用于电刺激的神经电极表面修饰及其对神经细胞行为的调控研究

发布时间：2020-12-15 18:49

　　植入式神经电刺激疗法为帕金森,癫痫等神经系统疾病提供了新的治疗手段,而伴随人口老龄化程度增加,神经退行性疾病的发病率越来越高,因此,人们对神经电刺激疗法以及神经假体的需求日趋上升。神经电极是植入式神经假体的核心组成部分,其与组织直接接触并将刺激电荷注入靶组织。电极与组织之间的生物相容性和电极的电化学性能是当前亟待解决的重要问题。本课题通过在电极表面构建氧化铱（Iridium Oxide,IrOx）涂层提高电极的电化学性能,利用多巴胺自聚合在IrOx表面修饰聚多巴胺（Polydopamine,PDA）涂层,并接枝层粘连蛋白（Laminin,LN）进行二次功能化改善涂层的生物相容性,促进神经细胞的粘附与增殖,最后,通过自制电刺激装置研究电刺激对细胞行为的影响,具体内容如下:1.IrOx的制备及表征,将钛基底定向抛光打磨形成表面纹路后,通过射频磁控溅射法制备Ir薄膜,再通过循环伏安法在0.1 MH2SO4或0.5 MNa2HPO4中将Ir活化为IrOx涂层。场发射扫描电镜（FE-SEM）结果表明,与Ir相比,IrOx涂层具有均匀的多孔结构,且0.1 MH2SO4活化的IrOx涂层结构更为平整... 

【文章来源】：浙江理工大学浙江省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１?（ａ）人工耳蜗、（ｂ）深脑电极和（ｃ）视觉假体示意图??

以清除表面污渍和氧化层。然后，在２．５Ｘｌ〇＿３ｔｏｒｒ的工作压力下用直流电??源（４００?Ｖ，０．１?Ａ）溅射沉积镀膜３０?ｍｉｎ，同时用射频电源偏置衬底以提高膜密??度和粘合强度。磁控溅射原理图如图２．１所示。??Ｍａｇｎｅｔｓ?Ｂ３ｊｊ｜???Ｔａｒｇｅｔ??Ｖ?／／Ｖ??？、ｆ??ｌｒｉｄｉｕｍ?？?？?ｉ?？?？??ａｔｏｍ?＼??Ｓｕｂｔｒａｔｅ??Ｌ?ＴＴ＾Ｉ??ＲＦ?Ｐｏｗｅｒ?１?＾ｒ￣－＇?■■＂１??图２．１射频磁控溅射原理图??２．３．３氧化铱涂层的制备??在Ｉｒ薄膜的基础上，通过循环伏安扫描法对其进行活化，可得到多孔的丨ＫＸ??涂层。实验所用电化学工作站为韩国ＷｏｎＡＴｅｃｈ公司的Ｚ１ＶＥ?ＳＰ１型，如图２．２??所示。使用三电极系统进行电化学实验测试，活化溶液分别为０．１?ＭＨ２Ｓ０４溶液??和０？５ＭＮａ２ＨＰＯ４溶液。在－０＿１９６Ｖ和ｌ？２５４?Ｖ（ｖｓ？Ａｇ／ＡｇＣ丨电极）之间以ｌ００??ｍＶ／ｓ的扫描速率进行重复电位扫描，１０００次循环后，钛基底上的Ｉｒ薄膜被活化??为Ｉｒ〇ｘ涂层。活化装置及活化过程示意图如图２．３所示。实验中使用铂片电极作??为对电极，Ａｇ／ＡｇＣｌ电极作为参比电极，覆盖有Ｉｒ薄膜的钛片作为工作电极。??１２??

２．３．４铱及氧化依涂层的表征??１）场发射扫描电子显微镜（ＦＥ－ＳＥＭ）：??将磁控溅射得到的Ｉｆ薄膜与通过循环伏安法活化得到的ｌｒ〇ｘ涂层（活化溶??液分别为０．１?Ｍ?Ｈ２Ｓ〇４溶液与０．５?Ｍ?Ｎａ２ＨＰ〇４溶液）用导电胶固定在扫描电子显??微镜样品台上，使用日本Ｈｉｔａｃｈｉ公司的Ｓ－４８００场发射扫描电子显微镜对样品进??行表面微观形貌观测，电压被设置为３．０?ｋＶ。??２）循环伏安测试：??电荷储存能力。将Ｉｉ？及不同溶液活化的Ｉｒ〇ｘ样品置于自制电解池腔体内（如??１３??

【参考文献】：
期刊论文
[1]人工耳蜗:中国深度耳聋患者的新未来[J]. 史蒂夫·罗伯斯特.  中国医疗器械信息. 2015(02)
[2]闭环植入式神经刺激器的现状与发展趋势[J]. 袁媛,郝红伟,李路明.  中国生物医学工程学报. 2012(05)
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本文编号：2918738