專利名稱：一種柔性束狀微電極陣列及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出了一種柔性束狀微電極陣列及其加工方法，依據(jù)由電刺激信號(hào)刺激視 覺通路相關(guān)神經(jīng)系統(tǒng)，進(jìn)而使患者產(chǎn)生光幻視的原理設(shè)計(jì)，屬于生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)與微芯片 系統(tǒng)的結(jié)合。
背景技術(shù)：
世界衛(wèi)生組織報(bào)告顯示，世界范圍內(nèi)有超過1.6億人視力受到不同程度的損 害，其中，大約4500萬人患盲癥。臨床資料表明，視網(wǎng)膜變性疾病，如視網(wǎng)膜色素變性 (Rtinitis Pigmentosa, RP)(Age—Related macular Degeneration, AMD)等，是致盲的主要疾病。人們嘗試手術(shù)、藥物等多種方法幫助患者恢復(fù)視力，但目前各 種方法的效果均不理想。根據(jù)臨床資料顯示在視盲患者的病例中，盡管黃斑部感受器近乎 完全喪失，但黃斑部?jī)?nèi)核層和節(jié)細(xì)胞層的生存率仍比較高，分別達(dá)到80%和30%，通過植 入視網(wǎng)膜假體，可以恢復(fù)部分視覺。到了 20世紀(jì)90年代末期，研究視網(wǎng)膜假體，讓假體產(chǎn) 生與外界圖像信息相對(duì)應(yīng)的電刺激信號(hào)，刺激并激活視覺系統(tǒng)，從而使失明或?yàn)l臨失明的 患者重新獲得部分有用視力成為新興的研究方向。視覺假體的研究，根據(jù)假體植入的部位及刺激的方式，大致可以分為視皮層植入 假體、視神經(jīng)植入假體、視網(wǎng)膜上植入假體和視網(wǎng)膜下植入假體。視網(wǎng)膜上植入假體需要解 決能源供應(yīng)問題，并且該方案僅能修復(fù)黃斑部?jī)?nèi)核層和節(jié)細(xì)胞層細(xì)胞活性較高的視盲患者 人群；視網(wǎng)膜下植入假體的體積較大，假體多采用硅基等硬性材料構(gòu)造，埋植手術(shù)復(fù)雜，對(duì) 患者生理組織傷害大；視皮層植入假體和視神經(jīng)植入假體可以是將刺激電極植入大腦皮質(zhì) 或視神經(jīng)中，可以修復(fù)視盲程度更深的患者，基本上適用于視網(wǎng)膜變性疾病和視神經(jīng)病變 而致盲的人群，但是手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)較大。目前，美國(guó)在這一領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位，南加州大學(xué)、北卡羅來納州立大學(xué)、馬里蘭 州的Wilmer眼科研究所等機(jī)構(gòu)取得了較好的研究進(jìn)展，F(xiàn)DA已批準(zhǔn)的多個(gè)臨床試驗(yàn)項(xiàng)目， 已經(jīng)開始應(yīng)用于視盲患者，在臨床研究中取得了初步成效。此外，日本、德國(guó)、瑞士等國(guó)在相 關(guān)領(lǐng)域也取得了一定的研究成果。相對(duì)于我國(guó)龐大的致盲人群，我國(guó)的人工視網(wǎng)膜的研究 起步較晚。目前，在國(guó)家自然科學(xué)基金、863計(jì)劃及各地科委項(xiàng)目的支持下，有復(fù)旦大學(xué)、中 國(guó)科學(xué)院/上海微系統(tǒng)所、上海交通大學(xué)、北京大學(xué)、上海理工大學(xué)、首都醫(yī)科大學(xué)、軍醫(yī)進(jìn) 修學(xué)院、西安交通大學(xué)和重慶大學(xué)等單位進(jìn)行了相關(guān)領(lǐng)域的研究工作，并在各自領(lǐng)域取得 了一些研究進(jìn)展。