電極的材料、大小和與組織接觸界面的大小對(duì)刺激阻抗都有很大的影響，具有低阻抗、高電荷密度的耐腐蝕的金屬鉑、金和銥（Ir）是目前應(yīng)用得比較廣泛的電極材料。隨著MEMS工藝的發(fā)展，電極表面的修飾和加工有效地改善了刺激電流的傳輸效率，也提高了電極在眼球組織內(nèi)的穩(wěn)定性。德國(guó)亞琛大學(xué)的W. Mokwa等人在視網(wǎng)膜上第三代假體（EPI-RET-3）的臨床實(shí)驗(yàn)中制作了凸起的金電極，直徑為100 μm，凸起高度25 μm，電極外層電鍍氧化銥（IrOx）薄膜，使得最高電荷輸入量增大到95 mC/cm2。電鍍后的粗糙表面擴(kuò)大了有效面積，從而增大了電荷輸入量。

基于MEMS工藝的視網(wǎng)膜假體微電極采用的襯底材料可以分為硅樹脂（例如PDMS），環(huán)氧基樹脂和各種聚合物（包括聚酰亞胺、聚對(duì)二甲苯、聚氨酯等）三類。其中，聚對(duì)二甲苯具有良好的保形性，作為保護(hù)性涂層材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，其變體parylene C具有很低的化學(xué)滲透性，在眼球內(nèi)的生物相容性良好，是優(yōu)良的襯底材料。而聚酰亞胺用于微電極加工的成本更低、周期更短，是現(xiàn)階段視覺假體臨床實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用最廣泛的襯底材料。

假體的3維結(jié)構(gòu)掃描電鏡圖

視網(wǎng)膜假體的刺激電極主要分為兩類：平面電極和3維或柱狀電極。材料主要為稀有金屬（鉑、金、銥等）、金屬?gòu)?fù)合物（TiN，IrOx等）、合金和導(dǎo)電聚合物等。理想的電極材料在承受較高電荷密度的同時(shí)，還要避免發(fā)生不可逆的電化學(xué)反應(yīng)，包括金屬的腐蝕和溶解、氣體逸出和產(chǎn)生有毒化學(xué)物質(zhì)。研究表明，鉑、銥和鉑銥合金相對(duì)其他材料具有更高的電容，因而常被用于制作長(zhǎng)期植入的神經(jīng)刺激電極。為了突破電荷注入量的限制，可以在電極表面電鍍氧化銥薄膜，以此增大電化學(xué)表面積，但是頻繁的電脈沖會(huì)導(dǎo)致氧化銥薄膜電荷密度水平的不穩(wěn)定。另一類氮化鈦涂層在較大的電壓差情況下會(huì)受到破壞，甚至喪失電荷注入的性能。因此，希望研發(fā)更多諸如PEDOT的新型電極材料和導(dǎo)電聚合材料，使電極與組織接觸面的電化學(xué)性能和表面結(jié)構(gòu)能達(dá)到更理想的眼內(nèi)植入和刺激的要求。

由于眼內(nèi)視網(wǎng)膜的組織環(huán)境、視覺假體分辨率的要求以及刺激條件的參數(shù)控制等因素，視網(wǎng)膜薄膜電極的設(shè)計(jì)需要參考各方面的因素來(lái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼壑浴?yōu)化和改進(jìn)。比如，在刺激陣列覆蓋面積一定的情況下，如果增加刺激電極的數(shù)量，那么單個(gè)電極面積就會(huì)減小，從而導(dǎo)致阻抗的增加，因此不得不增大輸出電流作為補(bǔ)償，這樣刺激芯片的功耗也會(huì)隨之上升。另一方面，患者的病情是不斷變化的，除了要求植入體具備長(zhǎng)期的穩(wěn)定性和生物相容性之外，還應(yīng)當(dāng)考慮到對(duì)刺激閾值的調(diào)節(jié)、電極陣列有效固定等重要問(wèn)題。因?yàn)橹踩腙嚵腥绻c視網(wǎng)膜組織的貼合度不理想的話，會(huì)增加刺激閾值，甚至失效；而不同的個(gè)體和不同的病程也要求調(diào)節(jié)合適的刺激閾值，達(dá)到理想的刺激效果。由于部分生物放大的功能，相對(duì)視網(wǎng)膜上假體，視網(wǎng)膜下假體的刺激閾值要低一些，貼合度也相對(duì)好一些。

通過(guò)微傳感器技術(shù)、材料科學(xué)和電子工程多方學(xué)科的交叉合作，視覺修復(fù)的研究在近幾十年里取得了各方面的突破性進(jìn)展，從最初植入16個(gè)刺激電極陣列發(fā)展到49個(gè)、60個(gè)，希望不久的將來(lái)能實(shí)現(xiàn)滿足閱讀和人臉識(shí)別最低要求的1000個(gè)電極的植入，為視網(wǎng)膜變性疾病致盲的患者帶來(lái)福祉。盡管視網(wǎng)膜信息處理的機(jī)制還沒有完全破解，微型電路設(shè)計(jì)、電極封裝等工藝還有待完善，但是我們相信視網(wǎng)膜假體的研究在各相關(guān)領(lǐng)域研究者的不斷努力和合作下，一定能夠達(dá)到幫助盲人恢復(fù)視覺的目標(biāo)。