[發(fā)明專利]魚類生物機(jī)器人的可植入式柔性神經(jīng)微電極及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410293337.6
• 申請(qǐng)日: 2014-06-25
• 公開（公告）號(hào): CN104055598A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉景全;杜京城;田鴻昌;康曉洋;張川;楊斌;陳翔;楊春生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): A61F2/02
• 分類號(hào): A61F2/02
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種醫(yī)用器械技術(shù)領(lǐng)域的微電極，具體地，涉及一種用于魚類生物機(jī)器人游動(dòng)控制的可植入式柔性神經(jīng)微電極及其制備方法。

背景技術(shù)

生物機(jī)器人是近些年來的熱門研究方向。在動(dòng)物體的腦中特定區(qū)域植入電極，通過電刺激的方式對(duì)動(dòng)物體的行為進(jìn)行控制。對(duì)生物魚的控制不僅擁有仿生魚體積小、可以作為偵查、可進(jìn)入人類難以進(jìn)入的區(qū)域等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也彌補(bǔ)了其靈敏不夠、無法進(jìn)行長(zhǎng)距離作業(yè)、成本高等不足。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，Nobutaka Kobayashi等人在I Neuroscience letters,2009,452(1):42-46.撰文“Artificial control of swimming in goldfish by brain stimulation:Confirmation of the midbrain nuclei as the swimming center”(通過腦刺激對(duì)金魚游泳的人工控制：確定中腦核是游泳中心)，該技術(shù)采用在鯽魚中腦內(nèi)側(cè)縱束(Nflm)植入金屬絲極，并且在一定程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)魚游動(dòng)的控制。但是剛性絲電極在魚游動(dòng)的過程中容易和腦組織發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，偏離原來植入的部位，造成刺激效果變差，也可能對(duì)腦組織造成相應(yīng)的損傷。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種魚類生物機(jī)器人的可植入式柔性神經(jīng)微電極及其制備方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于魚類生物機(jī)器人游動(dòng)控制的可植入式柔性神經(jīng)微電極，包括：柔性微電極、金屬絲和聚乙二醇，其中：所述柔性微電極為采用聚合物薄膜作為襯底的三明治結(jié)構(gòu)即聚合物薄膜-金屬-聚合物薄膜結(jié)構(gòu)，且所述柔性電極一端部含有至少兩個(gè)電極腳，每個(gè)所述電極腳上均含有至少兩個(gè)電極點(diǎn)，所述電極點(diǎn)采用電鍍進(jìn)行表面修飾；所述金屬絲與所述柔性微電極的電極腳利用聚乙二醇粘結(jié)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于魚類生物機(jī)器人游動(dòng)控制的可植入式柔性神經(jīng)微電極的制備方法，所述方法的具體制備工藝如下：

1)清洗基底；

2)在基底上沉積聚合物薄膜；

3)旋涂光刻膠并光刻圖形化；

4)濺射金屬作為導(dǎo)電層；

5)將上述4)處理后的基底置于丙酮中超聲去除多余的金屬；

6)在基底上沉積聚合物薄膜；

7)旋涂光刻膠并光刻圖形化；

8)采用反應(yīng)離子刻蝕；

9)浸泡在丙酮中，電極會(huì)逐漸從基底脫離；

10)電極點(diǎn)電鍍進(jìn)行表面修飾；

11)將聚乙二醇加熱融化成無色透明液體，將金屬絲浸入該液體中，取出排布到電極腳上，待自然冷卻。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明利用金屬絲具有較強(qiáng)的剛度的特點(diǎn)，把柔性微電極與金屬絲通過水溶性聚合物聚乙二醇結(jié)合，在電極進(jìn)行腦組織植入時(shí)增強(qiáng)電極機(jī)械強(qiáng)度，植入后取出金屬絲。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便利用金屬絲和水溶性聚合物聚乙二醇作為導(dǎo)引，解決了柔性電極腦組織植入剛度不足的問題，因?yàn)榫垡叶荚诮M織中水解，金屬絲可在植入后取出，盡可能減小了對(duì)腦組織的破壞，且柔性電極的形狀適應(yīng)魚類游泳控制中樞的相對(duì)位置，減小損傷，提高了刺激的精確性。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例微電極的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例所得電極腳與金屬絲通過聚乙二醇相結(jié)合的示意圖。

圖中：柔性微電極1、電極腳2、電極點(diǎn)3、濺射金屬導(dǎo)線5、金屬絲6、聚乙二醇粘結(jié)7。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1、2所示，本實(shí)施例提供一種用于魚類生物機(jī)器人游動(dòng)控制的可植入式柔性神經(jīng)微電極，具體包括：柔性微電極1、金屬絲6和聚乙二醇，其中：所述柔性微電極1為采用聚合物薄膜作為襯底的三明治結(jié)構(gòu)即聚合物薄膜-金屬-聚合物薄膜結(jié)構(gòu)，且含有兩個(gè)或者多個(gè)電極腳2；每個(gè)所述電極腳2上均含有兩個(gè)或多個(gè)電極點(diǎn)3，所述電極點(diǎn)3采用電鍍進(jìn)行表面修飾；所述金屬絲6與所述柔性微電極1的電極腳3利用聚乙二醇粘結(jié)7(如圖2所示)。

本實(shí)施例中，所述電極腳2長(zhǎng)度為3-8毫米，兩個(gè)所述電極腳2間隔2-5毫米。