一種可同時輸入藥物的微電極的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可同時輸入藥物的微電極，包括若干根電極絲、加注導(dǎo)管、帶有印制電路的固定基板、電極前端集中固定片與微型滲透壓泵；加注導(dǎo)管的進液口端與微型滲透壓泵相連；固定基板設(shè)置有FFC排線座，所有電極絲穿過并固定在固定基板上，并均衡分布在加注導(dǎo)管的外圍，F(xiàn)FC排線座的每一個插頭對應(yīng)一根電極絲，各電極絲的植入端穿過并固定在電極前端集中固定片上，所有電極絲的植入端也相應(yīng)地均衡分布在加注導(dǎo)管排液口端的外圍。本發(fā)明具有簡單易于實施，通道數(shù)目可自由調(diào)節(jié)，并且能夠同時在微電極植入的同時添加釋放藥物，這些藥物可包括神經(jīng)營養(yǎng)因子等，能夠有效地降低電極的長期植入對動物腦組織所帶來的損傷。
【專利說明】—種可同時輸入藥物的微電極
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種神經(jīng)刺激記錄電極，尤其是其中的一種可灌輸營養(yǎng)藥液的神經(jīng)刺激記錄電極。
【背景技術(shù)】
[0002]神經(jīng)工程是目前國內(nèi)外研究的熱點問題，在神經(jīng)工程研究中普遍使用刺激和記錄微電極。例如在深部腦刺激中需要將神經(jīng)刺激電極植入到腦內(nèi)相應(yīng)的神經(jīng)核團，從而緩解病人的癥狀。在腦機接口中，通常將電極植入到動物或人腦內(nèi)，采集腦區(qū)的神經(jīng)活動電信號，然后將這些信號經(jīng)過一系列處理用于控制外部設(shè)備，例如，假肢、鼠標(biāo)、遙控器等簡單的動作。根據(jù)不同的需要，人們研究出了不同類型的微電極。例如，各種不同類型多通道微電極陣列，植入后可以進行深度調(diào)節(jié)的多通道微電極等。但目前市場上買到的電極例如，猶他電極，密西根電極等制作工藝復(fù)雜。并且越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，不管是哪種類型的微電極，長期植入腦內(nèi)都會造成一定的神經(jīng)損傷。例如在2007年，nature報道首次應(yīng)用于人體的腦機接口研究中提到，當(dāng)電極植入腦內(nèi)一段時間后，會導(dǎo)致獲得的腦電信號衰退，某些電極通道可能記錄不到良好的信號，這就導(dǎo)致了其應(yīng)用會受到一定影響。發(fā)明人在實驗室中對動物機器人研究過程中同樣也發(fā)現(xiàn)一個非常重要的問題，即對于同一只實驗動物，最初的刺激電流是lOOuA，可以完成對該動物的有效控制，一個月后，再用同樣的刺激電流動物普遍沒有反應(yīng)。需要將電流加大到150或200uA，隨著時間的延長，刺激強度需要繼續(xù)加大。分析這些現(xiàn)象發(fā)生的可能原因是由于電極長期植入后對腦組織有一定的損傷，另外在進行電刺激時，電極周圍放電區(qū)域的電流密度過大，使得這部分腦組織產(chǎn)生不良反應(yīng)，從而引起腦組織中神經(jīng)元與電極界面受到干擾，因此難以獲得有效信號，或者施加有效的刺激。這些問題對于神經(jīng)工程領(lǐng)域的研究來說，是至關(guān)重要的，也影響了其進一步的應(yīng)用。
[0003]大量的研究表明，神經(jīng)營養(yǎng)因子和神經(jīng)生長因子在神經(jīng)元的存活、生長、分化、損傷修復(fù)、神經(jīng)再生等過程中起到非常重要的作用。另外一些抗炎藥物，抗纖維化因子可以防止損傷細(xì)胞周圍產(chǎn)生囊性纖維組織。但是目前這些有效的物質(zhì)還沒有用于解決腦機接口微電極中遇到的相關(guān)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)在于解決現(xiàn)有神經(jīng)工程研究中使用刺激和記錄微電極存在的技術(shù)缺陷，提供一種可同時輸入藥物的微電極。
[0005]其技術(shù)解決方案是:
