神经电极及其器件是神经治疗与神经修复领域的关键部件与核心技术,它的主要功能是与目标神经组织接触,起到传递电荷的重要作用。目前植入式神经电刺激、脑科学等领域的研究都处于动物实验、临床前研究的重要阶段,发展易于制备的高性能植入式实验电极将推动这些研究走向临床应用。本论文从大鼠皮层电刺激的应用出发,研究了植入式神经电极的相关电化学修饰技术,发展了易于制备的全植入式电刺激器与植入式柔性电极阵列,满足大鼠皮层电刺激实验的基本需要。具体内容如下：第一部分为全植入式电极及电刺激器的研究部分(第二章)。针对大鼠全植入式皮层电刺激器的需要,对传统电极材料铂进行了电化学修饰,得到一种纳米多孔结构的刺激电极。结果显示,修饰后的多孔铂电极生理盐水在磷酸盐缓冲液(PBS)中的电化学性能得到了大幅提升,电极在1kHz的平均阻抗降低了62.3%。将电极植入大鼠皮层后,通过暂态电压响应实验证明该技术有利于减少能耗,延长植入式电刺激器的工作时间；另外,还配合全植入式电刺激器开展了16天的动物电刺激实验,通过神经元特异性核蛋白(NeuN)的组织切片染色,证明了多孔铂电极材料在电刺激下具备优异的生物相容性和安全性。第二部分针对大鼠脑皮层功能绘图(Brain mapping)的技术需求,研究了一种易于加工的植入式柔性电极阵列的性能(第三章)。该柔性电极阵列基于柔性线路板技术,具有柔性轻薄化、成本低廉的优点,同时电极材料主要为聚酰亚胺与镀金铜箔,具备一定的生物安全性。通过体外的电化学实验与形貌观察表明,电极点具有较好的加工重现性,电极阳极先的最大安全注入电荷量0.23mC/cm2,与传统铂电极的电荷传输能力相当。另外,将其植入大鼠皮层进行脑功能绘图的实验,通过阈值电刺激成功得到动物的行为反应。上述实验结果表明,通过此方法加工的低成本柔性电极阵列满足短期植入实验的需要。第三部分为柔性电极阵列的电化学功能性修饰部分(包含第四章,第五章)。第四章调查了在柔性电极阵列上修饰导电聚合物的方法。将羧基化石墨烯(GO)与聚苯乙烯磺酸钠(PSS)添加到3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)的单体溶液中,通过电化学的方法共沉积,在电极表面形成一层导电聚合物的复合膜,比较了恒电位、恒电流、恒电流结合恒电位模式对修饰电极电化学性能的影响。结果表明,恒电流结合恒电位的修饰方法,具有最优异的电化学性能与重现性。修饰后的电极在1kHz下的阻抗下降了94%,同时电极的电荷传输能力大大提高,电极阴极先的最大安全注入电荷量为3.2 mC/cm2。经过导电聚合物修饰的电极的安全注入电量已大于人体神经组织的刺激阈值(～1.0 mC/cm2),可满足更多植入式神经电刺激的实验要求。第五章探索了在低成本镀金柔性线路板电极阵列上修饰氧化铱的方法。结合实际应用的需要,重点考虑电极修饰材料的机械稳定性与电化学稳定性,并比较了不同参数下电位脉冲沉积与循环伏安沉积方法对电极性能的影响。实验结果表明,400周脉冲沉积的氧化铱具有最优异的电化学性能与稳定：沉积氧化铱后的电极,在1kHz下,阻抗下降了89.3%,电极阳极先的最大安全注入电荷量为2.2mC/cm2,超声2mmin与500周的循环伏安实验对修饰电极电荷储存电量的影响仅为4%与4.3%。综上实验结果表明,基于氧化铱修饰的柔性电路板电极阵列,具有较优异的电化学性能与稳定性,具有较高的应用价值。