[發明專利]兼具壓力傳感的可降解腦電極陣列及其制備方法

在審

• 申請號: 201811172002.3
• 申請日: 2018-10-09
• 公開（公告）號: CN109381183A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 郭維;董樹榮;陳婉珂;魏旭輝;王光明;金浩;裴夏川
• 申請（專利權）人: 浙江大學昆山創新中心
• 主分類號: A61B5/0478
• 分類號: A61B5/0478;C23C14/04;C23C14/34;G01L9/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種兼具壓力傳感的可降解腦電極陣列，包括可降解的襯底、壓力傳感器、電極陣列和封裝層；封裝層和襯底從上往下依次設置，壓力傳感器和電極陣列均位于封裝層和襯底之間，襯底、壓力傳感器、電極陣列和封裝層層壓成型。同時也公開了制備方法。本發明集成有壓力傳感，在采集腦電信號的同時對皮層腫脹進行監測，同時本發明均采用可降解材料，能夠最大程度減小對腦部的損傷、避免手術移除電極帶來的感染風險并提高采集的腦電信號的質量。

技術領域

本發明涉及一種兼具壓力傳感的可降解腦電極陣列及其制備方法，屬于生物醫學領域。

背景技術

植入式腦皮層電圖（ECoG）電極由于其小尺寸、高分辨率的優勢而普遍應用于神經病學研究與臨床診斷。然而待測對象頭部的持續移動以及腦組織的低彈性系數使得傳統植入式腦電極襯底（一般為硅材料）無法與神經元緊密貼合，惡化了采集到的電生理學信號質量。這也經常造成組織炎癥與機械損傷，從而造成不可逆的腦損傷。在柔性襯底上制作的腦皮層電圖（ECoG）電極能較好地保持形狀，具有優良的生物電信號記錄能力。制作在柔性襯底上的電極能夠緊密地貼合大腦的皮質表層，可以采集到高信噪比的電生理學信號，柔性和較薄的厚度能降低對大腦的傷害。許多柔性的襯底材料被用于制備柔性的腦皮層電圖（ECoG）電極，例如聚酰亞胺、聚二甲硅氧烷、聚對二甲苯、聚甲基丙烯酸甲酯、SU-8等。

然而，傳統的柔性ECoG電極是永久性的電子設備，這種電極無法檢測大腦皮層可能發生的腫脹問題，同時植入后可能變成細菌的溫床，手術移除中將會暴露腦組織從而可能誘發感染以及一系列并發癥，造成腦損傷。

發明內容

本發明提供了一種兼具壓力傳感的可降解腦電極陣列及其制備方法，解決了傳統電極無法檢測大腦皮層可能發生的腫脹，以及不可降解容易造成腦損傷和手術移除電極帶來感染的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

兼具壓力傳感的可降解腦電極陣列，包括可降解的襯底、壓力傳感器、電極陣列和封裝層；封裝層和襯底從上往下依次設置，壓力傳感器和電極陣列均位于封裝層和襯底之間，襯底、壓力傳感器、電極陣列和封裝層層壓成型。

壓力傳感器和電極陣列的連接頭均位于所述可降解腦電極陣列的同一端。

壓力傳感器和電極陣列的連接頭采用金手指結構。

壓力傳感器的主體和電極陣列的觸點均位于所述可降解腦電極陣列的同一端。

壓力傳感器的主體為蛇形結構。

襯底和封裝層均為PLLA/PCL復合材料制備成的薄膜。

壓力傳感器和電極陣列材料均為金屬Mo。

兼具壓力傳感的可降解腦電極陣列的制備方法，包括以下步驟，

形成襯底和封裝層：溶解可降解材料，將得到溶液旋涂在兩個基底上，烘干后得到襯底和封裝層；

壓力傳感器和電極陣列成型：利用金屬掩膜板，通過濺射沉積金屬，在襯底上形成壓力傳感器和電極陣列圖案；

加工封裝層：從基底剝離封裝層，并剪去需要露出連接頭和觸點的部分；

層壓成型：將加工后的封裝層以及濺射有壓力傳感器和電極陣列圖案的襯底層壓成型，最后將成品從基底剝離。

本發明所達到的有益效果：本發明集成有壓力傳感，在采集腦電信號的同時對皮層腫脹進行監測，同時本發明均采用可降解材料，能夠最大程度較小對腦部的損傷、避免手術移除電極帶來的感染風險并提高采集的腦電信號的質量。

附圖說明

圖1為本發明腦電極陣列的結構圖；

圖2為本發明腦電極陣列的制備流程；