[NPE] Nerve Regeneration

Peripheral Nerve Regeneration

Earlier studies of Nerve Regeneration

  • clinical: surgery, transplantation
  • biological: stem cell
  • biochemical: nerve growth factor
  • biomaterial: conduit & scaffold
  • electrical stimulation

Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs)

다능성이 없는 성인의 피부세포와 같은 체세포에 역분화를 일으키는 4가지 특정 유전자를 도입한 후 발현시키거나 역분화를 일으키는 4가지 유전자가 도입된 세포에서 만들어진 역분화 유도 단백질을 추출하여 이를 다시 체세포에 주입함으로써 배아 줄기세포와 같은 다능성을 갖는 줄기세포를 만들 수 있는데 이를 유도 다능성 줄기세포 또는 역분화 줄기세포라고 한다.

Stimulator IC

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negative charge와 positive charge의 양을 같게 하여 net charge를 0으로 만드는 것이 목적이다. 만약 한측의 charge가 우리 몸에 계쏙 쌓이면 문제가 될 수 있기 때문이다.
역치 이상의 amplitude를 가지는 negative charge가 세포를 자극하게 되고 이어서 존재하는 positive charge는 net charge를 0으로 만들어 주기 위해 발생시키는 charge이다. 세포를 자극할 염려를 덜기 위해 amplitude를 낮추고 duration을 길게 만들 수도 있다.
negative pulse를 positive pulse보다 선행시키는 것이 임상적으로 유리하다고 알려져 있다. 다시 말해 역치가 작다고 알려져 있다.

Electrode

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큰 네모판 위로 nerve가 지나간다. 큰 네모판에는 tissue fluid가 통과할 수 있게 300um hole이 만들어져있고 위 아래에는 전기가 통할 수 있는 전극 부분이 있다.
오른쪽으로는 전류가 흐를 수 있게 도선이 연결되어 있고 도선 끝 작은 네모판은 다른 electronics와 접점을 이룰 수 있게 만들어져 있다.
Annealing(thermal treatment) 과정을 거치면 큰 네모판이 말리게 되고 그 사이에 nerve가 위치한다.

System integration

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System: biphasic pulse를 만들 수 있는 electronics

Animal experiment

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Evaluation

Behavior test

관찰, 비디오 촬영 + 정량적인 지수로 표현하기 위한 index 도입

  • Sciatic functional index
  • Static sciatic index

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Electrophysiological test
  • Nerve action potential
  • Muscle action potential

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Histological analysis
  • Immunohistochemistry stain

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