神经电极界面修饰材料、神经电极及神经电极的制备方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103083725 A (43)申请公布日 2013.05.08 CN 103083725 A *CN103083725A* (21)申请号 201210563567.0 (22)申请日 2012.12.22 A61L 27/34(2006.01) A61L 27/54(2006.01) A61N 1/05(2006.01) (71)申请人 中国科学院深圳先进技术研究院 地址 518055 广东省深圳市南山区西丽大学 城学苑大道 1068 号 (72)发明人 鲁艺 王立平 钟成 张元元 屠洁 杨帆 (74)专利代理机构 广州华进联合专利商标代理 有限公司 44224 。

2、代理人 吴平 (54) 发明名称 神经电极界面修饰材料、 神经电极及神经电 极的制备方法 (57) 摘要 本发明涉及一种神经电极界面修饰材料、 神 经电极及神经电极的制备方法。该神经电极界面 修饰材料包括凝胶聚合物、 导电聚合物、 生物活性 物质及抗炎药物， 所述凝胶聚合物为由聚丙烯酸 和聚乙烯醇形成的交联聚合物， 所述导电聚合物 与所述交联聚合物形成交联网络， 所述生物活性 物质及抗炎药物穿插于所述交联网络中。凝胶聚 合物、 导电聚合物、 生物活性物质及抗炎药物组成 生物相容性高且稳定性高的高分子聚合物， 使用 该神经电极界面修饰材料修饰神经假体的神经电 极界面， 能够提高神经电极的持续性的。

3、生物相容 性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 9 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书9页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103083725 A CN 103083725 A *CN103083725A* 1/1 页 2 1. 一种神经电极界面修饰材料， 其特征在于， 包括凝胶聚合物、 导电聚合物、 生物活性 物质及抗炎药物， 所述凝胶聚合物为由聚丙烯酸和聚乙烯醇形成的交联聚合物， 所述导电 聚合物与所述交联聚合物形成交联网络， 所述生物活性物质及抗炎药物穿插于所述交联网 络中。 2. 根据权利要求 1。

4、 所述的神经电极界面修饰材料， 其特征在于， 所述导电聚合物选自 聚吡咯、 聚 3,4- 乙撑二氧噻吩、 聚噻吩及聚苯胺中的至少一种。 3. 根据权利要求 2 所述的神经电极界面修饰材料， 其特征在于， 所述导电聚合物还包 括聚苯乙烯磺酸根离子、 氯离子、 羧基化的碳纳米管、 磷酸根离子及聚丙烯酸根离子中的至 少一种。 4. 根据权利要求 1 所述的神经电极界面修饰材料， 其特征在于， 所述生物活性物质选 自神经营养物质、 神经生长因子、 血管生长因子、 多肽及蛋白质分子中的至少一种。 5. 根据权利要求 1 所述的神经电极界面修饰材料， 其特征在于， 所述抗炎药物为地塞 米松、 强的松、 保。

5、泰松或抗炎性多肽 alfa-MSH。 6. 一种神经电极， 其特征在于， 包括神经电极主体及层叠于所述神经电极主体表面的 界面修饰层， 所述界面修饰层由如权利要求 15 任一项所述的神经电极界面修饰材料形 成。 7. 根据权利要求 6 所述的神经电极， 其特征在于， 所述界面修饰层的厚度为 1 微米 5 微米。 8. 一种神经电极的制备方法， 其特征在于， 包括如下步骤 ： 对神经电极主体的表面进行亲水处理， 并将亲水基团引入所述神经电极主体的表面 ； 在所述引入亲水基团的神经电极主体的表面上涂覆凝胶聚合物， 干燥后在所述引入亲 水基团的神经电极主体的表面形成凝胶聚合物膜， 所述凝胶聚合物为由。

6、聚丙烯酸和聚乙烯 醇形成的交联聚合物 ； 将所述形成有凝胶聚合物膜的神经主体放入含有导电聚合物单体、 生物活性物质及抗 炎药物的电沉积溶液中浸泡 15 分钟 120 分钟， 使所述电沉积溶液吸附于所述凝胶聚合物 膜中 ； 所述电沉积溶液吸附于所述凝胶聚合物膜中后， 将所述形成有凝胶聚合物膜的神经主 体在恒定电流、 恒定电压或脉冲电压条件下处理 15600 秒， 使吸附于所述凝胶聚合物膜的 电沉积溶液中的导电聚合物单体聚合形成导电聚合物， 且所述导电聚合物与所述凝胶聚合 物形成交联网络， 所述电沉积溶液中的生物活性物质及抗炎药物穿插于所述交联网络中， 在所述神经电极主体的表面上形成界面修饰层， 。

