《基於導電聚合物的植入神經電極》是依託武漢大學，由段晏文擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於導電聚合物的植入神經電極
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：段晏文
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
神經電極長期植入後由於生物相容性不佳引起的電極功能衰退是當今神經工程領域面臨的一個難題。電沉積生物相容性好的導電聚合物是最有希望解決這個難題的技術之一。然而導電聚合物電極植入生物體內後，電化學性能逐漸喪失是其套用發展的主要障礙。我們發現，用功能化的碳納米管作為導電聚合物的摻雜物（Dopant）可以形成具有良好生物相容性和電化學活性的神經電極。本項目擬系統地研究功能化碳納米管作為摻雜物的導電聚合物電極，探索最佳化的電沉積方法；針對神經電極在體內長期使用的要求，建立完善的體外（in vitro）、體內（in vivo）電極表征評價方法，研究電極在快速電刺激時的電活性以及電荷在電極界面的傳質機理，發展新型的、穩定的複合電極材料。在此基礎上，構建1－2種電沉積的複合神經電極，為發展新一代神經電極提供理論和技術支持，並為我國神經假體和植入式腦－機接口技術提供實用技術。
結題摘要
植入式微電子神經調製器械（Neural Modulation）和神經假體（Neural Prostheses）正在走向技術突破和廣泛臨床套用，神經電極作為一個與神經組織接觸溝通的關鍵部件面臨若干項科學問題，其中之一就是神經電極長期植入後由於組織包囊引起的電極功能衰退。 針對這個問題，本課題研究了兩種功能化碳納米管作為共沉積材料的神經電極，直接氨基化碳納米管的電極修飾方法，以及羧基化碳納米管（MWCNT）與聚乙撐二氧噻吩（PEDOT）共修飾電極的方法，同時探索最佳化了電沉積條件。 針對神經電極在體內長期使用的要求，發展建立細胞實驗（in vitro）、動物慢性植入實驗（in vivo）的神經電極表征評價方法，研究電極在電激勵神經組織時的電活性以及電荷在電極界面的傳質機理，為發展新型的、穩定的複合電極材料提供了理論和技術支持。在此基礎上，構建了2種導電聚合物的複合神經電極，其中研究的PEDOT/MWCNT複合電極安全注入電荷密度達到6.2 mC/cm2，同時調查了其穩定性及生物相容性，電極在3mC/cm2的注入電荷下工作96h性能穩定，植入6周的組織學評價也表明其相比鉑電極具有更優的生物親和性。這種電極已經用於大鼠腦皮層電刺激治療腦梗的研究中。本課題工作已經發表在“Acta Biomaterial” “Brain Research Bulletin” 等專業期刊上了， 共5篇。這些論文已被生物技術領域綜述期刊所引用。
