Electrodeposited Poly (3,4-Ethylenedioxythiophene) (PEDOT) for Invasive Recording and Stimulating Neural Electrodes

Les électrodes neuronales sont un des outils médicaux utilisé pour soulager les symptômes des maladies neurodégénératives et pour étudier notre cerveau. Les électrodes neuronales conventionnelles souffrent de quelques inconvénients : leurs faibles dimensions leurs confèrent une haute impédance, et leur nature rigide et métallique couplée au traumatisme créé par la procédure d'implantation entraîne une réaction inflammatoire qui augmente encore plus l'impédance. Les polymères conducteurs sont des matériaux souples et organiques possédant une conductivité ionique-électronique mixte, et sont de candidats idéaux pour les interfaces biotique-abiotique. Ils sont régulièrement utilisés en tant que revêtement d'électrodes neuronales en raison de leur amélioration des propriétés électrochimiques et de leur supposée biocompatibilité. Une technique nommée électropolymérisation est généralement utilisée pour déposer les polymères conducteurs sur les microélectrodes neuronales. Un travail important a déjà été réalisé sur l'optimisation des paramètres de cette méthode de dépositionb. Cependant, les polymères conducteurs électropolymérisés souffrent d'une faible adhésion sur la plupart de leurs substrats. En plus de ce problème, il y a un manque d'études in vivo à long-terme confrontant les revêtements de polymères conducteurs aux conditions de stimulations électriques employés dans le domaine médical. Dans notre étude, nous avons observé l'influence du solvant utilisé lors de la déposition sur l'électropolymérisation, la stabilité électrochimique, et l'adhésion des revêtements en polymères conducteurs. Après avoir défini une procédure précise de déposition nous permettant de produire des revêtements stables, nous avons exploré l'utilité de ces revêtements pour des stimulations cérébrales profondes in vivo. Du poly(3,4-éthylènedioxithipohène) (PEDOT) fut électropolymérisé dans trois solvants différents : acétonitrile, propylène carbonate et eau, sur des microélectrodes de platinium-iridium. Les microélectrodes enrobées furent soumises à différents tests de stabilité : sonication, vieillissement passif, stérilisation à la vapeur et stimulations électriques in vitro. Nous avons découvert que l'acétonitrile et le propylène carbonate nous fournissaient les revêtements les plus résistants. Tous les revêtements de PEDOT produits dans les différents solvants étaient suffisamment stable pour être utilisés dans un contexte médical. Ainsi, nous avons implanté des microélectrodes enrobées de PEDOT dans des rats et avons appliqué des stimulations électriques quotidiennes tout en mesurant l'impédance des microélectrodes. Nous avons observé que les stimulations électriques entraînaient une diminution de l'impédance pour les microélectrodes enrobées de PEDOT et les microélectrodes de contrôle. La chute d'impédance était plus importante pour les microélectrodes de contrôle que pour les microélectrodes enrobées de PEDOT, ce qui remet en cause la pertinence de revêtements en PEDOT pour les stimulations cérébrales profondes et indique qu'un travail conséquent sera nécessaire pour optimiser les revêtements en polymère conducteur pour les électrodes neuronales de stimulation.