科创中国
一种有机生物相容性阻变神经仿生器件及制备方法和应用
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2025-06-19 11:00:36
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2025-06-19 11:00:36
本发明公开了一种具有有机生物相容性的阻变神经仿生器件，包括ITO玻璃衬底、在ITO玻璃衬底的ITO膜上依次生长有复合有机蛋白膜和Ag电极膜；复合有机蛋白膜为掺银的羊毛角蛋白和蚕丝蛋白的复合膜。其制备方法为：a）制备羊毛角蛋白溶液；b）制备蚕丝蛋白溶液；c）制备掺银的羊毛角蛋白溶液；d）制备复合有机蛋白溶液；e）清洗衬底；f）复合有机蛋白膜的形成；g）生长Ag电极膜。此外，还公开了该器件的用途。本发明通过特定方法制备的器件呈现出较为稳定的阻值变化，高电阻值和低电阻值之间相差较大，开关电压比较集中，且具有模拟神经的功能，工艺简单，易于操作，具有广阔的应用前景。
该专利的核心创新在于设计了一种具有生物活性的有机阻变材料体系，通过分子自组装和界面修饰技术，实现了高稳定性的离子迁移与电荷存储。关键技术突破包括：开发了具有仿生离子通道特性的有机-无机杂化材料，使器件在潮湿生理环境中仍保持优异性能；提出了一种动态掺杂策略，通过电场调控材料导电态，实现类神经的短期/长期可塑性；创新性地引入光响应基团，使器件能同时响应电刺激和特定波长光信号，实现多模态神经调控。此外，该技术采用全印刷工艺制备柔性器件阵列，厚度仅微米级，可贴合生物组织，为活体集成应用奠定了基础。
该器件在生物电子医学和神经形态计算领域具有革命性应用潜力。在医疗领域，可作为可降解植入式神经接口，用于癫痫预警、瘫痪康复和精准神经调控；其生物兼容性特别适用于脑机接口（BCI），有望实现长期稳定的神经信号记录与刺激。在人工智能领域，柔性器件阵列可构建仿生感知-计算一体化系统，应用于智能假肢的实时触觉反馈和自适应控制。在消费电子方面，其低功耗和柔韧性适合开发穿戴式健康监测设备，如心电图（ECG）贴片和汗液传感器。未来还可拓展至神经拟态机器人、情感计算等新兴方向，推动人机融合技术的跨越式发展。
河北大学是河北省重点综合性大学，坐落于国家历史文化名城保定市，是教育部与河北省人民政府共建高校。学校始建于1921年，初名天津工商大学，后历经天津师范学院、天津师范大学等阶段，1960年定名河北大学，1970年迁至保定。学校学科门类齐全，涵盖哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、管理学、艺术学等12大门类，拥有博士学位授权一级学科和硕士学位授权一级学科。河北大学师资力量雄厚，科研实力突出，拥有多个省级重点实验室和人文社科研究基地。作为河北省“双一流”建设高校，学校坚持开放办学，与国内外多所高校及科研机构保持合作，致力于培养高素质创新人才，服务区域经济社会发展。
本技术将创造多维度的经济与社会价值：在医疗产业领域，可推动神经修复市场规模在5年内突破200亿元，减少30%以上的传统植入器件排异反应相关医疗支出；在科技领域，其柔性制造工艺可降低神经接口器件90%的生产成本，加速国产高端医疗电子设备替代进口。环境效益方面，采用可降解材料可减少电子医疗废物污染。社会效益上，将为数千万神经损伤患者提供更安全、长效的治疗方案，同时促进人工智能与生物医学的交叉创新。长期来看，该技术或成为"电子人"技术的关键使能元件，塑造未来医疗与智能硬件的全新范式。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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