生物醫(yī)用電極是用于檢測、記錄或刺激生物電信號的裝置，廣泛應用于心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）、肌電圖（EMG）、神經(jīng)刺激等領域。以下是常見類型及其制造技術：

一、常見生物醫(yī)用電極類型

1.1 表面電極

用途：貼附于皮膚表面，用于ECG、EEG、EMG等非侵入式檢測。

分類：

干電極：無需導電凝膠，直接接觸皮膚（如金屬或導電聚合物電極）。

濕電極：需導電凝膠降低皮膚阻抗（如Ag/AgCl電極）。

柔性電極：可拉伸，貼合皮膚（如石墨烯、液態(tài)金屬電極）。

1.2 針電極/微電極

用途：刺入皮膚或組織，用于深層信號檢測（如EMG）或神經(jīng)電生理研究。

材料：不銹鋼、鉑銥合金、硅基微加工電極。

1.3 植入式電極

用途：長期植入體內(nèi)，用于深腦刺激（DBS）、心臟起搏器、人工耳蝸等。

材料：鉑、銥氧化物、碳纖維（需生物相容性和耐腐蝕性）。

1.4 可穿戴電極

特點：集成于衣物或貼片，支持長期監(jiān)測（如紡織電極、電子紋身電極）。

二、電極制造技術

2.1 傳統(tǒng)電極制造

Ag/AgCl電極：通過電化學氧化在銀表面形成氯化層，優(yōu)化導電性和穩(wěn)定性。

金屬電極：沖壓或激光切割不銹鋼、金等材料，表面拋光以減少極化效應。

2.2 微加工技術（MEMS）

硅基微電極：光刻、蝕刻技術制作高密度微電極陣列（如Utah陣列）。

柔性微電極：在聚酰亞胺（PI）或PDMS基底上沉積金屬（金、鉑）導線。

2.3 印刷電子技術

絲網(wǎng)印刷：用于一次性ECG電極，導電碳漿或銀漿印刷在柔性基底上。

噴墨打?。褐苽鋫€性化電極圖案，材料包括導電納米墨水（如銀納米線）。

2.4 新型材料技術

石墨烯/碳納米管：化學氣相沉積（CVD）或涂布法制備，兼具柔性和高導電性。

液態(tài)金屬（鎵基合金）：注塑成型，適用于可拉伸電子設備。

導電聚合物：如PEDOT:PSS，通過電聚合改善生物相容性。

2.5 3D打印技術

定制化電極：直接打印復雜結構的導電材料（如導電水凝膠）。

2.6 生物修飾電極

表面修飾：通過納米材料（如金納米顆粒）或抗體修飾提升信號靈敏度。

三、技術挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢

3.1 挑戰(zhàn)

長期植入的炎癥反應。

運動偽影（柔性電極可緩解）。

高阻抗（如干電極的皮膚接觸問題）。

3.2 趨勢

多功能集成：結合傳感器和無線傳輸（如智能貼片）。

生物可降解電極：用于短期植入，避免二次手術取出。

AI優(yōu)化設計：通過機器學習優(yōu)化電極材料和結構。

四、應用示例

ECG電極：醫(yī)院常用一次性Ag/AgCl凝膠電極。

腦機接口（BCI）：高密度微電極陣列（如Blackrock Neurotech）。

電子皮膚：仿生觸覺傳感器（如東京大學的石墨烯電極）。

生物醫(yī)用電極的發(fā)展緊密依賴材料科學與微納加工技術的進步，未來將更注重個性化、舒適性和長期穩(wěn)定性。

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