Production of materials with dielectric properties for neurostimulator

Abstract

Nörofizyoloji ve elektrofizyolojinin temellerinin atılması bir yüzyıl geriye gidebilmekle birlikte, nöromodülasyon ile hastalık ya da semptomik tedaviler ikinci dünya savaşından sonra merak uyandırmaya başlamıştır. Bilindiği üzere sinir hücrelerinin, sinir sistemimizin bir tarafından diğer tarafına bilgi taşıması `elektriksel` bir fenomendir. Sinir hücresi membranında iyon kanalları vasıtasıyla oluşan ve iletilen `aksiyon potansiyeli` bu elektriksel fenomenin oluşumunda temel rol oynar. Aksiyon potansiyelindeki değişiklik, domino taşı etkisiyle sinir hücresinden, bir diğer sinir hücresine `sinapslar` yoluyla akatarılır. Sinir hücresi, iyon kanalları aktif olarak çalıştırılarak, aksiyon potansiyelini hızla normalize ederek bir sonraki uyartıya kendini hazır eder. İşte vücutta bu normalizasyon sisteminin işlemediği durumlara çözüm olarak üretilen nöromodulatorler son dönemde önemini iyice artırmıştır.Dünyada nöromodülatörler ile yapılan tedavilerde, kimyasal ilaçlara göre daha iyi sonuç alındığı, yüzde yetmişlere varan tedavi başarı oranına kadar ulaşıldığı belirtilmiştir. Dolayısıyla üretilen nöromodülatörlerin tasarım ve üretimi de performansında etkileyici rol oynamaktadır. Nöromodülatörlerin yaratacağı akstiyon potansiyelini belirleyen en önemli faktör ise elektrik kapasitedir ve bunun için seçilecek malzemenin dielektrik katsayısı rol oynamaktadır.Bu çalışma, üretilecek olan nöromodülatörün performansını en üst seviye de tutmak için kullanılacak malzelerin seçimi üzerinedir. Sol-jel yöntemi ile alüminyum oksit, titanyum oksit, polimetilmetakrilat ve polivinil alkolü yarıiletken waferlar üzerine kaplanmıştır ve bu malzemelerin karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir.

Besides the fact that the foundations of neurophysiology and electrophysiology dating back to a hundred years ago, neurostimulation usage in illness or symptomatic cures began provoking thoughts after the second world war. As known, the fact that nerve cells carrying information from one side of the nerve system to the other is an electrical phenomenon. 'Action potential' which occurs and transmitted from in nerve cells membrane via ion channel play the leading role in this phenomenon. Any change in action potential creates a domino effect making nerve cells transmit the change from one to the other via synapsis. Nerve cells prepare itself to answer any forthcoming call by keeping ion channels active and normalizing action potential. Neurostimulators, which works when such a normalization system is out of order are becoming more and more important.It is said that there have been successful attempts around the world in neurostimulator way of cures with a 70% success ratio compared with chemical medication. The design and production phase of neurostimulators are also in key role when it comes to performance. The key factor when identifying action potential created by neurostimulator is the electrical capacity,dielectric constant of related material.The main purpose of this project is to choose necessary material to maximize the performance of neurostimulator. The other purpose is, by using sol gel production method to cover semiconductive wafers with aluminum oxide, titanium oxide, polymethyl methacrylate and polyvinyl alcohol and to understand structural, microstructural, electrical and morphological characterization of those materials.