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一種植入式柔性神經微電極梳及其制備方法和植入方法與流程

文檔序號:11870651閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種植入式柔性神經微電極梳,其特征在于,所述植入式柔性神經微電極梳主要由柔性襯底層(1)、柔性絕緣層(2)和設置于柔性襯底層(1)和柔性絕緣層(2)之間的金屬連接線層(3)組成;

所述植入式柔性神經微電極梳包括依次連接的梳齒狀結構(4)、網格結構(5)、實心結構(6)和焊盤(7);所述梳齒狀結構(4)上設有電極位點(8);所述焊盤(7)上設有焊接點;

所述金屬連接線層(3)由金屬連接線組成,金屬連接線連接電極位點和焊接點;

所述電極位點和焊接點表面沒有柔性絕緣層(2)。

2.根據權利要求1所述的植入式柔性神經微電極梳,其特征在于,所述柔性襯底層(1)與金屬連接線層(3)之間設有粘附層;

優選地,所述粘附層所用材料為鉻;

優選地,所述粘附層的厚度為1nm~100nm,優選為5nm;

優選地,所述柔性襯底層(1)所用材料為SU-8光刻膠、聚對二甲苯或聚酰亞胺中任意一種或至少兩種的組合;

優選地,所述柔性襯底層(1)的厚度為1μm~20μm,優選為5μm;

優選地,所述柔性絕緣層(2)所用材料為SU-8光刻膠、聚對二甲苯或聚酰亞胺中任意一種或至少兩種的組合;

優選地,所述柔性絕緣層(2)的厚度為1μm~20μm,優選為5μm;

優選地,所述金屬連接線層(3)中金屬連接線的材料為金、鉑或銥中任意一種或至少兩種的組合;

優選地,所述金屬連接線層(3)的厚度為10nm~1000nm,優選為100nm;

優選地,所述金屬連接線層(3)中金屬連接線的線寬為1μm~50μm,優選為10μm。

3.根據權利要求1或2所述的植入式柔性神經微電極梳,其特征在于,所述梳齒狀結構(4)的梳齒個數為1個~1000個,優選為16個;

優選地,所述梳齒狀結構(4)的每一個梳齒上設有電極位點(8);

優選地,所述梳齒狀結構(4)上電極位點的個數為1~1000個,優選為16個;

優選地,所述電極位點(8)包括電極襯底和位于電極襯底中心處的電極;

優選地,所述電極襯底為圓形,其直徑為1μm~200μm,優選為40μm;

優選地,所述電極為圓形,其直徑為1μm~100μm,優選為20μm。

4.根據權利要求1-3任一項所述的植入式柔性神經微電極梳,其特征在于,所述植入式柔性神經微電極梳中梳齒狀結構(4)、網格結構(5)和實心結構(6)的整體長度為1mm~5cm,優選為1cm或2cm;

優選地,所述梳齒狀結構(4)的長度為1mm~5cm,優選為1mm、3mm或5mm;

優選地,所述梳齒狀結構(4)中梳齒的寬度為1μm~200μm,優選為20μm;

優選地,所述實心結構(6)的長度為1mm~1cm,寬度為1mm~5cm;

優選地,所述網格結構(5)隨梳齒狀結構(1)的變化而變化;

優選地,所述網格結構(5)中縱向支撐條的寬度為1μm~100μm,優選為50μm;

優選地,所述焊盤(7)的尺寸為(0.1~4)mm×(0.1~4)mm;

優選地,所述焊盤(7)上焊接點的大小為(100~2000)μm×(100~2000)μm,優選為400μm×400μm。

5.根據權利要求1-4任一項所述的植入式柔性神經微電極梳,其特征在于,所述網格結構(5)為縱向漸變式網格結構、橫向漸變式網格結構、均勻網格結構或縱向偏離角度為45度的網格結構中任意一種或至少兩種結構的組合;

優選地,所述縱向漸變式網格結構包括橫向網格條和縱向支撐條,所述縱向支撐條之間的距離依次遞增;

優選地,所述縱向漸變式網格結構包括橫向網格條和縱向支撐條,所述縱向支撐條之間的距離向梳齒狀結構(4)一側依次遞增;

優選地,所述縱向支撐條之間的距離以1μm~100μm的距離依次遞增,優選為10μm;

優選地,所述橫向漸變式網格結構包括橫向網格條和縱向支撐條,所述橫向網格條的寬度從實心結構(6)向梳齒狀結構(4)逐漸遞減;

優選地,所述橫向漸變式網格結構包括橫向網格條和縱向支撐條,所述橫向網格條的寬度逐漸遞減至1μm~200μm,優選為10μm或30μm;

