用于神经外接的高性能磁驱动MXene基微电极

《ACS Applied Bio Materials》：High-Performance Magnetically Actuated MXene-Based Microelectrodes for Epineural Interfacing

脊髓接口的侵入性与界面阻抗存在矛盾，本研究开发磁驱动机器人脊髓探针（RSCP），采用MXene-PEDOT:PSS复合材料结合磁弹性体基材，实现微创远程驱动。实验显示其位移>5mm（100mT磁场），降低界面阻抗27%（5-5000Hz），电化学稳定性达21天，植入小鼠后未显著引发炎症反应，为脊髓损伤治疗提供新方案。

　　

脊髓接口在脊髓损伤（SCI）后恢复运动功能方面具有潜力，但目前的设计在侵入性和接口阻抗之间存在权衡。在这里，我们介绍了一种磁驱动的机器人脊髓探针（RSCP），该探针由MXene（Ti?C?T?）与聚（2,3-二氢噻吩-1,4-二氧杂环己烷）-聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT:PSS）复合材料制成，简称MxP。这种接口与磁弹性体（ME）基底结合，实现了柔软、远程且最小侵入性的驱动和定位。我们证明，在约100毫特斯拉（mT）的磁场下，磁驱动能够实现超过5毫米的偏转，足以适应脊髓的解剖结构。使用模拟组织的模型进行的阻抗测量显示，在生物相关频率范围（5–5000 Hz）内，磁定位可将接口阻抗显著降低27%，适用于刺激和记录。此外，MxP电极在磷酸盐缓冲盐水中的电化学稳定性优于MXene电极，持续时间为21天。通过小鼠的立体定向植入和免疫组化分析发现，在3周内几乎没有胶质增生和微胶质细胞激活，证实了其体内生物相容性。这项工作将磁驱动的RSCP视为解决脊髓接口中侵入性与阻抗之间矛盾的潜在方案，为改善SCI治疗效果奠定了基础。