[發明專利]基于光刻等微納制造工藝的植入式生物電極及其制備方法

有效

• 申請號: 201010180340.9
• 申請日: 2010-05-21
• 公開（公告）號: CN101829401A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 劉亞雄;秦歌;丁玉成;王會友;白宗旭;杜如坤
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: A61N1/05
• 分類號: A61N1/05;C23C28/02;C23C14/14;C25D7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及一種植入式生物電極，特別涉及一種基于光刻等微納制造工藝制作的植入式生物電極。

背景技術

當今醫學通過給患者體內植入電極治療諸如帕金森癥，癲癇等比較嚴重的神經性疾病，但目前常用的植入式電極主要采用人工或機器繞制的螺旋線作為連接線，以傳統機械加工的金屬管作為刺激端。這種通過繞制的螺旋線通常會導致連線內部產生應力集中和變形，并且市場上金屬線的材料和尺寸有限，造成選擇上的限制，另外其價格也比較高，增加電極制造的難度和成本。而傳統機械加工的金屬管則有更多的弊端：尺寸較大，不能滿足電極對刺激點微小化的要求；需通過焊接與連接線相連，容易造成鄰近密封絕緣管材料的燒蝕和電極管本身的氧化，一旦植入人體易引起電極絕緣實效和電極管的腐蝕。另外在刺激電極植入一段時間后，由于腦組織的免疫反應，會在電極的周圍形成一層排列緊密的“膠質包裹物”。這種包裹物的存在，把植入電極的刺激點與周圍的神經細胞隔開，降低了電刺激效果。同時，為了達到治療效果，不得不調高刺激參數，進而縮短了電池的使用壽命。

因此簡化電極的制造工藝，避免繞線，使電極尺寸更加微小，避免電極連線和刺激點的焊接所造成的燒蝕和氧化，提高植入電極的生物相容性，降低腦組織的免疫反應，減少或抑制電極周圍包裹物的形成，實現電極與神經細胞之間接觸，增加放電刺激效果，成為進一步提高電極性能和壽命的關鍵。

發明內容

針對現有電極制造工藝復雜，需要繞線，電極刺激點尺寸較大，需焊接連接引線和刺激點的不足，本發明的目的在于提供一種植入式生物電極及其制備方法，它能避免繞線和焊接，同時能夠減小電極尺寸，提高電極的生物相容性和神經親和力。

本發明的技術方案如下：一種基于光刻等微納制造工藝的植入式生物電極，包括刺激點，螺旋金屬引線和連接端金屬環，在金屬芯線上包有絕緣套管，在絕緣套管上有螺旋金屬引線，螺旋金屬引線和絕緣套管封裝在聚氨酯絕緣層里，在聚氨酯絕緣層兩端分別淀積有刺激點和連接端金屬環，刺激點和連接端金屬環分別于兩端預留的螺旋線金屬引線相連，刺激點表層電鍍有惰性金屬氧化物。

所述的刺激點和連接金屬環通過濺射或蒸鍍與金屬螺旋線相連。

所述的螺旋金屬引線附著在絕緣套管上。

所述的螺旋金屬引線和絕緣套管是被包裹在聚氨酯絕緣層里面。

所述的惰性金屬氧化物為氧化銥。

一種基于光刻等微納制造工藝的植入式生物電極的制備方法，1)通過濺射或蒸鍍在聚氨酯絕緣套管淀積上一層金屬薄膜；2)將淀積的金屬薄膜通過光刻和刻蝕工藝制作出螺旋金屬引線結構；3)通過電鍍金屬來成型最終的螺旋金屬引線，該層金屬厚度為0.03～0.1mm；4)用三維建模軟件PROE設計出封裝模具，通過快速成型技術翻制出實際的硅橡膠封裝模具；5)在絕緣套管內部穿入金屬芯線，然后將芯軸和螺旋金屬引線一起放入封裝模具中，用熱注塑或常溫注塑的方法對金屬螺旋引線進行封裝，封裝時要留出適當長度的螺旋金屬引線待后續連接刺激點和連接端金屬環，在留有螺旋金屬引線的部位要制作出凹槽來；6)把留出的螺旋金屬引線纏入相應的凹槽中，凹槽以外的部位用樹脂薄膜包裹起來，然后將其放入濺射室或蒸鍍腔，淀積0.5mm的金屬薄膜之后將其取出，拆去樹脂薄膜包裹層，淀積的金屬薄膜就隨其一起拆去，留下凹槽處的金屬，形成初始的刺激點和連接端金屬環，這樣刺激點和連接端金屬環就與螺旋金屬引線連接起來；7)最后對刺激點電鍍上一層氧化銥；8)修整，測試導通性，完成電極制作。

所述的金屬薄膜是金、銀、鉑或銥膜。

本發明利用濺射和光刻等微納制造技術制作的螺旋導線和刺激點，尺寸更小，同時避免了繞線和焊接，簡化制作工藝，提高了刺激點的抗腐蝕性，使絕緣套管等絕緣材料不被燒傷。

附圖說明

圖1光刻制作的微壓印彈性模圖2滾壓制作螺旋金屬引線的導引線圖3刻蝕后形成的螺旋金屬引線圖4封裝后電極頭部的放大圖圖5最終的電極整體圖下面結合附圖對本發明的內容作進一步的詳細說明。

具體實施方式

以2個刺激點為例。本發明的電極分為連接端，連接線和刺激端。連接端包括2個金屬環3，刺激端包括2個刺激點1。