图由林克平大学提供

Klas Tybrandt是林克平大学有机电子实验室的首席研究员，他开发了一项新技术，可用于长期稳定神经信号记录。该技术系统最核心的材料是一种新型弹性复合材料，具有生物相容性，即使拉伸至其原始长度两倍时仍保持高导电性。

这项突破性技术是Klas Tybrandt与苏黎世和纽约的同事合作开发的，它对于生 物医学工程中的许多应用至关重要，发表在著名的科学杂志“Advanced Materials”上的一篇文章对此作了描述。

电子元件与神经细胞之间的耦合不仅对收集细胞信号信息至关重要，而且对于诊断和治疗神经性疾病(如癫痫)至关重要。

要实现不损害神经元或组织的长期稳定连接是很有挑战性的，因为这两个系统，即身体的软组织和弹性组织，以及硬和硬的电子元件，具有完全不同的力学性能。

Klass Tybrandt说：“由于人体组织具有弹性和灵活性，因此与刚性电子元件耦合的界面会产生损伤和炎症，不仅会损伤组织，还会削弱神经信号”。他是诺尔克平校区林克平大学有机电子学实验室软电子学小组组长。

Klas Tybrandt开发了一种新型导电材料，与人体组织一样柔软，可以拉伸到其长度的两倍。该材料由镀金的二氧化钛纳米线嵌入硅橡胶制成。这种材料具有生物相容性，这意味着它可以与人体接触而不会产生不良影响，而且它的导电性随着时间的推移保持稳定。

KLAS Tybrandt说：“软导电复合材料的微制造涉及几个挑战。我们开发了一种制造小电极的工艺，该工艺还保留了材料的生物相容性。该工艺使用的材料非常少，这意味着我们可以使用相对昂贵的材料，如黄金，而不需要高成本。”

电极尺寸为50μm，彼此之间的距离为200μm。制造过程可将32个电极放置在非常小的表面上。上图中显示的最终探头宽度为3.2毫米，厚度为80微米。

  这种柔性微电极以经由林克平大学和苏黎世联邦理工学院合作制造出来，随后纽约大学和哥伦比亚大学的研究人员将其植入大鼠大脑。研究人员能够从可自由活     动的大鼠中收集高质量的神经信号长达3个月。 这些实验已经通过了伦理审查，并遵循了管理动物实验的严格规定。

Klas Tybrandt说：“当大脑中的神经元传输信号时，会形成一个电压，电极检测出后通过一个微型放大器放大信号进行传输，同是我们也可以看到信号来自哪个电极，这意味着我们可以估计大脑产生激励中的位置，信号起源这种类型的位置信息对未来的医疗技术应用非常重要，例如，我们一直希望能知道导致癫痫发作的信号是从大脑哪个位置发出，这是治疗它的先决条件；另一个应用是脑机接口 ，借助神经信号可以实现控制假体；当然还有很多有趣的应用，例如利用身体周围神经系统调节各种器官机能。”

文章来源phys.org