一种植入式神经电极系统技术方案

本发明专利技术公开了一种植入式神经电极系统，包括植入式神经电极、皮下引线和经皮接口；经皮接口包括经皮管，经皮管具有第一端和第二端，第一端处设置有皮下固定部，第二端处设置有可与外界进行电连接的接插件；植入式神经电极通过皮下引线与接插件形成电连接，所述皮下引线穿过经皮管的管腔。

An implantable nerve electrode system

【技术实现步骤摘要】
一种植入式神经电极系统
本专利技术涉及医疗器械领域，尤其涉及一种基于碳纳米管线的神经电极系统。
技术介绍
针对顽固性的神经退行性疾病或神经功能损伤，传统的药物或手术难以治愈，医学界已经越来越多地将目光转向基于人工电子设备的神经功能修复方式。例如，通过深脑电刺激可以治疗帕金森、癫痫以及抑郁症等疾病。作为人工电子设备与生物体神经系统的物理通道，植入式神经电极可以进行神经电信号的记录或者刺激神经组织，其性能直接决定了神经功能修复的有效性。为了实现长期稳定的体内神经电信号采集以及神经电刺激，在设计植入式电极系统时，电极材料方面主要考虑其生物相容性、稳定性、信噪比等；配套元件方面主要考虑生物电信号的传输交互能力、机械性能等。传统的神经电极多采用硅、聚酰亚胺、铂铱合金丝等材料进行体内神经电信号的记录与刺激，但是难以做到高生物相容性、柔性(低机械损伤性)、高信噪比和高电荷注入能力的统一。中国专利技术专利CN106963358A公开了一种基于碳纳米管线的植入式神经电极。碳纳米管线有着不俗的抗拉强度，能够被加工至很细的直径水平且不被生物体组织内力扯断；此外，单质碳具有极好的生物相容性，且单位面积的阻抗极小，电荷注入能力很高，保证了在极小的直径下的有效的电刺激的持久性和有效性。特别之处是，碳纳米管线具有很低的抗弯模量，在极小的直径下，柔性将远远高于铂、铱等金属，很好地贴合神经纤维，对组织造成的机械损伤很小。因此，碳纳米管线是适合长期植入的理想电极材料。然而，碳纳米管线作为一种极细的电极材料不能够直接通过皮下走线引出表皮。另外，由于碳纳米管线直径在微米级，与较粗的电极引线的力学适配较大，容易造成脱落、高噪声等问题。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是如何将植入式神经电极的皮下引线引出表皮，同时如何保证碳纳米管线电极与皮下引线的力学适配问题。有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术提供一种植入式神经电极系统，包括植入式神经电极、皮下引线和经皮接口；经皮接口包括经皮管，经皮管具有第一端和第二端，第一端处设置有皮下固定部，第二端处设置有可与外界进行电连接的接插件；植入式神经电极通过皮下引线与接插件形成电连接，皮下引线穿过经皮管的管腔。进一步地，植入式神经电极由碳纳米管线制成。可选地，植入式神经电极由铂铱合金丝制成。进一步地，皮下固定部为与经皮管一体成型的凸缘盘。进一步地，皮下固定部与经皮管由医用硅胶制成。进一步地，接插件为排针或排母，管腔内部填充有绝缘材料。绝缘材料优选为环氧树脂AB胶或者硅胶。优选地，经皮管的管腔直径为3mm至10mm。进一步地，还包括中间导线，中间导线位于植入式神经电极和皮下引线之间，中间导线的直径大于碳纳米管线，且小于皮下引线。优选地，中间导线由铂铱合金或不锈钢制成。优选地，由碳纳米管线制成的植入式神经电极的直径为10nm至100μm。优选地，皮下引线的直径为50μm至1mm。进一步地，植入式神经电极包括电极暴露部分与电极绝缘部分，中间导线包括第一非绝缘部分和绝缘部分，电极暴露部分被设置为缠绕在第一非绝缘部分之上，且其上依次还涂敷有第一导电材料和第一绝缘材料。优选地，第一导电材料为导电银胶，第一绝缘材料为环氧树脂AB胶或者医用硅胶。进一步地，中间导线还包括第二非绝缘部分，第二非绝缘部分被设置为缠绕在皮下引线之上，且其上依次还涂敷有第二导电材料和第二绝缘材料。优选地，第二导电材料为导电银胶，第二绝缘材料为环氧树脂AB胶或者医用硅胶。与现有技术相比，本专利技术具有如下具体的有益效果：1.碳纳米管线材料具有优越的柔性与抗拉强度，相比铂铱合金丝等传统电极材料，在体长期植入后不易对组织造成机械损伤，也不易被组织内力扯断。2.碳纳米管线神经电极通过引入中间导线和皮下引线与经皮接口连接，并且对第一级与第二级连接位置设置了保护措施，有效降低了因神经电极与皮下走线直径相差过大带来的脱落、断裂等可能性。3.通过采用较细的皮下引线，减少了对生物体的损害，降低了因生物体运动而造成的导线脱落的可能。4.经皮接口采用3D打印技术，进行一体化设计，尺寸小，生物相容性高，适合长期植入，以及提高神经信号记录的信噪比。5.皮下走线经由经皮接口管腔与排针底座与排针连接，连接方式为焊接；排针、皮下走线与经皮接口管腔内壁之间的缝隙由医用环氧树脂填充；排针下端与皮下走线相连接，上端可另外引出导线至外部处理/信号输入设备。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1为本专利技术的一种具体实施方式的植入式电极、中间导线和皮下引线的示意图；图2为本专利技术的一种具体实施方式的植入式电极、中间导线、皮下引线和经皮接口的示意图；图3为本专利技术的一种优选实施方式用在脑皮层和深脑部位的示意图；其中，200：神经电极(碳纳米管线电极)；300：中间导线；400：皮下引线1.电极暴露部分2.电极绝缘部分3.中间导线暴露部分4.中间导线绝缘部分5.皮下引线6.神经电极与中间导线连接处的绝缘层7.中间导线与皮下引线线连接处的绝缘层8.经皮管腔外壁9.经皮管腔内壁10.皮下固定部11.经皮管12.排针座13.排针14.植入式电极及其中间导线15.外周神经束16.外周神经外膜17.外周神经干18.经皮接口具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明。根据本专利技术的的一个具体实施例如图1-3所示。如图1-2所示，该植入式电极系统包括植入式神经电极200、中间导线300、皮下引线400以及经皮接口100。植入式神经电极在附图所示出的实施例中为碳纳米管线制成，碳纳米管线的直径为10μm。在其他的实施例中，碳纳米管线的直径优选在10nm至100μm之间。该碳纳米管线由多条0.1nm-10nm的单根碳纳米管拉制而成。基于碳纳米管线的植入式神经电极包括暴露部分和绝缘部分，暴露部分与绝缘部分来源于同一根碳纳米管线电极，暴露部分的碳纳米管线电极直接暴露，绝缘部分的碳纳米管线电极被绝缘层包裹；暴露部分用于电信号的记录或者对神经进行刺激。暴露部分的碳纳米管线电极长度范围是1μm-500μm。绝缘部分的绝缘层材料为C型聚对二甲苯(Parylene-C)或者医用硅胶(Silicone)。绝缘部分的绝缘层厚度为1μm-5μm。在另其他实施例中，植入式神经电极也可由铂铱合金丝制成。参见图1，植入式神经电极200与中间导线300的一端连接。植入式神经电极包括电极暴露部分1与电极绝缘部分2；中间导线300包括非绝缘部分3和绝缘部分4，电极暴露部分1被设置为缠绕在非绝缘部分3之上，且其上依次还涂敷有导电材料和绝缘材料6。在本实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植入式神经电极系统，其特征在于，包括/n植入式神经电极、皮下引线和经皮接口；/n所述经皮接口包括经皮管，所述经皮管具有第一端和第二端，所述第一端处设置有皮下固定部，所述第二端处设置有可与外界进行电连接的接插件；/n所述植入式神经电极通过所述皮下引线与所述接插件形成电连接，所述皮下引线穿过所述经皮管的管腔。/n

