脑机接口领域取得关键技术突破,精密制造设备成产业支撑

2026-02-22
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摘要 据了解,脑机接口的制造涉及多种精密加工工艺,并需要多种类型的加工设备。其中,应用较多的是光刻机(用于制造微电极阵列和芯片的图案化结构)、薄膜沉积设备(用于在电极表面沉积生物相容性涂层)、微纳加工设备(用于对微纳结构进行精确刻蚀和加工,实现电极的微细化和复杂结构制造)等。

脑机接口领域取得关键技术突破,精密制造设备成产业支撑

“十五五”规划建议将脑机接口纳入六大未来产业之一,标志着该技术由科研探索阶段迈入国家经济发展的核心赛道。当前,我国在脑机接口领域呈现出多区域协同发展的态势,政策引导、平台建设与产业生态的不断完善,推动各地积极布局这一战略新兴产业。那么,脑机接口的技术实现与临床转化,究竟依赖哪些关键机床设备?

技术突破:碳基电极阵列引领行业新方向

近日,据中国日报网报道,西北工业大学常洪龙与吉博文科研团队成功研发出三维锥形碳基软性大脑皮层电极阵列,解决了长期困扰行业的多项技术瓶颈。包括脑组织损伤、信号衰减以及生物相容性差等问题,并在国际上首次完成太空环境下的技术验证。

这项突破不仅为脑机接口的临床应用奠定了基础,也为航天医学拓展了新的可能性。团队通过多年深入研究,成功开发出一种具备优异柔软性和稳定性的电极结构,使电极与脑组织之间的接触更加紧密。

动物实验结果表明,该电极在信号采集稳定性方面远超传统金属电极,提升幅度达数百倍,可实现长期安全的神经调控功能,并可在超高场核磁共振条件下使用。目前,该设备已通过第三方医疗器械质量检验机构认证,满足医用标准,为后续临床推广扫清障碍。

脑机接口技术分类与临床应用进展

脑机接口是一种在大脑与外部设备之间建立直接通信路径的技术,广泛应用于辅助、增强或修复人体感官-运动功能。按照植入方式,可分为侵入式、非侵入式和半侵入式三类。

2025年被视为中国脑机接口产业发展的“元年”。年内多项技术取得关键突破:5月,上海阶梯医疗科技发布微创植入系统的临床试验进展;6月,南开大学团队完成全球首例介入式脑机接口辅助肢体功能修复试验;11月,武汉衷华脑机融合科技联合协和医院完成国内自主研发脑机接口芯片的首例临床植入。

近期,苏州明视脑机科技推出的植入式视觉重建系统为视觉障碍患者带来新希望。中科院脑科学与智能技术卓越创新中心则推动了从屏幕交互到三维物理交互的技术跃升。上海脑虎科技自主研发的全植入、全无线脑机接口产品也完成了首例临床应用。

产业资本持续涌入,市场规模稳步扩大

在政策与技术的双重驱动下,资本对脑机接口的关注持续升温。据动脉橙数据库统计,2025年1月至11月间,国内该领域融资事件达24起,同比增长30%。近五年累计融资近百起,总金额突破百亿元。

中国电子信息产业发展研究院数据显示,2024年我国脑机接口市场规模为32亿元,同比增长18.8%,预计2027年市场规模将达55.8亿元,年增长率维持在20%左右。

此外,国际巨头亦加快布局。埃隆·马斯克旗下的Neuralink宣布,计划于2026年实现脑机接口设备的规模化生产。

制造工艺复杂,精密设备不可或缺

脑机接口的制造涉及多个精密加工环节,需依赖多种先进设备。其中,光刻机用于电极阵列和芯片的微结构加工;薄膜沉积设备用于施加生物相容性涂层;微纳加工设备则用于高精度刻蚀和复杂结构制造。

  • 精密激光加工设备:激光切割与焊接设备用于加工外壳、电极引线等部件,确保密封性与可靠性,同时降低热损伤。
  • 数控车床与铣床:用于制造植入体外壳及支架等结构件,要求高精度与良好表面质量,以满足长期植入需求。
  • 磨床:用于电极与芯片表面的精细抛光,提升导电性能与生物相容性。
  • 电火花加工设备:适用于高硬度材料的微细结构加工,满足复杂几何形状的制造要求。
  • 精密定位与运动控制设备:如多轴控制系统和线性平台,用于手术机器人或实验装置中,确保亚微米级定位精度。

这些设备共同构成了脑机接口制造的核心工艺链,其加工精度与稳定性直接决定产品的临床性能与安全性。

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