 정지기에는 매일 교체하였다. 세포 부착 및 증식을 검정하기 위해 배양중 적당한 시간 간격으로 세포의 수를 측정하였다. 세포-부착 검정은 혈구계를 사용하였으며, 증식 활성은 PreMix WST-1 세포 증식 검정 시스템(Takara Bio Inc., Shiga, Japan)에 의해 측정하였다.PC12 cells were obtained from the American Type Culture Collection, Rockville, MD, USA, and RPMI supplemented with 10% horse serum, 5% fetal calf serum, 100 U / ml penicillin, and 100 μg / mg streptomycin Incubated at 37 ° C. in 1640 medium under a humid atmosphere of 95% air and 5% CO 2 . The cells were kept in log phase division for at least three generations. Cells were then aspirated off and then seeded on Ir-coated commercial grade pure (CP) Ti plates (10 mm 2 ) at a density of 2 × 10 5 cells / cm 2 . The culture medium was replaced every other day in the log phase and daily in the stop phase. The number of cells was measured at appropriate time intervals in culture to assay cell adhesion and proliferation. Cell-attachment assay was performed using a hemocytometer and proliferative activity was measured by PreMix WST-1 cell proliferation assay system (Takara Bio Inc., Shiga, Japan).

Ir-코팅된 CP Ti 플레이트상에서 PC12 세포를 분화시키기 위해, 세포를 최종 농도 50mg/ml의 NGF(R&D Systems Inc., Minneapolis, MN, USA)로 처리하였으며, 5일 동안 95% 공기 및 5% CO2의 습윤 대기에서 배양하였다. 배지를 매일 교체하였다. 5일 후 Ir-코팅된 Ti 플레이트를 이온 스포터(E1010, HITACHI, Tokyo, Japan)에서 초박층의 금/Pt 로 코팅하였으며, PC12 세포의 형태를 주사 전자 현미경(S- 800, HITACHI, Tokyo, Japan)으로 관측하였다.To differentiate PC12 cells on Ir-coated CP Ti plates, cells were treated with NGF (R & D Systems Inc., Minneapolis, MN, USA) at a final concentration of 50 mg / ml, 95% air and 5% CO for 5 days. Incubated in a humid atmosphere of 2 . The medium was changed daily. After 5 days, the Ir-coated Ti plate was coated with ultrathin layer of gold / Pt in an ion spotter (E1010, HITACHI, Tokyo, Japan), and the morphology of PC12 cells was determined by scanning electron microscopy (S-800, HITACHI, Tokyo, Japan). Japan).

PC12 세포를 사용한 세포 배양을 전기적 자극 없이 Ir-코팅된 CP Ti상 및 비교를 위해 매끄럽게 처리된 CP Ti상에서 수행하였다. Ir-코팅된 CP Ti에 대한 PC12 세포의 9일까지의 부착 및 증식은 매끄럽게 처리된 CP Ti에 대한 것과 유사하였으며, 이는 신경 세포가 Ir 박막에 부착하여 생존할 수 있다는 것을 나타낸다. Cell cultures using PC12 cells were performed on Ir-coated CP Ti phase without electrical stimulation and on smoothly treated CP Ti for comparison. Attachment and proliferation of PC12 cells to Ir-coated CP Ti up to 9 days was similar to that for smoothly treated CP Ti, indicating that neurons can adhere to the Ir thin film and survive.

증식 속도가 일정한 포텐셜을 적용함으로써 조절되고 신경 성장 인자(NGF)에 대한 유전자 발현이 선택적 포텐셜에 의해 전기적으로 활성화되기 때문에, 증식 속도는 전하 투입이 유도될 때 Ir 필름상에서 증가될 것이다. 5일 동안 배양한 후, Ir-코팅된 CP Ti상의 배양된 PC12 세포의 NGF 처리 없는 경우의 형태가 도 7a에 나타나 있으며 NGF 처리한 경우의 형태가 도 7b에 나타나 있다. 뉴런 및 축색 돌기의 네트워크가 선명히 보이며, 축색돌기의 끝에서 성장 콘(cone)이 선명하게 관측될 수 있다. 성장 콘에서 긴 위족의 수는 분명히 축색돌기의 개척(pathfinding)에 대한 증거이다. PC12 세포의 형태는 적어도 5일 배양 동안은 NGF 처리에 의해 영향을 받지 않았다. Ir 필름상의 신경 부착은 자극된 전하 밀도의 전달을 위해 유용하다.Since the rate of proliferation is regulated by applying a constant potential and the gene expression for nerve growth factor (NGF) is electrically activated by selective potential, the rate of proliferation will be increased on the Ir film when charge input is induced. After incubation for 5 days, the form without NGF treatment of cultured PC12 cells on Ir-coated CP Ti is shown in FIG. 7A and the form with NGF treatment is shown in FIG. 7B. The network of neurons and axons is clearly visible, and growth cones can be clearly observed at the ends of the axons. The number of long libes in the growth cones is clearly evidence of the pathfinding of the axons. The morphology of PC12 cells was not affected by NGF treatment for at least 5 days of culture. Neural attachment on the Ir film is useful for the delivery of stimulated charge densities.

