硅基神经植入体耐久性研究新突破

神经植入体包含构建在硅材料上的集成电路（IC），即通常所说的芯片。这些植入体需要做到小巧且柔韧，以模拟人体内部的环境。然而，人体内的环境具有腐蚀性，这引发了人们对可植入硅IC耐久性的担忧。一支研究团队通过研究硅IC在体内的降解机制，并为其涂覆柔软的PDMS弹性体以形成体液屏障，为可植入芯片提供长期保护，从而应对了这一挑战。这些发现不仅延长了可植入IC的使用寿命，也显著拓宽了其在生物医学领域的应用。

针对脑部疾病的关键研究

神经植入体对于研究大脑以及为帕金森病或临床抑郁症等患者开发治疗方法至关重要。神经植入体能够电刺激、阻断或记录来自大脑神经元或神经网络的电信号。为了研究和治疗，特别是为了长期使用，这些神经植入体必须具备耐久性。

研究人员通过加速的体外和体内研究，对芯片（来自两家不同制造商）的电学和材料性能进行了为期一年的评估。他们使用了裸硅IC结构，并将其与柔软的PDMS弹性体集成，形成能够为可植入芯片提供长期保护的体液屏障。研究中使用的芯片部分区域涂覆了PDMS（聚二甲基硅氧烷，一种含硅聚合物），从而在芯片上形成了“裸片区”和“PDMS涂层区”两个区域。在加速体外研究期间，芯片被浸泡在热盐水中并施加电偏压（暴露于直流电）。定期监测结果显示，芯片的电学性能保持稳定，这表明即使直接暴露于体液中，芯片依然可以运行。

对芯片材料的分析显示，裸片区存在降解现象，而PDMS涂层区的降解则非常有限。这表明PDMS是一种非常适用于长期植入的封装材料。这些研究成果将为设计最先进的芯片级有源生物电子植入体提供信息和支持，以应用于微创脑机接口和长期神经科学研究。并且，基于这些新见解，研究人员提出了可能延长可植入芯片寿命的指导方针，从而拓宽其在生物医学领域的应用。

令科学家感到意外

“我们都感到非常惊讶，”该研究的第一作者分享道，“我没想到微芯片在热盐水中浸泡并施加电偏压后，还能如此稳定。”研究负责人也对研究结果感到非常兴奋。“我们的研究结果表明，经过精心设计的裸硅芯片，能够在人体内可靠运行数月。通过解决长期可靠性的挑战，我们为微型化神经植入体打开了新的大门，并推动了下一代生物电子设备在临床应用中的发展。”研究负责人强调了PDMS的保护作用。“这项工作揭示了有机硅封装在保护可植入集成电路免受降解方面的关键作用。通过延长神经植入体的寿命，我们的研究为开发更耐用、更有效的脑机接口和医疗疗法技术开辟了道路。”FINISHED
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