CN118178855A - 生物电极及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本申请涉及生物体传感器技术领域，尤其涉及生物电极及其制备方法与应用。生物电极包括柔性基体层、若干电极和柔性封装层，各电极贴合在柔性基体层一个表面上，且各电极彼此间隔设置，每一电极包括导电引线和电连接在导电引线一端的触点，触点包括导电聚合物和弹性材料的混合物，触点的总数量≥6，触点用于与生物体接触；柔性封装层与柔性基体层的含有电极的表面贴合，且至少覆盖每一电极所含的导电引线，且每一电极的触点裸露在柔性封装层之外。本申请生物电极可以长时间贴附在生物表皮，还可以植入生物体中，如植入心脏、神经、脊髓、大脑等，可以长时间正常工作，且具有丰富的功能性，可以刺激腿部向前向后抬起，刺激指关节进行抓握运动等。

Description

生物电极及其制备方法与应用

技术领域

本申请涉及生物体传感器技术领域，尤其涉及生物电极及其制备方法与应用。

背景技术

生物体传感器是在生物体上可穿戴、可植入的一类传感器件，不仅可以接收生物体的信号，而且可以对生物体进行相应的刺激，甚至影响其动作。现有的生物体传感器的电极由于需要与生物体长时间接触，因此需要考虑生物相容性等性能，而如果需要长时间保留在生物体内，由于生物体会运动，则需要进一步提高电极的生物相容性、拉伸性能、稳定性等性能，进而提高其可穿戴性、可植入性。

发明人根据相关研究，曾于2022年6月13日在《Nature Electronics》期刊上发表了题为《一种1.3微米厚的用于无缝式皮肤和植入式传感器的弹性导体》（A 1.3-micrometre-thick elastic conductor for seamless on-skin and implantablesensors）的论文（以下简称原论文）。原论文公开了一种生物电极（以下简称原电极），包括聚二甲基硅氧烷（PDMS）的上下封装层，封装层之间还包括金材质的若干金属导线，导线一端沉积有触点，触点为聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）和碳纳米管（CNTs）的混合物，触点与该导线的端部形成触点，触点用于接触生物体并接收或传递信号，金属导线和触点都有微裂纹用于提高拉伸性能。

然而，经进一步研究，原电极存在但不限于如下问题：（1）触点的电学拉伸性能差，容易损坏或脱落导致失效；（2）封装层机械拉伸性能差：封装层需要做得很薄，这样会导致拉伸性能不高，因此植入生物体中难以随着生物体的运动进行相应程度的伸缩，容易出现微小的孔洞和缺口；（3）封装层稳定性差：封装层存在缺口扩张效应，容易进一步撕裂和损坏，因此植入生物体后难以长时间保留；（4）封装层与生物体器官结合程度较差：原论文中的电极结合在皮肤上可以形成良好的共形贴附，但是当封装层较厚时与器官的结合程度较差，界面接触质量不高，进而影响触点与器官的接触稳定性，影响电信号的传递；（5）生物相容性差：经进一步研究，当原电极的封装层较厚时，将原电极植入大鼠的神经一段时间后会导致纤维组织增生，植入坐骨神经一段时间后大鼠的腿会瘸，还会咬脚趾。因此，原电极无法长时间植入生物体、无法长时间工作；（6）功能性差：原论文中，原电极仅实现了对大鼠简单的肌肉刺激，做出简单的肌肉反应，无法刺激大鼠进一步做出复杂的动作。

发明内容

本申请的目的在于提供生物电极及其制备方法，旨在解决现有技术中用于生物体传感器的电极无法长时间稳定工作、功能性差的技术问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种生物电极，生物电极包括：

柔性基体层；

若干电极，各电极贴合在柔性基体层一个表面上，且各电极彼此间隔设置，每一电极包括导电引线和电连接在导电引线一端的触点，触点包括导电聚合物和弹性材料的混合物，触点的总数量≥6，触点用于与生物体接触；

柔性封装层，与柔性基体层的含有电极的表面贴合，且至少覆盖每一电极所含的导电引线，且每一电极的触点裸露在柔性封装层之外。

本申请生物电极中的电极所含的触点裸露在柔性封装层之外，可以与生物体直接接触作为电信号采集点或释放点，触点的材料包括导电聚合物和弹性材料的混合物，因此，触点的电学拉伸率高，不易损坏失效。而且，触点数量≥6，可以对生物体施加更为丰富和精确的电信号，使生物体可以做出复杂的动作，导电引线可以传导电信号。柔性基体层和柔性封装层都具有柔性，可以随着生物体的运动进行伸缩。因此，本申请生物电极可以长时间贴附在生物表皮或植入生物体中，可以长时间正常工作，且具有丰富的功能性。

第二方面，本申请提供一种上文本申请生物电极的制备方法，包括如下步骤：

在柔性基体层的一表面间隔设置各电极；

将柔性封装层贴合在柔性基体层含有电极的表面，并覆盖各电极的导电引线。

本申请制备方法先将电极设置在柔性基体层上，再以柔性封装层覆盖导电引线并与柔性基体层表面贴合，从而制得上文生物电极，由于触点的材料包括导电聚合物和弹性材料的混合物，因此，触点的电学拉伸率高，不易损坏失效。而且，触点数量≥6，可以对生物体施加更为丰富和精确的电信号，使生物体可以做出复杂的动作，柔性基体层和柔性封装层都具有柔性，可以随着生物体的运动进行伸缩。因此，制得的生物电极可以长时间贴附在生物表皮或植入生物体内，可以长时间正常工作，且具有丰富的功能性。

第三方面，本申请提供上文本申请生物电极或上文本申请制备方法制得的生物电极在可穿戴设备、脑电设备、肌电设备、心电设备、脑机接口、神经接口、脊髓接口、心脏接口、血管接口中的应用。

上文的生物电极可以长时间贴附在生物皮肤上，因此可以用于可穿戴设备上、脑电设备、肌电设备、心电设备、脑机接口；也可以长时间植入生物体中，因此可以用于神经接口、脊髓接口、心脏接口、血管接口等领域，并且可以长时间正常工作，还具有丰富的功能性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请生物电极的结构示意图；

