[发明专利]具备生物活性的脑深部植入复合导电涂层电极及制备方法

说明书

本申请公开了具备生物活性的脑深部植入复合导电涂层电极及其制备方法，包括：植入电极本体，所述植入电极本体的下端为自由端，所述植入电极本体的上端连接导线，所述植入电极本体自由端设置若干个电刺激区域，其余区域为绝缘区域，所述电刺激区域表面制备有具备生物活性的复合导电涂层；所述具备生物活性的复合导电涂层由内及表依次是：金属基底、聚吡咯导电层和聚多巴胺生物纳米层；其中，所述金属基底表面制备亲水性表面微织构；所述聚吡咯导电层内部掺杂纳米氧化锌颗粒。

技术领域

本申请涉及脑科学及电极技术领域，特别是涉及具备生物活性的脑深部植入复合导电涂层电极及制备方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提到了与本申请相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

自1990年国外首次报道脑深部植入电极电刺激(DBS)对神经退行性疾病的治疗以来，DBS手术为神经退行性疾病的治疗提供了新的思路。然而，由于电极材料与脑组织力学失配、细菌感染以及其与神经细胞相容性较差等原因，导致植入组织发生感染且植入脑内的电极逐渐被小胶质细胞和星型胶质细胞所包裹。随着时间增长，形成胶质包膜，致使电极电阻增大，失去电刺激治疗效果。这减少了脑深部植入电极使用寿命，增加二次手术概率。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本申请提供了具备生物活性的脑深部植入复合导电涂层电极及制备方法；

第一方面，本申请提供了具备生物活性的脑深部植入复合导电涂层电极；

具备生物活性的脑深部植入复合导电涂层电极，包括：

植入电极本体，所述植入电极本体的下端为自由端，所述植入电极本体的上端连接导线，导线用于与外部电源连接；所述植入电极本体自由端设置若干个电刺激区域，所述植入电极本体的非电刺激区域即为绝缘区域，所述电刺激区域表面制备具有生物活性的复合导电涂层；

所述具备生物活性的复合导电涂层由内及表依次为：金属基底、聚吡咯(Ppy)导电层和聚多巴胺(PDA)生物纳米层；其中，所述金属基底表面制备亲水性表面微织构；所述聚吡咯(Ppy)导电层内部掺杂纳米氧化锌(Nano-ZnO)颗粒。

第二方面，本申请提供了具备生物活性的脑深部植入复合导电涂层电极的制备方法；

具备生物活性的脑深部植入复合导电涂层电极的制备方法，包括：

采用紫外激光镭射方式，在植入电极本体的金属基底表面制备亲水性微织构；

利用超声震荡分散方式，将抗菌纳米氧化锌粒子均匀分散于电解液；通过电化学法，在植入电极本体的表面微织构上沉积掺杂纳米氧化锌的聚吡咯导电层；

采用氧化自聚方式，在植入电极本体的聚吡咯导电层表面沉积聚多巴胺纳米生物活性层。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

(1)在生物医用金属基底上制备具有良好抗菌性、生物活性和导电性的复合涂层。基底表面亲水微织构的引入在保证涂层结构、形貌的同时，增大了膜-基结合面积，对提升膜-基结合强度有重要作用。复合涂层的设计改善了植入手术感染、植入电极与脑组织生物相容性差等问题。

(2)基底表面亲水性微织构的设计解决了复合生物活性导电涂层因残余应力大、亲润性差引起的膜-基结合强度低等问题；

(3)复合涂层中三组分相互协同作用，提升脑深部植入电极的整体性能：聚吡咯在提升基底金属导电性的同时降低了其力学特性，从而缓解脑组织因力学适配引起的炎性反应；

(4)掺杂在聚吡咯涂层内的纳米氧化锌缓释锌离子不但起到杀菌作用还协同表层聚多巴胺纳米层促进神经细胞增殖，而纳米级聚多巴胺层在不降低电极电导率的同时提升电极的生物活性；