摘要:東南網9月23日訊福建日報記者 李珂) “這一成果標志著生物電子學領域的重要突破,讓傳統被動固定式植入電極首次邁向可主動控制、智能響應、與生物組織協同運動的新階段。”記者從廈門
東南網9月23日訊(福建日報記者 李珂) “這一成果標志著生物電子學領域的神經蠕蟲重要突破,讓傳統被動固定式植入電極首次邁向可主動控制、團隊智能響應、參開與生物組織協同運動的神經蠕蟲新階段。”記者從廈門大學獲悉,團隊日前,參開廈門大學柔性電子(未來技術)研究院謝瑞杰助理教授,神經蠕蟲聯合中國科學院劉志遠研究員團隊、團隊徐天添研究員團隊及東華大學嚴威教授團隊,參開在動態神經蠕蟲電極研究中取得重大進展,神經蠕蟲相關成果發表在Nature(《自然》)期刊上。團隊
神經電極是參開連接生物神經系統與外部電子器件的關鍵“橋梁”,在腦機接口、神經蠕蟲神經調控、團隊智能人機交互等領域展現出重要的參開應用價值。植入式神經電極能高精度檢測肌電、腦電等生物電信號,為解讀神經信息提供了更豐富的信號來源,但實際應用起來仍面臨兩大難題:一是長期植入不穩定,現有電極在植入過程中對組織損傷較大,且電極植入后,其與組織“硬度不匹配”,會持續引發免疫排異反應,形成纖維層裹住電極,影響監測效果;二是電極位置難調,想改位置往往要二次手術,這不僅增加了手術風險,還會造成額外的組織創傷,急需微創調整的新辦法。
針對這些問題,研究團隊先想出了微創植入神經蠕蟲電極的制備方法:把百納米厚的薄膜電極,設計成“C”形和“L”形導電圖案,再卷成纖維器件——“C”形圖案變成電生理傳感和連接位點,相鄰“L”形圖案重疊形成應力傳感器。用這種方法,研究團隊在一根纖維上集成了60通道電極,植入時能縫進肌肉,創口僅200微米,還實現了43周內高質量穩定監測肌電信號;植入57周后,電極表面膠原纖維包裹層厚度不到23微米,穩定性和生物兼容性都很出色。
更關鍵的是,團隊在纖維器件端部做了磁性頭部,制成“神經蠕蟲”。電極植入后,靠外部磁場引導就能微創移動到目標位置,精準監測特定部位的電生理信號——既能在大腦皮層、深腦里移動,監測腦電信號,也能在肌肉和皮膚間的筋膜組織里可控移動監測肌電。這種“能跑的電極”打破了傳統靜態植入電極的局限,有望成為下一代電極的重要方向,也為人機接口研究開辟了新路子。
廈門大學柔性電子(未來技術)研究院謝瑞杰助理教授為本文的共同第一作者(排名第一),中國科學院深圳先進技術研究院劉志遠研究員、徐天添研究員、韓飛副研究員及東華大學嚴威教授為本文共同通訊作者。本研究得到中國國家自然科學基金、廈門大學校長基金等項目的資助。
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