导电水凝胶阵列电极

阻抗降63%

表面涂覆聚苯胺-明胶-海藻酸导电水凝胶的植入式多通道电极，通过异质梯度结构与生物增强设计减少脑组织损伤和胶质瘢痕，同时保持长期稳定的高质量神经信号记录。

Ling, Wang · Chenrui, Zhang · Hao, Zhiyan · Siqi, Yao · Luge, Bai · Oliveira, Joaquim M. · Pan, Wang · 张鹍 · Chen, Zhang · He, Jiankang · Reis, R. L. · 李涤尘

Bioactive Materials 2025

参数信息

表面电荷增加倍数

1.74

1 kHz阻抗降低

63.17 %

平均电容增加倍数

2

记录信号数量比值

2.5

动作电位信噪比增加倍数

2.1

技术优势

阻抗大幅下降

水凝胶涂层增加有效电化学表面积，1 kHz下阻抗比金属电极降低63.17%，有利于低噪声信号拾取。

记录信号更多

长期动物实验表明，生物阵列电极记录到的信号数量是金属阵列电极的2.5倍，说明电极-组织界面更稳定。

信噪比更高

基于动作电位的信噪比是金属电极的2.1倍，使单个神经元活动更容易从背景噪声中分辨。

电荷存储更多

表面电荷比金属电极增加1.74倍，平均电容翻倍，表明电极可注入更多电荷而不超出安全窗口。

应用场景

• 脑机接口：作为高信噪比、低阻抗的前端电极，提升脑机接口长期信号质量。
• 神经信号记录：稳定记录更多神经信号，减少胶质瘢痕对信号传输的干扰。
• 可植入医疗器件：生物相容性更好的植入电极，可减轻脑组织损伤和异物反应。
• 生物相容性涂层：导电水凝胶涂层改善电极-组织界面，抑制瘢痕形成。