柔性电子与脑神经的碰撞：新型柔性导电复合材料

据麦姆斯咨询报导，瑞典林雪平大学首席研究员KlasTybrandt，近期研发了一项技术可以构建长年平稳的神经记录。该技术基于一种新型的弹性复合材料，这种材料具备生物相容性，并且即使当被剪切到完整长度的两倍时，仍能维持较高的导电特性。这项研究成果是由瑞典、苏黎世和纽约三地的研究人员联合合作已完成的。

这一突破性找到对生物医学工程中的许多应用于至关重要，涉及文章公开发表在知名的科学期刊《先进设备材料》上。电子元件与神经细胞之间的耦合十分有意义，它不仅需要搜集脑细胞信号的信息，而且可以协助临床和化疗神经失调和癫痫等疾病。而要构建电子元件和神经细胞之间长年平稳地相连且不伤害神经元或的组织是十分具备挑战性的，因为坚硬、弹性的人体的组织和软的、刚性的电子元件，这两个系统具备几乎有所不同的机械性质。“由于人体的组织具备弹性且不会移动，与刚性电子元件认识的表面不会产生受损和炎症。

这不仅不会造成的组织受损，还不会诱导神经信号，”KlasTybrandt说道。（KlasTybrandt是林雪平大学北雪平校区有机电子学实验室柔性电子组组长）新材料中的柔性电极（图片来源：ThorBalkhed）新的导电材料KlasTybrandt研发了一种新的导电材料，如人体的组织般坚硬，并可剪切两倍的长度。

这种材料由镀金的二氧化钛纳米线构成，金字在硅橡胶中。这种材料具备生物相容性，这意味著它可以与人体认识而会产生不良影响，而且它的导电性随时间推移仍然保持稳定。“这种柔性导电复合材料的识加工牵涉到多个挑战。我们早已研发出有一种生产小电极，同时也能维持材料生物相容性的工艺。

该过程用于的材料很少，这意味著我们可以用于黄金之类比较便宜的材料，不必担忧成本过低的问题，”KlasTybrandt说道。电极的大小为50μm，彼此之间的间距为200μm。其生产工序可在一个十分小的表面上摆放32个电极。最后的分析仪宽度为3.2mm，厚度为80μm，如上图照片右图。

这款柔性微电极已在林雪平大学和苏黎世联邦理工学院研制成功，并由纽约大学和哥伦比亚大学的研究人员随后将其植入大鼠脑内。研究人员需要倒数3个月从权利活动的老鼠那里搜集到高质量的神经信号。这些实验都早已通过伦理审查，并严苛遵循管理动物实验的规定。

最重要的未来应用于“当大脑中的神经元传送信号时就不会产生一个电压，电极通过微小的放大器需要检测和传输这个电压。我们可以看见信号来自哪一个电极，这也意味著我们可以辨别信号源于大脑的哪个方位。这种时空信息对于未来的应用于十分最重要。

例如，我们期望需要看见引发癫痫发作的信号在哪里开始，这是化疗癫痫发作的先决条件。另一个应用领域是脑机模块，利用神经信号可以掌控未来技术或假体。还不会有许多有意思的应用于，还包括人体外周神经系统和它调节各器官的方式，”KlasTybrandt说道。

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