【技术特征摘要】
1.一种植入式神经电极系统，其特征在于，包括
植入式神经电极、皮下引线和经皮接口；
所述经皮接口包括经皮管，所述经皮管具有第一端和第二端，所述第一端处设置有皮下固定部，所述第二端处设置有可与外界进行电连接的接插件；
所述植入式神经电极通过所述皮下引线与所述接插件形成电连接，所述皮下引线穿过所述经皮管的管腔。


2.如权利要求1所述的植入式神经电极系统，其中，所述植入式神经电极由碳纳米管线制成。


3.如权利要求1所述的植入式神经电极系统，其中，所述植入式神经电极由铂铱合金丝制成。


4.如权利要求1所述的植入式神经电极系统，其中，所述皮下固定部为与所述经皮管一体成型的凸缘盘。


5.如权利要求4所述的植入式神经电极系统，其中，所述皮下固定部与所述经皮管由医用硅胶制成。


6.如权利要求1所述的植入式神经电极系统，其中，所述接插件为排针或排母，所述管腔内部填充有绝缘材料。


7.如权利要求6所述的植入式神经电极系统，其中，所述绝缘材料为环氧树脂AB胶或者硅胶。


8.如权利要求1所述的植入式神经电极系统，其中，所述经皮管的所述管腔直径为3mm至10mm。


9.如权利要求2所述的植入式神经电极系统，其中，还包括中间导线，所述中间导线位于所述植入式神经电极和所述皮下引线之间，所述中间导线的直径大于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋晓红，王逸林，朱璟然，朱丰源，苏江媛，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31