目前，視覺假體研究熱點(diǎn)集中在電極陣列的形狀、材料方面。在電極形狀的選擇 上，有圓柱形、圓錐形、長(zhǎng)方形、梯形結(jié)構(gòu)等多種電極處于實(shí)驗(yàn)或研究之中。形狀對(duì)于視網(wǎng)膜 修復(fù)類電極陣列的影響正在討論之中。在材料的選擇上，包括基底和電極材料的選擇。在 基底的選擇上，已有研究人員就SiO2、Si3N4、TiN、銥、硅樹脂、硅、硅樹脂、聚酰亞胺，BCB和聚 對(duì)二甲苯等材料作為視網(wǎng)膜刺激器的基底材料進(jìn)行了大量的研究論證試驗(yàn)。聚酰亞胺、聚 對(duì)二甲苯等材料具備柔性、生物相容性佳等，但機(jī)械強(qiáng)度不夠，Si02、Si等材料的硬度過高，可能造成生理組織的損傷。同時(shí)，考慮到生物相容性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，惰性金屬材料如金(Au) 或鉬(Pt)等多被研究人員選作刺激電極材料。Jong-Mo Seo等人使用金作為微電極材料， 在他們所進(jìn)行的短期移植實(shí)驗(yàn)中(12個(gè)星期)，未見不良反應(yīng)，但它們?cè)陂L(zhǎng)期性實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn) 出被腐蝕的缺點(diǎn)；氮化鈦(TiN)具有抗腐蝕、穩(wěn)定性好、與神經(jīng)細(xì)胞能緊密接觸、與神經(jīng)組 織有較好的生物相容性且能儲(chǔ)存較多電容量等優(yōu)點(diǎn)，也是微刺激電極材料的一種選擇，但 是對(duì)神經(jīng)細(xì)胞存活力有明顯影響；銥與氧化銥(IrOx)在實(shí)驗(yàn)中的良好表現(xiàn)，使它成為微刺 激電極材料的良好選擇?？傊壳?，視網(wǎng)膜修復(fù)類電極陣列材料的選擇還需要更多的試驗(yàn) 加以驗(yàn)證。同時(shí)，用于視網(wǎng)膜修復(fù)的微電極的研制上目前多采用專用MEMS制造工藝、在基底 材料上生成微電極陣列的途徑。其特點(diǎn)是保證多種材料的柔性加工，但價(jià)格較為昂貴。同 時(shí)，傳統(tǒng)的電極還涉及外圍引線等系列問題。本發(fā)明重點(diǎn)集中于如何提高引線的密度，降低芯片的加工難度以及微電極陣列的 加工成本等問題開展研究，提出了一種束狀微電極陣列的結(jié)構(gòu)，可以較好的解決上述問題， 同時(shí)還同步解決了鍵合這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和視覺修復(fù)技術(shù)的發(fā)展需要，在現(xiàn)有的芯 片研究技術(shù)基礎(chǔ)上，提出一種柔性束狀微電極陣列及加工方法。本發(fā)明技術(shù)方案如下一種柔性束狀微電極陣列，其包括mXn根金屬絲和多聚物絕緣填充材料。所述的 mXn根金屬絲以陣列形式分布在多聚物絕緣填充材料中，形成束狀，每根金屬絲之間由填 充的多聚物絕緣填充材料絕緣；陣列化金屬絲的頂端在多聚物絕緣填充材料前端面露出， 成為微電極刺激端；金屬絲的末端從聚物絕緣材料后端面引出，形成引線端。所述金屬絲采用具有優(yōu)異生物相容性和導(dǎo)電性能的金、鉬金屬材料，金屬絲的直 徑在 25-200 μ m。所述多聚物絕緣填充材料應(yīng)該具備良好的柔韌性，以保證微電極陣列的柔性，其 材料一般選擇PDMS、聚酰亞胺、聚對(duì)二甲苯材料。