CN113264498A - 金属氧化物界面装置及其制备方法与应用 - Google Patents

金属氧化物界面装置及其制备方法与应用 Download PDF

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柯丁宁
况婷
宋琳琳
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Abstract

本申请涉及生物材料技术领域，提供了一种金属氧化物界面装置，其特征在于，包括衬底，以及设置在所述衬底任一表面的金属氧化物阵列；所提供的金属氧化物界面装置，其包括了衬底，衬底用于支撑金属氧化物阵列并于生物组织贴附；设置在衬底任一表面的金属氧化物阵列，其中，金属氧化物阵列为具有纳米尺度有序排列的金属氧化物阵列，能够将特定波长的外界激发光转变为电流并传输到周围的细胞上，实现功能性电刺激的目的，提高光电刺激的空间分别率；该装置规格小，组成简单，材料能耗小，使用稳定，能够保证得到的金属氧化物界面装置可有效用于细胞刺激，与组织匹配度高，能够满足对生物组织调控地需求。

Description

金属氧化物界面装置及其制备方法与应用
技术领域
本申请属于生物材料技术领域，尤其涉及一种金属氧化物界面装置及其制备方法与应用。
背景技术
大量的研究证实，生物体对于特定强度的电流有着良好的响应。例如，人们已经发现弱电流刺激可以显著促进细胞的分化和修复，甚至可以引发干细胞的定向分化。如果较好地控制电刺激的参数和选择性的部位，不但不会对生物组织造成损坏，而且可以作为一种有效的治疗方法。因此，电刺激技术正在被广泛地应用于针对疾病，尤其是神经和精神疾病的治疗当中。作为功能性电刺激技术的核心装置，植入式电刺激装置一直是人们研究的热点之一，其中最具代表性的是植入式神经电刺激装置。迄今为止，应用得最为广泛的植入式神经假体是人工耳蜗。除此之外，做种新型的电刺激装置也已被批准用于疾病的临床治疗，主要有治疗疼痛的脊髓刺激器，治疗帕金森症、震颤和肌张力障碍的深脑刺激器，治疗癫痫和抑郁的迷走神经刺激器，治疗尿失禁的骶神经刺激器等等。
虽然植入式电刺激技术的研究正在快速进展，但至今只有为数不多的植入式电刺激器进入临床应用。现有的植入式电刺激装主要包含电源、控制芯片、电极、导线等功能单元。其中，电源对植入式电刺激器的尺寸和功能影响较大，电池寿命(或充电频率)和刺激器性能之间的平衡是现阶段不可回避的难题。电源、控制芯片等功能单元一般由刚性材料构成，这使得植入式电刺激器与生物组织的力学性能差异所引发的矛盾愈加不可调和。此外，刺激器在生物体内的反复位移可能会导致导线或者刺激电极的损伤甚至断裂，给装置的长期稳定性带来严重的隐患。
功能性电刺激技术是目前常用的微创治疗方法之一，能够实现对靶点细胞的有效刺激和调控，在神经和精神疾病中有较为广泛的应用前景。然而，目前的电刺激器受到电源和能耗等因素的影响，较难实现对尺寸的控制，使得植入后对组织的损伤较大。此外，刺激器的杨氏模量一般远远超过生物组织(通常为1-100kPa)。因此，在长期的植入过程中，由于器件和生物组织间的力学性能极不匹配，可能会使得植入体周围的组织反复损伤，导致严重的组织反应，影响刺激的效果。此外，在正常的生理状态下，生物组织会有一定的形变，大大增加了刺激器导线损坏的风险。
综上，目前制约植入式电刺激技术广泛应用的最大障碍是刺激器与生物体的匹配性和长期使用条件下的稳定性。为了解决上述问题，必须改进现有的刺激方式，发展新型的超低能耗(或无线供能)、微型化、柔性的植入式电刺激装置。
发明内容
本申请的目的在于提供一种金属氧化物界面装置及其制备方法与应用，旨在解决现有技术中金属氧化物界面装置与生物体匹配性较差，使用不稳定的问题。
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，本申请提供一种金属氧化物界面装置，包括衬底，以及设置在所述衬底表面的金属氧化物阵列；其中，所述金属氧化物阵列选自二氧化钛纳米阵列、三氧化钨纳米阵列、氧化锌纳米阵列、二氧化锡纳米阵列、三氧化二铁纳米阵列、二氧化钼纳米阵列和钒酸铋纳米阵列中的至少一种。
