一种柔性植入式神经光电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性植入式神经光电极，包括依次设置的记录电极层、金属互联层和光学器件层，记录电极层上设置有多个电极位点，金属互联层用于将电极位点与神经成像系统的后端相连，光学器件层用于将激光从神经成像系统的后端传输到柔性植入式神经光电极并射出。本发明专利技术还公开了一种制备上述柔性植入式神经光电极的方法。本发明专利技术提供的柔性植入式神经光电极集成度高，可以实现多通道、高密度的信号记录；植入脑内的部分尺寸较小，可以减小器件植入对脑组织的损伤；采用柔性材料与脑组织杨氏模量较为匹配，可以减小器件植入在体过程造成的神经瘢痕，实现长期在体稳定记录；通过光电信号互联可以实现精准刺激、原位记录以及跨脑区同步记录。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性植入式神经光电极及其制备方法
本专利技术涉及神经科学
，具体涉及一种柔性植入式神经光电极及其制备方法。
技术介绍
光电极是一种将给光刺激与电活动记录功能集成在一起的一种电生理器件，主要配合光遗传学技术应用。目前，人们通常采用光学技术和遗传技术相结合的方式来实现选择性控制细胞行为，并且设计并制备出可同时实现光调控和多通道电生理记录的器件，即神经光电极。现有最简单的神经光电极是光纤电镀式光电极，其是在锥形光纤头上电镀金属层，再在金属层外用绝缘层封装只在尖端处暴露出电记录点，以记录光激活的神经活动。然而，光纤电镀式光电极具有尺寸较大，集成度较低，仅能实现单个电极记录点的劣势。为此，人们开发出了更高集成度的植入式神经光电极，常见的主要有光源LED式植入光电极以及波导式植入光电极。光源LED式植入光电极是在记录电极附近加装LED芯片作为光源实现光刺激；波导式植入光电极是在衬底上制造波导将光从器件后端传导到器件前端记录电极附近实现光刺激。然而，光源LED式植入光电极中的LED芯片功耗较高，LED芯片发热会对脑组织造成伤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性植入式神经光电极，其特征在于，所述柔性植入式神经光电极(1)设置于具有光电刺激和记录功能的神经成像系统的前端，所述柔性植入式神经光电极(1)包括记录电极层(5)、金属互联层(6)和光学器件层(7)，/n所述记录电极层(5)上设置有多个用于产生电刺激和记录神经细胞所产生的神经信号的电极位点(51)，/n所述金属互联层(6)位于所述记录电极层(5)的下方，所述金属互联层(6)用于将所述电极位点(51)与所述神经成像系统的后端相连，/n所述光学器件层(7)位于所述金属互联层(6)的下方，所述光学器件层(7)用于将激光从所述神经成像系统的后端传输到所述柔性植入式神经光电极(1)并射出。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性植入式神经光电极，其特征在于，所述柔性植入式神经光电极(1)设置于具有光电刺激和记录功能的神经成像系统的前端，所述柔性植入式神经光电极(1)包括记录电极层(5)、金属互联层(6)和光学器件层(7)，
所述记录电极层(5)上设置有多个用于产生电刺激和记录神经细胞所产生的神经信号的电极位点(51)，
所述金属互联层(6)位于所述记录电极层(5)的下方，所述金属互联层(6)用于将所述电极位点(51)与所述神经成像系统的后端相连，
所述光学器件层(7)位于所述金属互联层(6)的下方，所述光学器件层(7)用于将激光从所述神经成像系统的后端传输到所述柔性植入式神经光电极(1)并射出。


2.根据权利要求1所述的柔性植入式神经光电极，其特征在于，所述柔性植入式神经光电极(1)还包括第一柔性封装层(9)、第二柔性封装层(10)和第三柔性封装层(11)，
所述第一柔性封装层(9)位于所述光学器件层(7)与所述金属互联层(6)之间，
所述第二柔性封装层(10)位于所述金属互联层(6)与所述记录电极层(5)之间，
所述第三柔性封装层(11)位于所述记录电极层(5)的上方，所述第三柔性封装层(11)上设置有多个镂空孔(12)，多个所述镂空孔(12)与多个所述电极位点(51)一一对应设置。


3.根据权利要求1所述的柔性植入式神经光电极，其特征在于，所述金属互联层(6)包括多根金属导线(61)，多个所述电极位点(51)分别通过多根所述金属导线(61)与所述神经成像系统的后端连接。


4.根据权利要求1所述的柔性植入式神经光电极，其特征在于，所述柔性植入式神经光电极(1)还包括柔性聚合物衬底(8)，所述光学器件层(7)设置于所述柔性聚合物衬底(8)上，
所述光学器件层(7)包括波导(71)、输入光栅(721)和输出光栅(722)，所述输入光栅(721)用于将激光耦合进入所述波导(71)中进行传输，所述波导(71)用于将激光从所述神经成像系统的后端传输到所述柔性植入式神经光电极(1)前端并通过所述输出光栅(722)将光耦合射出。


5.根据权利要求2所述的柔性植入式神经光电极，其特征在于，所述柔性聚合物衬底(8)、所述第一柔性封装层(9)、所述第二柔性封装层(10)和所述第三柔性封装层(11)均采用柔性聚合物材料制成。


6.一种制备如权利要求1-5中任一项所述的柔性植入式神经光电极的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：准备洁净的基底(13)备用；
S2：在步骤S1准备好的基底(13)上制备得到镍牺牲层(14)；
S3：在步骤S2得到的镍牺牲层(14)上制备柔性聚合物衬底(8)；
S4：在步骤S3制备的柔性聚合物衬底(8)上形成光学器件层(7)；
S5：在步骤S4形成的光学器件层(7)上制备得到第一柔性封装层(9)；
S6：在步骤S5得到的第一柔性封装层(9)上形成金属互联层(6)；
S7：在步骤S6形成的金属互联层(6)上制备得到第二柔性封装层(10)；
S8：在步骤S7得到的第二柔性封装层(10)上形成记录电极层(5)；
S9：在步骤S8形成的记录电极层(5)上制备得到第三柔性封装层(11)；
S10：刻蚀除去...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶虎，顾驰，周志涛，魏晓玲，杨会然，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31