【摘 要】
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植入式神经电极在临床应用过程中面临着失效的问题,为对其失效因素和失效机理做全面准确的研究,本文区分电极的主动失效与被动失效,建立电极失效与故障传递模型,提出以降低植入损伤和微动损伤为目标的减少电极被动失效的优化设计原则,以及优化电极设计和材料选择减少主动失效发生的优化设计原则,包括具体的优化措施。考虑到神经电极表面导电聚合物涂层在改善电极性能中的重要作用,对两类常用的涂层—聚苯胺和PEDOT做进一
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植入式神经电极在临床应用过程中面临着失效的问题,为对其失效因素和失效机理做全面准确的研究,本文区分电极的主动失效与被动失效,建立电极失效与故障传递模型,提出以降低植入损伤和微动损伤为目标的减少电极被动失效的优化设计原则,以及优化电极设计和材料选择减少主动失效发生的优化设计原则,包括具体的优化措施。考虑到神经电极表面导电聚合物涂层在改善电极性能中的重要作用,对两类常用的涂层—聚苯胺和PEDOT做进一步的研究,具体而言:首先,比较在不同沉积方法下制备的两类涂层的性能,结果显示:在控制沉积过程中电极电荷通过量相当的前提下,聚苯胺导电涂层的最佳沉积方法为恒电流沉积,此时电极阻抗降低39.8%、CV面积增长至原先的6.41倍;PEDOT涂层的最佳沉积方法为循环伏安沉积,此时电极阻抗降低46.3%、CV面积增长至原先的9.82倍;比较两类涂层最佳沉积方法制备所得修饰电极的电学性能得出,PEDOT涂层具有较佳的电学性能。其次,经过模拟脑组织磨损后,比较聚苯胺涂层和PEDOT涂层的电学性能的优劣,结果显示PEDOT涂层仍然保持相对较优的电学性能。同时,利用多功能磨损试验机研究涂层摩擦学性能和磨损机理,指导优化设计。最后对综合表现较优的PEDOT涂层进行优化。相比未羟基化的PEDOT,通过聚合羟基化EDOT单体制得的羟基化PEDOT涂层电学性能有所改善,超声清洗试验结果显示,羟基化PEDOT涂层显示出更强的与金属基底的粘附能力,取得了较好的优化效果。
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