記者22日從中國科學院理化技術研究所獲悉，來自該所等單位的科研人員研發出一款多功能電極界面涂層，成功解決了腦機接口長期植入后信號衰減、組織粘連等核心難題。實驗顯示，使用該涂層的柔性神經電極可在腦內穩定工作300天以上，且能安全無損取出，為腦機接口走向長期臨床應用掃清了一大障礙。相關研究成果發表于《先進材料》雜志。
腦機接口是神經醫學與人工智能交叉的前沿領域，其核心難點之一在于電極與腦組織的“和平共處”。此前臨床試驗暴露短板：有受試者植入僅三個月，電極便因免疫反應發生回縮，有效信號通道大幅衰減。根源在于，植入物會持續誘發腦組織慢性炎癥，細胞和蛋白在電極表面沉積形成絕緣“瘢痕”，將電極與神經元隔開；長期植入后電極還與組織發生不可逆粘連，一旦設備老化故障，二次手術取出極易造成腦損傷。
此次，中國科學院理化技術研究所張維團隊聯合北京天壇醫院、中國科學院上海微系統所及腦虎科技等單位，研發出一款陽離子交替肽電極涂層。該涂層僅通過表面化學接枝形成超薄修飾層，不改變電極本身的柔性與導電性能，卻能同時實現抑菌、抗蛋白吸附、抑制免疫排斥等多重功能。
在長達300天的動物在體實驗中，效果顯著。裸電極植入90天后有效記錄通道便大幅衰減，300天時已基本捕捉不到神經元放電；而涂層電極不僅通道無衰減，記錄到的神經信號幅值始終維持在155微伏以上。在神經調控方面，植入300天后，普通電極需100微安電流才能誘發微弱肢體反應，涂層電極僅需2微安即可觸發明顯運動，調控效率提升了50倍。
更值得關注的是取出實驗。“涂層最實用的一個好處，是電極不再跟腦組織‘長死’在一塊。實驗里，涂層電極能被完整取出來，周圍的腦組織也沒怎么受傷。”論文通訊作者張維說，這項通用涂層技術讓腦機接口和植入式醫療設備離臨床應用更近了一步：電極既能長期穩定工作，老化后也能安全取出更換，為真正可長期使用的腦機接口打下了基礎。
（中國科學院理化技術研究所供圖）
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