7、得到神经电极。 9. 根据权利要求 8 所述的神经电极的制备方法， 其特征在于， 所述亲水处理的方法为 ： 将所述神经电极主体在辉光放电条件下进行等离子体处理 30120 秒。 10. 根据权利要求 8 所述的神经电极的制备方法， 其特征在于， 所述亲水处理的方法 为 ： 在室温下， 将所述神经电极主体在胎牛血清中浸泡 3090 分钟。 11. 根据权利要求 8 所述的神经电极的制备方法， 其特征在于， 所述恒定电流的电流密 度为 0.550 毫安 / 平方厘米 ； 所述恒定电位为 0.71.2V ； 所述脉冲电压的低电位为 0V， 高 电位为 0.71.2V， 脉冲频率为 0.110Hz。 。

8、权 利 要 求 书 CN 103083725 A 2 1/9 页 3 神经电极界面修饰材料、 神经电极及神经电极的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及医用材料技术领域， 特别是涉及一种神经电极界面修饰材料、 神经电 极及神经电极的制备方法。 背景技术 0002 随着生活节奏的不断加快， 使人们的身心经常处于高度紧张的状态， 使得抑郁症、 癫痫等神经系统疾病明显增多。 同时， 随着全球人口逐渐向老龄化过渡， 神经退行性疾病逐 渐增多并成为一大社会负担。 0003 植入式神经电刺激疗法 （neural modulation）的发展和神经假体 （neural prostheses） 的出现为广大。

9、的患者带来了希望。植入式神经电刺激疗法是一种在不破坏 神经组织的前提下通过调节神经进行治疗方法， 它可以起到治疗或部分恢复神经功能的作 用。 植入式电刺激疗法具有安全、 微创等特点， 并且， 对于某些特殊的神经系统疾病来说， 植 入式神经电刺激疗法是目前最理想的治疗方法之一。其中比较成功的植入式神经假体， 如 心脏起搏器、 人工耳蜗和深脑起搏器等， 都已经成功地应用于临床。 0004 随着新技术的不断创新和发展， 如今更多的植入式神经电刺激假体已经逐渐走向 应用， 正在为患有帕金森症、 癫痫、 运动神经障碍、 中风、 抑郁症等疾病的人带来新的希望。 植入式神经假体将帮助神经损伤患者实现受损神经。

10、功能的修复和重建， 改善其生活质量。 伴随着治疗神经性疾病的社会需求， 植入式神经假体的研究和发展已经成为医疗产业和全 社会的客观要求。 0005 植入式神经假体是一类部分植入体内， 帮助恢复神经功能的高科技电子装置， 包 含体内植入部分 ( 神经电极、 导线和皮下接收刺激器 ) 和体外控制部分 ( 控制盒和发射 器 )。 0006 虽然目前植入式神经假体的研究正在快速进展， 但至今尚只有植入式心脏起博 器、 人工耳蜗、 深脑电刺激器等为数不多的植入式神经假体进入临床应用。 目前这个领域的 工作正面临很多科学技术难题带来的挑战， 其中最大的困难之一就是生物相容性和生物安 全性问题。尤其是神经电。

11、极的生物相容性问题， 生物相容性差的神经电极植入人体可能会 损害多个组织部分， 包括毛细血管、 细胞外基质和细胞。另外， 巨噬细胞会聚集到植入的电 极周围， 将植入体包裹。小胶质细胞随后被激活， 然后分泌活性氧物质以及炎性细胞因子， 其中一些因子具有毒性， 因此其邻近神经元可能被损害， 严重影响神经电极的性能， 无法满 足长期植入的目的。 发明内容 0007 基于此， 有必要提供一种用于提高神经电极的生物相容性的神经电极界面修饰材 料。 0008 进一步提供一种神经电极及其制备方法。 0009 一种神经电极界面修饰材料， 包括凝胶聚合物、 导电聚合物、 生物活性物质及抗炎 说 明 书 CN 1。

12、03083725 A 3 2/9 页 4 药物， 所述凝胶聚合物为由聚丙烯酸和聚乙烯醇形成的交联聚合物， 所述导电聚合物与所 述交联聚合物形成交联网络， 所述生物活性物质及抗炎药物穿插于所述交联网络中。 0010 在其中一个实施例中， 所述导电聚合物选自聚吡咯、 聚 3,4- 乙撑二氧噻吩、 聚噻 吩及聚苯胺中的至少一种。 0011 在其中一个实施例中， 所述导电聚合物还包括聚苯乙烯磺酸根离子、 氯离子、 羧基 化的碳纳米管、 磷酸根离子及聚丙烯酸根离子中的至少一种。 0012 在其中一个实施例中， 所述生物活性物质选自神经营养物质、 神经生长因子、 血管 生长因子、 多肽及蛋白质分子中的至少。

