纳米二氧化交联聚氨混合水凝,以稳定基于的侵入性电极-神经组织接口
Haihan Zhou1, Kuoying Qiao1, Li Rao2
1Key Laboratory of Chemical Biology and Molecular Engineering of Ministry of Education, Institute of Molecular Science, Shanxi University, Taiyuan 030006, China.
Colloids and surfaces. B, Biointerfaces
|March 23, 2025
概括
纳米二氧化与交联聚氨混合液稳定神经组织接口. 这些涂层提高了电极性能并减少了炎症,这对于推进侵入性脑电脑接口 (BCI) 至关重要.
科学领域:
- 生物材料工程 生物材料工程
- 神经科学是一个神经科学.
- 医疗器械 医疗器械
背景情况:
- 侵入性脑电脑接口 (BCI) 面临的挑战是由于由炎症反应引起的不稳定的电极-神经组织接口.
- (SR) 是封装侵入性电极的常见材料,但其与神经组织的接口可能存在问题.
- 稳定电极-神经接口对于BCI中可靠的神经记录和刺激至关重要.
研究的目的:
- 开发和评估纳米二氧化交联聚氨 (SiO2 / PU) 混合水凝作为侵入性神经电极的涂层.
- 调查SiO2结合对PU水凝的物理化学和电化学性能的影响.
- 评估SR植入物上SiO2/PU水凝涂层的生物相容性和组织反应.
主要方法:
- 制备不同SiO2含量的SiO2/PU混合水凝,以适应水友性,膨胀率和离子导电性.
- 与PU水凝相比,涂有SiO2/PU水凝的电极的电化学性能评估.
- 实验室细胞亲和度测定使用老鼠染细胞细胞来评估粘附和神经元外生长.
- 蛋白质吸附研究和SR植入物与水凝涂层的组织学评估 in vivo.
主要成果:
- 优化的SiO2/PU水凝涂层对电极的电化学性质的影响最小.
- 与PU水凝相比,SiO2/PU水凝涂层显著增强了细胞粘附和神经元外生.
- 在SR上蛋白质吸附率降低了81.6%的PU和92.6%的SiO2/PU水凝涂层.
- 组织学分析显示,使用SiO2/PU混合水凝涂层SR植入物时,组织反应最温和.
结论:
- SiO2 / PU混合水凝通过减轻炎症反应有效地稳定电极-神经组织接口.
- 这些水凝涂层提高生物相容性,并减少神经植入物周围的异物反应.
- SiO2 / PU混合水凝在提高侵入性BCI的长期性能和可靠性方面显示出显著的希望.