第二方面，本申请提供一种金属氧化物界面装置的制备方法，包括如下步骤：
提供衬底和金属基底；
将所述金属基底通过电化学氧化的处理方法得到金属氧化物阵列；
将所述金属氧化物阵列设置于所述衬底的任一表面，得到金属氧化物界面装置。
第三方面，本申请提供一种金属氧化物界面装置的应用，所述金属氧化物界面装置在细胞培养及筛选，细胞刺激、抗菌、创口组织刺激及修复、生物识别及诊断的应用。
本申请第一方面提供的一种金属氧化物界面装置，其包括了衬底，提供的衬底用于支撑金属氧化物阵列并于生物组织贴附，保证金属氧化物阵列较好地设置，同时所提供的衬底性质稳定，有利于与细胞等界面进行接触使用；进一步，设置在衬底任一表面的金属氧化物阵列，其中，金属氧化物阵列选自二氧化钛纳米阵列、三氧化钨纳米阵列、氧化锌纳米阵列、二氧化锡纳米阵列、三氧化二铁纳米阵列、二氧化钼纳米阵列和钒酸铋纳米阵列中的至少一种；提供的金属氧化物阵列为具有纳米尺度有序排列的金属氧化物阵列，能够将特定波长的外界激发光转变为电流并传输到周围的细胞上，实现功能性电刺激的目的，提高光电刺激的空间分别率；该装置规格小，组成简单，材料能耗小，使用稳定，能够保证得到的金属氧化物界面装置可有效用于细胞刺激，与组织匹配度高，能够满足对生物组织调控地需求。
本申请第二方面提供的金属氧化物界面装置的制备方法，该方法采用电化学氧化的处理方法对金属基底进行处理得到金属氧化物阵列，再将所述金属氧化物阵列设置于所述衬底的任一表面，得到金属氧化物界面装置。该制备方法简单方便，操作简易，能够广泛应用。
本申请第三方面提供的金属氧化物界面装置的应用，基于得到的金属氧化物界面装置规格小，组成简单，材料能耗小，使用稳定，能够保证得到的金属氧化物界面装置可有效用于细胞刺激，与组织匹配度高，其可以广泛、高效应用细胞培养及筛选，细胞刺激、抗菌、创口组织刺激及修复、生物识别及诊断等方面。
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是本申请实施例提供的衬底示意图。
图2是本申请实施例提供的整合了金属基底的衬底的结构示意图。
图3是本申请实施例提供的整合了金属阵列的衬底的结构示意图。
图4是本申请实施例提供的图案化的金属基底的制备示意图。
图5是本申请实施例提供的得到图案化的金属基底示意图。
图6是本申请实施例提供的柔性金属氧化物界面的制备示意图。
图7是本申请实施例提供的无衬底的金属基底示意图。
图8是本申请实施例提供的基于无衬底金属基底制备的柔性金属氧化物阵列示意图。
图9是本申请实施例提供的金属氧化物薄膜与细胞的耦合示意图。
图10是本申请实施例提供的金属氧化物阵列的微观结构和刺激原理示意图。
图11是本申请实施例提供的金属氧化物薄膜的应用示意图。
图12是本申请实施例提供的柔性金属氧化物薄膜的应用示意图。
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”、“所述”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所述的质量可以是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。
本申请实施例第一方面提供一种金属氧化物界面装置，包括衬底，以及设置在衬底表面的金属氧化物阵列；其中，所述金属氧化物阵列选自二氧化钛纳米阵列、三氧化钨纳米阵列、氧化锌纳米阵列、二氧化锡纳米阵列、三氧化二铁纳米阵列、二氧化钼纳米阵列和钒酸铋纳米阵列中的至少一种。
本申请第一方面提供的一种金属氧化物界面装置，其包括了一个衬底，提供的衬底用于支撑金属氧化物阵列并于生物组织贴附，保证金属氧化物阵列较好地设置，同时所提供的衬底性质稳定，有利于与细胞等界面进行接触使用；进一步，设置在衬底任一表面的金属氧化物阵列，其中，金属氧化物阵列为具有纳米尺度有序排列的金属氧化物阵列，能够将特定波长的外界激发光转变为电流并传输到周围的细胞上，实现功能性电刺激的目的，提高光电刺激的空间分别率；该装置规格小，组成简单，材料能耗小，使用稳定，能够保证得到的金属氧化物界面装置可有效用于细胞刺激，与组织匹配度高，能够满足对生物组织调控地需求。