[0006]—種可同時輸入藥物的微電極，包括若干根電極絲、加注導(dǎo)管、帶有印制電路的固定基板、電極 前端集中固定片與微型滲透壓泵；上述加注導(dǎo)管的管徑不超過200 μ m,加注導(dǎo)管穿過并固定在固定基板的中心點上，加注導(dǎo)管的排液口端穿過電極前端集中固定片的中心點，并與電極前端固定片固定在一起，加注導(dǎo)管的進液口端與微型滲透壓泵相連；上述固定基板設(shè)置有FFC排線座，所有電極絲穿過并固定在固定基板上，并均衡分布在加注導(dǎo)管的外圍，F(xiàn)FC排線座的每一個插頭對應(yīng)一根電極絲，各電極絲通過對應(yīng)的印制電路引線接入FFC排線座，各電極絲的植入端穿過電極前端集中固定片，并與電極前端固定片固定在一起，所有電極絲的植入端也相應(yīng)地均衡分布在加注導(dǎo)管排液口端的外圍；上述電極前端集中固定片的面積不超過1mm2。
[0007]上述固定基板設(shè)置有與電極絲數(shù)量相同的焊接孔，每個焊接孔焊接一根電極絲，相鄰焊接孔之間的距離小于150~200 μ m。
[0008]上述電極絲為設(shè)置有一段絕緣層的鎳鎘合金絲或不銹鋼金屬絲，直徑為18~100 μ m，各電極的植入端是挺直的，在植入端使用重量配比為1:1的聚乙二醇400與聚乙二醇20000混合物進行涂覆，用以固定其挺直狀態(tài)。
[0009]上述加注導(dǎo)管為不銹鋼管。
[0010]上述電極絲中包括至少一個接地電極；其余的電極絲為刺激電極和/或記錄電極。
[0011]上述加注導(dǎo)管的進液口端設(shè)置有接口部，微型滲透壓泵接入接口部。
[0012]本發(fā)明具有以下有益技術(shù)效果:
[0013]本發(fā)明具有簡單易于實施，通道數(shù)目可自由調(diào)節(jié)，并且能夠同時在微電極植入的同時添加釋放藥物，這些藥物可包括神經(jīng)營養(yǎng)因子等，能夠有效地降低電極的長期植入對動物腦組織所帶來的損傷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作更進一步的說明:`[0015]圖1為本發(fā)明一種實施方式的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0016]圖2為圖1方式中的固定基板部分的仰視結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0017]圖3為圖1方式中的電極前端固定片的仰視結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實施方式】
[0018]結(jié)合圖1、圖2與圖3, —種可同時輸入藥物的微電極,包括若干根電極絲2、加注導(dǎo)管5、帶有印制電路的固定基板3、電極前端集中固定片6與微型滲透壓泵。上述加注導(dǎo)管優(yōu)選不銹鋼管，其管徑以不超過200 μ m為宜。加注導(dǎo)管穿過并固定在固定基板的中心點上，加注導(dǎo)管的排液口端穿過電極前端集中固定片的中心點，并與電極前端固定片固定在一起，如可采用衛(wèi)生醫(yī)療級別的粘結(jié)劑對加注導(dǎo)管進行固定，加注導(dǎo)管的進液口端設(shè)置有接口部1，微型滲透壓泵接入接口部1，進而實現(xiàn)與加注導(dǎo)管相連。上述滲透壓泵可以緩慢地釋放藥物到所需部位，如選用市售的Alzet Osmotic Pumps泵,它是目前使用較多的體積只有膠囊大小的滲透壓泵，可植入實驗動物皮下或腹腔內(nèi)，可以以μ I/小時的速度持續(xù)準(zhǔn)確地輸注測試藥劑。上述固定基板設(shè)置有FFC排線座，所有電極絲穿過并固定在固定基板上，如在固定基板上設(shè)置與電極絲數(shù)量相同的焊接孔，每個焊接孔焊接一根電極絲，相鄰焊接孔之間的距離可小于150 μ m、165 μ m、180 μ m或200 μ m。所有電極絲均衡分布在加注導(dǎo)管的外圍，F(xiàn)FC排線座的每一個插頭對應(yīng)一根電極絲，各電極絲通過對應(yīng)的印制電路引線接入FFC排線座。各電極絲的植入端穿過電極前端集中固定片，并與電極前端固定片固定在一起，如可采用衛(wèi)生醫(yī)療級別的粘結(jié)劑對植入端進行固定，所有電極絲的植入端也相應(yīng)地均衡分布在加注導(dǎo)管排液口端的外圍。
[0019]優(yōu)選地，上述電極前端集中固定片的面積以不超過Imm2為宜。
[0020]優(yōu)選地，上述電極絲為設(shè)置有一段絕緣層的鎳鎘合金絲或不銹鋼金屬絲，直徑為18~100 μ m，各電極的植入端是拉直的，在植入端使用重量配比為1:1的聚乙二醇400與聚乙二醇20000混合物進行涂覆，用以對拉直狀態(tài)進行保持。
