张冠石

本刊编辑部，北京 100022

0 前言

神经介入治疗是一个通过使用人工模拟的生物电信号来干预人体神经系统，从而增强、抑制或修正神经反射的过程。将人工电信号导入人体时，要用到由良导体组成的电极。随着神经介入技术的发展，这种治疗技术的精确性和准确性都在不断提高，而实现这些技术进步的关键也在于新型电极设计和制造工艺的改良。

生物电极在神经介入治疗中的功能主要是接收和传导信号。针对不同的使用范围和目的，研究人员开发制作了不同材质和结构的电极。最初的生物电极主要由惰性金属制成，这些材料稳定性高、生物相容性好，而随着高分子和纳米材料的发展，科研人员开始考查各种新型材料作为生物电极原材料的可能性，并且已经获得了一定的进展。

1 原理：双电层模型（Gouy-Chapman-Stern，GCS）

生物电极在神经介入治疗中所扮演的角色，是连接信号发生器和人体并将人工生物电信号导入人体的介质和介面。电流在电极内部的传导遵循库仑定律，在进入人体之后则按照一定的规律去影响活体细胞的生物膜电位，从而生成或调整神经系统或肌肉内的神经脉冲。

在将人工电信号导入人体的过程中，由于人体内细胞和组织液的电学特性与金属电极有所不同，因此了解电极-组织液介面的物理和化学性质就尤为重要。金属电极中，电荷的移动是由电子在金属能带中的迁移现象完成的，而在本质为胶体溶液的组织液中，电荷以带电胶体粒子为载体分散在体系中，而且随着带电粒子的移动而移动。……