13、一种。 0013 在其中一个实施例中， 所述抗炎药物为地塞米松、 强的松、 保泰松或抗炎性多肽 alfa-MSH。 0014 一种神经电极， 包括神经电极主体及层叠于所述神经电极主体表面的界面修饰 层， 所述界面修饰层由上述神经电极界面修饰材料形成。 0015 在其中一个实施例中， 所述界面修饰层的厚度为 1 微米 5 微米。 0016 一种神经电极的制备方法， 包括如下步骤 ： 0017 对神经电极主体的表面进行亲水处理， 并将亲水基团引入所述神经电极主体的表 面 ； 0018 在所述引入亲水基团的神经电极主体的表面上涂覆凝胶聚合物， 干燥后在所述引 入亲水基团的神经电极主体的表面形成凝胶聚。

14、合物膜， 所述凝胶聚合物为由聚丙烯酸和聚 乙烯醇形成的交联聚合物 ； 0019 将所述形成有凝胶聚合物膜的神经主体放入含有导电聚合物单体、 生物活性物质 及抗炎药物的电沉积溶液中浸泡 15 分钟 120 分钟， 使所述电沉积溶液吸附于所述凝胶聚 合物膜中 ； 0020 所述电沉积溶液吸附于所述凝胶聚合物膜中后， 将所述形成有凝胶聚合物膜的神 经主体在恒定电流、 恒定电压或脉冲电压条件下处理 15600 秒， 使吸附于所述凝胶聚合物 膜的电沉积溶液中的导电聚合物单体聚合形成导电聚合物， 且所述导电聚合物与所述凝胶 聚合物形成交联网络， 所述电沉积溶液中的生物活性物质及抗炎药物穿插于所述交联网络 。

15、中， 在所述神经电极主体的表面上形成界面修饰层， 得到神经电极。 0021 在其中一个实施例中， 所述亲水处理的方法为 ： 将所述神经电极主体在辉光放电 条件下进行等离子体处理 30120 秒。 0022 在其中一个实施例中， 所述亲水处理的方法为 ： 在室温下， 将所述神经电极主体在 胎牛血清中浸泡 3090 分钟。 0023 在其中一个实施例中， 所述恒定电流的电流密度为 0.550 毫安 / 平方厘米 ； 所 述恒定电位为 0.71.2V ； 所述脉冲电压的低电位为 0V， 高电位为 0.71.2V， 脉冲频率为 0.110Hz。 0024 上述神经电极界面修饰材料包括凝胶聚合物、 导电。

16、聚合物、 生物活性物质及抗炎 药物， 凝胶聚合物为由聚丙烯酸和聚乙烯形成的交联聚合物， 导电聚合物与交联聚合物形 成交联网络， 生物活性物质及抗炎药物穿插于交联网络中， 组成生物相容性高且稳定性高 的高分子聚合物， 使用该神经电极界面修饰材料修饰神经假体的神经电极界面， 能够提高 神经电极的持续性的生物相容性。 说 明 书 CN 103083725 A 4 3/9 页 5 附图说明 0025 图 1 为一实施方式的神经电极的结构示意图 ； 0026 图 2 为一实施方式的神经电极的制备方法流程图 ； 0027 图 3 为实施例 1 的神经电极与未经过界面修饰层修饰的神经电极在慢性植入 6 周 。

17、之后的组织包囊厚度和植入点距离的关系 ； 0028 图 4 为实施例 1 的神经电极与未经过界面修饰层修饰的神经电极在慢性植入 6 周 之后的神经元存活情况和植入点距离的关系。 具体实施方式 0029 为使本发明的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附图对本发明 的具体实施方式做详细的说明。 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发 明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施， 本领域技术人员可以在不 违背本发明内涵的情况下做类似改进， 因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。 0030 一种神经电极界面修饰材料， 用于修饰神经假体的神经电极的界面。该神经电。

18、极 界面修饰材料包括凝胶聚合物、 导电聚合物、 生物活性物质及抗炎药物。 凝胶聚合物为由聚 丙烯酸和聚乙烯形成的交联聚合物， 导电聚合物与交联聚合物形成交联网络， 生物活性物 质及抗炎药物穿插于及交联网络中。 0031 上述凝胶聚合物中， 凝胶聚合物的含量为 50%98%， 导电聚合物的含量为 1%49%， 生物活性物质和抗炎药物的含量之和为 1%5%。 0032 凝胶聚合物是由丙烯酸单体在聚乙烯醇溶液中聚合形成聚丙烯酸， 且聚丙烯酸和 聚乙烯醇形成的交联聚合物， 其中丙烯酸单体和聚乙烯醇重复链段的摩尔比为2:33:2。 聚 丙烯酸和聚乙烯醇的质量比为 12:1127:11。凝胶聚合物带负电。。