[0021]優(yōu)選地，上述電極絲中包括至少一個接地電極；其他為刺激電極、記錄電極、或刺激記錄電極。如果作為刺激電極或刺激記錄電極,其直徑可達(dá)100 μ m ;如果作為記錄電極，其直徑以18 μ m左右為宜。
[0022]本發(fā)明的一種應(yīng)用情形可大致如下:
[0023]由于電極絲較細(xì)，在植入腦部位時容易彎曲。因此需要預(yù)先對挺直(拉直)狀態(tài)進行固定。如采用重量份配比1:1的聚乙二醇400與聚乙二醇20000混合物，待其加熱到70°C，完全溶解后，涂到電極絲的植入端上，能夠固定并保持其挺直狀態(tài)。
[0024]電極定位好進入腦區(qū)之前，可先用生理鹽水將聚乙二醇混合物溶解，以便暴露約Imm左右電極絲的植入端，待暴露出的電極絲的植入端植入腦內(nèi)，再用生理鹽水溶解少量聚乙二醇混合物進一步暴露約Imm左右電極絲的植入端，直到電極絲的植入端完全植入到設(shè)定的腦區(qū)。
[0025]帶電極絲植入端進 入設(shè)定腦區(qū)后，將固定基板用牙科水泥固定于顱骨上。微型滲透壓泵通過接口部與加注導(dǎo)管相連。在滲透壓泵中放入所需的營養(yǎng)成分(神經(jīng)營養(yǎng)因子，生長因子)。將其固定于動物皮下。在滲透壓泵的作用下，電極絲植入端周圍的腦組織可以得到持續(xù)不間斷的營養(yǎng)物質(zhì)，防止電極對腦組織造成的損傷。從而完成長期的腦刺激和記錄。
[0026]上述方式中未述及的有關(guān)技術(shù)內(nèi)容采取或借鑒已有技術(shù)即可實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種可同時輸入藥物的微電極，其特征在于包括若干根電極絲、加注導(dǎo)管、帶有印制電路的固定基板、電極前端集中固定片與微型滲透壓泵；上述加注導(dǎo)管的管徑不超過200 μ m，加注導(dǎo)管穿過并固定在固定基板的中心點上，加注導(dǎo)管的排液口端穿過電極前端集中固定片的中心點，并與電極前端固定片固定在一起，加注導(dǎo)管的進液口端與微型滲透壓泵相連；上述固定基板設(shè)置有FFC排線座，所有電極絲穿過并固定在固定基板上，并均衡分布在加注導(dǎo)管的外圍，F(xiàn)FC排線座的每一個插頭對應(yīng)一根電極絲，各電極絲通過對應(yīng)的印制電路引線接入FFC排線座，各電極絲的植入端穿過電極前端集中固定片，并與電極前端固定片固定在一起，所有電極絲的植入端也相應(yīng)地均衡分布在加注導(dǎo)管排液口端的外圍；上述電極前端集中固定片的面積不超過1mm2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可同時輸入藥物的微電極，其特征在于:上述固定基板設(shè)置有與電極絲數(shù)量相同的焊接孔，每個焊接孔焊接一根電極絲，相鄰焊接孔之間的距離小于150 ~200 μ mD
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可同時輸入藥物的微電極，其特征在于:上述電極絲為設(shè)置有一段絕緣層的鎳鎘合金絲或不銹鋼金屬絲，直徑為18~100μm，各電極的植入端是挺直的，在植入端使用重量配比為1:1的聚乙二醇400與聚乙二醇20000混合物進行涂覆，用以固定其挺直狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可同時輸入藥物的微電極，其特征在于:上述加注導(dǎo)管為不銹鋼管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可同時輸入藥物的微電極，其特征在于:上述電極絲中包括至少一個接地電極；其余的電極絲為刺激電極和/或記錄電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可同時輸入藥物的微電極，其特征在于:上述加注導(dǎo)管的進液口端設(shè)置有接口部，微型滲透壓泵接入接口部。
【文檔編號】A61B5/0478GK103736203SQ201410007623
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】槐瑞托, 楊俊卿, 汪慧, 蘇學(xué)成, 于志豪 申請人:山東科技大學(xué)