图2是实施例1生物电极的结构示意图；

图3是实施例5生物电极触点分布的结构示意图；

图4是实施例6生物电极触点分布的结构示意图；

图5是实施例7生物电极触点分布的结构示意图；

图6是实施例1生物电极中的导电引线的SEM图；

图7是实施例1生物电极中的触点的SEM图；

图8是实施例1生物电极用于肌电设备测得肌电信号的示意图；

图9是实施例1生物电极植入前和一年后其中电极的电化学阻抗示意图；

附图标记：

1-柔性基体层；

2-柔性封装层；

3-电极；31-导电引线；32-触点。

具体实施方式

为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项（个）或复数项（个）的任意组合。例如，“ a,b,或c中的至少一项（个）”，或，“a,b,和c中的至少一项（个）”，均可以表示：a, b, c, a-b（即a和b）, a-c, b-c, 或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中的质量可以是µg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

机械拉伸率：是指对材料或物体施加外部拉力后，材料或物体被拉伸的程度，机械拉伸率的计算方法可以按照如下方式：原长度记为L0，拉伸后长度记为L1，以（L1 - L0）÷L0作为机械拉伸率。

电学拉伸率：是指对导体施加外部拉力，随着拉伸其导电性能下降，直至接近失效时导体被拉伸的程度，电学拉伸率的计算方法可以按照如下方式：原长度记为L0，拉伸至导电性能接近失效时长度记为L1，以（L1 - L0）÷ L0作为电学拉伸率。

一般来说，本申请中的导体在拉伸至机械破坏前，导电性能早已经失效，因此，本申请中的导体（导电引线31、触点32、电极3）的机械拉伸率一般高于电学拉伸率，主要考察其电学拉伸率是否符合要求，在电学拉伸率符合要求的基础上，机械拉伸率一般也符合要求。

本申请实施例第一方面提供一种生物电极。作为本申请的一些实施例，本申请实施例生物电极的结构如图1、图2所示，包括柔性基体层1、若干电极3、柔性封装层2。

其中，各电极3贴合在柔性基体层1一个表面上，且各电极3彼此间隔设置，每一电极3包括导电引线31和电连接在导电引线31一端的触点32，触点32包括导电聚合物和弹性材料的混合物，触点32的总数量≥6，触点32用于与生物体接触。

柔性封装层2与柔性基体层1的含有电极3的表面贴合，且至少覆盖每一电极3所含的导电引线31，每一电极3的触点32均裸露在柔性封装层2之外。

本申请实施例生物电极中的电极3所含的触点32裸露在柔性封装层2之外，可以与生物体直接接触作为电信号采集点或释放点，触点32的材料包括导电聚合物和弹性材料的混合物，因此，触点32的电学拉伸率高，不易损坏失效。而且，触点32数量≥6，可以对生物体施加更为丰富和精确的电信号，使生物体可以做出复杂的动作，导电引线31可以传导电信号。柔性基体层1和柔性封装层2都具有柔性，可以随着生物体的运动进行伸缩。因此，本申请实施例生物电极可以长时间贴附在生物表皮或植入生物体中，可以长时间正常工作，且具有丰富的功能性。

关于柔性基体层1和柔性封装层2：

原论文中原电极的上下封装层选用的是聚二甲基硅氧烷（PDMS）材质，然而存在如下问题：（1）上下封装层需要做得很薄（微米至毫米尺度），PDMS膜的机械拉伸性能有限，其机械拉伸率上限在150%～300%，随着生物体的运动，封装层难以随之进行相应程度的伸缩，容易出现孔洞和缺口；（2）PDMS存在缺口扩张效应，如果该材质的膜层中出现细微的孔洞、缺口，那么整个封装层会沿着孔、缺口扩张导致破损，因此机械稳定性差；（3）PDMS与生物体器官的结合程度较差，界面接触质量不高，影响电信号的传递；（4）较厚（大几十微米至数百微米厚度）的PDMS材质长时间植入神经等部位后，会导致纤维组织增生（神经纤维化）；实践中会导致大鼠腿瘸，大鼠还会咬脚趾，因此会影响生物体的健康；还有一些研究会选用聚酰亚胺（PI）材质，也会导致纤维增生的问题；（5）PDMS无法自粘附，需要额外进行氧化激活改性处理，才可以进行封装得到原电极，原电极也才能通过绑缚等方式更牢固和紧密结合在生物体中，如果氧化激活改性不到位或不均匀，两层封装层很可能脱附，导致电极松动等问题出现。

在本申请实施例电极中，柔性基体层1、柔性封装层2的材料可以为可拉伸聚合物材料，以提高其机械拉伸性能以及与生物体的相容性。一些实施例中，柔性基体层1、柔性封装层2所用的可拉伸聚合物材料独立的包括SEBS、聚氨酯（PU）、Ecoflex中的至少一种，或包括SEBS、聚氨酯、Ecoflex、PDMS中的至少一种的侧链改性聚合物。其中，SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物，是一种热塑性弹性体。聚氨酯材料是PU，可以由多元醇和多异氰酸酯经缩聚反应制得。Ecoflex是巴斯夫的化石基生物可降解和可堆肥塑料。SEBS的机械拉伸率上限可以达到800%，PU的机械拉伸率上限可以达到1000%，或者可以是上述材料以及PDMS的侧链改性聚合物，这些材料引入侧链进行聚合物改性后，可以优化某些方面的性质，比如力学、致密、自愈合等。

因此，柔性基体层1、柔性封装层2选用上述材料具有如下有益效果：（1）可以显著提高机械拉伸性能，即使是很薄的膜层也可以随着生物体的运动进行相应程度的伸缩；（2）没有缺口扩张效应，如果出现孔洞和缺口也不容易进一步扩张破损，可以显著提高机械稳定性；（3）与生物体器官的结合程度较好，界面接触质量高，进而触点32与器官接触稳定，电信号的传递稳定；（4）生物相容性好，可以在生物体中长时间植入，表面干净无纤维组织，所以几乎不会出现纤维组织增生的情况，不会影响生物体的健康；而且还具有透气和防止液体进出的性能，能更好地贴附在皮肤上或植入生物体内；（5）可以自粘附，因此更容易进行封装处理，并且封装牢固，其间的电极3不易松动，当采用绑缚等方式结合在生物体中时更为牢固和紧密结合，提高生物电极的结构稳定性。