19、 0033 这种凝胶聚合物具有较好的生物相容性、 较高的离子导通能力、 较强的机械强度 以及较为合适的溶胀率。 0034 导电聚合物为带正电荷的物质， 带正电荷的物质选自聚吡咯、 聚 3,4- 乙撑二氧噻 吩、 聚噻吩及聚苯胺中的至少一种。 0035 优选地， 导电聚合物还包括带负电荷的物质， 上述导电聚合物的正电荷是强正电， 凝胶聚合物带弱负电， 加入带负电的物质， 以中和导电聚合物的部分正电荷。 带负电荷的物 质选自聚苯乙烯磺酸根离子、 氯离子、 羧基化的碳纳米管、 磷酸根离子及聚丙烯酸根离子中 的至少一种。 0036 生物活性物质选自神经营养物质、 神经生长因子、 血管生长因子、 多肽及。

20、蛋白质分 子中的至少一种。生化活性物质可以促进血管和神经生长， 从而满足对神经系统和精神疾 病的研究和治疗的要求。 0037 抗炎性药物为地塞米松、 强的松、 保泰松或抗炎性多肽 alfa-MSH 等。 0038 上述神经电极界面修饰材料具有较好的生物相容性高和稳定性高的特性， 将其用 于修饰神经电极的界面， 可以在神经电极的界面上形成生物相容高且长期稳定的高分子聚 合物层， 不仅可以提高神经电极的生物相容性， 并且长时间使用后， 该神经生物电极的性能 仍能得到较好的保持， 可以满足长期植入人体的需求。 说 明 书 CN 103083725 A 5 4/9 页 6 0039 请参阅图1， 一实。

21、施方式的神经电极100， 包括神经电极主体10和层叠于神经电极 主体 10 上的界面修饰层 20。 0040 神经电极主体 10 包括非功能区 101 和功能区 102。 0041 非功能区 101 由硅橡胶、 聚酰亚胺或二氧化硅等材料形成。非功能区 101 起绝缘 支撑作用。非功能区 101 的表面占了神经电极主体 10 表面的绝大部分， 它对于整个神经电 极 100 的生物相容性起着决定性的作用。 0042 功能区 102 由金、 铂、 氧化铱或氮化钛等材料形成。功能区 102 作为神经电极 100 的导体。 0043 界面修饰层 20 为由上述神经电极界面修饰材料形成的高分子聚合物层。上。

22、述神 经电极界面修饰材料的凝胶聚合物形成覆盖于神经电极主体 10 的表面的呈交联网状的凝 胶聚合物膜 201， 导电聚合物与凝胶聚合物膜 201 进一步形成交联网络 202。 0044 交联网络202的交联程度由导电聚合物的量决定。 本实施方式中， 交联网络202位 于功能区 102 的表面上。在其它实施方式中， 也可以增加导电聚合物的量， 使导电聚合物完 全与凝胶聚合物膜 201 交联， 形成完全覆盖于非功能区 101 和功能区 102 表面的交联网络 202。本实施方式中， 交联网络 202 位于功能区 102 的表面上， 有利于导电聚合物参与对功 能区 102 的修饰。大部分生物活性物质。

23、 203 及抗炎药物 204 穿插于交联网络 202 中， 以在 功能区 102 发挥作用。小部分穿插于凝胶聚合物膜 201 未与导电聚合物形成交联网络 202 的部分。 0045 界面修饰层 20 完全覆盖了非功能区 101 和功能区 102 的表面， 以对神经电极主体 10 的表面全面修饰。 0046 界面修饰层 20 的厚度优选为 1 微米 5 微米。 0047 上述神经电极100的神经电极主体10上形成有生物相容性较高的界面修饰层20， 对神经电极主体 10 起到较好的修饰作用， 使得该神经电极 100 的生物相容性较高。 0048 并且， 该界面修饰层 20 为由上述性质稳定的神经电。

24、极界面修饰材料形成的高分 子聚合物层， 在长期使用过程中不会降解， 长期使用后， 该神经电极 100 仍能保持较高的性 能， 能够满足长期植入人体中使用的需求。 0049 请参阅图 2， 一实施方式的神经电极的制备方法， 包括如下步骤 ： 0050 步骤 S110 ： 对神经电极主体的表面进行亲水处理， 并将亲水基团引入神经电极主 体的表面。 0051 神经电极主体的非功能区由硅橡胶、 聚酰亚胺或二氧化硅等材料形成。由于硅橡 胶、 聚酰亚胺等材料的疏水性较强， 为了后续形成与神经电极主体紧密结合的界面修饰层， 首先对神经主体的表面进行亲水处理， 提高神经主体表面的亲水性。 0052 本实施方式。