優選地,所述均勻網格結構包括橫向網格條和縱向支撐條,所述縱向支撐條之間的距離相等,縱向支撐條之間的間距為10μm~1000μm,優選為500μm。

優選地,所述均勻網格結構包括橫向網格條和縱向支撐條,所述橫向網格條之間的距離相等,橫向網格條之間的間距為10μm~1000μm,優選為200μm。

6.根據權利要求1-5任一項所述的植入式柔性神經微電極梳的制備方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟:

(1)在載體上旋涂正性光刻膠,前烘,光刻出標記圖形,留出焊盤位置用光刻膠進行保護,后烘堅膜,去除殘膠;

(2)在步驟(1)處理后得到的載體上蒸鍍或濺射犧牲層,剝離形成犧牲層和標記圖形;

(3)在步驟(2)中形成犧牲層和標記圖形的載體一側旋涂柔性襯底材料,依次經前烘、曝光、后烘和顯影處理,形成柔性襯底層,180℃下高溫堅膜;

(4)在步驟(3)所形成的柔性襯底層上旋涂正性光刻膠,經前烘、曝光和顯影處理形成圖形化的電極位點、連接線和焊接點,再用電子束或熱蒸鍍形成粘附層;

(5)在步驟(4)形成的粘附層上用電子束或熱蒸鍍形成金屬層,然后經剝離處理制備出電極位點、連接線和焊接點;

(6)在步驟(5)形成了電極位點、連接線和焊接點后的金屬層上旋涂柔性絕緣材料,經前烘、曝光、后烘和顯影處理,暴露出電極位點和焊接點,180℃下高溫堅膜;

(7)將步驟(6)得到的柔性微電極梳放置于去除犧牲層的溶液中,釋放出柔性微電極梳;

(8)對步驟(7)得到的柔性微電極梳進行劃片,得到最終產品。

7.根據權利要求6所述的制備方法,其特征在于,步驟(1)中在經過預處理后的載體上懸涂正性光刻膠;

優選地,所述預處理為:將載體用丙酮和水進行清洗,然后烘干,再用氧等離子體進行清洗;

優選地,所述載體為硅片和/或玻璃片;

優選地,步驟(1)中所述正性光刻膠為S1813和/或AZ1500正性光刻膠;

優選地,步驟(1)中所述去除殘膠采用氧等離子體進行去除。

8.根據權利要求6或7所述的制備方法,其特征在于,步驟(2)中所述犧牲層的厚度為10nm~1000nm,優選為100nm;

優選地,步驟(2)中所述犧牲層為鋁層和/或鎳層;

優選地,步驟(3)中所述柔性襯底材料為SU-8光刻膠、聚對二甲苯或聚酰亞胺中任意一種或至少兩種的組合;

優選地,步驟(3)中所述柔性襯底層的厚度為1μm~20μm,優選為5μm;

優選地,步驟(4)中所述正性光刻膠為S1813和/或AZ1500正性光刻膠;

優選地,步驟(4)中所述粘附層為Cr層;

優選地,步驟(4)中所述粘附層的厚度為1nm~100nm,優選為5nm;

優選地,步驟(5)中所述金屬層的材料為金、鉑或銥中任意一種或至少兩種的組合;

優選地,步驟(5)中所述金屬層的厚度為10nm~1000nm,優選為100nm;

優選地,步驟(6)中所述柔性絕緣材料為SU-8光刻膠、聚對二甲苯或聚酰亞胺中任意一種或至少兩種的組合;

優選地,步驟(6)中所述柔性絕緣材料層的厚度為1μm~20μm,優選為5μm;

優選地,步驟(7)中所述去除犧牲層為:對犧牲層進行腐蝕;

優選地,所述腐蝕過程采用三氯化鐵和/或鹽酸溶液。

9.根據權利要求1-5任一項所述的植入式柔性神經微電極梳的植入方法,其特征在于,所述植入方法包括以下步驟:

(1)柔性神經微電極梳在液體的表面張力作用下,自發卷曲成針狀結構;

(2)用固化材料對步驟(1)中所述柔性神經微電極梳進行固化處理;

(3)用環氧樹脂膠對固化后的柔性神經微電極梳與載體交界處進行固化;

(4)將步驟(2)處理后的柔性神經微電極梳刺入生物組織后,清洗處理未植入生物組織的部分,完成植入過程。

10.根據權利要求9所述的植入方法,其特征在于,步驟(2)中所述固化材料為聚乙二醇;

優選地,所述聚乙二醇的分子量為1000~4000,優選為2000;

優選地,步驟(2)中所述固化處理為:將溶化后的固化材料涂覆在柔性神經微電極梳的表面進行固化;

優選地,步驟(4)中所述清洗處理為:用腦脊液清洗處理。

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