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

一、常見(jiàn)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(cè)。

分類：

干電極：無(wú)需導(dǎo)電凝膠，直接接觸皮膚（如金屬或?qū)щ娋酆衔镫姌O）。

濕電極：需導(dǎo)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(hào)檢測(cè)（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(zhǎng)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(diǎn)：集成于衣物或貼片，支持長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)（如紡織電極、電子紋身電極）。

二、電極制造技術(shù)

2.1 傳統(tǒng)電極制造

Ag/AgCl電極：通過(guò)電化學(xué)氧化在銀表面形成氯化層，優(yōu)化導(dǎo)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(yīng)。

2.2 微加工技術(shù)（MEMS）

硅基微電極：光刻、蝕刻技術(shù)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(dǎo)線。

2.3 印刷電子技術(shù)

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

噴墨打?。褐苽鋫€(gè)性化電極圖案，材料包括導(dǎo)電納米墨水（如銀納米線）。

2.4 新型材料技術(shù)

石墨烯/碳納米管：化學(xué)氣相沉積（CVD）或涂布法制備，兼具柔性和高導(dǎo)電性。

液態(tài)金屬（鎵基合金）：注塑成型，適用于可拉伸電子設(shè)備。

導(dǎo)電聚合物：如PEDOT:PSS，通過(guò)電聚合改善生物相容性。

2.5 3D打印技術(shù)

定制化電極：直接打印復(fù)雜結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料（如導(dǎo)電水凝膠）。

2.6 生物修飾電極

表面修飾：通過(guò)納米材料（如金納米顆粒）或抗體修飾提升信號(hào)靈敏度。

三、技術(shù)挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢(shì)

3.1 挑戰(zhàn)

長(zhǎng)期植入的炎癥反應(yīng)。

運(yùn)動(dòng)偽影（柔性電極可緩解）。

高阻抗（如干電極的皮膚接觸問(wèn)題）。

3.2 趨勢(shì)

多功能集成：結(jié)合傳感器和無(wú)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(shù)取出。

AI優(yōu)化設(shè)計(jì)：通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化電極材料和結(jié)構(gòu)。

四、應(yīng)用示例

ECG電極：醫(yī)院常用一次性Ag/AgCl凝膠電極。

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

電子皮膚：仿生觸覺(jué)傳感器（如東京大學(xué)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(xué)與微納加工技術(shù)的進(jìn)步，未來(lái)將更注重個(gè)性化、舒適性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

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