一种如同发丝般纤细的柔韧凝胶电极,通过血管深入大脑内部,无需进行开颅手术,即可精准捕捉癫痫异常信号,并有效控制神经活动。这听起来像是科幻电影中的情节,但如今已经成为现实——中国科学院长春应用化学研究所张强团队成功实现了这一技术突破。

在第四届中国脑机接口大赛中,张强团队与北京微络神经科技有限公司合作的《植介入式凝胶神经电极的研发与产业化》项目凭借材料创新和手术方式的双重突破,在近100个参赛项目中崭露头角,最终荣获前孵化赛决赛一等奖。这一成果为神经系统疾病的微创治疗提供了全新的解决方案。
癫痫作为全球范围内常见的神经疾病,约30%患者对药物治疗反应不佳,面临猝死和脑损伤等严重风险。针对这一难题,张强团队利用血管的天然通道,经过多年技术攻关,成功研发出一种具有优异生物相容性和良好力学适应性的凝胶神经电极。该电极直径仅几百微米,能够通过介入方式经血管送达大脑目标区域。

自2018年起,张强团队专注于脑机接口领域的研究,从最初的神经信号监测到实现长期稳定跟踪,技术不断升级优化。近年来,他们将研究方向扩展至“写入”调控,实现了双向闭环干预,这一创新不仅提升了技术水平,更推动了治疗理念的革新。
该柔性凝胶电极与脑组织具有高度相似的物理化学性质和模量匹配度,有效解决了传统电极引发排异反应的问题。同时,其神经信号采集质量较传统方法提升显著,长期稳定性也得到了明显增强。

目前,该技术已在小型动物实验中取得显著疗效,并逐步推进大型动物实验阶段,未来有望为难治性癫痫提供创新的临床治疗方案。
除了材料上的突破,该项目在器件设计、介入技术和多模态调控等方面也形成了系统性的技术壁垒:“凝胶-金属”复合结构使其同时具备良好的导电性和生物相容性;通过血管植入避免开颅手术,显著降低了术后并发症的风险;而多靶点和多脑区的精准调控能力,则为复杂神经系统疾病的诊疗提供了更多可能性。

此次获奖不仅是对长春应化所科研能力的肯定,也体现了吉林省在生物制造和未来医疗等领域的前瞻布局。作为电分析化学领域的重要研究机构,长春应化所正积极推动前沿技术从实验室走向临床应用。
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