An In Vivo Biostability Evaluation of ALD and Parylene-ALD Multilayers as Micro-Packaging Solutions for Small Single-Chip Implants.

Nanbakhsh, Kambiz; Van Gompel, Matthias; Ritasalo, Riina; Gollhardt, Astrid; Horváth, Domonkos [Horváth, Domonkos (Idegtudomány), szerző] Információs Technológiai és Bionikai Kar (PPKE); Integratív Idegtudományi Kutatócsoport (HRN TTK / KPI); Tóth, Kinga [Tóth, Kinga (Neurobiológia), szerző] Integratív Idegtudományi Kutatócsoport (HRN TTK / KPI); Meszéna, Domokos [Meszéna, Domokos (Idegtudomány), szerző] Információs Technológiai és Bionikai Kar (PPKE); Integratív Idegtudományi Kutatócsoport (HRN TTK / KPI); Ulbert, István [Ulbert, István (Idegtudományok), szerző] Idegsebészeti és Neurointervenciós Klinika (SE / AOK / K); Információs Technológiai és Bionikai Kar (PPKE); Integratív Idegtudományi Kutatócsoport (HRN TTK / KPI); Serdijn, Wouter; Giagka, Vasiliki ✉

Angol nyelvű Szakcikk (Folyóiratcikk) Tudományos
Megjelent: SMALL 1613-6810 1613-6829 In press Paper: e2410141 , 12 p. 2025
  • SJR Scopus - Biomaterials: D1
Azonosítók
Támogatások:
  • (Ecsel-783132-Position-II-2017-IA)
  • (NAP2022-I-8/2022)
  • Nemzeti Gyógyszerkutatási és Fejlesztési Laboratórium (PharmaLab)(RRF-2.3.1-21-2022-00015) Támogató: NKFIH
Miniaturization of next-generation active neural implants requires novel micro-packaging solutions that can maintain their long-term coating performance in the body. This work presents two thin-film coatings and evaluates their biostability and in vivo performance over a 7-month animal study. To evaluate the coatings on representative surfaces, two silicon microchips with different surface microtopography are used. Microchips are coated with either a ≈100 nm thick inorganic hafnium-based multilayer deposited via atomic layer deposition (ALD-ML), or a ≈6 µm thick hybrid organic-inorganic Parylene C and titanium-based ALD multilayer stack (ParC-ALD-ML). After 7 months of direct exposure to the body environment, the multilayer coatings are evaluated using optical and cross-sectional scanning electron microscopy. Time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) is also used to evaluate the chemical stability and barrier performance of the layers after long-term exposure to body media. Results showed the excellent biostability of the 100 nm ALD-ML coating with no ionic penetration within the layer. For the ParC-ALD-ML, concurrent surface degradation and ion ingress are detected within the top ≈70 nm of the outer Parylene C layer. The results and evaluation techniques presented here can enable future material selection, packaging, and analysis, enhancing the functional stability of future chip-embedded neural implants.
Hivatkozás stílusok: IEEEACMAPAChicagoHarvardCSLMásolásNyomtatás
2025-04-17 01:16