综上，与原有的PDMS材质相比，通过选用SEBS、PU等材质，有利于本申请实施例生物电极长时间贴附在生物表皮或植入生物体内中，可以长时间正常工作。

一些实施例中，柔性基体层1、柔性封装层2的厚度可以独立的为1～200 μm，可选为1～10 μm，示范例中，可以包括但不限于1 μm、3 μm、7 μm、10 μm、30 μm、50 μm、100 μm、200 μm任一值或任两值间的范围。原论文中记载的上下封装层厚度需要相同，发明人对材料和结构改进后，本申请实施例生物电极的不受此限制，柔性基体层1、柔性封装层2的厚度可以相同或不同，上述厚度有利于确保拉伸性能，还可以透气和防止液体进出。一些实施例中，柔性封装层2的尺寸可以小于柔性基体层1的尺寸，使触点32以及触点32电连接的导电引线31可以裸露在柔性封装层2外面，同时也可以得到柔性基体层1的保护。一些实施例中，柔性基体层、柔性封装层的机械拉伸率可以为800%～1000%。

关于电极3：

电极3包括导电引线31和触点32，可以通过触点32采集或释放电信号，通过导电引线31传导电信号。一些实施例中，电极3的电化学阻抗为1～10 kOhm；该电化学阻抗是施加交流电信号，在不同的交流电频率、电流下测量并计算得到的阻抗。该电化学阻抗指的是电极3所含导电引线31的一端至另一端触点32整体的电化学阻抗。尤其在没有形变时，电极3具备很低的电化学阻抗，示范例中，在PBS缓冲溶液中，电极3的阻抗不高于10 kOhm，且拉伸后或者长时间使用后，其在1 kHz下的电化学阻抗也不高于10 kOhm，这样在1 kHz下不高于10 kOhm的电化学阻抗可以认为导电性能良好，可以稳定准确地传导电信号。电极3的电学拉伸率（上限）为50%～100%，而原论文中并没有金和触点整体的电学拉伸率的记载，经实测，原论文中的金和触点整体的电学拉伸率并不理想，受外力拉伸时容易失效。

关于电极3中的导电引线31：

一些实施例中，导电引线31可以是化学稳定性良好的导电材料，如包括金、铂、银中的至少一种。该些材质的导电引线31具有良好的稳定性、柔性、拉伸性能、导电性，且对生物体危害小，有利于长时间植入生物体。

一些实施例中，导电引线31的厚度为20～100 nm，示范例中，可以包括但不限于20nm、40 nm、60 nm、80 nm、100 nm任一值或任两值间的范围。一些实施例中，导电引线31的宽度可以为50 μm～5 mm，示范例中，可以包括但不限于50 μm、100 μm、200 μm、500 μm、1 mm、5 mm任一值或任两值间的范围。该些厚度或宽度的导电引线31可以兼顾稳定性、柔性、拉伸性能、导电性等，有利于长时间植入生物体。

一些实施例中，导电引线31可以含有微裂纹，示范例中，如图6所示，微裂纹的存在有利于进一步提高导电引线31的电学拉伸性能，能更好地随着生物体的运动而伸缩。关于微裂纹的微观形态，材料片的尺寸可以为几百纳米，相邻两材料片之间的间隙的尺寸可以为十几纳米。一些实施例中，导电引线31的电学拉伸率（上限）为300%～500%。并且在收到应力发生应变，微裂纹发生扩展的同时，导电引线31还可以保持良好的导电性能。示范例中，以50%的拉伸率拉伸一万次以上，导电引线31的电阻、在PBS缓冲液中的电化学阻抗等几乎保持不变。

关于电极3中的触点32：

一些实施例中，触点32包括电解质和弹性材料的混合物。电解质与和弹性材料的混合物有利于提高触点32的生物相容性，可以直接接触生物体，而且有利于提高触点32的拉伸性能，可以随着生物体的运动而伸缩，而且有利于提高导电稳定性，可以用于采集或释放电信号，并提高采集或释放电信号的稳定性。

一些实施例中，电解质包括PEDOT的共聚物、聚吡咯（PPY）中的至少一种，其中，PEDOT的共聚物即聚3，4-乙烯二氧噻吩的共聚物，其具有导电性和柔性的共聚物都可以，示范例中，可以为聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）。弹性材料包括聚乙二醇（PEG）、聚乙烯醇（PVA）、聚乳酸（PLA）中的至少一种，可选为PEG。示范例中，电解质为PEDOT:PSS、弹性材料为PEG，上述电解质和弹性材料的组合可以进一步提高触点32的生物相容性、拉伸性能、导电性能等。

原论文中原电极的触点选用的是PEDOT:PSS电解质，且掺杂了碳纳米管（CNTs），有利于提高触点的电导率和机械性能，然而原电极如果长期植入生物体内，其触点存在如下问题：（1）掺杂的CNTs有一定的生物危害性，CNTs会进入血液，造成血管堵塞或者心肌细胞死亡；甚至会进入大脑，造成神经细胞死亡；（2）PEDOT:PSS和CNTs形成的触点与金属的结合强度低，也没有上封装层的保护，因此触点容易从金属上脱落，导致原电极失效；（3）生物体会运动，而CNTs是脆性材料，导致触点难以随着运动拉伸，电学拉伸率低，容易损坏失效；（4）CNTs在PEDOT:PSS中存在边缘效应，随着生物体的运动，CNTs会逐渐移动并聚集在触点的边缘，导致性能下降；（5）CNTs中的每根碳纳米管的尺寸、长度、直径、形状等参数难以保持一致，因此材料非均一，导致多个触点之间有差异，电性能不稳定；（6）PEDOT:PSS和CNTs混合均匀至少需要处理24 h，耗时久。

