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这篇综述聚焦神经电极的电沉积涂层。神经电极用于神经调节设备和脑机接口（BCI）等，传统 Pt-Ir 电极存在局限。电沉积涂层能提升电极性能，文中探讨了其应用场景、涂层类型、性能提升及稳定性等方面，为该领域发展提供思路。
神经电极的重要性与面临挑战
神经电极作为神经调节设备和脑机接口（BCI）的关键部件，在确保刺激安全和记录高质量信号方面发挥着举足轻重的作用。它就像一座桥梁，连接着生物神经系统和电子设备，为临床治疗、基础神经科学研究和前沿神经技术应用提供支持。
目前，铂（Pt）和铂铱合金（Pt-Ir）凭借良好的生物相容性和化学稳定性，在植入式神经电极中广泛应用。然而，随着科技发展，电极正朝着小型化和多功能化迈进，传统的 Pt-Ir 电极逐渐暴露出局限性。临床电极尺寸从毫米级向微米级转变，虽有助于实现更精准的神经调节，但电极阻抗会升高，影响信号记录质量。而且，诸如超低频和直流刺激等多样化的刺激参数不断涌现，拓宽了神经调节设备的治疗范围，可这也使得刺激电荷密度超出了 Pt-Ir 电极的承载能力。此外，临床应用对多功能电极的需求日益增长，进一步凸显了传统 Pt-Ir 电极的不足。
电沉积涂层的应用
为解决传统电极的问题，在金属电极上应用先进涂层成为提升电极性能的有效途径。其中，电沉积技术因具备快速、便捷、可原位制备等优势，备受关注。
应用场景
在神经调节治疗领域，长期植入的神经电极应用广泛。比如，在帕金森病的深部脑刺激、慢性疼痛的脊髓刺激以及癫痫控制的迷走神经刺激中，神经电极都发挥着关键作用，帮助患者缓解症状，提高生活质量。
涂层类型
神经电极常用的电沉积涂层有铂、氧化铱、导电聚合物等。以铂涂层为例，它通常以六氯铂酸（H2PtCl6）为前体在水溶液中沉积。在这个过程中，[PtCl6]2-形式的 PtIV先被还原为 [PtCl4]2-形式的 PtII，随后进一步还原为 Pt0 。
电沉积涂层的性能提升
记录性能增强
沉积的铂、氧化铱和聚（3,4 - 乙烯二氧噻吩）（PEDOT）等涂层在提升电极记录性能方面效果显著。在 1kHz 频率下，这些涂层能将电极界面阻抗降低一个数量级以上，这对提高信号记录质量大有益处。而且，它们还能有效减少主要为低频的运动伪影，同时不会影响记录中单个单元的分离。
粘附稳定性
涂层的长期粘附稳定性对于其实际应用至关重要。目前有多种方法用于评估涂层稳定性，相关研究也在不断探索增强电沉积涂层粘附稳定性的新途径，以确保涂层在长期使用过程中能牢固附着在电极表面，维持电极性能。
柔性电极的优势
与刚性电极相比，柔性电极具有独特优势。在植入后，柔性电极能够减少纤维化包膜的厚度，降低对周围组织的损伤。研究人员通过简单的电化学沉积，可将各种材料的保形涂层沉积在高纵横比的硅微纳线阵列上，实现位点特异性修饰，为神经电极的发展开辟了新方向。
总结与展望
这篇综述详细介绍了神经电极的多种应用和设计要求，总结了电沉积涂层的沉积影响因素、电化学性能、粘附稳定性以及最新的创新成果。这些研究进展为未来优化神经电极性能、拓展其应用范围奠定了坚实基础。未来，对电沉积涂层制备和性能的基础研究将成为推动该领域发展的关键，有望带来更多创新和突破，让神经电极更好地服务于生命科学和健康医学领域 。