所述柔性束狀微電極陣列可以是一條直的束狀陣列，也可以在柔性束狀微電極陣 列的中間通過一個(gè)中間轉(zhuǎn)換板形成轉(zhuǎn)折，中間轉(zhuǎn)換板被固定在多聚物絕緣填充材料中，中 間轉(zhuǎn)換板上分布有mXn各微孔，mXn根金屬絲由微孔穿過，在中間轉(zhuǎn)換板兩邊形成轉(zhuǎn)折。 在柔性束狀微電極陣列中采用中間轉(zhuǎn)換板的優(yōu)點(diǎn)在于柔性束狀微電極陣列的刺激端和引 線端呈一定的夾角，有利于手術(shù)的操作與開展；同時(shí)，使用中間轉(zhuǎn)換板時(shí)可為柔性束狀微電 極陣列提供一個(gè)固定的基片，當(dāng)選用強(qiáng)力膠體固定金屬絲后，金屬絲與中間轉(zhuǎn)換板的粘附 牢固程度將大大提高，同時(shí)固定后當(dāng)開展手術(shù)操作時(shí)，固定刺激端及中間轉(zhuǎn)換板后，操作引 線端不會(huì)導(dǎo)致金屬絲在柔性絕緣體中的運(yùn)動(dòng)，也不會(huì)導(dǎo)致刺激端面因此運(yùn)動(dòng)而發(fā)生變化， 進(jìn)而導(dǎo)致刺激端面不平整影響刺激效果。本發(fā)明還進(jìn)一步提出上述柔性束狀微電極陣列的制備方法，對(duì)于制作沒有中間轉(zhuǎn) 換板的陣列，所述方法采用一塊刺激微電極陣列定位板，一塊微電極陣列引線定位板和一 個(gè)透明硬質(zhì)套筒組成模具。刺激微電極陣列定位板和微電極陣列引線定位板上面均陣列分布有mXn個(gè)相同大小的微孔，微孔大小以恰好能夠適應(yīng)單根金屬絲通過為準(zhǔn)；所述刺激微 電極陣列定位板和微電極陣列引線定位板應(yīng)大于或等于透明硬質(zhì)套筒兩端的孔口面積；所 述透明硬質(zhì)套筒的側(cè)壁上開有注樣口。所述制備方法如下(1)將金屬絲一一穿于微電極陣列定位孔板、微電極陣列引線定位孔板的對(duì)應(yīng)孔 中，并且中間穿過透明硬質(zhì)套筒；(2)將完成穿絲的金屬絲兩端固定，刺激微電極陣列定位板和微電極陣列引線定 位板固定在透明硬質(zhì)套筒兩端；(3)從透明硬質(zhì)套筒的注樣口注入多聚物絕緣填充材料，然后將完成注塑的模具 置入真空泵中，抽取其中氣泡，蓋住注塑口 ；(4)將模具置入加熱爐加熱，使多聚物絕緣填充材料固化；(5)待多聚物絕緣填充材料固化后，將微電極陣列定位孔板、微電極陣列引線定位 孔板和透明硬質(zhì)套筒取掉，獲得束狀柔性微電極陣列毛胚；(6)將束狀柔性微電極陣列的微電極刺激端垂直或傾斜一定角度置入KOH溶液 中，根據(jù)該微電極陣列植入部位需要設(shè)定一定的高度(50-2000 μ m)，通直流電使金屬絲熔 斷，形成整齊的微電極刺激端平面或斜面，(微電極電極端傾斜一定角度可以形成長(zhǎng)度遞變 的微刺激電極陣列)。對(duì)于制作有中間轉(zhuǎn)換板的柔性束狀微電極陣列，所述方法采用一塊刺激微電極陣 列定位板、一塊中間轉(zhuǎn)換板、一塊微電極陣列引線定位板和兩個(gè)內(nèi)徑相同的透明硬質(zhì)套筒 組成模具；所述刺激微電極陣列定位板、中間轉(zhuǎn)換板和微電極陣列引線定位板上面均陣列 分布有mXn個(gè)相同大小的微孔，微孔的大小以恰好能夠適應(yīng)單根金屬絲通過為準(zhǔn)；兩個(gè)透 明硬質(zhì)套筒均有一端為相同角度的斜面孔口 ；所述中間轉(zhuǎn)換板應(yīng)大于或等于兩透明硬質(zhì)套 筒的斜面孔口的面積，所述刺激微電極陣列定位板和微電極陣列引線定位板應(yīng)大于或等于 透明硬質(zhì)套筒另一端的孔口面積；所述透明硬質(zhì)套筒的側(cè)壁上開有注樣口，以備加注多聚 物用。