科创中国
刚性电极长期植入后，周围组织积胶质疤痕致信号衰减或调控不稳
发布时间:
2025-10-10
截止日期:2025-10-21
价格 双方协商
地区： 浙江省 杭州市 西湖区
需求方： 西投***中心
行业领域
生物与新医药技术,医疗仪器技术、设备与医学专用软件
需求背景
采集皮层单细胞信号的介入神经电极是脑科学研究与神经疾病微创诊疗的核心工具，当前技术虽实现免开颅血管介入植入（如绵羊模型经颈部入路至颅内视觉皮层），但长期植入面临致命瓶颈：刚性材料（或部分超柔性材料界面）会引发周围脑组织神经胶质疤痕积累，导致单细胞动作电位（AP）信号衰减、局部场电位（LFP）记录稳定性下降，甚至使神经调控功能失效，严重制约长期脑科学研究（如神经环路动态追踪）与临床康复应用（如慢性神经疾病调控）。
尽管现有研究探索了过渡金属层 - 导电聚合物复合纳米材料修饰电极表面，在短期疤痕抑制上取得初步效果，但尚未形成“材料 - 结构- 工艺” 一体化的长期适配方案。在此背景下，研发针对刚性材料电极神经胶质疤痕抑制的优化技术，对突破介入式脑机接口长期稳定性瓶颈、推动神经介入器械产业升级具有迫切需求与重大价值。
需解决的主要技术难题
本项目围绕 “采集皮层单细胞信号的介入神经电极长期植入疤痕抑制与信号稳定” 核心目标，需解决以下关键技术难题：
1. 抗疤痕生物材料涂层研发难题：针对神经胶质疤痕积累问题，优化过渡金属层（如钛、铱）与导电聚合物（如聚吡咯、聚苯胺）的复合纳米材料配方，研发兼具高导电性与生物相容性的涂层，抑制胶质细胞活化与聚集，减少疤痕形成。
2. 超柔性电极结构适配难题：突破刚性材料局限，优化无支架超柔性电极的力学性能（如弹性模量、弯曲疲劳寿命），确保电极在血管介入过程中与血管壁、皮层组织的适配性，避免机械刺激引发的二次损伤与疤痕反应。
3. 长期信号稳定性验证难题：建立大动物（如绵羊）长期植入测试体系，监测≥10 周内电极- 组织界面的疤痕变化（如胶质细胞密度、疤痕厚度）与信号质量（AP 信噪比、LFP 稳定性），形成疤痕抑制效果与信号性能的关联评价方法。
期望实现的主要技术目标
a. 抗疤痕效果指标：采用复合纳米涂层后，大动物模型长期（≥10 周）植入后，电极周围神经胶质疤痕厚度较传统刚性电极减少≥70%，胶质细胞密度降低≥60%；
b. 信号稳定指标：10周内单细胞动作电位（AP）采集信噪比保持≥28dB，局部场电位（LFP）记录准确率维持初始值的≥90%，无明显信号衰减；
c. 材料与结构指标：复合纳米涂层导电率≥100 S/cm，电极柔性弯曲半径≤1mm（适配血管曲度），在模拟血管环境下弯曲 1000 次后性能衰减≤5%；
d. 植入兼容性指标：电极经颈部血管入路至颅内皮层的植入成功率≥95%，植入过程对血管壁、皮层组织的损伤面积≤0.03mm²；
e. 工艺指标：形成稳定的 “材料沉积 - 电极成型 - 涂层修饰” 一体化工艺，批次生产良率≥85%，单个电极制造成本控制在预期范围内（待西投启真脑机智能科创中心补充）。
下载app