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  腦機接口（Brain-Machine Interface，BMI）為大腦和外界人造器械建立了直接溝通的橋梁，在神經性疾病的診斷和治療方面具有重大意義。傳統的BMI通常利用由金屬或陶瓷制成的固體電極，這類電極是剛性且干燥的，無法與柔軟的腦組織相貼合。為了解決該問題，已有研究者采用低模量塑料或彈性體制作柔性神經探針，以期達到縮小腦組織和植入電子器械間的機械性能差異。然而塑料和彈性體的力學柔韌性無法完全適用于柔軟的腦組織表面。力學不匹配將導致記錄的信號具有不準確性，進而升高誤診的風險，甚至在BMI長期植入時發生慢性異體排斥反應（Foreign body response，FBR）。

  針對以上問題，近日，西南交通大學魯雄教授、謝超鳴副教授團隊、電子科技大學潘泰松副教授、中國海洋大學韓璐教授和北京基礎醫學研究所江小霞副研究員，通過分子設計，在卡拉膠-聚多巴胺-聚丙烯酰胺互穿水凝膠網絡中引入雙鍵化多巴胺限域聚合的聚（3，4-乙烯二氧噻吩）納米顆粒（dPEDOT NPs），制備得到仿貽貝導電超軟水凝膠。該dPEDOT NPs能夠與高分子網絡發生多重物理化學作用，賦予了水凝膠超軟的力學性能；且其在水凝膠網絡中構筑了一種氧化還原系統，從而賦予水凝膠良好的生物粘附性和免疫逃逸能力（圖1A和B）。該水凝膠可直接在微電路表面通過自固化實現轉印，其反應過程溫和，不損壞微電路的完整性。最終集成水凝膠基柔性超軟BMI（圖1C）。該水凝基BMI與傳統的BMI相比，具有以下優異性能：1）與天然腦組織同等水平的超軟模量，避免因機械不匹配性造成的FBR（圖1D）；2）良好的組織粘附性，可以與大腦皮層無縫貼合，從而減輕腦組織與BMI之間因錯位、摩擦而導致的FBR（圖1Bii和1E）；3）免疫逃逸能力，能夠主動降低神經炎癥、抑制瘢痕組織再生（圖1F）。

圖1納米顆粒的設計及水凝膠基腦機接口。（A）雙鍵化多巴胺限域聚合而成的親水dPEDOT NP；（B）dPEDOT NP引入卡拉膠（CA）-聚多巴胺（PDA）-聚丙烯酰胺（PAM）水凝膠互穿網絡中，Bi，dPEDOT NPs與CA-PDA-PAM水凝膠網絡相互作用的示意圖，Bii，dPEDOT NP 中的動態氧化還原反應；（C）水凝膠原位轉印電路構建BMI的示意圖；水凝膠BMI展現出（D）超軟、導電、透明和（E）生物粘附的特性；（F）水凝膠BMI可通過免疫逃逸來減小體內免疫排斥反應。

  該項研究成果以“Bioadhesive and conductive hydrogel-integrated brain-machine interfaces for conformal and immune-evasive contact with brain tissue”為題在線發表于Cell的姊妹期刊《Matter》。論文第一作者為西南交通大學在讀博士研究生王笑和電子科技大學碩士孫曉彤，通訊作者是西南交通大學的魯雄教授、謝超鳴副教授團隊、電子科技大學潘泰松副教授、中國海洋大學韓璐教授和北京基礎醫學研究所江小霞副研究員。論文第一單位為西南交通大學材料科學與工程學院。該研究得到了廣東省重點研發計劃，國家自然科學基金等項目支持。

  原文鏈接：https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(22)00012-1