25、中， 将神经电极主体在辉光放电条件下进行等离子体处理 30120 秒， 将亲水基团引入神经电极主体的表面， 在神经电极的非功能区和功能区的表面均引入亲水 基团。 0053 在其他实施方式中， 也可以在室温下， 将神经电极主体在胎牛血清中浸泡 3090 分钟， 在神经电极的非功能区和功能区的表面均引入亲水基团。 0054 步骤 S120 ： 在引入亲水基团的神经电极主体的表面上涂覆凝胶聚合物， 干燥后在 引入亲水基团的神经电极主体的表面形成凝胶聚合物膜， 凝胶聚合物为由聚丙烯酸和聚乙 说 明 书 CN 103083725 A 6 5/9 页 7 烯醇形成的交联聚合物。 0055 将丙烯酸单体与聚。

26、乙烯醇水溶液进行混合， 丙烯酸在混合液中聚合形成聚丙烯 酸， 聚丙烯酸与聚乙烯醇形成交联聚合物， 得到含水的凝胶聚合物。 这种含水的凝胶聚合物 具有较好的生物相容性、 较高的离子导通能力、 较强的机械强度以及较为合适的溶胀率， 在 生理环境中的溶胀率为 100%600， 有利于导电聚合物、 生物活性物质及抗炎药物穿插入 交联聚合物中。 0056 聚乙烯醇水溶液的浓度为？。聚丙烯酸和聚乙酸醇的质量比为？ 0057 将含水的凝胶聚合物涂覆在引入亲水基团的神经电极主体的表面上， 于 60 120下真空干燥后， 在引入亲水基团的神经电极主体的表面上形成厚度均一的凝胶 聚合物膜。 0058 步骤 S13。

27、0 ： 将形成有凝胶聚合物膜的神经主体放入含有导电聚合物单体、 生物活 性物质及抗炎药物的电沉积溶液中浸泡 15 分钟 120 分钟， 使电沉积溶液吸附于凝胶聚合 物膜中。 0059 将导电聚合物单体、 生物活性物质及抗炎药物溶于水中得到电沉积溶液。 0060 其中， 导电聚合物单体选自吡咯、 3,4- 乙撑二氧噻吩、 噻吩及苯胺中的至少一种。 0061 在其它实施方式中， 电沉积溶液还包括聚苯乙烯磺酸根离子、 氯离子、 羧基化的碳 纳米管、 磷酸根离子及聚丙烯酸根离子中的至少一种， 聚苯乙烯磺酸根离子、 氯离子、 羧基 化的碳纳米管、 磷酸根离子及聚丙烯酸根离子中的至少一种与导电聚合物单体聚。

28、合。 0062 生物活性物质选自神经营养物质、 神经生长因子、 血管生长因子、 多肽及蛋白质分 子中的至少一种。抗炎药物为地塞米松、 强的松或保泰松。 0063 当导电聚合物单体为一种物质时， 该种导电聚合物单体的浓度为 0.01 摩尔 / 升。 当导电聚合物单体包括至少一种物质时， 每种导电聚合物单体的浓度分别为 0.01 摩尔 / 升。 0064 聚苯乙烯磺酸根离子、 氯离子、 羧基化的碳纳米管、 磷酸根离子及聚丙烯酸根离子 中的至少一种的浓度为 0.1 摩尔 / 升。 0065 当生物活性物质为一种物质时， 该种生物活性物质的浓度为 10 毫克 / 升。当生物 活性物质包括至少一种物质时。

29、， 每种生物活性物质的浓度分别为 10 毫克 / 升。 0066 抗炎药物的量饱和。 0067 将形成有凝胶聚合物膜的神经主体放入含有导电聚合物单体、 生物活性物质及抗 炎药物的电沉积溶液中浸泡15分钟120分钟， 使电沉积溶液吸附于凝胶聚合物膜中， 电沉 积溶液均匀分布于凝胶聚合物膜中， 使凝胶聚合物膜充分溶胀。 0068 步骤 S140 ： 电沉积溶液吸附于凝胶聚合物膜中后， 将形成有凝胶聚合物膜的神经 主体在恒定电流、 恒定电压或脉冲电压条件下处理 15600 秒， 使吸附于凝胶聚合物膜的电 沉积溶液中的导电聚合物单体聚合形成导电聚合物， 且导电聚合物与凝胶聚合物形成交联 网络， 电沉积。