所述制備方法如下(1)將金屬絲一一穿于微電極陣列定位孔板、中間轉(zhuǎn)換板、微電極陣列引線定位孔 板的對(duì)應(yīng)孔中，并且中間穿過兩個(gè)透明硬質(zhì)套筒，兩個(gè)透明硬質(zhì)套筒分別位于微電極陣列 定位孔板和中間轉(zhuǎn)換板之間，以及中間轉(zhuǎn)換板和微電極陣列引線定位孔板之間，兩個(gè)透明 硬質(zhì)套筒的斜面孔口端相對(duì)，中間夾有中間轉(zhuǎn)換板；(2)將完成穿絲的金屬絲兩端固定，刺激微電極陣列定位板和微電極陣列引線定 位板固定在透明硬質(zhì)套筒兩端，中間轉(zhuǎn)換板夾在兩個(gè)透明硬質(zhì)套筒的中間，使兩個(gè)透明硬 質(zhì)套筒之間形成轉(zhuǎn)折；(3)從透明硬質(zhì)套筒的注樣口注入多聚物絕緣填充材料，然后將完成注塑的模具 置入真空泵中，抽取其中氣泡，蓋住注塑口 ；(4)將模具置入加熱爐加熱，使多聚物絕緣填充材料固化；(5)待多聚物絕緣填充材料固化后，將微電極陣列定位孔板、微電極陣列引線定位 孔板和透明硬質(zhì)套筒取掉，獲得束狀柔性微電極陣列毛胚；(6)將束狀柔性微電極陣列的微電極刺激端垂直或傾斜一定角度置入KOH溶液中，根據(jù)該微電極陣列植入部位需要設(shè)定一定的高度(50-2000 μ m)，通直流電使金屬絲熔 斷，形成整齊的微電極刺激端平面或斜面，即完成制作。在上述方法中，所述刺激微電極陣列定位板、中間轉(zhuǎn)換板和微電極陣列引線定位 板選用厚度相同的硅板加工形成。所述微電極陣列引線定位板上的微孔的排布間距可以與刺激微電極陣列定位板 上的微孔排布間距相一致，也可以與刺激微電極陣列定位板上的微孔排布間距呈等比例放 大或縮小，放大的用途在于當(dāng)需要引線盡量分開時(shí)，微孔間的間距大，引線就分得開，而若 需要將引線盡量歸為一束時(shí)，可選用微孔間的間距呈等比例縮小的定位板。兩套筒的功能在于提供一個(gè)注塑形成柔性微電極基體的模具，套筒選用硬質(zhì)的 PMMA等材料制成，結(jié)合透明的筒體，我們可以精確控制多聚物的加注，并了解其中空泡情 況，一邊進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(1)由于定位及轉(zhuǎn)換使用的硅板可以采用IC工藝加工成形，其上的微孔陣列和邊 緣精度高，可滿足微刺激電極陣列需要，同時(shí)，其微孔陣列的密度也可以達(dá)到一個(gè)較高的水 平，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)較高的微電極集成密度。(2)柔性聚合物選用聚酰亞胺、PDMS或聚對(duì)二甲苯等材料，利用上述材料作為微 電極陣列的包裹及外形成型材料，具有柔軟、透明、耐高溫消毒、具備良好生物相融合性和 能夠兼容柔性等特點(diǎn)；而微電極選用的金、鉬等材料良好的柔韌性可保證芯片具備良好的 柔性，保證微電極陣列植入過程中的操作不會(huì)引起金屬絲的斷裂進(jìn)而降低芯片的可靠性， 微電極材料良好的生物相容性結(jié)合柔性聚合物良好的生物相容性可顯著改善微電極陣列 的生物相容性，保證了神經(jīng)細(xì)胞的安全性和細(xì)胞活力，進(jìn)一步提高了電刺激的效果。(3)中間轉(zhuǎn)換板的引入提高了微電極陣列的可靠性，通過在轉(zhuǎn)換板來定位金屬絲， 可大大降低金屬絲端面隨著微電極陣列的彎曲導(dǎo)致的端面不平整問題，同時(shí)，中間轉(zhuǎn)換版 的引入使微電極陣列可以彎折，如呈L形，提高了微電極陣列植入過程中的可操作性。(4)由于該微電極陣列選用了陣列化金屬絲的端面形成微電極陣列刺激面，金屬 絲本身也可作為導(dǎo)線，微電極陣列與外界的連接可直接采用將金屬絲焊接于外圍電路板上 集成形成電氣連接，這大大降低了芯片封裝鍵合的難度。(5)微電極陣列的模具部分可重復(fù)使用，具備成本低廉、加工方便等優(yōu)點(diǎn)，可進(jìn)行 批量化生產(chǎn)。


