生物体相容性电极结构体及其制造方法、以及器件及其制造方法技术

该生物体相容性电极结构体是能够连接到电子电路上并由导电性纳米材料分散在高分子介质中而成的生物体相容性电极结构体，其特征在于，所述导电性纳米材料在与所述电子电路的连接面的相反侧以比其连接面侧低的密度分散在所述高分子介质中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。本申请要求2013年7月18日在日本申请的特愿2013-149663号的优先权，并将其内容援引于此。
技术介绍
作为将用柔软材料构成的器件安装在生物体的表面或内部并从细胞或组织直接获得生物体信息的手段，利用有机半导体的柔性电子技术近年来受到关注。主要通过Pt、Au等金属进行与生物体内部的组织或细胞的电接触(非专利文献1、2)。然而，如果Pt、Au等金属与生物体内的组织或细胞直接接触，则由于生物体细胞的抗体反应，金属与组织或细胞之间发生炎症反应，因此存在难于长期进行生物体信息监测的问题。此外，生物体细胞的表面上存在褶皱等表面的起伏不平，用金属形成的电极通常为刚性，存在不能追随表面形状局部变化的问题。因此，存在电极接触不稳定、电信号不稳定等问题。由此，作为与生物体细胞直接接触的电极材料，期望开发出具有生物相容性、能够充分覆盖生物体细胞的表面且对表面形状追随性优异的材料。另外，碳纳米管(CNT)等导电性纳米材料作为柔性导电材料备受期待。专利文献1中公开了包含碳纳米管与离子液体的凝胶并富有柔软性的致动器元件用导电体材料;和包含碳纳米管、离子液体和聚合物的凝胶状组合物的致动器元件用电极层。推测在形成该凝胶或者凝胶状组合物时，通过实施在剪切力下的细分化处理，减少碳纳米管的相互缠结，在缠结减少的碳纳米管的表面通过“阳离子相互作用而结合的离子液体分子通过离子键使碳纳米管相互集结成束，从而形成凝胶或者凝胶状组合物(专利文献2)。需要说明的是，“阳离子-η”相互作用相当于氢键(范德华力的10倍左右)的强度。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利第4038685号公报专利文献2:日本专利第3676337号公报非专利文献非专利文献1: Jonathan VIenti et al,Nature Neurosicence ,2011,Vol.l4,N0.12,1599-1607非专利文献2:QuanQing et al.，PNAS,2010，Vol.107，N0.5，1882-1887
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，还未充分了解碳纳米管(CNT)等导电性纳米材料对生物体带来的影响，将其用作安装在生物体的表面或体内的器件材料的研究没有进展。实际上，专利文献1和2中并未设想其公开的材料用作安装在生物体的表面或体内的器件材料，因此对于导电性纳米材料对生物体带来的影响得到抑制的状态下的电极或具备该电极的器件没有任何记载和启示。专利文献2中记载了离子液体分子结合在碳纳米管的表面，但对于由离子液体分子覆盖碳纳米管的表面并进一步由高分子覆盖该离子液体分子层之上的构成没有任何记载和启示。此外，专利文献1中公开了包含碳纳米管、离子液体和聚合物的凝胶状组合物的电极层，但只是公开了聚合物是为了保持机械强度而混配的(段落0026等)，包含凝胶状组合物的电极层是通过加热混合碳纳米管以及离子液体的凝胶和聚合物而形成包含该凝胶状组合物的电极层的方法得到的。此外，对于用于使覆盖碳纳米管的离子液体分子成为单层的洗涤工序、用于除去未与碳纳米管结合的离子液体分子的洗涤工序、使聚合物交联的交联工序，没有任何记载和启示。此外，将导电性纳米材料分散在高分子介质中而成的材料是兼具高分子介质的柔软性和导电性纳米材料的导电性的材料，但由于含有导电性纳米材料，破坏了高分子介质原本的柔软性。此外，如果接触生物体的部分含有较多的导电性纳米材料，则有时产生炎症反应。另一方面，如果导电性纳米材料少，则电极与器件间的阻抗变大，存在不能交换高精度信息的问题。