神经修复装置利用电激励激活受损神经或瘫痪神经系统以达到运动或感觉功能的重建。一个神经修复全植入系统包括四个部分：功能微电极、刺激/感觉放大器、控制系统、无线遥测接口模块。将上述装置植入到神经干,可通过感觉系统反馈生物信号或者通过电刺激激活运动神经。通常微电极被放置在神经束周围,感知神经元活动或激活受损神经系统以达到功能重建。本小组在前期的动物实验中,采用了卡肤(Cuff)电极阵列和平顶与斜顶犹他(Utah)微电极阵列,验证了微电子神经桥接的思想,并成功地用于大鼠脊髓电激励功能定位实验。但Cuff电极存在信噪比差、通道选择性差、功能电激励需要的阈值电压较大等问题；而Utah电极的硅基材料阻抗高。故这就需要一种性能优良的神经植入电极用于信号激励或检测。本小组采用自制的针灸针作为电极阵列,成功应用于动物实验,为脊髓病人手术进行微电子神经桥接提供了可行方案。但临床应用的针灸针一般为不锈钢针灸针,不锈钢材料在人体电解质环境中会产生电化学腐蚀,最终导致植入失败,故应对其进行表面修饰,以减少植入式微电极的生物毒性和对细胞的伤害,并且降低阈值,提高其用于信号探测时的灵敏度和用于神经功能电激励时的选择性。本研究主要内容包括：　　 ⑴采用环氧树脂+聚酰亚胺复合材料对不锈钢针灸针针体进行绝缘处理,并对其进行绝缘测定、吸水率和pH溶出率测定,结果表明环氧树脂+聚酰亚胺复合材料符合电极绝缘材料的要求。　　 ⑵对针灸针针尖进行电化学镀金和电化学聚合聚吡咯,并进行了镀金和聚吡咯修饰前后的接触角测定、扫描电镜和原子力显微镜形貌分析、X射线能谱分析。接触角结果表明,不锈钢针灸针经镀金和聚吡咯修饰之后,接触角减小,亲水性增强；X射线能谱分析结果表明修饰之后,不锈钢表面覆盖了一层镀金层和聚吡咯层；扫描电镜形貌观察结果表明经镀金和聚吡咯修饰之后,表面积明显增大,能有效地降低电极的阻抗;原子力显微镜形貌分析结果表明经镀金和聚吡咯修饰之后,材料表面粗糙度增加。　　 ⑶对改性前后的不锈钢针灸针进行了生物相容性评价。用改良的考马斯亮兰法对不锈钢材料、环氧树脂+聚酰亚胺复合物绝缘材料、镀金修饰材料和聚吡咯修饰材料进行了蛋白质吸附实验。结果表明,无论是白蛋白还是免疫球蛋白,环氧树脂+聚酰亚胺复合物绝缘材料、镀金修饰材料和聚吡咯修饰材料的表面都能降低蛋白质的吸附。从PC12细胞的细胞活力代谢标准曲线确定了细胞接种个数为6×103个/孔,继而对以上几种材料进行了MTT实验及细胞荧光染色拍照,实验结果表明,环氧树脂+聚酰亚胺复合物绝缘材料上细胞的增殖与分化最好,镀金修饰次之,优于不锈钢表面,聚吡咯修饰材料上细胞增长地很缓慢。　　 ⑷对改性前后的不锈钢针灸针进行了电功能性评价。主要对针体绝缘、针尖修饰前后(针尖为不锈钢、针尖镀金、针尖聚吡咯修饰)的针灸针进行了电化学阻抗的测定,针灸针针体经环氧树脂+聚酰亚胺复合物绝缘后,测得的阻抗值在1KHz时高达500kΩ,不利于信号激励与探测,再经金和聚吡咯修饰后,使针灸针针尖的导电位点的比表面积增大,阻抗值降低99％,约在1000Ω左右。并且,频率为103Hz～104Hz时的相位也有一定程度的增加,从-90°延迟在-60°～-45°之间。故镀金修饰和聚吡咯修饰之后的电极在103Hz频率左右的阻抗较低,且相位延迟较小,利于神经微电极有效地工作。并且对不同类型针灸针进行了蟾蜍坐骨神经的信号激励实验,测其阈值电压,观察蟾蜍腿部动作大小,观察选择性。结果表明,针尖镀金和聚吡咯修饰之后,阈值电压比仅仅绝缘的针灸针明显降低。在腓肠肌处和脚掌处探测到的进行肌电信号探测,针尖镀金和聚吡咯修饰的针灸针在脚掌处几未测得信号,说明已修饰的针灸针比未修饰的针灸针选择性更好。