迈向长期稳定的石墨烯神经植入物

新型设备以纳米多孔还原氧化石墨烯(rGO)为基础,这种石墨烯衍生物具有独特的多孔结构。电极被包裹在聚酰亚胺与氧化铝(Al₂O₃)的混合涂层中,既保证了柔韧性,又具备卓越的抗湿性、抗电化学应力及抗反复机械弯曲能力。在经历类生理体液长期浸泡、十亿次电脉冲刺激及数百次弯折循环后,植入物仍保持稳定性能,未检测到任何退化迹象。

在一项新研究中,ICN2研究所的研究人员展示了基于石墨烯的脑机接口,其采用有机与无机材料的混合涂层,显著提升了设备的稳健性和耐久性。这标志着新一代神经接口研发取得重要进展,该接口专为长期临床应用而设计。

迈向长期稳定的石墨烯神经植入物

石墨烯神经接口正为神经科学开辟全新可能性。这些纤薄柔性设备能以惊人精度记录并刺激脑部活动。凭借石墨烯卓越的电学、力学特性及生物相容性,相关技术已应用于脑肿瘤手术等临床操作,并被探索用于治疗帕金森病等神经系统疾病。

为推动技术进步,ICN2先进电子材料与器件研究组开发出新一代微电极,可耐受潮湿与机械应力——这两大挑战正是人体长期植入的关键难点。该研究由Georgios A. Katirtsidis领衔,联合Eduard Masvidal博士及ICREA教授José A. Garrido共同完成,成果发表于《Small Methods》期刊。

新型设备以纳米多孔还原氧化石墨烯(rGO)为基础,这种石墨烯衍生物具有独特的多孔结构。电极被包裹在聚酰亚胺与氧化铝(Al₂O₃)的混合涂层中,既保证了柔韧性,又具备卓越的抗湿性、抗电化学应力及抗反复机械弯曲能力。在经历类生理体液长期浸泡、十亿次电脉冲刺激及数百次弯折循环后,植入物仍保持稳定性能,未检测到任何退化迹象。

尽管这些测试尚未考虑炎症或蛋白质相互作用等生物因素,但结果标志着向更持久的下一代脑植入物迈出了极具前景的一步。后续工作将聚焦于长期生物相容性研究,评估慢性植入物中的封装完整性,并在更严苛条件下测定混合涂层的机械极限。

参考文献:

Katirtzidis, G. A., Illa, X., Ria, N., del Corro, E., Masvidal Codina, E., & Garrido, J. A. (2025). Long-term stable neural interfaces with nanoporous graphene electrodes and hybrid polyimide–aluminium oxide encapsulation. Small Methods.

https://doi.org/10.1002/smtd.202501720

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