30、溶液中的生物活性物质及抗炎药物穿插于交联网络中， 在神经电极主体的表 面上形成界面修饰层， 得到神经电极。 0069 在恒定电流、 恒定电压或脉冲电压条件下， 导电聚合物单体聚合形成导电聚合物。 导电聚合物带正电， 凝胶聚合物带负电， 导电聚合物与凝胶聚合物薄膜形成网际互穿的交 联网络， 生物活性物质与抗炎药物穿插于交联网络中， 在神经电极主体的表面上形成界面 说 明 书 CN 103083725 A 7 6/9 页 8 修饰层。 0070 该界面修饰层具有较高的生物相容性， 其覆盖了神经电极主体的非功能区和功能 区的表面， 对神经电极主体起到完全修饰作用， 尤其是完全修饰了对于神经电极的生物。

31、相 容性起决定作用的非功能区， 使制备得到神经具有较高生物相容性。 0071 恒定电流的电流密度为 0.550 毫安 / 平方厘米。恒定电位为 0.71.2V。脉冲电 压的低电位为 0V， 高电位为 0.71.2V， 脉冲频率为 0.110Hz。 0072 在恒定电流、 恒定电压或脉冲电压条件下进行处理时， 参比电极为氯化银或者饱 和甘汞电极。 0073 上述神经电极的制备方法在神经电极主体的表面上形成覆盖了非功能区和功能 区表面的界面修饰层， 聚丙烯酸和聚乙烯醇形成的交联聚合物形成凝胶聚合物膜， 导电聚 合物与交联聚合物形成交联网络， 生物活性物质及抗炎药物穿插于交联网络中形成界面修 饰层。。

32、采用上述神经电极的制备方法制备得到的神经电极具有生物相容性高， 性能稳定的 优点。 0074 以下为具体实施例。 0075 实施 1 0076 制备神经电极 0077 1、 将神经电极主体在辉光放电条件下进行等离子体处理 30 秒， 将亲水基团引入 神经电极主体的表面， 亲水基团分布于神经电极主体的非功能区和功能区的表面 ； 0078 2、 将丙烯酸单体与聚乙烯醇水溶液 （聚乙烯醇的质量分数为 2%） 进行混合， 其中丙 烯酸单体和聚乙烯醇重复链段的摩尔比为3:2。 丙烯酸在混合液中聚合形成聚丙烯酸， 并与 聚乙烯醇形成聚丙烯酸 - 聚乙烯醇交联网状聚合物， 得到含水的凝胶聚合物， 其中， 聚。

33、丙烯 酸与聚乙烯醇的质量比为 27:11。在引入亲水基团的神经电极主体的表面上涂覆上述含水 的凝胶聚合物， 于 80下真空干燥后在引入亲水基团的神经电极主体的表面形成凝胶聚合 物膜 ； 0079 3、 将 3,4- 乙撑二氧噻吩、 聚苯乙烯磺酸钠、 神经生长因子和地塞米松溶于水中得 到电沉积溶液， 其中， 3,4-乙撑二氧噻吩的浓度为0.01摩尔/升， 聚苯乙烯磺酸钠的浓度为 0.1 摩尔 / 升， 神经生长因子的浓度为 10 毫克 / 升， 地塞米松的含量为饱和 ； 将形成有凝胶 聚合物膜的神经主体放入上述电沉积溶液中浸泡 30 分钟， 使电沉积溶液吸附于凝胶聚合 物膜中， 电沉积溶液均匀分。

34、布于凝胶聚合物膜中， 使凝胶聚合物膜充分溶胀 ； 0080 4、 电沉积溶液吸附于凝胶聚合物膜中后， 将形成有凝胶聚合物膜的神经主体在电 流密度为 0.5 毫安 / 平方厘米的恒定电流条件下处理 15 秒 （以氯化银为参比电极） ， 凝胶聚 合物膜内部的 3,4- 乙撑二氧噻吩聚合成聚 3,4- 乙撑二氧噻吩， 聚 3,4- 乙撑二氧噻吩与 聚苯乙烯磺酸钠及聚丙烯酸 - 聚乙烯醇交联网状聚合物形成网际互穿的交联网络， 神经生 长因子和地塞米松穿插于交联网络中， 在神经电极主体的表面形成界面修饰层， 得到神经 电极， 界面修饰层覆盖了神经电极主体的非功能区和功能区的表面， 界面修饰层的厚度为 1。

35、 微米。 0081 将上述得到的神经电极和未经过界面修饰层修饰的神经电极植入到大鼠的海马 区 6 周， 观察和比较炎性包囊的情况。 0082 用神经电极的植入位点间的距离与反应强度的关系来表征评价神经电极， 对于组 说 明 书 CN 103083725 A 8 7/9 页 9 织包囊， 反应强度越强， 范围越大， 说明炎性反应越显著 ； 对于神经元活性， 反应强度越强， 范围越大， 说明神经元存活越少， 炎性反应越重。因此， 在较大范围内， 组织包囊强小， 神经 元活性高的神经电极是生物相容性较好。 0083 图 2 分别为在慢性植入 6 周之后， 上述神经电极和未经过界面修饰层修饰的神经 电。