而本申请生物电极中的触点32材料不使用碳纳米管，采用上述电解质和弹性材料的混合物，示范例中，本申请实施例生物电极中的触点32包括PEDOT:PSS和聚乙二醇（PEG）的混合物，具有如下有益效果：（1）PEG的生物相容性好，可以减少对生物体的危害；（2）PEG与PEDOT:PSS可以形成双网络结构的导电聚合物，在确保电化学阻抗的基础上，还会进一步与导电引线31、柔性基体层1之间形成共渗，使触点32牢固结合在导电引线31上，导电引线31的该端部也会牢固结合在柔性基体层1表面，提高结构稳定性；（3）PEG与PEDOT:PSS可以形成双网络结构的导电聚合物，可以显著提高触点32的电学拉伸性能，可以随着运动而拉伸，不易损坏失效；（4）PEG与PEDOT:PSS可以均匀混合，保持触点32的电性能稳定；（5）PEG随着聚合度或分子量的提高，会逐渐从液态转变为固态，并表现出不同的性质，而且，可以精确控制PEG聚合度或分子量，得到结构和性质均一稳定的PEG材料，示范例中，可选的是采用较低分子量的液态的PEG，如数均分子量在200～1000，更容易与PEDOT:PSS均匀混合；（6）PEG与PEDOT:PSS混合分散均匀用时更短，只需要2 h的时间，耗时更短。

综上，与原有的PEDOT:PSS与CNTs混合物作为触点相比，通过选用PEDOT:PSS与PEG的混合物作为触点32，有利于提高触点32的生物相容性、电学拉伸性能、结构稳定性、导电性等性能，有利于本申请实施例生物电极长时间植入生物体内。触点32选用上述其他材料也具有相应的性能改进。

一些实施例中，触点32中电解质与弹性材料的摩尔比为100：（5～30），示范例中，可以包括但不限于100：5、100：10、100：20、100：30任一比例或任两比例间的范围，该些比例的混合物有利于进一步提高触点32的生物相容性、电学拉伸性能、结构稳定性、导电性等性能。

一些实施例中，触点32的工作面的面积不低于2500 μm²，其中，触点的工作面可以是矩形等规则形状，其长度方向平行于导电引线31的长度方向，其宽度≥50 μm；可以为50μm～5 mm；示范例中，可以包括但不限于50 μm、100 μm、200 μm、500 μm、1 mm、5 mm任一值或任两值间的范围。这些宽度的触点32有利于生物电极提高采集或释放电信号的精度和准确度，其中，宽度做大是容易做到的，但宽度做小有利于提高功能性，而且对制备方法要求较高。

一些实施例中，相邻两触点32的间距为50～500 μm；示范例中，可以包括但不限于50 μm、100 μm、200 μm、300 μm、400 μm、500 μm任一值或任两值间的范围。这些间距一方面给相邻触点32间留出余量，使生物电极在生物体中随运动伸缩时避免互相影响，另一方面也有利于增加触点32数量，提高采集或释放电信号的精度和准确度。

一些实施例中，触点32的数量≥6；可选为6～200，可选为6～32，示范例中，可以包括但不限于6、16、32、50、100、200任一值或任两值间的范围，这些触点32的数量或者说电极3的数量可以提高采集或释放电信号的精度和准确度，触点32数量不同则生物电极的功能性也不同，用于生物体可以做出动作的复杂程度也不同，示范例中，将生物电极植入大鼠的相应神经处，触点32数6～8个点就可以控制腿的前后运动，触点32数16～30个点可以控制爪子的抓握运动，当然触点32数进一步增多也可以实现上述功能。而原论文中原电极触点数量一侧只有4个，另一侧只有3个，工作时实际使用到的只有一侧的4个，只能简单刺激大鼠的肌肉随之反应，无法做出复杂的动作。

一些实施例中，触点32中可以含有微裂纹；关于微裂纹的微观形态，材料片的尺寸可以为几百纳米，相邻两材料片之间的间隙的尺寸可以为十几纳米。微裂纹的存在有利于进一步提高触点32的拉伸性能，能更好地随着生物体的运动而伸缩，并且在发生应变，微裂纹发生扩展的同时，触点32还可以保持良好的导电性能。示范例中，以50%的拉伸率拉伸一万次以上，触点32的电阻、在PBS缓冲液中的电化学阻抗等几乎保持不变。示范例中，如图7所示，图7为触点32的电镜图，可以看到纵向裂纹的耦合结构。一些实施例中，触点32的电学拉伸率（上限）为50%～100%，其机械拉伸率上限可以达到800%，满足长期稳定工作需求。

一些实施例中，所有触点32设置在柔性基体层1的同一侧，且朝向相同。一些实施例中，所有触点32设置在柔性基体层1的同一侧，且所有触点32形成第一阵列和第二阵列，第一阵列和第二阵列相对间隔设置。示范例中，将触点32形成相对间隔设置的两排阵列，有利于增加与生物体接触的触点32数量，还有利于进一步提高触点32与动物体接触的稳定性，进而提高采集和释放电信号的精度和准确性。

实施例中，上述第一阵列与第二阵列形成叉指触点32阵列，示范例中，如图1或图2所示或图5，即第一阵列中的触点32正对的是第二阵列中的相邻触点32间的空隙，第一阵列中的相邻触点32间的空隙正对的是第二阵列中的触点32。原论文中原电极的触点虽然也分为两排，但触点位置是互相正对着的。本申请实施例采用叉指触点32阵列，可以充分利用有限的空间，有利于进一步提高触点32与动物体接触的稳定性，进而提高采集和释放电信号的精度和准确性。

一些实施例中，第一阵列和第二阵列的间距≥50 μm，可选为50 μm～5 mm，示范例中，可以包括但不限于50 μm、100 μm、200 μm、500 μm、1 mm、5 mm任一值或任两值间的范围。该间距指的是第一阵列和第二阵列之间间隔的距离。一些实施例中，第一阵列和第二阵列中触点32数量可以相同，也可以不同，可选的，第一阵列和第二阵列中触点32数量可以独立的为3～100，可选的是数量相同。这些间距和数量有利于进一步提高触点32与动物体接触的稳定性，进而提高采集和释放电信号的精度和准确性。

