吉林
脑机接口作为AI与神经医学交叉的前沿黑科技，一直被视作医疗康复领域的颠覆性技术，能帮神经系统受损患者重建神经连接、恢复肢体功能。但多年来，这项技术始终卡在临床落地的最后一关，全球科研团队都难以攻克，严重限制了实际应用。而近日，我国多支顶尖科研团队联手取得重磅突破，彻底破解了这一世界级难题。
很多人不知道，制约脑机接口落地的核心，并非复杂的算法和设备硬件，而是小小的植入电极与大脑的适配界面。过往的临床试验早已暴露了传统技术的致命短板：植入脑部的电极，短短三个月就会触发人体天然的免疫排斥反应，脑部产生慢性炎症，大量蛋白和细胞会在电极表面堆积，形成一层绝缘的胶质瘢痕。这层“隔离层”会直接阻断电极和神经元的信号传输，导致有效采集通道大幅减少、信号质量断崖式下滑。更棘手的是，长期植入的电极会和脑组织牢牢粘连，一旦设备老化失效，根本无法安全取出，二次手术极易撕裂脑组织，造成不可逆的脑部损伤。
长久以来，全球脑机领域一直面临无解困境，没有任何一项技术能同时满足长效稳定、抑制炎症、防止污损、精准控电、无损取出这五大临床核心需求，这也是脑机接口迟迟无法普及落地的关键卡点。
为打破这一技术壁垒，中国科学院理化技术研究所张维团队，联合首都医科大学天坛医院、中科院上海微系统所及脑虎科技等多方力量，协同研发出一款全新的多功能阳离子交替肽电极界面涂层（OG），成功为超长期、可无损更换的临床级脑机接口，提供了通用且可靠的解决方案，相关重磅成果已顺利刊发在国际顶级期刊《先进材料》上。
这款新型涂层有着极强的适配性，能兼容硅、金、聚酰亚胺、医用聚氨酯等各类常见植入器械基底，通过特殊共价接枝工艺在电极表面形成一层超薄修饰层。依靠独特的高电势活性和氢键水合屏障，它能实现多重功能协同增效，同时完全不改变电极原本的力学、电学核心属性，安全性和实用性拉满。
科研团队开展了长达300天的超长周期动物在体测试，新旧电极的性能差距堪称天壤之别。普通裸电极植入90天就出现严重的通道衰减，信号大幅失效，植入300天后更是彻底无法捕捉神经元放电信号，基本丧失工作能力。而经过OG涂层改性的柔性神经电极，历经300天持续工作，有效工作通道丝毫没有衰减，神经元动作电位幅值始终稳定维持在155微伏以上，信号精准度全程在线。在神经调控能力上，优势更为惊人：普通老旧电极需要100微安的大电流，才能诱发微弱的肢体运动反馈，而改性电极仅需2微安电流就能触发明显运动反应，神经调控综合效率直接提升50倍。
不仅长效稳定性和精准度实现跨越式提升，这项技术还彻底解决了电极取出的行业痛点。多次取出实验证实，新型涂层能完美阻隔电极与脑组织的生物粘连，术后电极可完整无损取出，不会造成大脑大面积创伤。脑组织检测数据显示，改性电极周边的星形胶质细胞、巨噬细胞数量，仅为普通裸电极组的五分之一左右，电极周边500微米范围内的神经元密度，基本与健康脑组织持平，彻底终结了传统电极植入后周边形成“神经元荒漠”的弊端。
此次国产原创涂层技术的突破，意义深远且应用场景广泛。除了赋能长效稳定的脑机接口，还能适配迷走神经刺激、精密神经传感、各类植入式医用电子设备等多个领域，成功打通了多项高端神经医疗技术临床转化的核心卡点，为我国神经康复、植入式医疗设备的发展开辟了全新赛道，也让国产脑机接口技术正式跻身世界前沿行列。
相关论文信息：http://doi.org/10.1002/adma.74519
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