一种植入体界面修饰材料、植入体及植入体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种植入体界面修饰材料、植入体及植入体的制备方法，植入体界面修饰材料，包括薄膜材料、3,4‑乙烯二氧噻吩；薄膜材料，包括富含阴离子的聚合物、成膜性好的聚合物。植入体，从内到外依次包括植入体主体、覆盖于所述植入体主体所需修饰界面的薄膜材料、3,4‑乙烯二氧噻吩。本申请植入体生物相容性显著提高，神经界面炎性反应显著减弱，创面小，能长期保持植入体的性能，可记录到更多更强的神经信号；新的薄膜沉积EDOT后形成结构稳定的导电聚合物，修饰在神经界面不易脱落，生物相容性也远优于EDOT/PSS的直接沉积；该界面修饰材料有一定的柔韧性，可以体内皮下贴附，可应用于外周神经系统。

【技术实现步骤摘要】
一种植入体界面修饰材料、植入体及植入体的制备方法
本专利技术属于生命科学
，具体涉及一种植入体界面修饰材料、植入体及植入体的制备方法。
技术介绍
人类的大脑可以算是最复杂的组织结构，神经系统就像是存在于人体中的一个极其复杂的通信网络，控制着身体内发生的每一件事。大脑中约有1000亿个神经元通过复杂的电位传输信息，了解神经网络活动，解析中枢神经系统与外周神经系统的连接环路，对于明白许多相关疾病机理以及治疗方法都有着非凡的意义。植入式多电级阵列是现有的记录神经元动作电位发放时间和波形，提供神经信息的常用手段。另一方面也会通过这些植入的多电级阵列装置对神经元细胞进行刺激，由此来调控神经元细胞间的信息传递，寻求改变患者的异常神经网络活动，从而缓解症状或治疗疾病。目前的神经电级界面在体内神经环路研究和调控方面尚面临着巨大挑战，现有的植入体神经界面修饰中多采用电级直接沉积3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)和聚苯乙烯磺酸钠(PSS)以降低电级阻抗，提高其信号记录性能。然而，采用电级直接沉积3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)和聚苯乙烯磺酸钠(PSS)的界面修饰方式只能短期内提高植入体性能，其稳定性和生物相容性均不理想。具体表现为：1)生物相容性尚不理想，长期植入会引发神经界面的炎性反应，导致植入体性能急剧下降；2)EDOT/PSS的沉积稳定性很差，修饰神经界面容易脱落；3)多为非柔性材料，应用于外周神经系统有一定困难。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
中所提出的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种植入体界面修饰材料、植入体及植入体的制备方法。本专利技术植入体具有超高的生物相容性，减少了植入体所引发的炎症反应，长期植入仍保持植入体的良好性能，提高了植入体性能稳定性，创伤微小化、高密度大范围记录神经信号，实现长期高通量高精度采集与调控神经网络活动；修饰神经界面不易脱落；助于外周神经环路相关机制的研究。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一方面，本专利技术提供了一种薄膜材料，包括富含阴离子的聚合物、成膜性好的聚合物；所述富含阴离子的聚合物包括聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸盐、聚乙烯磺酸、聚乙烯磺酸盐、聚苯乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸盐中的一种或多种；所述成膜性好的聚合物包括聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、壳聚糖中的一种或多种。进一步地，所述富含阴离子的聚合物、成膜性好的聚合物的摩尔比为0.1-10。另一方面，本专利技术提供了一种植入体界面修饰材料，包括上述任一所述的薄膜材料、3,4-乙烯二氧噻吩。另一方面，本专利技术提供了一种植入体，从内到外依次包括植入体主体、覆盖于所述植入体主体所需修饰界面的薄膜材料、3,4-乙烯二氧噻吩；覆盖于所述植入体主体所需修饰界面的薄膜材料为上述任一所述的薄膜材料。进一步地，覆盖于所述植入体主体所需修饰界面的薄膜材料的厚度根据实际情况，不造成电极短路即可；优选为0.1-200微米。进一步地，所述植入体主体包括排针、硅管、金属电极丝。再一方面，本专利技术提供了一种上述任一所述的植入体的制备方法，包括以下步骤：1)将富含阴离子的聚合物与成膜性好的聚合物反应形成薄膜材料；2)在植入体主体所需修饰界面覆盖薄膜材料；3)在薄膜材料表面电沉积3,4-乙烯二氧噻吩得到所述植入体。进一步地，具体包括以下步骤：a1)将富含阴离子的聚合物与成膜性好的聚合物进行混合，加热反应，得到液体薄膜材料；a2)在植入体主体所需修饰界面轻沾液体薄膜材料或者将液体薄膜材料均匀涂抹至植入体主体所需修饰界面，然后烘干，烘干后将其充分溶胀，溶胀过后重新烘干(如果直接植入，会在组织液中溶胀，漂浮，脱离基底。烘干后溶胀，溶胀过后再重新烘干会更加贴紧基底不脱落)，得到所需修饰界面覆盖薄膜材料的植入体主体；a3)将所需修饰界面覆盖薄膜材料的植入体主体浸入3,4-乙烯二氧噻吩溶液中进行电沉积得到所述植入体(沉积后即已完成植入体主体的神经界面修饰，可植入动物体内进行相关实验应用)；或b1)将富含阴离子的聚合物与成膜性好的聚合物进行混合，加热反应，得到液体薄膜材料；b2)先将液体薄膜材料均匀涂抹至玻片表面或适宜的模具中，然后烘干，烘干后再溶胀至薄膜脱落，之后剪取适宜大小的薄膜平铺至植入体主体所需修饰的界面，再重新烘干，得到所需修饰界面覆盖薄膜材料的植入体主体；b3)将所需修饰界面覆盖薄膜材料的植入体主体浸入3,4-乙烯二氧噻吩溶液中进行电沉积得到所述植入体(沉积后即已完成植入体主体的神经界面修饰，可植入动物体内进行相关实验应用)。进一步地，a1中所述加热反应的温度为80-95℃，所述加热反应的时间为12h以上；优选地，a2中所述烘干的温度为60-80℃，所述烘干的时间为6-12h；优选地，a2中所述重新烘干的的温度不得高于液体薄膜材料原材料的相变温度，所述重新烘干的时间为6-12h；优选地，a2中所述溶胀所用的溶剂为PBS溶液；优选地，a3中3,4-乙烯二氧噻吩溶液的浓度为1mM-25mM；优选地，a3中所述电沉积的工艺条件为电压0.6-2V，时间20-300s。进一步地，b1中所述加热反应的温度为80-95℃，所述加热反应的时间为12h以上；优选地，b2中所述烘干的温度为60-80℃，所述烘干的时间为6-12h；优选地，b2中所述重新烘干的的温度不得高于液体薄膜材料原材料的相变温度，所述重新烘干的时间为6-12h；优选地，b2中所述溶胀所用的溶剂为PBS溶液；优选地，b3中3,4-乙烯二氧噻吩溶液的浓度为1mM-25mM；优选地，b3中所述电沉积的工艺条件为电压0.6-2V，时间20-300s。本专利技术的有益效果是：1)本专利技术采用了一种新型神经界面技术，采用富含阴离子的聚合物和另一种成膜性好的聚合物反应合成一种新的薄膜材料，再经过电化学过程形成新的神经界面修饰，生物相容性显著提高，神经界面炎性反应显著减弱，创面小，能长期保持植入体的性能，可记录到更多更强的神经信号；2)新的薄膜沉积EDOT后形成结构稳定的导电聚合物，修饰在神经界面不易脱落，生物相容性也远优于EDOT/PSS的直接沉积；3)该界面修饰材料有一定的柔韧性，可以体内皮下贴附，可应用于外周神经系统。附图说明图1为本专利技术实施例1中液体薄膜材料的实物示意图；图2为本专利技术实施例1中液体薄膜材料烘干后再浸泡入PBS溶液中溶胀后的薄膜实物示意图；图3为本专利技术实施例1中植入体主体界面包裹薄膜后沉积了EDOT的实物示意图；图4为本专利技术实施例2中稳定性对比实验结果图：左图对照组为导电玻璃上直接沉积PSS/EDOT，右图实验组为导电玻璃上包裹了薄膜再沉积EDOT，两组同时在PBS溶液中浸泡、冲洗，对照组的界面修饰材料比实验组先脱落；图5为本专利技术实施例3中植入体长期埋入老鼠脑内记录到的信号情况对比图；图6为本专利技术实施例4中老鼠体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜材料，其特征在于，包括富含阴离子的聚合物、成膜性好的聚合物；/n所述富含阴离子的聚合物包括聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸盐、聚乙烯磺酸、聚乙烯磺酸盐、聚苯乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸盐中的一种或多种；/n所述成膜性好的聚合物包括聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、壳聚糖中的一种或多种。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄膜材料，其特征在于，包括富含阴离子的聚合物、成膜性好的聚合物；
所述富含阴离子的聚合物包括聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸盐、聚乙烯磺酸、聚乙烯磺酸盐、聚苯乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸盐中的一种或多种；
所述成膜性好的聚合物包括聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、壳聚糖中的一种或多种。