示范例中，所有触点32设置在柔性基体层1的同一侧，触点32的总数量为16个，且触点32都朝向同一方向。示范例中，触点32的总数量为18个，所有触点32设置在柔性基体层1的同一侧，且所有触点32形成相对间隔设置的第一阵列和第二阵列，第一阵列的触点32总数量为15个，第二阵列的触点32总数量为3个，两个阵列中的触点32互相正对着设置。示范例中，触点32的总数量为32个，所有触点32设置在柔性基体层1的同一侧，且所有触点32形成相对间隔设置的第一阵列和第二阵列，第一阵列和第二阵列的触点32总数量相同，均为16个，且第一阵列与第二阵列形成叉指触点32阵列。

本申请实施例第二方面提供一种上文本申请实施例生物电极的制备方法，包括如下步骤：

S10. 在柔性基体层1的一表面间隔设置各电极3；

S20. 将柔性封装层2贴合在柔性基体层1含有电极3的表面，并覆盖各电极3的导电引线31。

本申请实施例制备方法先将电极3设置在柔性基体层1上，再以柔性封装层2覆盖导电引线31并与柔性基体层1表面贴合，从而制得上文生物电极，由于触点32的材料包括导电聚合物和弹性材料的混合物，因此，触点32的电学拉伸率高，不易损坏失效。而且，触点32数量≥6，可以对生物体施加更为丰富和精确的电信号，使生物体可以做出复杂的动作，柔性基体层1和柔性封装层2都具有柔性，可以随着生物体的运动进行伸缩。因此，制得的生物电极可以长时间贴附在生物表皮或植入生物体内，可以长时间正常工作，且具有丰富的功能性。

步骤S10是在柔性基体层1表面设置电极3的步骤，由于电极3中的导电引线31很薄，触点32的尺寸很小，示范例中，可以先提供一定尺寸的柔性基体层1，再设置电极3，最后设置触点32。一些实施例中，设置导电引线31的方法包括以旋涂的方式，在柔性基体层1表面上形成10～20 µm厚的光刻胶，经过100～150℃烤胶2～3 min后，使用德国SUSSMicroTec进行光刻处理使光刻胶固化形成图案化的掩膜，将导电引线31的原料以热蒸镀和/或溅射的方法形成各导电引线31，沉积设备使用德国Kurt J. Lesker，温度不进行特殊控制，之后除去光刻胶，从而制得厚度很薄、宽度很窄的导电引线31，这种方法可以将导电引线31的宽度做到50 μm，而原论文中记载的蒸镀掩膜版设置金属的方法中，其导电引线只能做到几百微米的宽度，相较而言，上述方法可以降低导电引线31的宽度，布置更多的导电引线31和触点32，提高采集和释放电信号的精度和准确性。而且，上述制备方法通过工艺控制还可以使制得的导电引线31含有微裂纹，有利于提高导电引线31的拉伸性能、保持导电性能。最后，还可以在制得导电引线31后做适当次数的拉伸循环促进微裂纹均一化。

一些实施例中，设置触点32的方法包括电化学沉积。将样品置于电镀液中，以三电极的形式进行电镀，样品连接工作电极，Ag/AgCl电极连接参比电极，Pt片电极连接对电极，采取恒压法（0.9～1 V），使用Gammery、Princeton、辰华等电化学工作站。该些方法有利于触点32与导电引线31的一端结合牢固，且通过工艺控制还可以使制得的触点32含有微裂纹，有利于提高触点32的拉伸性能。设置触点32的材料种类、尺寸、数量、位置关系可以参考上文本申请实施例生物电极中的记载。

步骤S20是进一步设置柔性封装层2的步骤，将柔性封装层2贴合在柔性基体层1含有电极3的表面，两层可以自粘附，将导电引线31覆盖并固定在其中，贴合时需要将触点32裸露在柔性封装层2外部，用于后续直接接触生物体使用。导电引线31除了电连接触点32的一端，另一端也可以裸露在柔性封装层2外部，用于后续与其他器件电连接。柔性封装层2的材料种类、尺寸等参数可以参考上文本申请实施例生物电极中的记载。

本申请实施例第三方面提供上文本申请实施例生物电极或上文本申请实施例制备方法制得的生物电极在可穿戴设备、脑电设备、肌电设备、心电设备、脑机接口、神经接口、脊髓接口、心脏接口、血管接口中的应用。

上文的实施例生物电极可以长时间贴附在生物皮肤上，因此可以用于可穿戴设备上、脑电设备、肌电设备、心电设备、脑机接口；也可以长时间植入生物体中，因此可以用于神经接口、脊髓接口、心脏接口、血管接口等领域，并且可以长时间正常工作，还具有丰富的功能性。

原论文中为了验证原电极的长期稳定性，将原电极保存在真空环境，半年后性能无衰减，且能够保存在PBS溶液中973小时（40天多），性能几乎无衰减。但用于生物体的测试只是将原电极绑在神经上，在短时间内进行了刺激肌肉的测试。并且还发现如果原电极的封装层较厚，长时间绑在大鼠神经上，会导致神经纤维组织增生，导致大鼠腿瘸，还发现上下封装层随着大鼠运动出现破损，触点也出现损坏、脱落等情况。

而本申请实施例生物电极同样能够长期保存在真空环境，半年后性能无衰减。且能够保存在PBS溶液中长达12个月，性能几乎无衰减。并且将本申请实施例生物电极植入生物体，例如绑在大鼠的坐骨神经等神经上，进行一些测试后持续饲养大鼠，每隔一段时间测试大鼠神经上的该生物电极的工作情况。植入3～12个月后，大鼠坐骨神经周围未发现纤维组织增生，生物电极与神经接触的界面十分稳定。植入3～12个月的时间内，大鼠的运动正常，脚趾、腿部、臀部关节活动没有异常表现。因此，饲养和测试过程中未发现大鼠有异常，生物电极的结构也保持完好，证明了该生物电极可以长时间应用于生物体，且长时间正常工作。

