柔性神经束电极及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种柔性神经束电极，包括柔性基底、电极单元、电极引线、引线焊点及绝缘层，电极引线电连接电极单元和引线焊点，电极单元、电极引线及引线焊点共同组成电极组件，电极组件设于柔性基底上，绝缘层设于柔性基底上并覆盖电极引线，电极单元用于电连接神经束。本发明专利技术还涉及一种柔性神经束电极的制备方法。本发明专利技术的柔性神经束电极，可以用于区分神经干内运动神经束和感觉神经束；可以实现神经套管的功能，为断伤神经的生长提供空间保护；可以对断伤神经施加功能电刺激，加速断伤神经的生长；还可以通过采集断伤神经两端电生理信息，实时监控断伤神经的修复状态。除此外它还能采集正常神经束的神经信息用于实现外部器械的智能控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗设备领域，特别是涉及一种柔性神经束电极，还涉及一种柔性神经束电极的制备方法。
技术介绍
外周神经断伤极为常见，目前临床上修复外周神经断伤的最常用的方法有两种I、对于神经缺损较大的情况，通常采用自体神经移植的方法；2、对于神经缺损较小的情况，通常采用端端缝合方法，将神经外膜或神经束外膜缝合。外周神经多为混合神经，神经束包裹有连接不同运动单元的神经纤维和各种感觉神经纤维。盲目的对接可 能导致感觉神经纤维与运动神经纤维的错接及扭曲，从而导致断裂神经的功能不能完全恢复或残留一定的功能障碍，以致临床效果欠佳。在术中快速准确的鉴别断伤神经束中的运动神经和感觉神经是手术精细化的要求，只有使断伤神经远近两端的运动神经和感觉神经准确的对位，才能使患者术后肢体功能恢复最大化。目前国际上没有任何一种简单、快速、直观的鉴别方法能应用于临床，临床医生只能凭借经验吻合断伤神经的两端，手术结果过度依赖于医生的临床经验。神经再生具有选择性，在神经对接的两断端间留出供其选择性再生的空间，将有利于神经再生。采用神经套管可以营造出神经再生的微环境，有利于外源性、内源性因子或细胞发挥作用，促使神经近端选择性地长入远端，实现断裂神经准确的对接，从而促进神经功能的恢复。另外，采用神经套管还能够实现两断端的固定。目前，用于神经套管的材料主要分为两大类，一类是生物膜、静脉、动脉、神经外膜管、透明质酸管、羊膜等天然材料，另一类是硅胶管、聚乙醇酸、聚羟基乙酸管等人工合成材料。临床应用表明，单纯使用该物理性神经套管，神经修复速度不甚理想，长时间的感觉或运动缺失会引起肌肉萎缩、关节挛缩畸形等。另外该物理性的套管无法在术中识别神经束内的运动神经和感觉神经，也不具备信息采集的功能，很难实现对神经断伤修复状态的实时监控。适宜的电刺激可以有效地激活受损神经元，引导和加速神经的再生，神经束电极在临床上也被应用于修复神经断伤。目前最常用的神经束电极是穿刺式单通道针状电极，该种电极可以刺透神经束外膜达到神经束内部。一方面，它可以作为记录电极，采集神经束的电生理活动信息，发送到外部电子设备进行分析处理；另一方面，它可以作为刺激电极，通过其对神经束施加功能电刺激，实现对外周神经系统的调控。这种电极的优点是更接近目标神经细胞、植入方法简单；缺点是会造成神经组织损伤，而且单纯使用该电极无法实现断裂神经两端的固定。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的神经套管和穿刺式单通道针状电极存在的问题，提供一种柔性神经束电极。一种柔性神经束电极，包括柔性基底、电极单元、电极引线、引线焊点及绝缘层，所述电极引线电连接所述电极单元和引线焊点，所述电极单元、电极引线及引线焊点共同组成电极组件，所述电极组件设于所述柔性基底上，所述绝缘层设于所述柔性基底上并覆盖所述电极引线，所述电极单元用于电连接神经束。在其中一个实施例中，所述柔性基底和绝缘层的材质为聚二甲基硅氧烷。在其中一个实施例中，所述电极组件包括电极层，所述电极层的材质为金、钛、铜中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述电极组件还包括打底层和修饰层，所述电极层设于所述打底层上，所述修饰层设于所述电极层上；所述打底层的材质为钛、铬，或包含这两种元素中的一种或两种的合金；所述修饰层的材质为钼、铱， 或包含这两种元素中的一种或两种的合金或化合物。还有必要提供一种柔性神经束电极的制备方法。一种柔性神经束电极的制备方法，包括下列步骤步骤一，在刚性基底上设置聚二甲基硅氧烷形成柔性基底；步骤二，在所述柔性基底上形成电极组件，所述电极组件包括引线焊点、用于电连接神经束的电极单元、及电连接所述引线焊点和电极单元电极引线；步骤三，在所述柔性基底上设置覆盖所述电极组件的聚二甲基硅氧烷形成绝缘层，并在所述绝缘层的电极单元和引线焊点位置处形成开口，露出所述电极单元和引线焊点；步骤四，将所述柔性基底和刚性基底分离。在其中一个实施例中，所述步骤二包括在所述柔性基底上淀积导电膜；在所述导电膜上光刻形成所述电极组件的光刻胶图案；湿法刻蚀并去除所述光刻胶图案，形成所述电极单元、电极引线以及引线焊点。在其中一个实施例中，所述步骤二包括制备一块掩膜，在掩膜上形成所述电极组件的镂空图案；将所述掩膜置于所述柔性基底上，形成紧密贴附；在所述柔性基底上淀积导电膜；移去所述掩膜，所述导电膜在掩膜移除后形成所述电极组件。