본 발명은, Ir 빔 증발기를 사용하여 안정하게 증착된 Ir 나노박막을 특정한 포텐셜 범위에 걸쳐 산에서 반복적으로 포텐셜을 스윕시켜 산화 필름을 형성함으로써 신경 자극에 필요한 전하 투입 능력을 가지면서도 신경세포에 대해서는 독성이 없는 이리듐 나노박막 코팅 전극을 제공한다.According to the present invention, an Ir nano thin film that is stably deposited using an Ir beam evaporator is repeatedly swept in an acid over a specific potential range to form an oxide film to form an oxide film. It provides a non-toxic iridium nano thin coating electrode.

Claims (7)

신경 전극용 기재에 아르곤(Ar) 이온 빔 충격(bombardment)을 주어 기재로부터 산화물을 제거하는 단계; 이리듐(Ir) 전자 빔 증착기를 이용하여 0.1 내지 0.5Å/s의 증착 속도로 이리듐을 증착시키는 단계; 이리듐 증착된 기재에 이온 빔 충격을 가하는 단계; 및 이리듐 증착물을 황산 용액에서 0.0V(SHE)부터 1.45V(SHE)까지의 포텐셜로 사이클로 활성화시키는 단계를 포함하여, 신경 전극에 사용하기 위한 이리듐 산화물층을 갖는 이리듐 나노박막을 제조하는 방법.Applying an argon (Ar) ion beam bombardment to the substrate for neural electrodes to remove oxides from the substrate; Depositing iridium at a deposition rate of 0.1 to 0.5 kW / s using an iridium (Ir) electron beam evaporator; Subjecting the iridium deposited substrate to ion beam bombardment; And activating the iridium deposit in a sulfuric acid solution with a potential from 0.0 V (SHE) to 1.45 V (SHE) in cycles, thereby producing an iridium nano thin film having an iridium oxide layer for use in neural electrodes. 제1항에 있어서, 이리듐 전자 빔 증착물의 증착 속도가 0.3Å/s인 방법.The method of claim 1, wherein the deposition rate of the iridium electron beam deposit is 0.3 kW / s. 제1항에 있어서, 이리듐 증착물의 두께가 30㎚이고 증착물을 황산 용액중에서 100 내지 700-사이클로 활성화시키는 방법.The method of claim 1 wherein the iridium deposit is 30 nm thick and the deposit is activated from 100 to 700-cycle in sulfuric acid solution. 제1항에 있어서, 이리듐 증착물의 두께가 60㎚이고 증착물을 황산 용액중에서 100 내지 1500-사이클로 활성화시키는 방법.The method of claim 1, wherein the iridium deposit is 60 nm thick and the deposit is activated 100 to 1500-cycle in sulfuric acid solution. 신경 전극용 기재에 이온 빔 충격(bombardment)을 주어 기재로부터 산화물을 제거하는 단계; 이리듐 전자 빔 증착기를 이용하여 0.1 내지 0.5Å/s의 증착 속도로 이리듐을 증착시키는 단계; 이리듐 증착된 기재에 이온 빔 충격을 가하는 단계; 및 이리듐 증착물을 황산 용액에서 0.0V(SHE)부터 1.45V(SHE)까지의 포텐셜로 사이클로 활성화시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되고, 신경 세포에 무독하며 부착된 신경 세포의 증식 및 분화를 유도할 수 있는, 이리듐 산화물층을 갖는 이리듐 나노박막.Applying an ion beam bombardment to the substrate for neural electrodes to remove oxides from the substrate; Depositing iridium at a deposition rate of 0.1-0.5 dB / s using an iridium electron beam evaporator; Subjecting the iridium deposited substrate to ion beam bombardment; And activating the iridium deposit in a sulfuric acid solution with a potential from 0.0V (SHE) to 1.45V (SHE) in cycles, inducing proliferation and differentiation of neurons that are toxic to neurons and attached to them. An iridium nano thin film which can have an iridium oxide layer. 제5항에 있어서, 기재가 실리콘 웨이퍼, 실리콘 고무, 백금, 금, 구리 및 티탄으로 이루어진 그룹중에서 선택되는 이리듐 나노박막.6. The iridium nano thin film of claim 5, wherein the substrate is selected from the group consisting of silicon wafers, silicon rubber, platinum, gold, copper, and titanium. 제5항의 이리듐 나노박막을 갖는 신경 세포 자극용 전극.A nerve cell stimulating electrode having an iridium nano thin film of claim 5.
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