一种悬空、柔性微电极阵列器件及制造方法和应用技术

本发明专利技术涉及生物工程技术领域，具体提出一种柔性、悬空微电极阵列器件的制造方法，其制造具备培养槽的器件框架，并通过悬空熔融电纺工艺在培养槽上方打印悬空、有序载体纤维阵列，进行载体纤维上电极的金属层图案化溅射，接着使用静电喷雾的方式在金属层表面形成图案化绝缘层，最后集成静电纺丝的有序纤维支架作为细胞培养支架。制备的悬空、柔性微电极阵列器件能够在细胞体外培养过程中长期保证电极和细胞的贴合，实现场电位信号长期检测。本发明专利技术制造方法无需牺牲材料、制备流程简单高效，降低成本，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物工程，具体涉及一种悬空、柔性微电极阵列器件及制造方法和应用。

技术介绍

1、药物开发是一个漫长的过程，耗费巨大的成本且具有高失败率。由于动物模型无法完全模拟人体受药物作用的正确反应，临床前被证实有效的药物，约有92％无法通过临床试验。人体中存在许多细胞具备电生理特性，例如：心肌细胞、神经细胞等。基于体外细胞的电生理技术可有效测试药物对细胞的作用规律。微电极阵列由于其具备高分辨率、小尺寸等优势在细胞的体外场电位信号检测方面具备十分强大的优势。

2、在传统的工程化组织电生理信号检测方面，通常在刚性基板上结合成熟的半导体技术实现微电极阵列制造，但由于在刚性基底和人体组织环境模量差距过大，在刚性基底上培养的细胞难以和电极形成良好的贴合，造成机械失配，从而导致细胞和电极无法长期紧密接触，易从电极表面脱落。近年来，针对细胞和电极的贴合问题，微电极阵列的刚性电极向柔性电极的转变趋势可以很好的解决这一问题，通过采用水凝胶、pdms等杨氏模量仅在几kpa和几mpa的材料作为基底，在其上方进行场电位信号检测，有利于还原细胞在体内的电生理信号。...

【技术保护点】

1.一种悬空、柔性微电极阵列器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的悬空、柔性微电极阵列器件的制造方法，其特征在于：步骤1中，所述框架结构采用熔融沉积工艺制造，将热塑性聚合物材料加热至熔融状态，喷头内径为0.1～2mm，熔融温度为100～300℃，喷头移动速度为30～300mm/s，挤出压力为20～250kPa。

3.根据权利要求1所述的悬空、柔性微电极阵列器件的制造方法，其特征在于：步骤2中，所述热塑性聚合物材料为聚乳酸、聚己内酯、热塑性聚氨酯弹性体中的一种；所述熔融电纺工艺的条件为：喷头内径为0.1～1mm，熔融温度为100～300...

【技术特征摘要】

1.一种悬空、柔性微电极阵列器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的悬空、柔性微电极阵列器件的制造方法，其特征在于：步骤1中，所述框架结构采用熔融沉积工艺制造，将热塑性聚合物材料加热至熔融状态，喷头内径为0.1～2mm，熔融温度为100～300℃，喷头移动速度为30～300mm/s，挤出压力为20～250kpa。

3.根据权利要求1所述的悬空、柔性微电极阵列器件的制造方法，其特征在于：步骤2中，所述热塑性聚合物材料为聚乳酸、聚己内酯、热塑性聚氨酯弹性体中的一种；所述熔融电纺工艺的条件为：喷头内径为0.1～1mm，熔融温度为100～300℃，喷头移动速度为150～300mm/s，挤出压力为20～250kpa，熔融电纺电压为1～8kv，喷头和收集板间距为1～5mm。

4.根据权利要求1所述的悬空、柔性微电极阵列器件的制造方法，其特征在于：所述载体纤维阵列中，载体纤维的直径范围为5～100μm，间距为300～1000μm。

5.根据权利要求1所述的悬空、柔性微电极阵列器件的制造方法，其特征在于：沿所述载体纤维的延伸方向，所述金属层于各载体纤维上形成间隔的两个区段；两区段相背的末端分别延伸至所述框架结构表面，相对的末端暴露于所述绝缘层下，以于各所述载体纤维上形成两个电极。

6.根据权利要求1所述的悬空...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙道恒，薛命铖，章王子涵，金航，吴汇权，许丰，陈松月，何功汉，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：