【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物电极领域，特别是一种血管内用生物电极。
技术介绍
1、电刺激与力学辅助装置与器械是治疗心血管疾病最有效与直接的手段。传统的阵列需要通过开颅术直接植入大脑，这可能导致炎症组织反应，因此需要开发微创方法以避免脑损伤。现有的血管内神经活动的电极，如支架电极阵列，利用镍钛诺的超弹性和形状记忆特性作为自膨胀支架，将微米级的铂电极安装在支架上，该支架植入大脑内的静脉血管，提供刺激，以治疗阿尔茨海默病和癫痫；通过导管血管造影输送的自膨胀支架电极阵列(stentrode)能够在清醒活动的绵羊中长期记录血管皮质电图，血管皮质电图的频谱内容和带宽与硬膜外表面阵列的记录相当。
2、现有的电极大多采用金属制作，然而，金属支架电极具有高硬度和尖锐的端口会增加血管壁损伤的风险，甚至影响正常的血管蠕动，特别是长期植后，血管内也会出现内皮重构等症状。
3、因此现有技术还采用单层石墨烯、碳纤维、碳管等，然而单层石墨烯强度低、易损伤，电通量低、不能有效承载高电流刺激，且容易被外界环境掺杂、信号噪声比较大；碳纤维电极强度大，易对细胞结构造成刺伤。碳管电极导电性差，高通量电流的实现较为困难。
技术实现思路
1、本专利技术设计了一种血管内用生物电极，解决现有技术的问题。柔性石墨烯电极条带两端的致密程度不同，接触端为多孔结构端，该端与组织接触面积大，配合致密段可以承载高电流刺激，导电性好。同时，采用石墨烯条带作为电极的主体，电极具有柔性，对于人体组织的伤害小。
2、本申请
3、进一步地，至少包括两个所述的石墨烯条带，且所述石墨烯条带通过所述柔性绝缘材料进行绝缘隔离。
4、进一步地，石墨烯条带的长度l为0.01～2m，宽度w为0.01～1mm；多孔段的长度l为0.1～5μm，密度为1.2～0.005g/cm3；致密段的密度为1.8～2.2g/cm3，多孔段的较短，用于与人体接触，且多孔段的接触面积大，增强了电极信号接收的稳定性和灵敏度。
5、进一步地，所述石墨烯条带的缺陷含量(id/ig)小于5％，以保证条带的电导率。
6、进一步地，所述柔性绝缘材料为聚酰亚胺(pi)，丝素蛋白，聚氨酯(pu)或其他具有生物相容性的柔性绝缘聚合物中的一种或几种的混合物。
7、本专利技术的石墨烯条带可以采用市购的石墨烯膜，经切割获得相应厚度后，经过发泡冷压将其封装于柔性绝缘材料中。
8、基于石墨烯基电极中的条带结构特性，本专利技术还提供前述石墨烯条带的制备方法，包括如下步骤：
9、所述石墨烯条带通过方法a或方法b或方法c制备：
10、(1)将氧化石墨烯膜在2000℃以上高温修复，修复时间1-8h，形成均匀的柔性泡沫石墨烯膜；
11、(2)对方法a的步骤(1)的柔性泡沫石墨烯膜的一端进行冷压，形成致密结构，冷压压强为100～300mpa，冷压时间为0.1-4h；
12、(3)将未进行冷压的另一端浸润到非晶合金材料的熔液中，抽出在-80℃的空气中冷却，形成非晶合金包覆的发泡结构；
13、(4)紫外激光切割或等离子体切割，形成电极条带；
14、(5)将致密段和柔性绝缘材料的聚合物膜压合在一起从而封装；
15、方法b：
16、(1)将氧化石墨烯膜在2000℃以上高温修复，修复时间1-8h，形成均匀的柔性泡沫石墨烯膜；
17、(2)对方法b的步骤(1)的柔性泡沫石墨烯膜的整体进行冷压，冷压压强为100～300mpa，冷压时间为0.1-4h，获得冷压石墨烯膜；
18、(3)将方法b的步骤(2)的冷压石墨烯膜的一端放进液氮里0.5-5min时间，从而发泡；
19、(4)将发泡部分浸润到非晶合金材料的熔液中，抽出在-80℃的空气中冷却；
20、(5)紫外激光切割或等离子体切割，形成电极条带；
21、(6)将致密段和柔性绝缘材料的聚合物膜压合在一起从而封装；
22、方法c：
23、(1)将氧化石墨烯膜浸泡到浓度5-30％的水合肼中80摄氏度下进行塑化发泡，塑化发泡30mins，形成均匀的柔性泡沫石墨烯膜；
24、(2)将柔性泡沫石墨烯膜的一端进行冷压，形成致密结构，冷压压强为100～300mpa，冷压时间为0.1-4h；
25、(3)将另一端浸润到非晶合金材料的熔液中，抽出在-80℃的空气中冷却；
26、(4)紫外激光切割或等离子体切割，形成电极条带；
27、(5)将致密段和柔性绝缘材料的聚合物膜压合在一起从而封装。
28、进一步地，非晶合金材料的熔液为ti2cu熔液、ticu熔液、ti2cu3熔液、ti8al2v熔液或ti6al4v熔液中的一种。
29、优选的，氧化石墨烯膜可以通过如下离心制膜的方式获得，溶剂在离心滤出过程中的剪切力可以诱导氧化石墨烯取向，使得产物具有更高的取向度，保证电极的使用寿命和稳定：
30、(1)将氧化石墨烯的分散液一次性注入到转动的滤筒中，在滤筒内壁形成未完全干燥的氧化石墨烯膜，溶剂体积含量为10～40％；所述滤筒由滤膜构成，沿水平轴向布置；
31、(2)将载有未完全干燥的氧化石墨烯膜的滤膜浸泡到高挥发性溶剂中，使氧化石墨烯膜与滤膜分离；
