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6.3 Signalableitung mit nanostrukturierten Gold-MEAs 139
Geometrien der Gold-Nanopillars die Neuronen genau schädigen und ob es eventuell Geometrien
gibt, die das Überleben von Neuronenkulturen ermöglichen.
6.3 Signalableitung mit nanostrukturierten
Gold-MEAs
Herstellung von nanostrukturierten Gold-MEAs
Im Anschluss an die Untersuchung von großflächigen Gold-Nanopillar-Substraten wurde
der Anodisierungs- und Galvanisierungsprozess auf die Nanostrukturierung von Gold-
MEAs übertragen. Als Schwachstelle in dieser Methode stellte sich die Passivierungsschicht
der MEAs heraus. Um elektrisch isolierende Schichten zu erhalten, wurden Fotolacke,
Polymere sowie Schichten aus Siliziumoxid und -nitrid verwendet. Fast alle dieser
Schichten litten unter dem Nanostrukturierungsprozess, in dem die MEAs mit Säuren,
Lauge und Cyanid in Berührung kamen und ca. 5 Min lang einer Spannung von 40 V
ausgesetzt waren. Infolgedessen wurden die Passivierungen in den meisten Fällen porös
oder platzten sogar ab. Die dichteste Passivierung wurde schließlich mit einer 800 nm
dicken ONO-Schicht erzielt. Diese Passivierung ermöglichte erstmals die hier präsentierte
reproduzierbare Herstellung von Nanopillars auf planaren Gold-MEAs. Der Prozess lieferte
eine stabile Ausbeute von Nanopillars, da auf den nanostrukturierten MEAs in der
Regel 95 % aller Elektrodenfenster dicht mit Nanopillars bewachsen waren. Nur auf 8 μm
großen Elektroden wuchsen die Pillars mit vergleichsweise geringer Dichte. Auf den einzelnen
Elektrodenfenstern befand sich zudem für alle Durchmesser ein Randbereich ohne
Nanopillars, weil auf dem äußeren Rand zur Passivierung hin das Aluminium nicht ausreichend
auf den Elektroden haften konnte. Daher konnte der Außenkreis nicht anodisiert
werden, weswegen es hier nicht zum Pillarwachstum kam.
Ableitung extrazellulärer Signale mit Nanopillar-MEAs
Mit den nanostrukturierten MEAs konnten nun reproduzierbare Aktionspotenziale von
HL1-Zellen abgeleitet werden, aus denen anschließend die Signal-Rausch-Verhältnisse der
Nanopillar-Elektroden ermittelt wurden. Im Vergleich aller Elektrodendurchmesser wurden
die höchsten Aktionspotenziale jeweils mit nanostrukturierten MEAs erreicht. Allerdings
waren sie meist nur geringfügig höher als die Amplituden der zugehörigen planaren
MEAs. Ein Vergleich der Signal-Rausch-Verhältnisse für beide Elektrodentypen belegte,