具体的，提供的金属氧化物界面装置包括衬底，提供的衬底用于支撑金属氧化物阵列并于生物组织贴附，保证金属氧化物阵列较好地设置，同时基于其性质稳定，有利于与细胞等界面进行接触使用，保证匹配度较高，不会导致与生物组织之间匹配度不佳导致使用效果较差。
在一些实施例中，衬底选自透明材质地衬底，其中，衬底选自玻璃、硅橡胶、塑料、水凝胶、聚氨酯中的至少一种。根据不同的需要选择不同材质的衬底进行使用。
在一些实施例中，选择玻璃材质的透明衬底主要用于体外细胞的刺激和观察；在另一些实施例中，选择硅橡胶、塑料、水凝胶、聚氨酯等材质的透明衬底主要用于体内或体表的细胞刺激。
进一步地，为了增强与生物组织地贴附效果，可将硅橡胶在特定模具中聚合制备，或采用聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯等聚合物中的一种或多种在上述模具中注塑成型制备，可以保证得到地衬底与生物组织优异地贴合。
在一些实施例中，衬底的厚度为10～100微米。控制衬底较薄，保证提供的金属氧化物界面装置较小，能够与细胞、生物组织相互匹配，提高使用效果。
具体的，金属氧化物界面装置，还包括设置在衬底任一表面的金属氧化物阵列，由于金属氧化物一般具有生物稳定性，金属氧化物阵列为具有纳米尺度有序排列的金属氧化物阵列，能够将特定波长的外界激发光转变为电流并传输到周围的细胞上，实现功能性电刺激的目的，提高光电刺激的空间分别率；得到的装置结构组成简单，规格小，保证该材料能耗小，性质稳定，能够保证得到的金属氧化物界面装置可有效用于细胞刺激，与组织匹配度高，能够满足对生物组织调控地需求。
在一些实施例中，金属氧化物阵列选自二氧化钛纳米阵列、三氧化钨纳米阵列、氧化锌纳米阵列、二氧化锡纳米阵列、三氧化二铁纳米阵列、二氧化钼纳米阵列和钒酸铋纳米阵列中的至少一种。所提供的金属氧化物阵列均在可见光条件下，具有一定的生物稳定性，其可以将特定波长的外界激发光转变为电流并传输到周围的细胞上，实现功能性电刺激的目的，其中，金属氧化物阵列的光电流大小与激发光的频率和强度呈正比，可以通过控制光的频率和强度，进而控制激发光对于定点位置上实施刺激。
在一些实施例中，金属氧化物阵列的厚度为1～100微米。控制金属氧化物阵列的厚度适中，既保证可将特定波长的外界激发光转变为电流并传输到周围的细胞上，实现功能性电刺激的目的；又确保得到的金属氧化物界面装置大小适中，在使用过程中与组织匹配度较高。
在一些实施例中，金属氧化物阵列包括间隔设置的纳米金属氧化物阵列单元，其中，纳米金属氧化物阵列单元的直径为5～500纳米。通过控制每个纳米金属氧化物阵列单元的直径，保证具有良好的生物相容性，同时可以针对特定的细胞实现亚细胞水平的光电刺激。
在一些实施例中，金属氧化物阵列还包括具有图案化表面的金属氧化物阵列，基于所需要实现功能提供不同的表面通过修饰形成图案化的金属氧化物阵列。具有图案化表面的金属氧化物阵列的尺度、形状、分布大小可根据要求自动调节，通过设置具有图案化的金属氧化物阵列，能够使该装置成为生物材料研究中涉及的精准相互作用(例如靶向生物识别等方面)的平台利用，以实现特定的功能。进一步的，图案化处理方法选自涂敷、材料打印、磁控溅射中的一种或者多种。
在一些实施例中，金属氧化物阵列还包括含有掺杂元素的金属氧化物阵列，其中，掺杂元素选自金元素、铂元素、铱元素、碳元素中的至少一种。通过掺杂一定的上述元素，能够显著增加氧化物的光催化/光反应效率，提高导电性能。
在一些实施中，含有掺杂元素的金属氧化物阵列中，掺杂元素的掺杂量为0.05wt％～5wt％。控制元素的掺杂量，能够确保能够较好地提高制备得到的装置的导电性能。
本申请实施例第二方面提供一种金属氧化物界面装置的制备方法，包括如下步骤：
