近日，脑虎科技联合中国科学院理化技术研究所生物材料与应用技术研究中心张维研究员团队、首都医科大学北京天坛医院孟凡刚团队、中国科学院上海微系统与信息技术研究所孙鎏炀团队，在长效神经融合脑机界面领域取得里程碑式突破。
联合团队针对植入式脑机接口长期服役的核心瓶颈，成功研发出一款多功能阳离子交替肽电极界面涂层（OG），兼具优异生物相容性、广谱抗菌、抗生物污损及强效抑制异物反应等特性，且不破坏电极本身的电化学性能。该项突破性成果为超长期在体服役、可无损更换的临床级侵入式脑机接口提供了通用解决方案，相关研究论文已正式发表于国际材料学顶尖期刊《Advanced Materials》。（论文原文链接：http://doi.org/10.1002/adma.74519）作为神经医学、康复工程与人工智能交叉领域的核心前沿技术，脑机接口（BCI）正加速迈向临床与产业化落地。在侵入式/半侵入式技术路径中，电极与脑组织之间的神经融合界面直接决定了设备的使用寿命、信号采集精度与临床安全，是实现超长期稳定记录与精准闭环神经调控的底层基石。 此前，国际同类产品的临床试验充分暴露出传统电极界面的致命短板，深入剖析其根源在于： 1. 慢性免疫炎症与胶质瘢痕：传统植入电极会持续诱发脑组织慢性免疫炎症，大量星形胶质细胞与巨噬细胞在电极表面聚集沉积，形成高阻抗的绝缘胶质瘢痕，隔绝电极与神经元的信息交互； 2. 不可逆“生物粘连”：长期植入后电极与周围脑组织发生紧密粘连，一旦发生设备故障或寿命到期，电极极难安全取出。 现阶段，行业内采用的常规柔性基底、导电高分子或单一功能修饰涂层，无法同时兼顾长效抑菌、抗生物污损、削弱免疫排斥、稳定电学性能、电极无损回收五大临床刚需，成为阻碍微创植入脑机接口长期临床落地的核心卡点。 为攻克这一底层关键技术，脑虎科技与联合科研团队展开深度产研协同攻关，从仿生高分子界面修饰出发，成功合成了多功能阳离子交替肽（OG）。 该界面材料具备可适配硅、金、聚酰亚胺、医用聚氨酯等多种植入器械基底，通过表面共价接枝形成超薄修饰层，通过适度高电势活性与氢键水合屏障实现多重功能协同，不改变电极本身力学与电学属性。团队将该交替肽修饰的柔性神经电极植入动物大脑运动皮层，开展了长达300天的连续在体电生理测试与组织学评估，对比普通裸电极实现了多项核心性能跃升：- 超长期稳定记录，有效通道零衰减：普通裸电极在植入90天后通道大幅衰减，300 天时已几乎无法捕捉单神经元放电信号；而改性电极在植入满300天后，有效工作通道无衰减，神经元动作电位幅值持续稳定在155μV以上。
- 神经调控综合效率提升50 倍：在神经刺激调控层面，植入300天后，裸电极需100μA 大电流才能诱发微弱肢体运动，而改性电极仅需2μA极微弱电流即可触发明显运动反馈，大幅降低了长期神经调控的功耗与组织刺激损伤风险。
- 电极实现无损安全取出：取出实验证实，该涂层有效阻断了电极与脑组织的不可逆生物粘连，电极可完整、顺畅地安全取出，未造成脑组织机械撕裂损伤，为未来植入式设备的无损更换提供了充分的临床安全性保障。
- 破解电极周围“神经元荒漠”难题：免疫荧光染色显示，改性电极周边的反应性星形胶质细胞和巨噬细胞密度仅为裸电极组的约1/5；电极周边500μm范围内的神经元密度与健康脑组织无异，解决了传统电极周围因炎症导致的“神经元荒漠”困境。
为探究其长效服役的底层机制，研究进一步整合转录组与空间转录组等多组学分析：- 普通裸电极：会持续激活脑组织全谱炎症信号通路，并显著抑制突触传递与神经元离子通道通路，呈现出促炎损伤型分子特征；
- 交替肽修饰界面：能够强效抑制补体级联反应与TLR等核心促炎通路，促进神经递质释放、维持钠钾离子通道及突触可塑性相关基因的正常表达，成功将宿主组织对植入物的排斥反应重塑为良性修复的稳态微环境，从分子机理解释了其实现长期高信噪比记录与超低调控阈值的根本原因。
作为国内微创柔性脑机接口领域的创新力量，脑虎科技始终致力于攻克高通量、柔性微电极与长期生物相容性等全链条关键技术。 此次多功能阳离子交替肽界面技术的成功研发，不仅为高通量柔性微电极在人体内的长期服役与临床安全性扫清了关键材料障碍，也为迷走神经刺激、闭环神经传感及新一代有源植入式医疗器械的临床级转化开辟了全新路径。未来，脑虎科技将继续携手临床医疗机构与顶级科研院所，深化医工交叉融合，加速推动安全、长效、高精度的脑机接口创新产品，科技向善，造福更多患者。
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