32、(3)用载体将氧化石墨烯膜从高挥发性溶剂中移出，干燥后氧化石墨烯膜和载体脱离，得到氧化石墨烯膜。
33、步骤(1)氧化石墨烯的分散液的溶剂可以为现有技术中用于分散氧化石墨烯的任意溶剂，包括但不限于水。步骤(2)中的滤膜为亲水聚四氟乙烯滤膜；所述步骤(3)中高挥发性溶剂包括但不限于异丙醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等高挥发性溶剂。
34、进一步地，采用一刚性支撑筒支撑所述滤膜，滤膜位于所述支撑筒内壁，且所述支撑筒具有导流结构，以将经所述滤膜滤出的溶剂从滤筒外壁处导出。
35、进一步地，还包括驱动装置，驱动所述支撑筒和圆筒结构的滤膜沿水平方向的轴线转动。
36、进一步地，所述导流结构为支撑筒的筒壁上均布的通孔，所述滤膜贴合在所述支撑筒的筒壁上，通孔的孔径为5～50微米，溶剂通过通孔排出所述支撑筒外。由于孔径较小，在氧化石墨烯膜的生产设备未开启或者低速的情况下，离心力不足以将液体甩出支撑筒外。
37、滤筒的转速为500r/min以上，包括但不限于500～12000r/min，所述滤筒内径(直径)为20-100cm。离心过程中，一方面二维材料在离心力作用下向滤膜贴附，另一方面，溶剂在离心力作用下形成周向的剪切，对二维材料进行取向；转速越大和/或直径越大，溶剂的剪本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种血管内用生物电极，其特征在于，包括石墨烯条带，所述石墨烯条带的一端为具有发泡结构的多孔段，所述多孔段外包覆非晶合金，所述非晶合金为Ti-Cu或Ti-Al-V非晶合金；所述石墨烯条带的另一端为封装于柔性绝缘材料中的致密段。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，至少包括两个所述的石墨烯条带，且所述石墨烯条带通过所述柔性绝缘材料进行绝缘隔离。
3.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，石墨烯条带的长度为0.01～2m，宽度为0.01～1mm；多孔段的长度为0.1～5μm，密度为1.2～0.005g/cm3；致密段的密度为1.8～2.2g/cm3。
4.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述石墨烯条带的缺陷含量(ID/IG)小于5％。
5.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述柔性绝缘材料为聚酰亚胺(PI)，丝素蛋白，聚氨酯(PU)或其他具有生物相容性的柔性绝缘聚合物中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述石墨烯条带通过方法A、方法B或方法C任意一种制备：
7.根
8.根据权利要求6所述的电极，其特征在于，所述氧化石墨烯膜通过如下步骤制备：
9.根据权利要求8所述的电极，其特征在于，采用一刚性支撑筒支撑所述滤膜，所述滤膜形成滤筒，滤膜位于所述支撑筒内壁，且所述支撑筒具有导流结构，以将经所述滤膜滤出的溶剂从滤筒外壁处导出。
10.根据权利要求9所述的电极，其特征在于，还包括驱动装置，驱动所述支撑筒和圆筒结构的滤膜沿水平方向的轴线转动。
...【技术特征摘要】
1.一种血管内用生物电极，其特征在于，包括石墨烯条带，所述石墨烯条带的一端为具有发泡结构的多孔段，所述多孔段外包覆非晶合金，所述非晶合金为ti-cu或ti-al-v非晶合金；所述石墨烯条带的另一端为封装于柔性绝缘材料中的致密段。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，至少包括两个所述的石墨烯条带，且所述石墨烯条带通过所述柔性绝缘材料进行绝缘隔离。
3.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，石墨烯条带的长度为0.01～2m，宽度为0.01～1mm；多孔段的长度为0.1～5μm，密度为1.2～0.005g/cm3；致密段的密度为1.8～2.2g/cm3。
4.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述石墨烯条带的缺陷含量(id/ig)小于5％。
5.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述柔性绝缘材料为聚酰亚胺(pi)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨旭三，曾贤贤，彭蠡，李子圆，
申请(专利权)人：长三角物理研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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