Dispositivos invasivos e implantáveis ​​têm sido aplicados em próteses neurais para diagnosticar ou tratar doenças. Os eletrodos neurais são uma ponte fundamental entre o tecido interno e os dispositivos externos.
Recentemente, a equipe do Prof. Wu Tianzhun do Instituto de Tecnologia Avançada de Shenzhen (SIAT) da Academia Chinesa de Ciências propôs uma nova estratégia de revestimento que pode melhorar o desempenho dos eletrodos neurais.

O estudo foi publicado em Advanced Materials Interfaces como a capa frontal.

A miniaturização e integração de eletrodos neurais proporcionarão maior eficiência de estimulação/gravação elétrica na prática clínica. No entanto, a impedância da interface é extremamente alta com o encolhimento do tamanho do eletrodo, o que reduz severamente sua capacidade de armazenamento de carga e injeção e, portanto, limita sua aplicação prática.

Com base nas considerações acima, o grupo do Prof. Wu desenvolveu nanomateriais de platina (Pt) e irídio (Ir) em seu trabalho anterior para melhorar o desempenho elétrico e a eficiência da estimulação de forma eficaz devido às suas excelentes propriedades elétricas e catalíticas, bem como estabilidade e biocompatibilidade superiores .

Neste estudo, os pesquisadores desenvolveram ainda um nanocristal de Pt em forma de flor com área de alta superfície intensiva como uma camada intermediária para acumular um baixo teor de IrO_x com maior adesão, apresentando efeito multiplicador.

Comparado com eletrodo de Pt nu do mesmo tamanho, a impedância de IrO_x O microeletrodo revestido com flor /Pt a 1 kHz caiu para ≈2 kΩ, com redução de 94,23%. A capacidade de armazenamento de carga catódica correspondente e a capacidade de injeção de carga foram aumentadas para 202,75±2,18 mC×cm ^-2 e 6,53±0,16 mC×cm ^-2 , respectivamente.

IO_x camada aderida firmemente aos nanocristais de Pt, demonstrando estabilidade crônica robusta sob eletroestimulação contínua por 1×10 ⁸ ciclos.

Outros candidatos como nanocone de Pt e nanoestruturas de folha de Pt combinados com o mesmo conteúdo de IrO_x também demonstraram desempenho elétrico significativamente aprimorado para eletrodos neurais.

Notavelmente, os revestimentos preparados exibiram boa biossegurança e atividade eletrocatalítica promissora para a reação de evolução de oxigênio em 0,5 M H₂ SO₄ .

IO_x ajudou a reduzir a inclinação Tafel da flor Pt de 162,9 mV×dec ^-1 para 41,1 mV×dec ^-1 drasticamente, também com excelente durabilidade após teste de cronoamperometria.

Além disso, após 48 horas de cultura, a cobertura da superfície de Escherichia coli em IrO_x O eletrodo de flor /Pt foi muito menor do que o eletrodo planar de Pt, o que confirmou sua potencial capacidade antibacteriana.

“A estratégia pode ser aplicada em interface neural, oxidação da água, poluição antibiológica, e espera-se que seja usada em bioeletrônica flexível e armazenamento de energia, como próteses neurais, eletrodos de estimulação/gravação eficientes e biossensores, e outras aplicações práticas”, disse Dr. Zeng Qi, o primeiro autor deste estudo. + Explorar mais

A nova estratégia proposta oferece eletrodo neural flexível inteligente com alta eficiência