PEDOT修饰的新型CNTs纤维电极及其电化学性能评价

作     者：杨宇熹 高中宝 曹振 李斯伟 张笑 刘伟 朱颖 周瑾 

作者机构：军事科学院军事医学研究院军事认知与脑科学研究所 

出 版 物：《生物化学与生物物理进展》 (Progress in Biochemistry and Biophysics)

年 卷 期：2022年

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 081704[工学-应用化学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目（2021ZD0201600） 中国人民解放军研究基金（AWS21J008，BWS17J024）资助 

摘      要：目的 植入式脑机接口在神经疾病的治疗方面已经得到了广泛应用，治疗的效果依赖于与神经组织接触的电极。与刚性材料制作的电极相比，碳基微纤维电极尺度小、生物兼容性好、组织炎症反应小，可以减少植入后的异物反应，改善神经记录信号的信噪比，可以长期保持稳定的电极特性。方法 本文设计了一种柔性碳纳米管（carbonnanotubes，CNTs）纤维电极的修饰方法，该方法采用电化学聚合的方式可以将聚（3，4-乙烯二氧噻吩）（poly(3，4-ethylenedioxythiophene)，PEDOT）薄膜沉积到CNTs纤维电极上，作为微电极涂层；为了证明修饰涂层在电极表面具有良好的机械稳定性，我们对修饰电极进行了超声处理；此外，本文将PEDOT薄膜沉积到ITO玻璃上，评价了PEDOT薄膜的生物相容性。结果 恒电流方式在CNTs纤维电极表面沉积的PEDOT涂层降低了电极的电化学阻抗，提高了电极的电化学性能，且PEDOT沉积的时间越长阻抗减少的幅度越明显；对电极进行超声处理后，电极的电化学阻抗没有产生显著变化，说明超声处理后PEDOT涂层剥离较少，证明了修饰涂层在电极表面具有良好的机械稳定性；最后，细胞实验表明，PEDOT薄膜具有与ITO导电玻璃相当的细胞相容性。结论 PEDOT薄膜可以提高CNTs纤维电极的稳定性，有望提高脑机接口系统的寿命和可靠性，具有应用于长时间记录神经电信号的前景。