如图9所示，一些实施例中，电极3植入1年后在1 kHz下的电化学阻抗≤10 kOhm，甚至只有2 kOhm，这样在1 kHz下不高于10 kOhm的电化学阻抗可以认为导电性能良好，可以稳定准确地传导电信号，可见在植入1年后电极3的电化学阻抗依然符合应用的要求，具有良好的稳定性。一些实施例中，电极3植入1年后的电化学阻抗为植入前电化学阻抗的100%～145%，可见植入1年后，电极3的电化学阻抗增长程度不高，稳定性好，可以长时间使用。

一些实施例中，电极3植入1年后的电学拉伸率为植入前电学拉伸率的97%～100%；可见植入1年后，电极3的电学拉伸率衰减程度较低，其电学拉伸率保持较好，稳定性好，可以长时间使用。

一些实施例中，柔性基体层1、柔性封装层2植入1年后的机械拉伸率为植入前机械拉伸率的98%～100%；可见植入1年后，柔性基体层1和柔性封装层2的机械拉伸率衰减程度较低，其机械拉伸率保持较好，稳定性好，可以长时间使用。

在应用中，上文的生物电极中电极3的不含触点32的另一端可以与外部器件电连接，根据生物电极应用在生物体的位置以及应用目的，可以选择相应的电信号采集器件用于采集和分析电信号，还可以选择电信号激发器件，将电信号通过生物电极传导并释放至生物体，对生物体进行干预。一些实施例中，生物电极可以长时间贴附在人体表皮，收集高质量肌电信号。一些实施例中，生物电极可以植入心脏、神经、脊髓、大脑中的至少一处，且植入时间为1年以上，说明可以长时间植入。原论文中的原电极仅仅记载了绑在神经上的应用，本申请实施例生物电极不仅可以长时间植入神经，而且可以植入心脏，可以采集心电信号，也可以刺激心脏跳动、起搏，甚至控制刺激心脏跳动的程度；还可以植入脊髓、大脑中，采集脊髓和大脑的电信号，也可以对脊髓和大脑释放相应的电信号。示范例中，生物电极可以长时间植入脊髓，在植入脊髓后，可以刺激脊髓损伤的大鼠控制残肢的前后运动，对应着大鼠的走路。

原论文中原电极的触点太宽，示范例中，大鼠的坐骨神经直径只有1.5 mm左右，周长只有4.7 mm左右，绑缚一圈实际刺激的触点数量只有单侧的4个，只能简单刺激大鼠的肌肉随之反应，无法做出复杂的动作。

而本申请实施例中，触点32的数量可以为6个以上，可选为6～30个，生物电极的触点32与神经接触。生物电极的应用方式可以是触点32与神经接触，将生物电极沿着神经小心地绑缚一圈，且由于SEBS和PU的自粘附效应，可以将生物电极牢固地结合在神经上。保留或去掉神经外膜都可以，无需侵入神经当中。并且，生物电极可以与神经形成良好的共形贴附，界面接触质量的改进能够提高电信号的传递。本申请实施例生物电极在神经的周长上能设置更多个触点32，示范例中，可以包括但不限于6、10、15、20、25、30任一值或任两值间的范围的数量。示范例中，将生物电极植入大鼠的相应神经处，触点32数为6～8个就可以控制大鼠腿部向前向后运动，触点32数为16～30个可以控制大鼠指关节的运动，控制爪子的抓握行为。并且，以上能力可以在植入3～12个月无损失。

下面结合具体实施例进行说明。

实施例1

本实施例提供生物电极及其制备方法。请参考图2所示，本实施例提供的生物电极包括柔性基体层、8根电极和柔性封装层，8根电极贴合在柔性基体层的一个表面上，8根电极分设在相对设置的两个阵列中，每个阵列中有4根，电极包括导电引线，导电引线的一端设置有电连接的触点，8个触点在两个阵列中形成叉指触点阵列；柔性封装层与柔性基体层的含有电极的表面贴合，且覆盖了所有的导电引线，所有触点都裸露在柔性封装层之外；

该生物电极制备方法包括如下步骤S1至S4；

S1. 提供柔性基体层：

提供材质为SEBS的柔性基体层，尺寸为长20 cm，宽20 mm，厚100微米；

S2. 制备导电引线：

通过光刻的方式将光刻胶进行图案化处理，制成掩膜版，再置于柔性基体层的一个表面，接着将单质金（Au）通过热蒸镀的方式在掩膜版的图案中形成导电引线，最后去除光刻胶，从而制得8根导电引线，请参考图2所示，8根导电引线分设在相对设置的两个阵列中，每个阵列中4根导电引线，相邻的导电引线之间间隔设置，每根导电引线的长度为20cm，宽度为60微米，厚度为100 nm；

S3. 沉积触点：

请参考图2所示，以摩尔比100：10的电解质（PEDOT:PSS）和弹性材料（PEG）的混合物作为触点材料，PEG的数均分子量为500，呈液态，在电极的右端通过电化学沉积制得8个触点，导电引线和触点共同构成电极，该8个触点形成相对间隔设置的第一阵列和第二阵列，每个阵列中4个触点；每个触点从导电引线上延伸出来的长度为50微米，工作面的宽度为50微米，厚度为500纳米；相邻两个触点间的距离为50微米；第一阵列和第二阵列的间距为50微米；

S4. 设置柔性封装层：

请参考图2所示，提供两个材质为SEBS的膜层，尺寸均为长20 cm，宽1000微米，厚20微米；以这两个膜层作为柔性封装层，分别贴合在柔性基体层含有电极的表面，并覆盖各电极的导电引线，两个膜层各覆盖一边的导电引线，且触点全部裸露在柔性封装层之外，导电引线未沉积触点的另一端也全部裸露在柔性封装层之外。

实施例2

本实施例提供生物电极及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：柔性封装层的材料改为聚氨酯（PU）材料，其他均相同。