圖1柔性束狀微電極陣列示意2柔性束狀微電極陣列模具示意圖
具體實(shí)施例方式參見圖1，以具有中間轉(zhuǎn)換板的電極陣列為例，柔性束狀微電極陣列由陣列化的金 屬絲4，多聚物絕緣填充材料2和中間轉(zhuǎn)換板3組成。mXn根金屬絲4以陣列形式分布在多 聚物絕緣填充材料2中，形成束狀，每根金屬絲之間由填充的多聚物絕緣填充材料2絕緣， 陣列化金屬絲4的頂端在多聚物絕緣填充材料前端面露出，成為微電極陣列刺激端1，陣列化金屬絲4的末端從聚物絕緣填充材料后端面引出，形成柔性束狀微電極陣列的連接端5。 其中金屬絲的直徑范圍在25-200 μ m，采用具有良好生物相容性和導(dǎo)電性能的金、鉬金屬材 料。多聚物絕緣填充材料選擇PDMS、聚酰亞胺或聚對(duì)二甲苯材料。參見圖2，該柔性束狀微電極陣列的加工采用一特制的模具組成，模具由三塊硅板 和兩透明硬質(zhì)套筒組成。三塊硅板分別為刺激微電極陣列定位板6、微電極陣列引線定位 板7和中間轉(zhuǎn)換板3。兩透明硬質(zhì)套筒分別為植入段套筒8和外部連接段套筒9。刺激微 電極陣列定位板6面積在3mmX3mm，上面布置了 mXn的微孔，微孔呈正多邊形，微孔的尺 度以恰好能夠適應(yīng)微電極陣列選用的金屬絲4通過為準(zhǔn)。中間轉(zhuǎn)換板3同樣為一塊硅質(zhì)基 板，上面有與刺激微電極陣列定位板6上mXn的微孔一一對(duì)應(yīng)的微孔陣列，微孔的尺度根 據(jù)它與兩套筒呈現(xiàn)的不同夾角尺度不同，例如當(dāng)刺激微電極陣列定位板上6的微孔尺度 為40 μ m，而中間轉(zhuǎn)換板3與兩套筒呈現(xiàn)45度夾角時(shí)，中間轉(zhuǎn)換板3的傾斜邊方向尺度應(yīng) 乘以V^，以獲得傾斜后余絲狀微電極陣列的高度吻合。微電極陣列引線定位板7的面積可 與刺激微電極陣列定位板6面積相同，其定位孔排布方式也可一致，當(dāng)然，其面積也可呈現(xiàn) 等比例放大或縮小，放大的用途在于當(dāng)需要引線盡量分開時(shí)可選用面積較大(當(dāng)然，此時(shí) 微孔大小不變，微孔間間距呈現(xiàn)等比例放大)的定位板。若需要將引線盡量歸為一束時(shí)，可 選用面積較小(當(dāng)然，此時(shí)微孔大小不變，微孔間間距呈現(xiàn)等比例縮小)的定位板。植入段 套筒8和外部連接段套筒9的功能在于提供一個(gè)注塑形成固化的多聚物絕緣填充材料的模 具，套筒選用硬質(zhì)的PMMA等材料制成，套筒兩端與對(duì)應(yīng)的定位板6或7的尺寸和中間轉(zhuǎn)換 板3的尺寸一致，形成一個(gè)圓形或多邊形的中空的柱體，在柱體一邊開一注樣口 10，以備加 注多聚物用，結(jié)合透明的筒體，我們可以精確控制多聚物的加注，并了解其中空泡情況，一 邊進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。微電極陣列的加工流程為(1)將作為微電極的金屬絲4穿于微電極陣列定位孔板6、中間轉(zhuǎn)換板3、微電極陣 列引線定位孔板7的對(duì)應(yīng)微孔中，并穿過植入段套筒8和外部連接段套筒9。(2)將完成穿絲的金屬絲4束兩端固定，并將上述各部分連接固定形成微電極陣 列的制備模具。(3)從兩套筒的注樣口 10注入多聚物材料，如PDMS、聚酰亞胺或聚對(duì)二甲苯等材 料。(4)完成注塑的模具置入真空泵中，抽取其中氣泡，用兩蓋片11蓋在注塑口 10。(5)將上述模具置入加熱爐，使多聚物材料固化。(6)將微電極陣列定位孔板6、微電極陣列引線定位孔板7和兩套筒8和9取掉， 獲得束狀柔性微電極陣列的毛胚。