在其中一个实施例中，所述步骤二包括在所述柔性基底上光刻，形成所述电极组件的反转光刻胶图案作为第一光刻胶牺牲层；在所述柔性基底上淀积形成导电膜；去除所述第一光刻胶牺牲层，所述导电膜位于所述第一光刻胶牺牲层上的部分被一并剥离，形成所述电极组件。在其中一个实施例中，所述步骤三包括在所述柔性基底上光刻，从而在所述电极单元和引线焊点表面形成第二光刻胶牺牲层；在所述柔性基底上设置聚二甲基硅氧烷形成所述绝缘层；去除所述第二光刻胶牺牲层，所述绝缘层位于所述第二光刻胶牺牲层上的部分被一并剥离，形成所述开口。在其中一个实施例中，所述第二光刻胶牺牲层的厚度大于所述绝缘层的厚度。在其中一个实施例中，所述步骤三包括采用激光切割或离子刻蚀的方法在绝缘层的电极单元和引线焊点位置进行切割或腐蚀，直接去除电极单元和引线焊点表面的绝缘层，实现开口。上述柔性神经束电极，可以卷曲缝合后实现神经套管的功能，为断裂神经的选择性生长提供空间保护。可以在术中通过对断伤神经束外周径向的不同位置施加电刺激并记录响应情况，从而辨识神经束断伤面运动神经和感觉神经的分布情况，实现断伤神经两端的精准对接。还可以对断裂神经施加功能电刺激，加速断裂神经的生长；或者通过对断伤神经两端电生理信息的采集，实时监控断伤神经的修复状态。与目前临床采用的穿刺式电极相比较，不会对目标神经束造成损伤。另外该电极材料由于具有良好的生物相容性，可用于长期植入体内，如果有需要,待患者康复后也可以通过手术取出电极。此外，该柔性神经束电极除了用于断伤神经束的修复外，还可以通过获取健康神经束的神经信息，用于神经机器接口和残疾人的假肢控制等。神经机器接口通过获取神经元发放的电信号对其进行解码、分类，进而把分类后的结果编码成各种控制命令来控制外部设备如控制计算机、假肢或其他智能器械，实现神经信号对外部环境的控制。附图说明图I是一实施例中环绕式结构的柔性神经束电极的示意图；图2是沿图I所示虚线6的剖视图； 图3是沿图I所示虚线7的剖视图；图4是一实施例中柔性神经束电极的制备方法的流程图；图5是另一个实施例中柔性神经束电极的制备方法的流程图；图6是再一个实施例中柔性神经束电极的制备方法的流程图；图7是又一个实施例中柔性神经束电极的制备方法的流程图；图8是一实施例中对折式结构的柔性神经束电极的示意图；图9是沿图8所示虚线15的剖视图；图10是沿图8所示虚线16的剖视图；图11是一实施例中图I所示环绕式结构的柔性神经束电极作用于目标神经束的效果图；图12是另一实施例中图I所示环绕式结构的柔性神经束电极根据目标神经束尺寸卷曲而成的神经套管的结构示意图；图13是图12所示的神经套管作用于断伤神经束的效果图；图14是一实施例中图8所示对折式结构的柔性神经束电极作用于目标神经束的效果图；图15是另一实施例中图8所示对折式结构的柔性神经束电极根据目标神经束尺寸卷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性神经束电极，其特征在于，包括柔性基底、电极单元、电极引线、引线焊点及绝缘层，所述电极引线电连接所述电极单元和引线焊点，所述电极单元、电极引线及引线焊点共同组成电极组件，所述电极组件设于所述柔性基底上，所述绝缘层设于所述柔性基底上并覆盖所述电极引线，所述电极单元用于电连接神经束。

【技术特征摘要】
1.一种柔性神经束电极，其特征在于，包括柔性基底、电极单元、电极引线、引线焊点及绝缘层，所述电极引线电连接所述电极单元和引线焊点，所述电极单元、电极引线及引线焊点共同组成电极组件，所述电极组件设于所述柔性基底上，所述绝缘层设于所述柔性基底上并覆盖所述电极引线，所述电极单元用于电连接神经束。2.根据权利要求I所述的柔性神经束电极，其特征在于，所述柔性基底和绝缘层的材质为聚二甲基硅氧烷。3.根据权利要求I所述的柔性神经束电极，其特征在于，所述电极组件包括电极层，所述电极层的材质为金、钛、铜中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的柔性神经束电极，其特征在于，所述电极组件还包括打底层和修饰层，所述电极层设于所述打底层上，所述修饰层设于所述电极层上； 所述打底层的材质为钛、铬，或包含这两种元素中的一种或两种的合金； 所述修饰层的材质为钼、铱，或包含这两种元素中的一种或两种的合金或化合物。5.一种柔性神经束电极的制备方法，包括下列步骤 步骤一，在刚性基底上设置聚二甲基硅氧烷形成柔性基底； 步骤二，在所述柔性基底上形成电极组件，所述电极组件包括弓I线焊点、用于电连接神经束的电极单元、及电连接所述引线焊点和电极单元电极引线； 步骤三，在所述柔性基底上设置覆盖所述电极组件的聚二甲基硅氧烷形成绝缘层，并在所述绝缘层的电极单元和引线焊点位置处形成开口，露出所述电极单元和引线焊点； 步骤四，将所述柔性基底和刚性基底分离。6.根据权利要求5所述的柔性神经束电极的制备方法，其特征在于，所述步骤二包括 在所述柔性基底上淀...

【专利技术属性】
技术研发人员：于喆，张红治，谢雷，于玫，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：