实施例3

本实施例提供生物电极及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：柔性基体层、柔性封装层的材料全部改为聚氨酯（PU）材料，其他均相同。

实施例4

本实施例提供生物电极及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：柔性基体层、柔性封装层的厚度全部改为80微米，其他均相同。

实施例5

本实施例提供生物电极及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：如图3所示，所有触点设置在柔性基体层的同一侧，触点32的总数量为16个，且触点都朝向同一方向，其他均相同。

实施例6

本实施例提供生物电极及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：如图4所示，触点的总数量为18个，所有触点设置在柔性基体层的同一侧，且所有触点形成相对间隔设置的第一阵列和第二阵列，第一阵列的触点总数量为15个，第二阵列的触点总数量为3个，两个阵列中的触点互相正对着设置，其他均相同。

实施例7

本实施例提供生物电极及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：如图5所示，触点的总数量为32个，所有触点设置在柔性基体层的同一侧，且所有触点形成相对间隔设置的第一阵列和第二阵列，第一阵列和第二阵列的触点总数量相同，均为16个，且第一阵列与第二阵列形成叉指触点阵列，其他均相同。

实施例8

本实施例提供生物电极及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：导电引线的宽度均改为600微米，触点工作面的长度、宽度、相邻两个触点间的距离、两个阵列的间距均改为500微米，其他均相同。

实施例9

本实施例提供生物电极及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：PEDOT:PSS和PEG的摩尔比改为100：30，其他均相同。

实施例10

本实施例提供生物电极及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：触点中的电解质由PEDOT:PSS改为聚吡咯材料，其他均相同。

实施例11

本实施例提供生物电极及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：触点中的弹性材料由PEG改为PVA材料，其他均相同。

对比例1

本对比例提供生物电极及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：柔性基体层、柔性封装层的材料全部改为PDMS材料，触点总数改为4个，其他均相同。

对比例2

本对比例提供生物电极及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：柔性基体层、柔性封装层的材料全部改为聚酰亚胺（PI）材料，触点总数改为4个，其他均相同。

对比例3

本对比例提供生物电极及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：柔性基体层、柔性封装层的材料全部改为PDMS材料，且触点中的PEG改为CNTs，其他均相同。

实施例1至实施例11、对比例1至对比例3的区别见表1。

相关性能测试及结果分析

1. 电学拉伸性能测试：

将实施例1至实施例11、对比例1至对比例3的生物电极中的电极在室温、空气条件下，用实验室自制横向拉伸仪器耦合电学万用表进行电学拉伸性能测试，实施例1至实施例11、对比例1至对比例2生物电极的电学拉伸率都在50%～100%，而对比例3测得的电学拉伸率在8%，可见原电极中的PEDOT:PSS和CNTs形成的触点的电学拉伸率低，轻微拉伸就容易导致触点失效。

同时，用扫描电镜对导电引线和触点进行拍摄，其中，实施例1中的导电引线的SEM图如图6所示，实施例1中的触点的SEM图如图7所示，图7中可以看到纵向裂纹的耦合结构。可以看出无论是导电引线还是触点上都有微裂纹，有利于提高拉伸性能和保持良好的导电性能。

2. 电化学阻抗测试：

将实施例1至实施例11、对比例1至对比例3的生物电极中的电极在PBS缓冲液浸泡条件下，用实验室自制横向拉伸仪器耦合电化学工作站进行电化学阻抗测试，记录在1 kHz下的电化学阻抗，所有实施例的数值都远低于10 kOhm，说明电化学阻抗低，导电性良好。

3. 电化学阻抗稳定性测试：

将实施例1至实施例11、对比例1至对比例3的生物电极中的电极在PBS缓冲液中浸泡12个月，再用电化学工作站进行电化学阻抗测试，电极的电化学阻抗为浸泡前的值电化学阻抗的100%～110%，可见电化学阻抗增大程度很低，导电性能几乎没有衰减。

4. 粘附性能测试：

将实施例1至实施例11、对比例1至对比例3的生物电极中的柔性基体层和柔性封装层在室温空气条件下，用万能力学拉伸仪器进行测试其自粘附的吸附能，其中，实施例1至实施例11的自粘附性能良好，对比例1至对比例3的自粘附性能不良。

其中，对比例1和对比例3的柔性基体层和柔性封装层材料为PDMS，且没有进行氧化激活改性处理，因此无法自粘附，两层之间结合不牢固，生物电极容易脱落。

5. 植入稳定性测试：

将实施例1至实施例11、对比例1至对比例3的生物电极绑在各自大鼠的坐骨神经上一圈，触点直接接触神经，以此将生物电极植入大鼠体内，持续观察。

发现实施例1至实施例11的生物电极可以在大鼠体内植入12个月，且大鼠的坐骨神经周围未发现纤维组织增生，生物电极与神经界面十分稳定，而且大鼠的运动正常，脚趾、腿部、臀部关节活动没有异常表现。

但对比例1至对比例3的生物电极用于大鼠的坐骨神经周围均出现纤维组织增生，大鼠都出现腿瘸等异常情况。

其中，对比例1的柔性基体层和柔性封装层很快脱落或损坏，无法继续使用。对比例3的柔性基体层和柔性封装层很快脱落或损坏，触点也逐渐损坏或脱落，无法继续使用。

植入1年后，将生物电极取出，测试生物电极中的电极的电学拉伸率，并与植入前的进行比较，实施例1至实施例11生物电极的电极植入1年后的电学拉伸率为植入前电学拉伸率的97%～100%，说明稳定性良好，性能衰减很小。

植入1年后，将生物电极取出，测试生物电极中的电极的电化学阻抗，在1 kHz下的电化学阻抗≤10 kOhm，说明导电性依然良好，并与植入前的进行比较，在1 kHz下，电极植入1年后的电化学阻抗为植入前电化学阻抗的100%～145%，增长程度很低，说明稳定性良好，性能衰减很小。实施例1生物电极的电化学阻抗变化情况如图9所示，其中1 kHz下，植入前的电化学阻抗约为1.4 kOhm，植入1年后的电化学阻抗约为2 kOhm。