(7)將微電極的端部垂直置入KOH溶液中，并固定合適高度，通直流電使金屬絲熔 斷，形成整齊的電極端面，如圖1所示的刺激端1和連接端5。也可以使微電極電極端面傾 斜一定角度，形成長(zhǎng)度遞變的微刺激電極陣列。而對(duì)于制作中間沒有轉(zhuǎn)換板的微電極陣列更加簡(jiǎn)單，參照上述方法，只是采用一 個(gè)套簡(jiǎn)，不需要中間轉(zhuǎn)換板，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本說明書前面的說明內(nèi)容，都可以理解， 此處不再進(jìn)一步說明。
權(quán)利要求
一種柔性束狀微電極陣列，其包括m×n根金屬絲和多聚物絕緣填充材料；其特征在于所述的m×n根金屬絲以陣列形式分布在多聚物絕緣填充材料中，形成束狀，每根金屬絲之間由填充的多聚物絕緣填充材料絕緣；陣列化金屬絲的頂端在多聚物絕緣填充材料前端面露出，成為微電極陣列刺激端；陣列化金屬絲的末端從聚物絕緣填充材料后端面引出，形成柔性束狀微電極陣列的連接端；所述金屬絲采用具有良好生物相容性和導(dǎo)電性能的金、鉑金屬材料；所述多聚物絕緣填充材料選擇PDMS、聚酰亞胺或聚對(duì)二甲苯材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性束狀微電極陣列，其特征在于所述柔性束狀微電極陣 列在長(zhǎng)度方向的中間通過一個(gè)中間轉(zhuǎn)換板形成轉(zhuǎn)折，中間轉(zhuǎn)換板被固定在多聚物絕緣填充 材料中，中間轉(zhuǎn)換板上分布有mXn各微孔，mXn根金屬絲由微孔穿過，在中間轉(zhuǎn)換板兩邊 形成轉(zhuǎn)折。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性束狀微電極陣列，其特征在于所述金屬絲的直徑范圍 在 25 200 μ m。
4.權(quán)利要求1所述的柔性束狀微電極陣列的制備方法，所述方法采用一塊刺激微電極 陣列定位板，一塊微電極陣列引線定位板和一個(gè)透明硬質(zhì)套筒組成模具；刺激微電極陣列 定位板和微電極陣列引線定位板上面均陣列分布有mXn個(gè)相同大小的微孔，微孔大小以 恰好能夠適應(yīng)單根金屬絲通過為準(zhǔn)；所述刺激微電極陣列定位板和微電極陣列引線定位板 應(yīng)大于或等于透明硬質(zhì)套筒兩端的孔口面積；所述透明硬質(zhì)套筒的側(cè)壁上開有注樣口 ；所述制備方法如下(1)將金屬絲一一穿于微電極陣列定位孔板、微電極陣列引線定位孔板的對(duì)應(yīng)孔中，并 且中間穿過透明硬質(zhì)套筒；(2)將完成穿絲的金屬絲兩端固定，刺激微電極陣列定位板和微電極陣列引線定位板 固定在透明硬質(zhì)套筒兩端；(3)從透明硬質(zhì)套筒的注樣口注入多聚物絕緣填充材料，然后將完成注塑的模具置入 真空泵中，抽取其中氣泡，蓋住注塑口 ；(4)將模具置入加熱爐加熱，使多聚物絕緣填充材料固化；(5)待多聚物絕緣填充材料固化后，將微電極陣列定位孔板、微電極陣列引線定位孔板 和透明硬質(zhì)套筒取掉，獲得束狀柔性微電極陣列毛胚；(6)將束狀柔性微電極陣列的微電極刺激端垂直或傾斜角度置入KOH溶液中，根據(jù)該 微電極陣列植入部位需要設(shè)定50 2000 μ m的高度，通直流電使金屬絲熔斷，形成整齊的 微電極刺激端平面或斜面，即完成制作。
