[发明专利]用于神经电极修饰的聚吲哚衍生物导电粘附层的制备

说明书

本发明属于生物医学设备技术领域，公开了一种用于神经电极修饰的聚吲哚衍生物导电粘附层的制备，该制备方法是使用吲哚衍生物单体和支撑电解质配制电化学聚合溶液，接着对所述电化学聚合溶液进行电化学聚合处理，使吲哚衍生物单体电化学聚合沉积在神经电极表面，从而得到位于神经电极表面的聚吲哚衍生物导电粘附层。本发明通过对粘附层的组成及相应制备方法进行改进，首次利用聚吲哚衍生物得到用于神经电极修饰的聚吲哚衍生物导电粘附层，在提升粘附性的同时，与现有技术相比能够有效解决电极电化学性能降低等问题。

技术领域

本发明属于生物医学设备技术领域，更具体地，涉及一种用于神经电极修饰的聚吲哚衍生物导电粘附层的制备，能够应用于植入式神经电极，对神经电极进行表面改性。

背景技术

神经界面技术在脑机接口、神经调控和神经修复方面具有巨大的应用前景。在过去的几年里，用于神经记录和刺激的神经界面主要是通过器件设计和新型电极材料实现的。神经电极界面是指神经电极与组织之间的接触面(neural interface)，神经界面的可靠性和长期稳定性主要依赖于电极与神经的直接双向通信。因此，开发新型电极材料是构建新一代神经界面的关键。不同类型的材料被用于缩小神经组织和神经界面之间的不匹配，包括电容材料(MXene，石墨烯，碳纳米管等纳米材料)和法拉第材料(导电聚合物)。以导电聚合物聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)为例，PEDOT具有良好的电学性能、优良的生物相容性和类似组织的柔软性。尽管PEDOT作为神经界面的电活性涂层材料已被广泛探索，但PEDOT与基体之间的弱而不稳定的粘附会导致界面失效，进而导致PEDOT功能的丧失，最终影响神经界面在实际应用中的长期运行可靠性。为了解决PEDOT的附着力问题，一般采用对EDOT单体进行改性的方法。在EDOT单体中引入羧基、乙烯基和醛等官能团，由于这些官能团在电沉积过程中具有较高的反应活性，使其具有优异的附着力。但羧基、乙烯基和醛等官能团的引入对PEDOT的电荷转移有很大的影响，极大地降低了PEDOT的电化学性能。还有一种方法是在PEDOT和基材之间添加粘合层。通过在导电聚合物及电极基板间增加一层粘附促进层，来提升PEDOT与基板之间的相互作用力。但是已报导的粘附促进层都是绝缘体，削弱了电极的电化学性能，实质上阻碍了导电聚合物在高性能神经界面中的应用。

中国专利CN107287631A公开了《微电极及其制备方法与应用》，虽然它也公开了一种具有一定机械性能及电化学性能稳定性的微电极制备方法，但仍存在超声等极端条件下的稳定性差及电化学性能无法满足长期神经电极需求等问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种用于神经电极修饰的聚吲哚衍生物导电粘附层的制备，其中通过对粘附层的组成及相应制备方法进行改进，首次利用聚吲哚衍生物得到用于神经电极修饰的聚吲哚衍生物导电粘附层，在提升粘附性的同时，与现有技术相比能够有效解决电极电化学性能降低等问题。本发明通过引入聚吲哚衍生物形成聚吲哚衍生物导电粘附层，可用于增强导电聚合物在金属神经电极上的粘附性。基于本发明，能够实现具有良好结合力、高导电性的聚吲哚衍生物聚合物粘附层，尤其可在神经电极表面直接电沉积制备得到。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于神经电极修饰的聚吲哚衍生物导电粘附层的制备方法，其特征在于，该方法是使用吲哚衍生物单体和支撑电解质配制电化学聚合溶液，接着对所述电化学聚合溶液进行循环伏安法、恒电位法或恒电流法的电化学聚合处理，使吲哚衍生物单体电化学聚合沉积在神经电极表面，从而得到位于神经电极表面的聚吲哚衍生物导电粘附层；

并且，所述电化学聚合处理的温度为0-30℃；此外，

当所述电化学聚合处理具体是利用循环伏安法时，所述循环伏安法的电位窗口为-0.1V～1.8V，聚合圈数为5-200圈；

当所述电化学聚合处理具体是利用恒电流法时，所述恒电流法的电流密度为0.001mA cm^-2～1mA cm^-2,聚合时间为10～2000s；