神经植入物含有集成电路（IC），通常称为芯片，这些芯片建立在硅片上。这些植入物需要小巧且灵活，以模拟人体内部的情况。然而，人体内部环境具有腐蚀性，这引发了对植入式硅IC耐久性的担忧。
荷兰代尔夫特理工大学（Technical University Delft）的研究团队由Vasiliki（Vasso）Giagka博士领导，通过研究硅IC在体内的降解机制，并为其涂覆软质PDMS弹性体，形成体液屏障，从而提供长期保护，显著提高了植入式芯片的寿命。这些发现不仅增强了植入式IC的寿命，还大大扩展了其在生物医学领域的应用。
神经植入物对于研究大脑及开发治疗帕金森病或临床抑郁症等疾病的疗法至关重要。这些植入物可以电刺激、阻断或记录来自大脑中神经元或神经网络的信号。为了进行研究和治疗，特别是慢性使用时，这些神经植入物必须耐用。
“微型化神经植入物具有巨大的医疗潜力，但其在体内的长期稳定性是一个主要问题，”代尔夫特理工大学研究员Vasso Giagka解释道。“我们的研究不仅确定了关键挑战，还提供了实用指南来提高这些设备的可靠性，使我们更接近安全且持久的临床解决方案。”
研究人员通过加速体外和体内实验，在一年内评估了两种不同制造商（也称为晶圆厂）生产的芯片的电气和材料性能。他们使用裸硅IC结构，并将其与软质PDMS弹性体集成，以形成体液屏障，为植入式芯片提供长期保护。用于研究的芯片部分涂覆了PDMS（聚二甲基硅氧烷），这是一种含硅的聚合物。这在芯片上形成了两个区域：裸芯片区和PDMS涂覆区。在加速体外实验中，芯片被浸泡在热盐水中并施加电偏压（暴露于直流电）。定期监测结果显示，芯片即使直接暴露在体液中仍能保持稳定的电气性能。
对芯片材料的分析表明，裸露区域的芯片出现了降解，但在PDMS涂覆区域的降解非常有限。这表明PDMS作为封装材料非常适合多年植入。这些见解将有助于设计最先进的芯片级主动生物电子植入物，用于微创脑机接口和慢性神经科学研究。基于新见解，研究人员提出了可能延长植入式芯片寿命的指导方针，拓宽其在生物医学领域的应用。
“我们都感到惊讶，”该工作的第一作者、博士生Kambiz Nanbakhsh说。“我没有想到微芯片在热盐水中浸泡并施加电偏压后还能如此稳定。”Vasso对研究结果也非常兴奋。“我们的发现表明，精心设计的裸芯片可以在体内可靠运行数月。通过解决长期可靠性问题，我们为微型化神经植入物打开了新的大门，推进了下一代生物电子设备在临床应用中的发展。”
Vasso强调了PDMS的保护作用。“这项工作揭示了硅封装在屏蔽植入式集成电路免受降解方面的重要作用。通过延长神经植入物的寿命，我们的研究为更持久有效的脑机接口和医疗疗法开辟了道路。”
Kambiz也完全赞同Vasso的观点，“这是一次漫长的调查，但希望结果能对许多人有用。”
(全文结束)