36、极的组织包囊厚度和植入点距离的关系曲线。从图 2 中可以看出， 相比于未修饰的神经 电极， 经过界面修饰层修饰的神经电极周围的炎性包囊要明显较轻， 并且两者在 150 微米 的范围内都具有显著性差异 （P0.05） 。这说明了上述神经电极由于界面修饰层的修饰作 用， 能显著抑制角质细胞的生长， 从而减轻包囊的厚度。 0084 图 3 是分别为在慢性植入 6 周之后， 上述神经电极和未经过界面修饰层修饰的神 经电极的神经元存活情况和植入点距离的关系。从图 3 中可以看出， 相比于未修饰的神经 电极， 上述神经电极周围存活的神经元明显较多， 并且两者在 100 微米的范围内都具有显 著性差异 （P。

37、0.05） 。这说明了上述神经电极由于界面修饰层的修饰作用， 能显著提升神经 元的存活率。 0085 由于上述神经电极 100 微米范围内的神经元存活性和胶质包囊的厚度直接影响 着其使用的效果。因此， 实验证实上述由界面修饰层修饰的神经电极具有较好的生物相容 性及稳定性， 能够满足长期植入的需求。 0086 实施例 2 0087 制备神经电极 0088 1、 将神经电极主体在辉光放电条件下进行等离子体处理 120 秒， 将亲水基团引入 神经电极主体的表面， 亲水基团分布于神经电极主体的非功能区和功能区的表面 ； 0089 2、 将丙烯酸单体与聚乙烯醇水溶液 （聚乙烯醇的质量分数为 5%） 进行。

38、混合， 其中丙 烯酸单体和聚乙烯醇重复链段的摩尔比为2:3。 丙烯酸在混合液中聚合形成聚丙烯酸， 并与 聚乙烯醇形成聚丙烯酸 - 聚乙烯醇交联网状聚合物， 得到含水的凝胶聚合物， 其中， 聚丙烯 酸与聚乙烯醇的质量比为 12:11。在引入亲水基团的神经电极主体的表面上涂覆上述含水 的凝胶聚合物， 于 110下真空干燥后在引入亲水基团的神经电极主体的表面形成凝胶聚 合物膜 ； 0090 3、 将吡咯、 羧基化的碳纳米管、 血管生长因子和强的松溶于水中得到电沉积溶液， 其中， 吡咯的浓度为 0.01 摩尔 / 升， 羧基化的碳纳米管的浓度为 0.1 摩尔 / 升， 血管生长因 子的浓度为 10 毫。

39、克 / 升， 强的松的含量为饱和 ； 将形成有凝胶聚合物膜的神经主体放入上 述电沉积溶液中浸泡 15 分钟， 使电沉积溶液吸附于凝胶聚合物膜中， 电沉积溶液均匀分布 于凝胶聚合物膜中， 使凝胶聚合物膜充分溶胀 ； 0091 4、 电沉积溶液吸附于凝胶聚合物膜中后， 将形成有凝胶聚合物膜的神经主体在在 电压为 0.7V 的恒定电压条件下处理 600 秒 （以氯化银为参比电极） ， 凝胶聚合物膜内部的吡 咯聚合成聚吡咯， 聚吡咯与羧基化的碳纳米管及聚丙烯酸 - 聚乙烯醇交联网状聚合物形成 网际互穿的交联网络， 血管生长因子和强的松穿插于交联网络中， 在神经电极主体的表面 形成界面修饰层， 得到神经。

40、电极， 界面修饰层覆盖了神经电极主体的非功能区和功能区的 表面， 界面修饰层的厚度为 5 微米。 0092 实施例 3 0093 制备神经电极 说 明 书 CN 103083725 A 9 8/9 页 10 0094 1、 在室温下， 将神经电极主体在胎牛血清中浸泡 30 分钟， 在神经电极的非功能区 和功能区的表面均引入亲水基团 ； 0095 2、 将丙烯酸单体与聚乙烯醇水溶液 （聚乙烯醇的质量分数为 5%） 进行混合， 其中丙 烯酸单体和聚乙烯醇重复链段的摩尔比为1:1。 丙烯酸在混合液中聚合形成聚丙烯酸， 并与 聚乙烯醇形成聚丙烯酸 - 聚乙烯醇交联网状聚合物， 得到含水的凝胶聚合物， 。