2.根据权利要求1所述的薄膜材料，其特征在于，所述富含阴离子的聚合物、成膜性好的聚合物的摩尔比为0.1-10。


3.一种植入体界面修饰材料，其特征在于，包括权利要求1-2任一项所述的薄膜材料、3,4-乙烯二氧噻吩。


4.一种植入体，其特征在于，从内到外依次包括植入体主体、覆盖于所述植入体主体所需修饰界面的薄膜材料、3,4-乙烯二氧噻吩；覆盖于所述植入体主体所需修饰界面的薄膜材料为权利要求1-2任一项所述的薄膜材料。


5.根据权利要求4所述的植入体，其特征在于，覆盖于所述植入体主体所需修饰界面的薄膜材料的厚度为0.1-200微米。


6.根据权利要求4所述的植入体，其特征在于，所述植入体主体包括排针、硅管、金属电极丝。


7.权利要求4-6任一项所述的植入体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将富含阴离子的聚合物与成膜性好的聚合物反应形成薄膜材料；
2)在植入体主体所需修饰界面覆盖薄膜材料；
3)在薄膜材料表面电沉积3,4-乙烯二氧噻吩得到所述植入体。


8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
a1)将富含阴离子的聚合物与成膜性好的聚合物进行混合，加热反应，得到液体薄膜材料；
a2)在植入体主体所需修饰界面轻沾液体薄膜材料或者将液体薄膜材料均匀涂抹至植入体主体所需修饰界面，然后烘干，烘干后将其溶胀，溶胀过后重新烘干，...

【专利技术属性】
技术研发人员：阎梦萦，王璐璐，曹燚，鲁艺，王立平，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44