近日，我中心薛佳佳教授、西安交通大学张立群院士与昆士兰大学乔瑞瑞研究员、北京师范大学李小俚教授等合作，在国际知名期刊《Advanced Materials》在线发表题为“Conformal Thermoreversible Gelatin-Based Gel for High-Fidelity Electrophysiological Recording and Acute Peripheral Nerve Interfacing”的研究论文。
构建兼具共形与组织适应性的生物电子界面，仍是电生理记录与神经刺激面临的重要挑战。尤其是在表面不规则或毛发覆盖区域，传统电极难以维持紧密、低阻抗的界面接触。本研究开发了一种热可逆明胶基凝胶。该凝胶加热后转变为可流动的前驱体，冷却后形成共形导电界面，既可在皮肤表面原位成型，也可预先制备为金属电极与神经组织之间的柔软夹层。凝胶中均匀分散的碳纳米管与氯化钠分别构建电子和离子传导通路，甘油有助于增强材料的保湿能力，明胶基体则赋予材料良好的力学顺应性。该凝胶在无毛及毛发覆盖皮肤上均表现出较低的界面阻抗，其界面阻抗低于商用心电凝胶和脑电膏。研究进一步在不同物种和多种电生理场景中验证了其应用性能，包括大鼠心电图记录与外周神经刺激、恒河猴复合肌肉动作电位和感觉神经动作电位记录，以及人体脑电图记录。此外，通过多时间点的重复短时记录，还可纵向评估神经损伤模型中外周神经功能的恢复过程。该研究为复杂生物组织环境下构建稳定、低阻抗的生物电子界面提供了一种组织自适应、可重构的新策略。
该研究工作获得国家自然科学基金、国家重点研发计划、北京市自然科学基金及澳大利亚研究理事会等项目的支持。
论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.74724