S01.提供衬底和金属基底；
S02.将金属基底通过电化学氧化的处理方法得到金属氧化物阵列；
S03.将金属氧化物阵列设置于衬底的任一表面，得到金属氧化物界面装置。
本申请第二方面提供的金属氧化物界面装置的制备方法，该方法采用电化学氧化的处理方法对金属基底进行处理得到金属氧化物阵列，再将金属氧化物阵列设置于衬底的任一表面，得到金属氧化物界面装置。该制备方法简单方便，操作简易，能够广泛应用。
步骤S01中，提供衬底和金属基底。
在一些实施例中，提供衬底，选择玻璃衬底即可直接进行使用。在另一些实施例中，为了增强与生物组织的贴附，透明衬底可以由硅橡胶在特定模具中聚合制备，或者采用聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯等聚合物中的一种或多种在上述模具中注塑成型制备。
进一步，金属基底选自金属片、金属网、金属膜中的一种或多种。
步骤S02中，将金属基底通过电化学氧化的处理方法得到金属氧化物阵列。其中，电化学氧化的处理方法采用常规的电化学方法对金属基底进行处理。
在本发明具体实施例中，以阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列，在两电极电解池中进行，以金属钛为阳极，以铂片作为阴极，在pH≤5的含氟电液中，在电压为5～25V的条件下进行氧化制备，得到金属氧化物阵列。
在一些实施例中，金属氧化物阵列选自具有图案化表面的金属氧化物阵列，其中，图案化处理方法可以是涂敷、材料打印、磁控溅射中的一种或者多种。
在具体实施例中，制备图案化的金属氧化物阵列的步骤包括：在衬底的任一面预先留置模板；通过磁控溅射或者材料打印制备金属基底；再除去模板即得到图案化的金属基底，可以满足不同的刺激需求。
步骤S03中，将金属氧化物阵列设置于衬底的任一表面，得到金属氧化物界面装置。
在一些实施例中，将金属氧化物阵列通过直接涂敷、热压、材料打印、磁控溅射等方式设置于衬底的任一表面，得到金属氧化物界面装置。
在具体实施例中，若衬底选自水凝胶衬底，可通过现场聚合或涂敷的方式形成水凝胶衬底，将金属氧化物阵列包裹于水凝胶衬底内部，形成稳定的金属氧化物界面。形成的具有自黏附性的水凝胶衬底可以将金属氧化物阵列包裹并固定于创面上。在光照条件下，可以实现对创口组织的刺激，促进细胞生长和分化，在帮助伤口愈合的同时还能实现杀菌的功能。
第三方面，本申请提供一种金属氧化物界面装置的应用，金属氧化物界面装置在细胞培养及筛选，细胞刺激、抗菌、创口组织刺激及修复、生物识别及诊断的应用。
本申请第三方面提供的金属氧化物界面装置的应用，基于得到的金属氧化物界面装置规格小，组成简单，材料能耗小，使用稳定，能够保证得到的金属氧化物界面装置可有效用于细胞刺激，与组织匹配度高，其可以广泛、高效应用细胞培养及筛选，细胞刺激、抗菌、创口组织刺激及修复、生物识别及诊断等方面；能够实现亚微米尺度空间分辨、全无线的细胞刺激，为细胞的功能学研究、神经康复、创口愈合等需求提供高性能的研究和治疗工具。
在一些实施例中，金属氧化物界面装置的应用中，将金属氧化物界面装置直接贴附于细胞培养板上，在光照条件下诱发电流，实现对特定细胞亚群或者单个细胞的特定位点进行刺激。
在具体实施例中，通过控制光照的强度为5mW/cm2～500mW/cm2，光电流大小与激发光的频率和强度呈正比，可通过选择光的频率和强度来控制。由于金属氧化物一般均具有生物稳定性，可将于细胞刺激的金属氧化物界面装置贴附于细胞培养皿表面，并在界面上进行细胞培养，通过显微镜镜头、透镜或光纤将激发光聚焦于特定位点的氧化物上实施刺激。
在一些实施例中，金属氧化物界面装置的应用中，金属氧化物界面装置可以直接植入于视网膜上，将外界的光转变为电流，实现对视网膜神经细胞的高空间分辨刺激，重新获得部分光感或者视力。
在一些实施例中，金属氧化物界面装置的应用中，金属氧化物界面装置可以制备贴附于体表的创面，在光照条件下诱发电流，实现抗菌和刺激细胞生长、分化的目的。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
