光编程动态神经生物接口：实现可控分离与长期癫痫活动时空映射

《npj Flexible Electronics》：Light-regulated biomaterial interfaces enable flexible neural bioelectronics with stable adhesion and on-demand detachment for chronic electrophysiology

　　

摘要

为了实现长期记录和设备重新配置或回收时的可控分离，需要动态生物电子接口来同时确保与组织的稳定结合。这一挑战在可植入神经接口中尤为突出：粘结力过弱会降低信号质量，而粘结力过强则在移除过程中可能导致组织损伤。在此，我们开发了一种光编程神经生物接口，该接口基于羧基功能化的聚二甲基硅氧烷网络，并通过Fe³⁺-羧酸根配位实现动态交联，同时使用了自修复性的bPDMS@Fe基底。所制备的电极在多种基底和生物组织上均表现出优异的粘结性能，并可通过紫外线诱导的粘结力减弱实现按需移除。此外，该电极能够在各种条件下稳定地记录表皮心电信号。进一步地，该生物接口被转化为一个9通道皮层电极阵列，能够在自由活动的小鼠身上实现局部场电位的稳定记录以及与癫痫发作相关的神经活动的时空映射。这项工作为下一代慢性电生理监测设备中的神经生物电子接口提供了一种新的材料设计策略。