41、其中， 聚丙烯 酸与聚乙烯醇的质量比为 18:11。在引入亲水基团的神经电极主体的表面上涂覆上述含水 的凝胶聚合物， 于 90下真空干燥后再引入亲水基团的神经电极主体的表面形成凝胶聚合 物膜 ； 0096 3、 将吡咯、 噻吩、 羧基化的碳纳米管、 蛋白质分子和保泰松溶于水中得到电沉积溶 液， 其中， 吡咯的浓度为 0.01 摩尔 / 升， 噻吩的浓度为 0.01 摩尔 / 升， 羧基化的碳纳米管的 浓度为 0.1 摩尔 / 升， 蛋白质分子的浓度为 10 毫克 / 升， 保泰松的含量为饱和 ； 将形成有凝 胶聚合物膜的神经主体放入上述电沉积溶液中浸泡 60 分钟， 使电沉积溶液吸附于凝胶聚 。

42、合物膜中， 电沉积溶液均匀分布于凝胶聚合物膜中， 使凝胶聚合物膜充分溶胀 ； 0097 4、 电沉积溶液吸附于凝胶聚合物膜中后， 将形成有凝胶聚合物膜的神经主体在电 压为 1.2V 的恒定电压条件下处理 300 秒 （以饱和甘汞电极为参比电极） ， 凝胶聚合物膜内 部的吡咯聚合成聚吡咯， 噻吩聚合成聚噻吩， 聚吡咯、 聚噻吩与羧基化的碳纳米管及聚丙烯 酸 - 聚乙烯醇交联网状聚合物形成网际互穿的交联网络， 蛋白质分子和保泰松穿插于交联 网络中， 在神经电极主体的表面形成界面修饰层， 得到神经电极， 界面修饰层覆盖了神经电 极主体的非功能区和功能区的表面， 界面修饰层的厚度为 3 微米。 009。

43、8 实施例 4 0099 制备神经电极 0100 1、 在室温下， 将神经电极主体在胎牛血清中浸泡 90 分钟， 在神经电极的非功能区 和功能区的表面均引入亲水基团 ； 0101 2、 将丙烯酸单体与聚乙烯醇水溶液 （聚乙烯醇的质量分数为 2%） 进行混合， 其中丙 烯酸单体和聚乙烯醇重复链段的摩尔比为1:1。 丙烯酸在混合液中聚合形成聚丙烯酸， 并与 聚乙烯醇形成聚丙烯酸 - 聚乙烯醇交联网状聚合物， 得到含水的凝胶聚合物， 其中， 聚丙烯 酸与聚乙烯醇的质量比为 18:11。在引入亲水基团的神经电极主体的表面上涂覆上述含水 的凝胶聚合物， 于 100下真空干燥后在引入亲水基团的神经电极主体。

44、的表面形成凝胶聚 合物膜 ； 0102 3、 将吡咯、 噻吩、 苯胺、 磷酸根离子、 神经营养物质和抗炎性多肽 alfa-MSH 溶于水 中得到电沉积溶液， 其中， 吡咯的浓度为 0.01 摩尔 / 升， 噻吩的浓度为 0.01 摩尔 / 升， 苯胺 的浓度为 0.01 摩尔 / 升， 磷酸根离子的浓度为 0.1 摩尔 / 升， 神经营养物质的浓度为 10 毫 克 / 升， 抗炎性多肽 alfa-MSH 的含量为饱和 ； 将形成有凝胶聚合物膜的神经主体放入上述 电沉积溶液中浸泡 45 分钟， 使电沉积溶液吸附于凝胶聚合物膜中， 电沉积溶液均匀分布于 凝胶聚合物膜中， 使凝胶聚合物膜充分溶胀 ；。

45、 0103 4、 电沉积溶液吸附于凝胶聚合物膜中后， 将形成有凝胶聚合物膜的神经主体在低 电位为 0V， 高电位为 0.7V， 脉冲频率为 0.110Hz 的脉冲电压条件下处理 250 秒 （以饱和甘 汞电极为参比电极） ， 凝胶聚合物膜内部的吡咯聚合成聚吡咯， 噻吩聚合成聚噻吩， 苯胺聚 合成聚苯胺， 聚吡咯、 聚噻吩、 聚苯胺与磷酸根离子及聚丙烯酸 - 聚乙烯醇交联网状聚合物 说 明 书 CN 103083725 A 10 9/9 页 11 形成网际互穿的交联网络， 神经营养物质和抗炎性多肽 alfa-MSH 穿插于交联网络中， 在神 经电极主体的表面形成界面修饰层， 得到神经电极， 界面。

46、修饰层覆盖了神经电极主体的非 功能区和功能区的表面， 界面修饰层的厚度为 2 微米。 0104 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式， 其描述较为具体和详细， 但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员 来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保 护范围。因此， 本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说 明 书 CN 103083725 A 11 1/3 页 12 图 1 说 明 书 附 图 CN 103083725 A 12 2/3 页 13 图 2 说 明 书 附 图 CN 103083725 A 13 3/3 页 14 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103083725 A 14 。