聚(3,4-二氧乙撐噻吩)在神經(jīng)接口中的應(yīng)用.pdf

1、神經(jīng)工程是生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的一個學(xué)科，通過工程方法理解、修復(fù)、代替、增強或是開發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)的功能。植入式微電極作為一種器件，被廣泛地用于神經(jīng)工程的各個領(lǐng)域，如治療癲癇使用的深腦刺激微電極。尤其在神經(jīng)接口研究方面，植入式微電極是一重要部件，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到研究過程中數(shù)據(jù)的采集與分析，對研究結(jié)果有舉足輕重的影響。關(guān)于植入式微電極的研究，近年來主要集中在兩方面：一是設(shè)計新結(jié)構(gòu)的微電極，以達到實驗所需的要求；另一方面是使用新的材料制作和修飾

2、電極，從而達到長期、穩(wěn)定地記錄或刺激神經(jīng)元活動。導(dǎo)電聚合物材料因其優(yōu)異的電學(xué)性能和生物兼容性，被廣泛地用作神經(jīng)微電極的修飾材料。尤其是導(dǎo)電聚合物聚（3，4-二氧乙撐噻吩），穩(wěn)定性好、導(dǎo)電性強、生物組織對其排異小，是微電極中最常見的修飾材料之一。
　　本文主要研究以電沉積的方式將導(dǎo)電聚合物聚（3，4-二氧乙撐噻吩）（PEDO T）修飾在植入式微電極表面，以小分子表面活性劑代替高分子作為摻雜劑，對比了摻雜劑結(jié)構(gòu)對導(dǎo)電聚合物的形貌、粗糙

3、度、粘附性、電學(xué)性能等方面的影響。研究結(jié)果表明，使用小分子的表面活性劑十二烷基硫酸鈉（S DS）代替常用的高分子聚苯乙烯磺酸鈉（PSS）作為摻雜劑，導(dǎo)電聚合物 PEDOT的形貌由顆粒狀變?yōu)槎嗫谞?。表面粗糙度顯著增加，由17 nm變?yōu)?40 nm。而且，以小分子摻雜的導(dǎo)電聚合物在微電極表面具有更好的粘附性。超聲20 min后， SDS摻雜的PEDOT平均阻抗提高了3.2倍，而PSS摻雜的PEDOT平均阻抗提高了12.3倍，表明 SDS摻雜

4、的PEDOT與微電極表面粘附力更強，能有效地抵抗機械力的破壞維持阻抗的穩(wěn)定。同時，通過對阻抗譜和循環(huán)伏安曲線分析其修飾后微電極對神經(jīng)元采集信號能力和穩(wěn)定性進行評估，阻抗降低了約50％，穩(wěn)定性提高3.5倍。對比不同材料修飾的神經(jīng)微電極檢測神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺的效果。
　　結(jié)果顯示，小分子摻雜的PEDOT更適合濃度變化范圍較大的情況下使用。實驗證明，小分子的表面活性劑摻雜的PEDOT具有更高的表面積、更好的粘附性以及更加穩(wěn)定的電學(xué)性能，更適