一种多功能柔性管神经电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多功能柔性管神经电极及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种多功能柔性管神经电极及其制备方法


[0001]本专利技术属于柔性生物传感器
，具体涉及一种用于神经信号记录和神经刺激的多功能柔性管神经电极及其制备方法

技术介绍

[0002]神经探针是一种分别通过电生理记录和功能电
/
光刺激来诊断和治疗多种疾病的技术
。
在神经探针的帮助下，研究人员已经实现了临床应用，如通过深部脑刺激
(DBS)
缓解帕金森病症状，通过功能性电刺激
(FES)
恢复瘫痪肢体运动和癫痫病灶定位
。
尽管临床应用增长迅速，但从大量密排神经元中长期刺激和记录神经活动仍然是一个挑战
。
因此，必须开发出可长期植入的神经探针来刺激单个细胞并监测它们的反应
。
这就要求电极点的密度高
、
空间分辨率高
、
阻抗低，同时必须尽量减小器件的尺寸以减少组织反应
。
[0003]圆柱形管状神经探针
(
管电极
)
具有分布在柱面上的电极点和中空的管道结构，因此具有较高的空间选择性和多种功能性，近年来受到了广泛的关注
。
然而，这些管电极大多是通过平面光刻和后续的卷曲工艺制作的，费时且不可靠
。(F.Pothof,L.Bonini,M.Lanzilotto,A.Livi,L.Fogassi,G.A.Orban,P.Ruther,“Chronic neural probe for simultaneous recording of single
‑
unit,multi
‑
unit,and local field potential activity from multiple brain sites”,J.Neural.Eng.vol.13,pp.046006
‑
046006,2016
；
A.A.Fomani,R.R.Mansour,C.M.Florez
‑
Quenguan,P.L.Carlen,“Development and characterization of multisite three
‑
dimensional microprobes for deep brain stimulation and recording”,J.Microelectromech.S.vol.20,pp.1109
‑
1118,2011)。
此外，采用曲面光刻技术在基体微管上直接进行光刻图形化虽然可以提高制备效率和可靠性，但曲面光刻系统价格昂贵且未能商用
。(M Wang,K Nikaido,YKim,B Ji,et al.Flexible cylindrical neural probe with graphene enhanced conductive polymer for multi
‑
mode BCI applications[C].IEEE 30th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems(MEMS),2017:502
‑
505)。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术中的缺陷，通过商用柔性线路板技术和微加工技术的结合，提供一种多功能柔性管神经电极及其制备方法，实现具有高时空分辨率和多功能神经调控功能的柔性管电极制备，并降低传统
SEEG
电极的使用成本
。
[0005]一种多功能柔性管神经电极，包括管状电极主体和辅助部分
。
所述的管状电极主体的两端分别记录刺激端和连接端
。
管状电极主体的连接端与辅助部分连接
。
所述的管状电极主体包括基体微管和
FPC
神经电极
。FPC
神经电极螺旋缠绕在基体微管上
。
[0006]所述管状电极主体上设置有包裹在
FPC
神经电极外侧的保护层
。
所述的
FPC
神经电极包括绝缘层，以及分别设置在绝缘层上的金属层
。
金属层包括从
FPC
神经电极的一端延伸至另一端的多根金属导线
。
金属导线的端部在管状电极主体的记录刺激端暴露出来，作为
电极点
。
[0007]作为优选，所述的管状电极主体的记录刺激端设置有斜切面；斜切面与管状电极主体的轴线成
30
°
～
45
°
夹角
。
[0008]作为优选，所述基体微管呈圆管状，且材质为聚酰亚胺
。
所述基体微管的内径为
200
[0009]μ
m
～
300
μ
m
，壁厚为
20
μ
m。
[0010]作为优选，所述的保护层通过在螺旋缠绕有
FPC
神经电极的基体微管上沉积一层
parylene
形成
。
[0011]作为优选，所述的
FPC
神经电极位于管状电极主体连接端的端部设置有接线区；接线区上设置有多个焊盘
。
各焊盘与对应的金属导线分别连接
。
[0012]作为优选，所述的
FPC
神经电极的绝缘层的两侧面均设置有金属层
。
[0013]作为优选，所述
FPC
神经电极的宽度为
1mm
～
1.5mm
，厚度为
65
μ
m
；
FPC
神经电极两侧的金属层上均无与
FPC
神经电极集成的覆盖层
。
[0014]作为优选，所述的辅助部分包括管状接头和压力检测
‑
给药两用管
。
管状接头的一端与管状电极主体的连接端同轴固定
。
压力检测
‑
给药两用管的输出端与管状接头的侧部固定
。
管状电极主体和压力检测
‑
给药两用管的内腔均与管状接头的内腔连通
。
[0015]作为优选，该多功能柔性管神经电极还包括光纤
。
光纤能够穿过管状电极主体和管状接头的内腔，延伸至管状电极主体的记录刺激端进行光刺激
。
[0016]作为优选，该多功能柔性管神经电极还包括注射泵；注射泵能够与管状接头远离管状电极主体的端口对接
。
[0017]作为优选，该多功能柔性管神经电极还包括压强传感器
。
压强传感器的检测口能够与管状接头远离管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多功能柔性管神经电极，其特征在于：包括管状电极主体
(1)
和辅助部分
(2)
；所述的管状电极主体
(1)
的两端分别记录刺激端和连接端；管状电极主体
(1)
的连接端与辅助部分
(2)
连接；所述的管状电极主体
(1)
包括基体微管
(3)
和
FPC
神经电极
(4)
；
FPC
神经电极
(4)
螺旋缠绕在基体微管
(3)
上；所述管状电极主体
(1)
上设置有包裹在
FPC
神经电极
(4)
外侧的保护层
(8)
；所述的
FPC
神经电极
(4)
包括绝缘层，以及分别设置在绝缘层上的金属层；金属层包括从
FPC
神经电极
(4)
的一端延伸至另一端的多根金属导线；金属导线的端部在管状电极主体
(1)
的记录刺激端暴露出来，作为电极点
。2.
根据权利要求1所述的一种多功能柔性管神经电极，其特征在于：所述的管状电极主体
(1)
的记录刺激端设置有斜切面；斜切面与管状电极主体
(1)
的轴线成
30
°
～
45
°
夹角
。3.
根据权利要求1所述的一种多功能柔性管神经电极，其特征在于：所述基体微管
(3)
呈圆管状，且材质为聚酰亚胺；所述基体微管
(3)
的内径为
200
μ
m
～
300
μ
m
，壁厚为
20
μ
m。4.
根据权利要求1所述的一种多功能柔性管神经电极，其特征在于：所述的保护层
(8)
通过在螺旋缠绕有
FPC
神经电极
(4)
的基体微管
(3)
上沉积一层
parylene
形成
。5.
根据权利要求1所述的一种多功能柔性管神经电极，其特征在于：所述的
FPC
神经电极
(4)
位于管状电极主体
(1)
连接端的端部设置有接线区；接线区上设置有多个焊盘；各焊盘与对应的金属导线分别连接
。6.
根据权利要求1所述的一种多功能柔性管神经电极，其特征在于：所述的
FPC
神经电极
(4)
的绝缘层的两侧面均设置有金属层；所述
FPC
神经电极
(4)
的宽度为
1mm
～
1.5mm
，厚度为
65
μ
m
；
FPC
神经电极
(4)
两侧的金属层上均无与
FPC
神经电极
(4)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明浩，商思妍，倪淳贰，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：