View - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

14 Kapitel 3: Grundlagen
Abbildung 3.5: Aktionspotenziale abgeleitet an Hippocampus-Gewebe
a) mit Platinspitze b) mit planarer Elektrode
Später entwickelten Isik et al. das Design von Heuschkels Mikroelektroden dahingehend
weiter, dass sie den unteren Teil der spitzen Elektroden mit Siliziumnitrid isolierten. In
Versuchen mit Endothelzellen aus menschlichen Nabelschnüren konnten sie so zeigen, dass
das Absterben von Zellen durch diese Isolierung minimiert wird. Gleichzeitig konnte im
oberen Teil der Spitze, wo Kontakt zu lebenden Zellen bestand, ein Signal abgeleitet oder
induziert werden [32] .
Eine Vorstrukturierung von MEAs für eine verbesserte Aktivität in neuronalen Netzwerken
wurde von Chang et al. vorgestellt. Ihre Arbeiten konzentrierten sich auf mikrostrukturierte
Stempel, die mit dem Protein Poly-D-Lysin (PDL) beschichtet waren. Diese Methode
ermöglichte eine schnellere Synapsenausbreitung im neuronalen Netzwerk, so dass
die Anzahl aktiver Elektroden auf den MEAs dadurch erhöht werden konnte [33] .
Bei der Signalableitung aus einzelnen Zellen treten ebenfalls häufig Probleme durch zu
hohes Signalrauschen auf. Daher wird derzeit von vielen Gruppen eine weitergehende
Miniaturisierung der Elektroden angestrebt, die das Interface zwischen Zellmembran und
Elektrode optimieren soll. Dabei ist es vor allem wichtig, dass die Elektrode sich möglichst
nah an der Zellmembran befindet um elektrische Signale mit besonders hohen Amplituden
zu erhalten.