【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水凝胶材料，具体涉及一种可缓释功能分子的脑皮层电极及其制备方法。
技术介绍
1、脑机接口技术在治疗神经系统疾病或增强人类的身心能力方面具有很大的前景；其中，皮层脑电图(electrocorticography，ecog)作为一类半侵入式脑机接口电极，因其高脑电信号质量且低脑组织损伤广泛用于监测各种神经退行性疾病；但由于ecog电极作为异物会引发脑组织异物反应，诱导炎症反应引发硬脑膜肿胀，使得脑电信号的质量下降，同时传统ecog电极在植入过程中其表面有可能受到细菌粘附污染，进而诱发组织感染。
2、由此可见，电极植入引发的炎症反应和细菌感染会严重影响信号采集质量，甚至导致电极植入失败。因此，迫切需要开发一种具有抗炎抗菌性能的柔性ecog电极，以减少电极植入后的炎症反应和细菌感染。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有传统ecog电极植入可能引发炎症反应和细菌感染影响脑电信号采集质量，甚至植入失败的不足之处，而提供一种可缓释功能分子的脑皮层电极及其制备方法。
2、本专利技术的构思：
3、与传统的刚性电极相比，柔性脑皮层电极(通常以聚酰亚胺、聚对二甲苯、或su-8、聚二甲基硅氧烷等为绝缘衬底)近年来引起了广泛的关注。然而，由于软、湿、活的生物组织与不透水/气、干燥、人工合成的基底材料之间的本质差异，这些电极不能完全与神经组织吻合，在植入过程中不可避免地引发免疫反应、胶质瘤和神经元变性等。细菌纤维素水凝胶作为一种具有独特三维网络的柔
4、细菌纤维素水凝胶作为一种具有独特三维网络的柔性纳米纤维材料是理想的药物载体基质，可通过装载消炎药，抗生素，蛋白质等来提高疗效。因此，本专利技术研究团队拟将载药的功能化细菌纤维素水凝胶作为脑皮层电极的基底，在植入后，与植入部位为共形接触，并且允许脑脊液渗透，能够减少对与电极接触脑组织正常生理活动的影响，比如细胞内外物质的交换。此外，本专利技术还摒弃目前在基底上沉积金属电极的方式，拟在电极电路可靠制备后，再通过具有生物相容性的胶将电极电路与基底进行粘接。
5、基于上述专利技术构思，为实现上述目的，本专利技术所提供的技术解决方案是：
6、一种可缓释功能分子的脑皮层电极的制备方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
7、1)制备基底和柔性电路：
8、所述基底为载药细菌纤维素水凝胶，其制备方法为：
9、s1.对细菌纤维素水凝胶进行预处理，在对细菌纤维素水凝胶进行预处理前，应根据需求先将其裁剪成需要的尺寸
10、s1.1将细菌纤维素水凝胶浸没在摩尔浓度为0.01-1m(优选0.1m)的氢氧化钠溶液中，加热煮沸去除附着的细胞碎片和培养基成分；
11、s1.2用水浸泡步骤s1.1处理后的细菌纤维素水凝胶至溶液ph呈中性(ph在7左右)，浸泡期间换水；
12、s1.3)将步骤s1.2处理后的细菌纤维素水凝胶进行干燥备用；
13、s2.制备载药细菌纤维素水凝胶
14、s2.1将四环素和地塞米松溶解在无水乙醇中，得到药物混合溶液；无水乙醇成本低、无毒，适合作为药物溶剂；当然也可使用其他能够将该抗菌药物和抗炎药物溶解的有机溶剂；
15、四环素(tetracycline，tc)通过抑制细菌蛋白质合成发挥作用，并对多种微生物具有活性，是一种用于治疗和预防传染病的广谱抗生素，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，包括螺旋体、放线菌和支原体均有广泛的抗菌谱，微量或少量便可达到理想杀菌效果，特别是添加到水凝胶中实现响应释放或靶向释放；当然也可使用其他的抗菌药物，包括抗生素、无机物(金属和无机非金属)、有机物、肽多糖、生物活性物质等。
16、地塞米松(dexamethasone，dex)是一种皮质类固醇药物，可抑制早期炎症蛋白酶和长期细胞浸润到植入材料，其具有很高的药物作用效率，这意味着少量的塞米松便可显著抑制异物反应，从而减少炎症反应。当然也可使用其他类型的抗炎药物，例如：甾体抗炎药(也就是糖皮质激素类药物，常见的如：泼尼松、地塞米松等)，对各种原因引起的炎症，以及炎症的各个阶段都具有明显的非特异性的抑制作用；而非甾体类抗炎药(如：阿司匹林、双氯芬酸、布洛芬等)则主要适用于轻、中度的解热、镇痛、抗炎，作用于风湿类的炎症。
17、s2.2将步骤s1预处理后的细菌纤维素水凝胶浸没在s2.1的药物混合溶液中搅拌(如替换为其他抗菌药物和抗炎药物，则可根据抗菌药物和抗炎药物对光敏感性，采用避光搅拌的方式)，使药物充分进入细菌纤维素水凝胶中进行载药；
18、s2.3待载药完成后，用无水乙醇(与s2.1使用的溶剂种类相同即可)冲洗s2.2得到的细菌纤维素水凝胶，清除表面残留药物，干燥后避光低温保存备用(比如：置于4℃的冰箱中)；
19、所述柔性电路为通过mems技术制备的脑皮层电极电路；
20、2)制备脑皮层电极
21、2.1)在步骤1)得到的基底表面均匀涂覆一层ecoflex硅胶，只要均匀涂覆在基底表面，确保能够稳固粘接柔性电路即可，越薄越有利；
22、2.2)用水溶性胶带将步骤1)制备好的柔性电路转移至步骤2.1)涂有ecoflex硅胶的基底表面；
23、2.3)在室温下固化，使柔性电路与基底粘接，得到兼具药物缓释与脑电信号采集的脑皮层电极。
24、进一步地，s1.1中，加热至100℃，煮沸10-50min。
25、进一步地，s1.3中，将s1.2处理后的细菌纤维素水凝胶置于40-50℃真空干燥箱中干燥，之后置于干燥柜内备用。
26、进一步地，s2.1中，所述药物混合溶液中，四环素的浓度为0.1-20mg/ml，地塞米松的浓度为1-50mg/ml。
27、进一步地，s2.2中，采用磁力或机械力搅拌方式避光搅拌。
28、进一步地，s2.3中，置于40-50℃真空干燥箱中干燥。
29、进一步地，所述脑皮层电极电路为parylene-c封装蛇形电路。
30、同时，本专利技术还提供了采用上述制备方法制得一种可缓释功能分子的脑皮层电极，该电极以功能性水凝胶为基底，将脑皮层电极电路通过ecoflex硅胶粘接在其上；该脑本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可缓释功能分子的脑皮层电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1-3任一所述制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于：
8.一种可缓释功能分子的脑皮层电极，其特征在于：采用权利要求1-7任一所述制备方法制得。
【技术特征摘要】
1.一种可缓释功能分子的脑皮层电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1-3任一所述制备方法，其特征在于：
【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，吉博文，李甜，周宇昊，谭亦夫，吕瑢皓，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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