【摘 要】
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植入式电极在神经科学及神经工程应用中作为神经与外部设备的接口，发挥着重要的作用。电极长期记录的能力与电极/脑组织界面的稳定性密切相关。柔性电极材料能够有效减缓电极
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植入式电极在神经科学及神经工程应用中作为神经与外部设备的接口，发挥着重要的作用。电极长期记录的能力与电极/脑组织界面的稳定性密切相关。柔性电极材料能够有效减缓电极引起的免疫包裹反应，延长在体的工作时间。但目前以聚合物为柔性基底的电极与导电材料的粘附力差以及柔性电极难以植入等问题影响着柔性电极的发展。本文就柔性电极所面临的这两个问题，提出了解决方案并进行了实验验证。 1.为了解决金属材料在聚合物柔性基底上粘附力不好的问题，针对常用的基于聚合物的“三明治”结构的电极，通过在下层聚合物表面原位制备纳米绒毛结构改善材料的粘附性。以聚对二甲苯(PC)聚合物为例，提出了一种可有效提高PC材料的表面能的纳米表面加工方法，将“三明治”结构电极中材料结合界面的粘附力显著提升，同时改善了界面的防溶液渗透能力。这两方面性能的提高，将延长柔性电极在体内的可靠工作时间。 2.验证了纳米表面形貌对不同聚合物电极材料粘附力增强的通用性，设计并制备了一种基于聚酰亚胺(PI)的96通道柔性ECoG电极，并针对动物实验需求进行了封装和衬底材料的柔性加强，所制备的电极在猫视皮层区域记录到清晰的ECoG信号，信号产出率近80％。 3.针对柔性电极植入困难的问题，设计了一种将柔性电极包裹于光纤外侧的光电极，光纤与柔性电极的结合所形成的光电极器件，利用了光纤硬度，解决了柔性电极植入的困难;同时利用光纤的波导功能，为电极附加了光刺激功能，使得这种光电极既可以用于皮层间的神经记录，也可用于光遗传研究。动物在体测试表明，这种光电极器件可以在光转基因小鼠脑部产生有效的光刺激，同时可以同步记录光刺激诱发的单个神经发放。
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