金属氧化物界面装置及其制备方法
金属氧化物界面装置
金属氧化物界面装置，包括衬底，以及设置在衬底任一表面的金属氧化物阵列；
其中，衬底选自玻璃衬底，衬底的厚度为10微米；
金属氧化物阵列选自二氧化钛纳米阵列，金属氧化物阵列的厚度为50微米，其中，金属氧化物阵列包括间隔设置的纳米金属氧化物阵列单元，且，纳米金属氧化物阵列单元的直径为50纳米。
金属氧化物界面装置的制备方法
根据实施例1，提供衬底和金属基底，其中，衬底100如图1所示，选自玻璃衬底；金属基底101选自金属片，如图2所示，为整合了金属基底101的透明衬底100；
将金属基底101通过电化学氧化的处理方法得到金属氧化物阵列200，如图3所示，其中，以阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列，在两电极电解池中进行，以金属钛为阳极，以铂片作为阴极，在pH≤5的含氟电液中，在电压为5～25V的条件下进行氧化制备，得到金属氧化物阵列200；
将金属氧化物阵列通过热压的方法设置于衬底的任一表面，得到金属氧化物界面装置。
实施例2
金属氧化物界面装置及其制备方法
金属氧化物界面装置
金属氧化物界面装置，包括衬底，以及设置在衬底任一表面的金属氧化物阵列；
其中，衬底选自玻璃衬底，衬底的厚度为20微米；
金属氧化物阵列选自三氧化钨纳米阵列，金属氧化物阵列的厚度为100微米，其中，金属氧化物阵列为表面通过修饰形成图案化的金属氧化物阵列，图案化为圆形图案化；
金属氧化物界面装置的制备方法
根据实施例2，提供衬底和金属材料；
如图4所示，在衬底100的任一表面预留设置模板105，通过磁控溅射或者材料打印制备金属基底101，除去模板即得到图案化的金属基底(如图5所示)，即可得到金属氧化物界面装置。
实施例3
金属氧化物界面装置及其制备方法
金属氧化物界面装置
金属氧化物界面装置，包括衬底，以及设置在衬底任一表面的金属氧化物阵列；
其中，衬底选自柔性衬底103，柔性衬底为硅橡胶、塑料、聚氨酯的混合物，衬底的厚度为20微米；
金属氧化物阵列选自二氧化锡纳米阵列，金属氧化物阵列的厚度为150微米，其中，金属氧化物阵列包括间隔设置的纳米金属氧化物阵列单元，且，纳米金属氧化物阵列单元的直径为50纳米。
金属氧化物界面装置的制备方法
根据实施例3，提供柔性衬底和金属材料；
如图6所示，通过磁控溅射在柔性衬底103上制备一层金属基底101，将金属基底通过电化学氧化的处理方法进行处理得到金属氧化物阵列200，制备金属氧化物界面装置。
实施例4
金属氧化物界面装置及其制备方法
金属氧化物界面装置
金属氧化物界面装置，包括衬底，以及设置在衬底任一表面的金属氧化物阵列；
其中，衬底选自柔性衬底，柔性衬底为水凝胶衬底，衬底的厚度为20微米；
金属氧化物阵列选自二氧化锡纳米阵列，金属氧化物阵列的厚度为150微米，其中，金属氧化物阵列包括间隔设置的纳米金属氧化物阵列单元，且，纳米金属氧化物阵列单元的直径为50纳米。
金属氧化物界面装置的制备方法
根据实施例4，提供衬底和金属薄片；
如图7所示，提供金属薄片102，可直接将金属薄片通过电化学氧化处理成金属氧化物阵列，得到的金属氧化物阵列
提供水凝胶衬底104，通过现场聚合或者涂敷的方式形成水凝胶衬底，将金属氧化物阵列200包裹于水凝胶衬底104内，形成稳定的金属氧化物界面，得到的金属氧化物界面装置如图8所示。
性能测试及结果分析：
性能测试(一)
将实施例1得到的金属氧化物界面装置应用于神经细胞的刺激
(1)将实施例1得到的金属氧化物界面装置应用于神经细胞的刺激示意图如图9所示，以原代神经细胞的光刺激为例；首先将制备的金属氧化物薄膜贴附于细胞培养皿上，消毒后备用；随后将新生小鼠的海马神经元300分离出并培养在金属氧化物界面200上；经过7天的培养后，可得稳定生长在金属氧化物界面上的神经元。通过倒置荧光显微镜，可将激发光通过物镜直接导入到视野范围内，照射特定位置的金属氧化物，产生光电流，并激活神经元的特定部位，引发神经元的电活动。
