一种高密度低噪声刚柔结合神经探针及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高密度低噪声刚柔结合神经探针及其制备方法。目前，大部分的柔性神经探针虽然具有良好的生物相容性，但其存在植入时的精准定位问题。而刚性探针虽然能够快速精准植入，却与组织的生物相容性较差。本发明专利技术拟提出一种骨架具有刚性、边缘具有柔性的高密度低噪声刚柔结合神经探针。通过探针局部柔软和整体刚性的设计，在实现精准快速植入的同时，还可以抑制炎症反应，提升植入式神经探针的使用寿命。通过在相邻记录通道导线之间设置接地导线，能够有效降低记录通道之间的信号串扰，在实现高通量的同时，还能提高记录神经信号的信噪比。号的信噪比。号的信噪比。

【技术实现步骤摘要】
一种高密度低噪声刚柔结合神经探针及其制备方法


[0001]本专利技术属于MEMS生物传感器
，具体涉及一种用于神经信号记录和神经刺激的高密度低噪声刚柔结合神经探针及其制备方法，该神经探针是通过MEMS微加工技术在SOI衬底上实现刚柔结合神经探针的制备与集成。

技术介绍

[0002]面向生物医疗器械以及远程脑控机器人对高通量可长期植入脑机接口的需求，针对目前柔性神经探针的精准定位问题以及刚性探针与组织的生物相容性差的问题，提出骨架具有刚性、边缘具有柔性的高密度低噪声刚柔结合新型神经探针具有重要意义。
[0003]天津大学的黄显教授团队在论文“Flexible Electronics and Materials for Synchronized Stimulation and Monitoring in Multi
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Encephalic Regions”中提出了一种可以实现神经记录和刺激的柔性神经探针。为了便于柔性探针进行植入和定位，他们采用聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)对柔性探针进行了硬化处理。PVA和P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高密度低噪声刚柔结合神经探针，其特征在于：包括高密度刚柔结合探针(1)和微电极基部(2)；高密度刚柔结合探针(1)包括柔性衬底(4)和刚性骨架(5)；柔性衬底(4)上设置有用于进行电信号采集的记录电极点(6)；刚性骨架(5)设置在柔性衬底(4)的背面；刚性骨架(5)的宽度在微电极基部到探针尖端的方向上逐渐减小；所述刚性骨架(5)的尖端宽度小于或等于10微米。2.根据权利要求1所述的一种高密度低噪声刚柔结合神经探针，其特征在于：所述的刚性骨架(5)位于柔性衬底(4)宽度方向上的正中位置；所述刚性骨架(5)不同位置的厚度保持一致。3.根据权利要求1或2所述的一种高密度低噪声刚柔结合神经探针，其特征在于：在高密度刚柔结合探针(1)的植入部分上，刚性骨架(5)最远离探针尖端处的宽度为柔性衬底(4)宽度的1/4～1/1。4.根据权利要求1或2所述的一种高密度低噪声刚柔结合神经探针，其特征在于：所述的刚性骨架(5)由多步深硅刻蚀形成的凸起部分构成。5.根据权利要求1或2所述的一种高密度低噪声刚柔结合神经探针，其特征在于：所述柔性衬底(4)的主体为由聚合物包裹的硅条，其上分布有记录电极点(6)、记录导线(7)和电磁屏蔽导线(8)；记录导线(7)和电磁屏蔽导线(8)是通过深硅刻蚀形成的凹槽(11)实现自绝缘；各记录导线(7)和各电磁屏蔽导线(8)依次交替排列；电磁屏蔽导线(8)位于相邻的两条记录导线(7)中间的凹槽(11)底部，通过接地来实现相邻两条记录导线(7)之间的电磁屏蔽；所述的微电极基部(2)上设置有高密度的金属焊盘(3)；各记录电极点(6)通过记录导线(7)与其对应的记录金属焊盘(3)连接；位于凹槽(11)底部的电磁屏蔽导线(8)与其对应的接地金属焊盘(3)连接。6.根据权利要求5所述的一种高密度低噪声刚柔结合神经探针，其特征在于：所述柔性衬底(4)上的聚合物采用SU
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8光刻胶或聚酰亚胺。7.根据权利要求5所述的一种高密度低噪声刚柔结合神经探针，其特征在于：相邻两条记录导线(7)之间的凹槽(11)是利用图形化的氧化硅(10)作为硬掩模，在硅衬底上先后进行各向异性深硅刻蚀和各向同性深硅刻蚀得到的；凹槽(11)具有内凹的两侧壁，使得电子束蒸发沉积在其表面的金属在凹槽侧壁表面实现自绝缘，形成分离的记录导线(7)和电磁屏蔽导线(8)。8.根据权利要求5所述的一种高密度低噪声刚柔结合神经探针，其特征在于：位于凹槽(11)底部的电磁屏蔽导线(8)与柔性衬底(4)上的硅衬底之间没有介电层；电磁屏蔽导线(8)与硅衬底形成导电通路，实现共地；位于凹槽(11)底部的电磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明浩，樊晔，程瑜华，王高峰，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：