研究目的:周围性面瘫的治疗是临床医学一个亟待攻克的难题。针对其治疗手段的匮乏,我们希望建立人工面神经反射弧的功能。本研究就是通过采用微细加工工艺制备柔性纳米铂黑微电极与传统纯铂电极植入面瘫兔动物模型体内,研究纳米铂黑电极植入后与生物组织(兔眼轮匝肌)形态、功能的互相影响。通过在眼轮匝肌上密布电极排观察刺激电流的扩抪规律及其与机械收缩的关系,研究眼轮匝肌的电学特征与机械收缩特征的关系。为植入动物模型体内,建立体内面神经反射弧扫除关键性障碍并奠定理论基础。研究方法:一、研究对象:新西兰大白兔(养殖场许可证号:SCXK(沪)2012-0007动物房许可证号:SYXK(沪)2009-0086)二、人工面神经电极的材料学研究根据不同电极特性对比以及电极制作工艺的比较,选择适合人工面神经系统的电极以及制作工艺。三、人工面神经的植入纳米铂黑电极与纯铂电极的比较学研究采用微细加工工艺制备柔性纳米铂黑微电极与传统纯铂电极植入面瘫兔动物模型体内,电极与体液接触。观察在生物电流和刺激电流双向作用下两种电极和眼轮匝肌组织互相作用;生物组织形态和功能的变化,如细胞形态,长期电刺激是否引起眼轮匝肌收缩力改变等;电极形态和性能(如阻抗相位等)植入前后变化。四、失神经支配的眼轮匝肌电刺激特征研究通过在眼轮匝肌上密布电极排观察刺激电流的扩抪规律及其与机械收缩的关系,以便解决刺激电极的排列和数量。五、采用SPSS18.0软件进行统计学处理,p<0.05表示差异有统计学意义。研究结果:[1].电极制备过程中,采用生物相容性好的铂为电极材料。使用了电极表面修饰技术来优化电极电化学性能。[2].人工面神经的植入纳米铂黑电极与纯铂电极的比较学研究眼轮匝肌的电兴奋功能(肌电图),肌肉收缩功能(眼裂大小),以及组织生物学观察显示纳米铂黑电极均优于纯铂电极。纳米铂黑电极功能稳定性好。[3].失神经支配的眼轮匝肌电刺激特征研究a.电流沿眼轮匝肌纤维纵向传导,在不同刺激强度2,4,5m A下均发现在记录电极离刺激电极越近得到的波幅越大,随着记录电极与刺激电极的距离增大,波幅逐渐下降。b.电流横跨肌纤维扩抪传导,在2,4,5m A刺激强度下均发现在记录电极离刺激电极越近得到的波幅越大,随着记录电极与刺激电极的距离增大,波幅逐渐下降。c.跨肌纤维电流扩抪范围的最远达到的距离4mm,即使增大电流强度,传播范围也不一定增加。而相比下,电流沿肌纤维纵向扩抪时的范围则要大多,6mm处仍有电位变化。d.在同样的距离点,刺激强度和眼裂变化率存在正相关,眼裂变化和刺激强度变化符合线性方程。研究结论:[1].使用了电极表面修饰技术来优化电极电化学性能。独特的真空气相沉积工艺制备的parylene涂层工艺,更增强了电极防潮、绝缘、耐腐蚀、生物相容性,这种无针孔涂层,使电极具有更好的良好的机械性能和热稳定性。[2].在微电极表面修饰纳米铂黑,能有效增加微电极的表面积,改善电极性能,具有良好的组织相容性。[3].在不同的刺激强度下,刺激强度越大,电位变化越大,衰减越快;电流纵向扩布的范围显示即使在距离刺激电极最远6mm处仍能记录到电位活动。[4].在竖排电极排记录横向电流扩抪范围的最远达到的距离4mm,即使增大电流强度,传播范围也不一定增加。而相比下,电流沿肌纤维纵向扩抪时的范围则要大多,6mm处仍有电位变化。[5].根据结论3、4人工面神经刺激电极需置于距眼轮匝肌边缘4mm之内(跨神经纤维)和6mm之内(沿神经纤维)。[6].在同样的距离点,刺激强度和眼裂变化率存在正相关。