一种微针结构及其制备方法技术

本发明专利技术属于生物医学工程技术脑机接口技术领域，提供了一种微针结构及其制备方法，针对微针容易发生翘曲变形的技术缺陷，通过在微针的针体表面制备生长应力调控层，根据微针翘曲时的应力集中情况，对应力调控层的应力进行相应的调整，从而使得应力调控层产生的应力与针体翘曲产生的应力进行抵消，进而使微针在水平方向上基本保持平稳状态，提高微针的稳定性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种微针结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生物医学工程技术脑机接口
，具体涉及一种微针结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]神经工程系统通过揭示神经系统的工作原理以及探索神经系统疾病的康复治疗方法，已经成为一门新兴前沿的科学
目前，神经工程系统对脑部电信号的采集主要依赖于神经工程系统中的核心关键部件—脑部电极，随着微机电系统MEMS技术的日益发展和成熟，植入式针型微电极可以以较小的微损伤的方式将微针电极长期植入人体，并通过构建特异性强、信噪比高、空间分辨率高的神经工程系统成为了神经工程系统领域脑部电极研究发展的一个重要方向。
[0003]植入式针型微电极包括有硬针结构和软针结构，软针结构的微电极常用的包括有聚酰亚胺电极，而硬针结构的微电极，常见的电极种类包括有Utah式针型微电极、Michigan式针型微电极、Acreo式针型微电极以及其它类型的微电极。Michigan式针状微电极非常薄，厚度通常只有15微米，不需要借助于其他的工具即可容易地进入大脑组织中，但是Michigan式针型微电极脆性较大，强度不如Utah式针型微电极，在使用的过程中容易被折断。
[0004]对于目前比较流行的Michigan式针型微电极，由于其尺寸一般较小，且厚度较薄，因此在其厚度减薄或释放后会存在微针结构发生翘曲的风险，将会对微电极的植入造成较大的影响。
[0005]由此，鉴于植入式针型微电极存在的上述技术缺陷，目前需要有一种方案来解决现有技术中的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种微针结构及其制备方法，至少可以解决现有技术中存在的部分问题。
[0007]为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
[0008]一种微针结构，包括微针的针体，以及在针体表面的应力调控层。所述应力调控层能够在针体发生弯曲变形时对针体产生的应力进行调控，从而抵消微针针体弯曲变形时产生的应力。
[0009]作为本专利技术所述的一种微针结构的优选方案，其中：所述应力调控层为N层，N为≥1的正整数。
[0010]作为本专利技术所述的一种微针结构的优选方案，其中：所述微针结构还包括位于所述针体表面和应力调控层之间依次设置的电极层及绝缘层。
[0011]作为本专利技术所述的一种微针结构的优选方案，其中：所述应力调控层中的应力与针体的应力状态相反。
[0012]作为本专利技术所述的一种微针结构的优选方案，其中：所述针体的材质包括但不限于Si或SOI中的至少一种。
[0013]作为本专利技术所述的一种微针结构的优选方案，其中：所述应力调控层的材质包括但不限于氮化硅(Si3N4)、多晶硅(poly)或二氧化硅(SiO2)中的至少一种。
[0014]作为本专利技术所述的一种微针结构的优选方案，其中：所述电极层的材质包括但不限于铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)、钨(W)、银(Ag)、钛(Ti)或铂(Pt)中的至少一种。
[0015]作为本专利技术所述的一种微针的优选方案，其中：所述绝缘层的材质包括但不限于氮化硅(Si3N4)、多晶硅(poly)或二氧化硅(SiO2)中的至少一种。
[0016]作为本专利技术所述的一种微针结构的优选方案，其中：当针体向上弯曲时，将应力调控层中的应力控制在压应力状态，从而抵消针体中产生的张应力。
[0017]作为本专利技术所述的一种微针结构的优选方案，其中：当针体向下弯曲时，将应力调控层中的应力控制在张应力状态，从而抵消针体中产生的压应力。
[0018]为解决上述技术问题，根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
[0019]一种微针结构的制备方法，用于制备上述微针结构，包括如下步骤：
[0020]S1.在微针的针体的表面上生长应力调控层；
[0021]S2.对生长应力调控层的针体进行表面处理获得可应力调控的微针结构。
[0022]作为本专利技术所述的一种微针结构的制备方法的优选方案，其中：所述微针结构的制备方法还包括，
[0023]S0.在制备生长应力调控层之前，在针体上依次沉积制作电极层及绝缘层。
[0024]作为本专利技术所述的一种微针结构的制备方法的优选方案，其中：所述步骤S0中，分别对制备的电极层及绝缘层进行图案化处理。
[0025]为解决上述技术问题，根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
[0026]一种上述微针结构或采用上述的微针结构的制备方法制备的微针结构在生物医学工程技术脑机接口神经微电极中的应用。
[0027]本专利技术的有益效果如下：
[0028]本专利技术提供一种微针结构及其制备方法，针对微针容易发生翘曲变形的技术缺陷，通过在微针的针体表面制备生长应力调控层，根据微针翘曲时的应力集中情况，对应力调控层的应力进行相应的调整，从而使得应力调控层产生的应力与针体翘曲产生的应力进行抵消，进而使微针在水平方向上基本保持平稳状态，提高微针的稳定性。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术微针结构示意图；
[0031]图2为本专利技术微针制备方法流程图。
[0032]附图标号说明：1
‑
微针针体，2
‑
应力调控层。
[0033]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0034]下面将结合实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0036]另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0037]本专利技术提供一种微针结构及其制备方法，微针针体表面的应力调控层产生的应力与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微针结构，其特征在于，包括微针的针体，以及在针体表面的应力调控层。2.根据权利要求1所述的一种微针结构，其特征在于，所述微针结构还包括位于所述针体表面和应力调控层之间依次设置的电极层及绝缘层。3.根据权利要求2所述的一种微针结构，其特征在于，所述电极层的材质包括铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)、钨(W)、银(Ag)、钛(Ti)或铂(Pt)。4.根据权利要求2所述的一种微针结构，其特征在于，所述绝缘层的材质包括氮化硅(Si3N4)、多晶硅(poly)或二氧化硅(SiO2)。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的一种微针结构，其特征在于，所述应力调控层中的应力与针体的应力状态相反。6.根据权利要求1
‑
4任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄立，黄晟，童贝，
申请(专利权)人：武汉衷华脑机融合科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：