一种用于周围神经的线性式柔性电极及其制造方法技术

本公开涉及一种用于周围神经的线性式柔性电极及其制造方法。提供了一种用于周围神经的线性式柔性电极，所述柔性电极包括植入部分和固定部分，所述植入部分的至少一部分能够被植入到周围神经束内，所述固定部分被配置为将所述柔性电极固定到周围神经束周围的肌肉，其中：所述柔性电极包括第一绝缘层和第二绝缘层以及位于第一绝缘层和第二绝缘层之间的导线层；以及所述植入部分包括一个或多个电极位点，每个电极位点电耦合到导线层中的导线之一，并且在柔性电极植入到所述周围神经束内之后与周围神经接触，以从周围神经采集电信号并通过导线传输采集到的电信号，或向周围神经施加通过导线接收到的电信号。加通过导线接收到的电信号。加通过导线接收到的电信号。

【技术实现步骤摘要】
一种用于周围神经的线性式柔性电极及其制造方法


[0001]本公开涉及生命科学
，更具体地涉及一种用于周围神经的线性式柔性电极及其制造方法。

技术介绍

[0002]周围神经系统(Peripheral Nervous System，PNS)从中枢神经系统发出，导向人体各部分，可分为躯体神经系统和自主神经系统。周围神经系统担负着与身体各部分的联络工作，起传入和传出信息的作用。有研究表明，电刺激可促进周围神经损伤轴突再生和功能康复，还可缓解神经病理性疼痛。周围神经刺激(Peripheral Nerve Stimulation，PNS)可以给疼痛的神经施以低级别电脉冲，从而产生痛觉干扰。这些非疼痛感觉通路的刺激似乎从附近的疼痛通路衰减输入。PNS可以与浅表电极一同应用，如用于坐骨神经治疗腿部疼痛。作为另一种选择，皮下电极可放置在疼痛的一般区域，例如腰部疼痛。PNS已应用于众多疼痛症状，包括复杂区域疼痛综合征、糖尿病周围神经病变、髂腹股沟神经痛、肋间神经痛、股外侧皮神经病变(感觉异常性股痛)、腰痛、颈痛、神经损伤、周围神经病变、截肢后残端疼痛、带状疱疹后神经痛、疝气手术后疼痛、开胸后综合征、三叉神经痛，以及其他类型的疼痛。
[0003]目前常见的神经电极包括植入于神经束外的束外神经电极和植入于神经束内的束内神经电极。束外神经电极在应用时包裹在外周神经束的外侧。诸如Cuff电极和FINE电极等常用的束外电极在使用时被组装在硅胶软管或扁平导管内壁上，然后将硅胶软管或扁平导管包裹在神经束的外侧。
[0004]线性束内电极将电极记录端排布在长条形基底上并且在应用时将基底插入神经束中。