5.權(quán)利要求2所述的柔性束狀微電極陣列的制備方法，所述方法采用一塊刺激微電極 陣列定位板、一塊中間轉(zhuǎn)換板、一塊微電極陣列引線定位板和兩個(gè)內(nèi)徑相同的透明硬質(zhì)套 筒組成模具；所述刺激微電極陣列定位板、中間轉(zhuǎn)換板和微電極陣列引線定位板上面均陣 列分布有mXn個(gè)相同大小的微孔，微孔的大小以恰好能夠適應(yīng)單根金屬絲通過為準(zhǔn)；兩個(gè) 透明硬質(zhì)套筒均有一端為相同角度的斜面孔口 ；所述中間轉(zhuǎn)換板應(yīng)大于或等于兩透明硬質(zhì) 套筒的斜面孔口的面積，所述刺激微電極陣列定位板和微電極陣列引線定位板應(yīng)大于或等 于透明硬質(zhì)套筒另一端的孔口面積；所述透明硬質(zhì)套筒的側(cè)壁上開有注樣口，所述制備方法如下(1)將金屬絲一一穿于微電極陣列定位孔板、中間轉(zhuǎn)換板、微電極陣列引線定位孔板的 對(duì)應(yīng)孔中，并且中間穿過兩個(gè)透明硬質(zhì)套筒，兩個(gè)透明硬質(zhì)套筒分別位于微電極陣列定位 孔板和中間轉(zhuǎn)換板之間，以及中間轉(zhuǎn)換板和微電極陣列引線定位孔板之間，兩個(gè)透明硬質(zhì) 套筒的斜面孔口端相對(duì)，中間夾有中間轉(zhuǎn)換板；(2)將完成穿絲的金屬絲兩端固定，刺激微電極陣列定位板和微電極陣列引線定位板 固定在透明硬質(zhì)套筒兩端，中間轉(zhuǎn)換板夾在兩個(gè)透明硬質(zhì)套筒的中間，使兩個(gè)透明硬質(zhì)套 筒之間形成轉(zhuǎn)折；(3)從透明硬質(zhì)套筒的注樣口注入多聚物絕緣填充材料，然后將完成注塑的模具置入 真空泵中，抽取其中氣泡，蓋住注塑口 ；(4)將模具置入加熱爐加熱，使多聚物絕緣填充材料固化；(5)待多聚物絕緣填充材料固化后，將微電極陣列定位孔板、微電極陣列引線定位孔板 和透明硬質(zhì)套筒取掉，獲得束狀柔性微電極陣列毛胚；(6)將束狀柔性微電極陣列的微電極刺激端垂直或傾斜一定角度置入KOH溶液中，根 據(jù)該微電極陣列植入部位需要設(shè)定50 2000 μ m的高度，通直流電使金屬絲熔斷，形成整 齊的微電極刺激端平面或斜面，即完成制作。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的柔性束狀微電極陣列的制備方法，其特征在于所述刺 激微電極陣列定位板、中間轉(zhuǎn)換板和微電極陣列引線定位板選用厚度相同的硅板加工形 成。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的柔性束狀微電極陣列的制備方法，其特征在于所述微 電極陣列引線定位板上的微孔的排布間距與刺激微電極陣列定位板上的微孔排布間距相 一致；或者，所述微電極陣列引線定位板上的微孔的排布間距與刺激微電極陣列定位板上 的微孔排布間距呈等比例放大或縮小。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種柔性束狀微電極陣列及其加工方法，其包括m×n根金屬絲和多聚物絕緣填充材料；所述的m×n根金屬絲以陣列形式分布在多聚物絕緣填充材料中，形成束狀，每根金屬絲之間由填充的多聚物絕緣填充材料絕緣；陣列化金屬絲的頂端在多聚物絕緣填充材料前端面露出，成為微電極陣列刺激端；陣列化金屬絲的末端從聚物絕緣填充材料后端面引出，形成柔性束狀微電極陣列的連接端。該柔性束狀微電極陣列柔軟、透明、耐高溫消毒，并具備良好的電學(xué)傳導(dǎo)特性、生物相容性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。本發(fā)明方法加工微電極陣列方便，其模具可重復(fù)使用，成本也較為低廉，微電極陣列與外圍裝置的連接也較為方便。
文檔編號(hào)A61N1/05GK101912665SQ20101020914
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者侯文生, 廖彥劍, 楊軍, 章毅, 胡寧, 鄭小林 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)