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种，所述生物体相容性电极结构体具有生物相容性，可在生物体内长时间应用，对内脏器官等的褶皱形状具有优异的追随性，可与内脏器官等之间形成非常好的界面，并同时从低频至高频均为低阻抗。解决问题的手段为了达成上述目的，本专利技术采用以下的手段。本专利技术的一个实施方式所涉及的生物体相容性电极结构体是可连接到电子电路并由导电性纳米材料分散在高分子介质中而成的生物体相容性电极结构体，所述导电性纳米材料在与所述电子电路的连接面的相反侧以比其连接面侧低的密度分散在所述高分子介质中。另外，本专利技术的一个实施方式所涉及的生物体相容性电极结构体的所述导电性纳米材料是碳纳米材料。另外，本专利技术的一个实施方式所涉及的生物体相容性电极结构体的所述高分子介质为凝胶状。另外，本专利技术的一个实施方式所涉及的生物体相容性电极结构体中，在所述第一高分子层之上配置由所述导电性纳米材料含量比所述第一高分子介质少的第二高分子介质形成的第二高分子层。另外，本专利技术的一个实施方式所涉及的生物体相容性电极结构体是从与所述电子电路的连接面侧起、依次层叠第一高分子层和第二高分子层而成，所述第一高分子层由包含所述导电性纳米材料的高分子介质形成，所述第二高分子层由不包含所述导电性纳米材料或者以比所述第一高分子层低的密度包含导电性纳米材料的高分子介质形成。此外，本专利技术的一个实施方式所涉及的器件具备上述生物体相容性电极结构体作为电极。此外，本专利技术的一个实施方式所涉及的器件是具备上述生物体相容性电极结构体的器件，其具有多个与所述生物体相容性电极结构体连接的电极，所述生物体相容性电极结构体对应于所述多个电极进行配置。此外，本专利技术的一个实施方式所涉及的器件是具备上述生物体相容性电极结构体的器件，其具有多个电极，各电极由所述第一高分子层形成，所述第二高分子层遍及所述多个电极而形成。此外，本专利技术的一个实施方式所涉及的器件是具备上述生物体相容性电极结构体的器件，其具有多个电极，各电极由所述第一高分子层和第二高分子层形成。此外，本专利技术的一个实施方式所涉及的器件是具备上述生物体相容性电极结构体的器件，其具有多个与所述生物体相容性电极结构体连接的电极，所述第一高分子层配置在每个电极上，所述第二高分子层遍及所述多个电极而形成。此外，本专利技术的一个实施方式所涉及的器件具备上述生物体相容性电极结构体，其具有多个与所述生物体相容性电极结构体连接的电极，所述第一高分子层和第二高分子层配置在每个电极上。本专利技术的一个实施方式所涉及的生物体相容性电极结构体的制造方法具有以下工序:在具有多个电极的电子电路上形成液膜的工序，所述液膜是将导电性纳米材料分散在高分子介质中而成的；使导电性纳米材料偏向存在于所述电子电路侧的工序;使液膜固化以在各电极上配置生物体相容性电极结构体的工序。本专利技术的一个实施方式所涉及的生物体相容性电极结构体的制造方法具有以下工序:在具有多个电极的电子电路上形成第一高分子介质的工序，所述第一高分子介质成为包含导电性纳米材料的第一高分子层;在所述第一高分子介质上形成第二高分子介质的工序，所述第二高分子介质成为不包含导电性纳米材料或者以比所述第一高分子层低的密度包含导电性纳米材料的第二高分子层;对所述第一高分子介质和第二高分子介质进行一并加工以使所述第一高分子介质和第二高分子介质配置在各电极上的工序。本专利技术的一个实施方式所涉及的器件的制造方法具有以下工序:在电子电路上形成第一高分子介质的工序，所述第一高分子介质成为包含导电性纳米材料的第一高分子层;在所述第一高分子介质上形成第二高分子介质的工序，所述第二高分子介质成为不包含导电性纳米材料或者以比所述第一高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物体相容性电极结构体，其特征在于，其能够连接到电子电路上并由导电性纳米材料分散在高分子介质中而成，所述导电性纳米材料在与所述电子电路的连接面的相反侧以比其连接面侧低的密度分散在所述高分子介质中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：染谷隆夫，关谷毅，鹰野玲美，
申请(专利权)人：国立研究开发法人科学技术振兴机构，
类型：发明
国别省市：日本;JP