技术实现思路

[0005]在下文中给出了关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的一些方面的基本理解。但是，应当理解，这个概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图用来确定本公开的关键性部分或重要部分，也不是意图用来限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出关于本公开的某些概念，以此作为稍后给出的更详细描述的前序。
[0006]根据本公开的第一方面，提供了一种用于周围神经的线性式柔性电极，所述柔性电极包括植入部分和固定部分，所述植入部分的至少一部分能够被植入到周围神经束内，所述固定部分被配置为将所述柔性电极固定到周围神经束或周围神经束附近的其他组织，其中：所述柔性电极包括第一绝缘层和第二绝缘层以及位于第一绝缘层和第二绝缘层之间的导线层；以及所述植入部分包括一个或多个电极位点，每个电极位点电耦合到导线层中的导线之一，并且在柔性电极植入到所述周围神经束内之后与周围神经接触，以从周围神经采集电信号并通过导线传输采集到的电信号，或向周围神经施加通过导线接收到的电信号。
[0007]根据本公开的第二方面，提供了一种用于周围神经的线性式柔性电极的制造方法，所述柔性电极为根据本公开的第一方面所述的柔性电极，所述方法包括：在基底之上制造第一绝缘层、导线层、第二绝缘层和电极位点；以及从基底分离出柔性电极；其中，通过图形化在第一绝缘层和第二绝缘层中的至少一层的与电极位点对应的位置制造出通孔。
[0008]通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其他特征及其优点将会变得更为清楚。
附图说明
[0009]构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
[0010]参照附图，根据下面的详细描述，可以更清楚地理解本公开，其中：
[0011]图1示出了根据本公开的实施例的用于周围神经的线性式柔性电极的至少一部分的示意图；
[0012]图2示出了根据本公开的实施例的用于周围神经的线性式柔性电极的植入位置的示意图；
[0013]图3示出了根据本公开的实施例的用于周围神经的线性式柔性电极的至少一部分的分解图；
[0014]图4示出了根据本公开的实施例的制造用于周围神经的线性式柔性电极的方法的流程图；
[0015]图5示出了根据本公开的实施例的制造用于周围神经的线性式柔性电极的方法的示意图。
具体实施方式
[0016]参考附图进行以下详细描述，并且提供以下详细描述以帮助全面理解本公开的各种示例实施例。以下描述包括各种细节以帮助理解，但是这些细节仅被认为是示例，而不是为了限制本公开，本公开是由随附权利要求及其等同内容限定的。在以下描述中使用的词语和短语仅用于能够清楚一致地理解本公开。另外，为了清楚和简洁起见，可能省略了对公知的结构、功能和配置的描述。本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对本文描述的示例进行各种改变和修改。
[0017]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。也就是说，本文中的结构及方法是以示例性的方式示出，以说明本公开中的结构和方法的不同实施例。然而，本领域技术人员将会理解，它们仅仅说明可以用来实施的本公开的示例性方式，而不是穷尽的方式。此外，附图不必按比例绘制，一些特征可能被放大以示出具体组件的细节。
[0018]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
[0019]在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
[0020]在使用时，束外神经电极的包裹在神经外侧的硅胶软管可能与神经束发生相对位
移，另一方面，束外神经电极由于其植入位置等而导致其感测到的信号的分辨率较低。在长期使用的过程期间，束外神经电极的硬质的导管和神经束之间的摩擦会造成神经的损伤，并且神经上因此形成的瘢痕会影响信号的感测和刺激。在感测信号方面，束外神经电极只能感测到复合动作电位信号或进行大范围的神经刺激，感测和刺激精度远不能满足精细控制的需求。
[0021]束内神经界面可以通过电极构建周围神经和外界交互的窗口。电极一方面可以采集神经信息(例如，来自周围神经的电信号)以用于控制外部设备，另一方面可以将外界信息通过刺激(例如，要施加到周围神经的电刺激)反馈给周围神经。目前，束内神经界面技术正越来越多地被当作一种辅助技术，帮助恢复或增强因疾病或创伤而受损的认知和感觉运动功能，尤其是有利于患有严重神经肌肉残疾人群的康复等等。
[0022]现有的硬质的束内神经电极在使用时由于硬质电极和柔软的神经组织之间的机械性能不匹配，在植入后会引起严重的长期免疫反应，从而导致电极无法进行长期稳定的信号感测和刺激。
[0023]本公开提供了一种用于周围神经系统电生理信号感测和刺激的柔性电极，该柔性电极具有线性式结构，在被植入神经束内之后既可以用于周围神经的电信号采集，又可用于对周围神经施加功能电刺激。通过减小电极的厚度，能够减小电极的弯曲刚度，从而改善电极和周围神经组织之间的机械性能不匹配的问题，提供长期稳定的电信号感测和刺激界面。并且通过按本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于周围神经的线性式柔性电极，所述柔性电极包括植入部分和固定部分，所述植入部分的至少一部分能够被植入到周围神经束内，所述固定部分被配置为将所述柔性电极固定到周围神经束或周围神经束附近的其他组织，其中：所述柔性电极包括第一绝缘层和第二绝缘层以及位于第一绝缘层和第二绝缘层之间的导线层；以及所述植入部分包括一个或多个电极位点，每个电极位点电耦合到导线层中的导线之一，并且在柔性电极植入到所述周围神经束内之后与周围神经接触，以从周围神经采集电信号并通过导线传输采集到的电信号，或向周围神经施加通过导线接收到的电信号。2.根据权利要求1所述的柔性电极，其中，所述柔性电极包括多个导线层，所述多个导线层之间通过附加绝缘层而间隔开，并且每个导线层中包括彼此间隔开的多个导线。3.根据权利要求1或2所述的柔性电极，其中，所述固定部分包括所述柔性电极中的孔隙，固定装置能够穿过所述孔隙并且被附接到所述周围神经束或所述其他组织，以将所述柔性电极固定到所述周围神经束或所述其他组织。4.根据权利要求1或2所述的柔性电极，其中，所述其他组织包括所述周围神经束附近的肌肉或骨骼。5.根据权利要求1或2所述的柔性电极，其中，所述固定部分比所述柔性电极的其它部分更厚，以提供更高的机械强度。6.根据权利要求1或2所述的柔性电极，其中：所述电极位点位于第一绝缘层和第二绝缘层中的至少一层的外侧，并通过所述至少一层中的通孔电耦合到导线层中的导线。7.根据权利要求6所述的柔性电极，其中，所述电极位点包括导电分层，所述导电分层的材料为金、铂、铱、钨、镁、钼、铂铱合金、钛合金、石墨、碳纳米管、PEDOT中的任一种或其组合。8.根据权利要求7所述的柔性电极，其中，所述电极位点还包括靠近导线层的粘附分层，所述粘附分层采取能够增强电极位点与导线层的粘附的材料。9.根据权利要求1或2所述的柔性电极，其中：所述电极位点位于导线层中并通过第一绝缘层和第二绝缘层中的至少一层中的通孔暴露。10.根据权利要求1或2所述的柔性电极，其中，所述电极位点的形状根据需要设置，数量为一个或多个，电极位点的最大边长或直径为1微米至500微米，各电极位点的间距为1微米至5毫米，厚度为5纳米至200微米。11.根据权利要求1或2所述的柔性电极，还包括后端部分，所述后端部分被植入于皮下并通过所述固定部分进行固定，其中：所述后端部分包括后端位点，所述后端位点耦合到导线层中的导线之一和后端电路，以实现与所述导线之一电耦合的电极位点和后端电路之间的双向信号传输。12.根据权利要求11所述的柔性电极，其中，所述柔性电极包括位于所述后端部分两侧的一对固定部分。13.根据权利要求12所述的柔性电极，其中，所述柔性电极还包括位于所述柔性电极的连接部分两侧的一对固定部分，其中，所述连接部分为所述柔性电极的位于所述植入部分
和所述后端部分之间的部分。14.根据权利要求11所述的柔性电极，其中，所述后端位点位于导线层中并通过第一绝缘层和第二绝缘层中的至少一层中的通孔暴露。15.根据权利要求11所述的柔性电极，其中，所述后端位点位于第一绝缘层和第二绝缘层中的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雪，赵郑拓，李肖城，
申请(专利权)人：中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心，
类型：发明
国别省市：