6. 功能性测试：

将生物电极贴附在人体表皮，防水透气，可以收集高质量肌电信号，其中，实施例1测得肌电信号结果如图8所示。

将实施例1至实施例11、对比例1至对比例3的生物电极绑在各自大鼠的坐骨神经上一圈，触点直接接触神经，导电引线另一端与外界的电刺激仪器连接，电刺激仪器为A-Msystems，参数设置为：刺激电流10 μA～1 mA，频率30～500 Hz，30～60个正负脉冲。

其中，实施例1至实施例11的生物电极都可以控制大鼠腿部的向前、向后抬起；实施例5至实施例7的生物电极都可以控制大鼠指关节运动，控制爪子的抓握行为等。

进一步地，腿部向前、向后抬起测试中，以0.1 Hz的频率刺激，使腿部向前或者向后以0.1 Hz频率运动。其中，向前的运动主要是变化是膝关节，最大摆动角度变化为70°，可以调节电刺激仪器的参数实现精确的角度控制。向后运动主要是大腿，最大的摆动角度变化为30°，可以调节电刺激仪器的参数实现精确的角度控制。其他关节的运动是由主动运动的肌肉群牵动。

进一步地，抓握行为测试中，以0.1 Hz的频率刺激神经可以使得大鼠的指关节运动，运动频率同样是0.1 Hz，运动幅度为横向1 mm，可以抓握物件。

并且，上述操控能力在植入大鼠体内的3个月、6个月、9个月、12个月复检，相关能力依然保留没有损失。且大鼠正常饲养，行为正常。

7. 进一步功能性测试：

将实施例1至实施例11、对比例1至对比例3的生物电极植入到各自脊髓受到损伤的大鼠的脊髓中，导电引线另一端与外界的电刺激仪器连接，电刺激仪器为A-M systems，参数设置为：刺激电流10 μA～1 mA，频率30～500 Hz，30～60个正负脉冲。

实施例1至实施例11的生物电极都可以刺激脊髓损伤的大鼠控制残肢的前后运动，对应着大鼠的走路。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生物电极，其特征在于，所述生物电极包括：

柔性基体层；

若干电极，各所述电极贴合在所述柔性基体层一个表面上，且各所述电极彼此间隔设置，每一所述电极包括导电引线和电连接在所述导电引线一端的触点，所述触点包括导电聚合物和弹性材料的混合物，所述触点的总数量≥6，所述触点用于与生物体接触；

柔性封装层，与所述柔性基体层的含有所述电极的表面贴合，且至少覆盖每一所述电极所含的所述导电引线，每一所述电极的所述触点裸露在所述柔性封装层之外。

2. 根据权利要求1所述的生物电极，其特征在于：所述触点含有微裂纹；和/或

所述触点的电学拉伸率为50%～100%；和/或

所述触点的工作面呈矩形，宽度≥50 μm；和/或

相邻两所述触点的间距为50～500 μm；和/或

所述导电聚合物包括PEDOT的共聚物、聚吡咯中的至少一种；和/或

所述弹性材料包括聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乳酸中的至少一种；和/或

所述导电聚合物与所述弹性材料的摩尔比为100：（5～30）。

3. 根据权利要求1或2所述的生物电极，其特征在于：所有所述触点设置在所述柔性基体层的同一侧，且所有所述触点形成第一阵列和第二阵列，所述第一阵列和第二阵列相对间隔设置；其中，

所述第一阵列与第二阵列形成叉指触点阵列；和/或

所述第一阵列和第二阵列的间距≥50 μm。

4. 根据权利要求1或2所述的生物电极，其特征在于：所述柔性基体层和柔性封装层独立的包括SEBS、聚氨酯、Ecoflex中的至少一种，或包括SEBS、聚氨酯、Ecoflex、PDMS中的至少一种的侧链改性聚合物；和/或

所述柔性基体层、柔性封装层的厚度独立的为1～200 μm；和/或

所述柔性基体层、柔性封装层的机械拉伸率为800%～1000%；和/或

所述导电引线含有微裂纹；和/或

所述导电引线的厚度为20～100 nm；和/或

所述导电引线包括金、铂、银中的至少一种；和/或

所述导电引线的电学拉伸率为300%～500%；和/或

所述电极的电学拉伸率为50%～100%；和/或

所述电极的电化学阻抗为1～10 kOhm。

5.一种如权利要求1～4任一项所述生物电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在柔性基体层的一表面间隔设置各所述电极；

将所述柔性封装层贴合在所述柔性基体层含有所述电极的表面，并覆盖各所述电极的所述导电引线。

6.根据权利要求5所述生物电极的制备方法，其特征在于：设置所述触点的方法包括电化学沉积；和/或

设置所述导电引线包括如下步骤：

将光刻胶置于所述柔性基体层的表面，进行光刻处理使所述光刻胶形成掩膜，将所述导电引线的原料以热蒸镀和/或溅射的方法形成各所述导电引线，除去所述光刻胶。

7.一种如权利要求1～4任一项所述的生物电极或如权利要求5或6所述制备方法制得的生物电极的应用，其特征在于：将所述生物电极应用在可穿戴设备、脑电设备、肌电设备、心电设备、脑机接口、神经接口、脊髓接口、心脏接口、血管接口中的至少一处。

8. 根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述生物电极植入心脏、神经、脊髓、大脑中的至少一处，植入的时间为1年以上。

9. 根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述柔性基体层、柔性封装层植入1年后的机械拉伸率为植入前机械拉伸率的98%～100%；和/或

所述电极植入1年后的电学拉伸率为植入前电学拉伸率的97%～100%；和/或

所述电极植入1年后的电化学阻抗为植入前电化学阻抗的100%～145%；和/或

所述电极植入1年后在1 kHz下的电化学阻抗≤10 kOhm。

10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于：所述生物电极自粘附并绑缚在生物体内的肢体神经上，所述触点与所述肢体神经接触，对所述电极施加电信号，使肢体向前向后运动或使指关节抓握运动。