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基于植入式神经假体的电刺激疗法给如中风,癫痫,帕金森症等神经类疾病的病人提供了新的有效的治疗方式。目前各类神经电刺激器正处于走向临床应用的关键阶段,作为其重要部件的神经电极直接与目标神经组织相接触,起到将刺激电荷注入目标神经组织的重要作用。目前面临的两个主要科学问题是电极的电化学性能以及植入体内后所引起的炎性反应。本论文针对植入式神经电极存在的这两个问题分别对其进行了电化学修饰以及生物相容性修饰,以提升其植入体内后的功能稳定性。具体内容如下：第一部分(包含第二,三,四章)为电极的电化学修饰部分。第二章对用于视觉假体的微电极阵列进行了电沉积氧化铱的修饰,结果显示电沉积氧化铱后的微电极阵列在生理盐水的磷酸盐缓冲液(PBS)中的电化学性能有很大改善,电极1kHz下的平均阻抗降低了32%,安全注入电荷量从0.11mC/cm2增加到2.5mC/cm2。此实验结果表明了此电沉积氧化铱的技术可以应用在基于MEMS技术的微电极阵列的修饰上以提升其电化学性能。第三章调查了通过多壁碳纳米管(MWCNT)掺杂的聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)复合膜对Pt电极进行修饰,比较了不同沉积模式对所制备的PEDOT/MWCNT电极的电化学性能的影响。结果表明,与恒电位沉积相比,恒电流沉积的PEDOT/MWCNT膜具有更加优异的电化学性能以及稳定性,其阴极先安全电荷注入量达到了6.2mC/cm2。另外,对大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤(PC12)细胞培养实验表明细胞在PEDOT/MWCNT膜上具有较好的贴附和突起分化、生长。将材料植入大鼠运动皮层6周后,通过胶质纤维酸性蛋白(GFAP)和神经元特异性核蛋白(NeuN)对组织切片染色表明PEDOT/MWCNT植入体在植入部位150μm范围内引起的组织炎性反应要显著小于铂植入体所引起的炎性反应(p<0.05)。基于上述表现出的优异特性,我们认为优化条件下沉积的PEDOT/MWCNT复合膜适合作为长期植入的高电荷注入密度的神经电极材料。第四章探索了将石墨烯(Gr)掺杂的PEDOT沉积在Pt电极上,并调查了沉积模式和沉积参数对电极电化学性能的影响,结果表明恒电位沉积模式下,沉积电荷为2.4mC/cm2所得到的电极的电化学性能最好。且将此参数下沉积的PEDOT/Gr电极与上一章中优化条件下沉积的PEDOT/MWCNT电极的电化学性能以及稳定性进行了比较,结果表明PEDOT/Gr电极表现出了更好的电化学性能以及稳定性,其阴极先安全电荷注入量达到了10.7mC/cm2.另外,通过神经干细胞分化实验表明PEDOT/Gr膜具有较好的细胞相容性,上述结果表明PEDOT/Gr复合膜是一种高性能的刺激电极材料,适合应用于视觉假体。第二部分(包含第五,六章)为电极的生物相容性修饰部分。第五章通过采用聚乙烯醇／聚丙烯酸网际互穿共聚物(PVA/PAAIPNs)水凝胶对所制作的植入式帽式硅胶微电极进行了涂覆修饰,之后将电极植入大鼠运动皮层28天,对其每周在体内的脉冲阻抗进行监测,结果显示在植入21天时,与未涂覆PVA/PAA水凝胶的EIROF电极相比,涂覆了水凝胶的EIROF电极的阻抗降低了～40%,因此PVA/PAA水凝胶涂层能稳定EIROF电极与组织界面的电荷传输性质。此研究表明了对于神经电极进行修饰,提高其界面亲水性是关键要素。第六章探索了通过共价接枝的方式改善PDMS的生物相容性。首先通过等离了体对PDMS进行表面处理以引入活性基团,之后将亲水性的不同分子量的聚乙二醇(PEG)以及有利于细胞贴附的多聚左旋赖氨酸(PLL)接枝在其表面。通过PC12细胞在材料表面的贴附以及分化定量评价了其经修饰前后的细胞相容性。结果表明PEG600接枝的PDMS具有最好的亲水性以及细胞相容性。通过此项接枝研究不仅提高了PDMS的细胞相容性,还为之后通过PC12细胞培养筛选生物相容性的材料提供了一种便捷的的初步评价方法。第三部分为第七章,此章通过MEMS技术制作了新型的基于ITO导电玻璃的细胞刺激装置,这种表面具有许多类似MEA的微小刺激孔的刺激装置能在培养基中很好地传递刺激电流,我们希望通过此刺激装置对神经干细胞进行电刺激以促进其更多地朝向神经元方向分化。由于属于初步尝试实验,通过对种植于此装置中的神经干细胞进行电刺激,结果发现与未刺激的干细胞相比,在细胞分化方面没有显著的差异性,这可能与我们所选择的刺激参数或其它影响因素有关,有待于在之后的工作中对刺激装置以及参数或其它可能的影响因素进行进一步的探索以及优化。