神经元传感器是一种神经修补元件,其敏感元件(探针)材质大多为镀铱或金的硅材料,由于其生物相容性差而导致电信号长期传导性下降。近来研究表明采用导电高分子材料电化学聚合形成的涂层可以在两者之间建立一个性能梯度中间层。本课题的设计思路是利用电化学聚合方法在探针表面沉积不同导电高分子单体与生物材料掺杂剂(GAGAGS缩氨酸,CDPGYIGSR缩氨酸,蛋白质RGD神经生长素)的导电聚合物涂层,并进一步对涂层进行表面结构改性。拟采取的途径为表面活性剂对导电聚合物表面结构改性,共聚物P(S-b-MMA)纳米多孔膜制备及其导电高分子的模板聚合,期望得到含有纳米线结构的发丝状导电聚合物表面,从而在探针与中枢神经组织间建立一个具有(1)高表面积的(2)机械模量梯度的(3)高敏感度的(4)生物相容性好的中间层,有利于中枢神经组织细胞在电极表面依附和生长,加大电信号接收面积,提高神经元传感器探针的敏感性。
神经元传感器是一种神经修补元件,通过植入可以用于探测神经组织的活动信号及利用释放药物对病灶进行刺激性治疗,其敏感元件(探针)材质大多为镀铱或金的硅晶材料。该元件由于机械模量与神经组织相差甚远、裸电极电化学阻抗较高、比表面积偏小、基质材料生物相容性较差而导致对神经组织电信号的长期传导性下降。近年来神经科学、材料学、电化学、生物科学研究表明,通过电化学聚合在金属电极上形成导电聚合物薄膜(涂层),即化学修饰电极,可以在两者之间建立一个性能梯度中间层,该修饰电极可以克服上述探针本身存在的缺点,实现电极材料与神经细胞的紧密接触,提高传感器的长期性能。本课题选择传统的导电聚合物聚吡咯及近年来研究活跃的聚噻吩衍生物-聚3,4-乙撑二氧噻吩,系统性研究了化学修饰电极的电化学聚合条件,其中着重研究了具有特殊形貌聚吡咯的制备及其表面性质,同时详细研究了三种重要的神经递质材料(三磷酸腺苷二钠盐(ATP)、多巴胺盐酸(DA)、谷氨酸钠(Glu))的掺杂与应用以及制备的化学修饰电极的电化学性能、机械模量及生物相容性。