(2)金属氧化物阵列作用的原理图如图10所示，由于金属氧化物阵列200具有良好的生物相容性，并且中单个纳米阵列单元的直径为5-500nm，因此，可以针对特定的神经细胞300实现亚细胞水平的光电刺激。
(3)透明衬底100和金属氧化物阵列200均可以直接放置于细胞培养皿301中，用于神经细胞300的刺激和观察。图11为金属氧化物界面在神经细胞刺激中的具体应用示意。在实际操作中，可以通过倒置荧光显微镜400发出特定波长的激发光，实现对神经细胞300的高空间分辨刺激。
性能测试(二)
将实施例4得到的金属氧化物界面装置应用于体表
实施例4得到的金属氧化物界面装置具有自黏附性的水凝胶衬底104可以将金属氧化物阵列200包裹并固定于创面上，如图12所示。在光照条件下，可以实现对创口组织的刺激，促进细胞生长和分化，在帮助伤口愈合的同时还能实现杀菌的功能。
综上，本申请提供的一种金属氧化物界面装置，其包括了衬底，提供的衬底用于支撑金属氧化物阵列并于生物组织贴附，保证金属氧化物阵列较好地设置，同时所提供的衬底性质稳定，有利于与细胞等界面进行接触使用；进一步，设置在衬底任一表面的金属氧化物阵列，其中，金属氧化物阵列为具有纳米尺度有序排列的金属氧化物阵列，能够将特定波长的外界激发光转变为电流并传输到周围的细胞上，实现功能性电刺激的目的，提高光电刺激的空间分别率；该装置规格小，组成简单，材料能耗小，使用稳定，能够保证得到的金属氧化物界面装置可有效用于细胞刺激，与组织匹配度高，能够满足对生物组织调控地需求。
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)

1.一种金属氧化物界面装置，其特征在于，包括衬底，以及设置在所述衬底表面的金属氧化物阵列；其中，所述金属氧化物阵列选自二氧化钛纳米阵列、三氧化钨纳米阵列、氧化锌纳米阵列、二氧化锡纳米阵列、三氧化二铁纳米阵列、二氧化钼纳米阵列和钒酸铋纳米阵列中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的金属氧化物界面装置，其特征在于，所述金属氧化物阵列的厚度为1～100微米。
3.根据权利要求1所述的金属氧化物界面装置，其特征在于，所述金属氧化物阵列包括间隔设置的纳米金属氧化物阵列单元，其中，所述纳米金属氧化物阵列单元的直径为5～500纳米。
4.根据权利要求1～3任一所述的金属氧化物界面装置，其特征在于，所述金属氧化物阵列还包括具有图案化表面的金属氧化物阵列。
5.根据权利要求1～3任一所述的金属氧化物界面装置，其特征在于，所述金属氧化物阵列还包括含有掺杂元素的金属氧化物阵列，其中，所述掺杂元素选自金元素、铂元素、铱元素、碳元素中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的金属氧化物界面装置，其特征在于，所述含有掺杂元素的金属氧化物阵列中，所述掺杂元素的掺杂量为0.05wt％～5wt％。
7.根据权利要求1所述的金属氧化物界面装置，其特征在于，所述衬底选自玻璃、硅橡胶、塑料、水凝胶、聚氨酯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的金属氧化物界面装置，其特征在于，所述衬底的厚度为10～100微米。
9.一种金属氧化物界面装置的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供衬底和金属基底；
将所述金属基底通过电化学氧化的处理方法得到金属氧化物阵列；
将所述金属氧化物阵列设置于所述衬底的任一表面，得到金属氧化物界面装置。
10.一种金属氧化物界面装置的应用，其特征在于，所述金属氧化物界面装置在细胞培养及筛选，细胞刺激、抗菌、创口组织刺激及修复、生物识别及诊断的应用。
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