[發明專利]一種錐形陣列柔性電極及其制備方法

有效

• 申請號: 201811297992.3
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109205551B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 杜學敏;陳洪旭
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: B81B7/04
• 分類號: B81B7/04;B81B3/00;B81C1/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

本發明提供一種錐形陣列柔性電極，包括柔性聚合物基底和金屬導電層，所述柔性聚合物基底的一側表面具有微納米錐形陣列結構，其中，微納米錐形的外周面為粗糙面；所述金屬導電層完全覆蓋所述微納米錐形的外周面，且完全覆蓋所述柔性聚合物基底的所述一側表面上未設置所述微納米錐形的區域。該柔性電極的柔性聚合物基底與金屬導電層之間粘附性好，結構穩定，且電極阻抗低，電化學性能優異。該柔性電極可以很好的應用在柔性電子皮膚以及植入式電極中。本發明還提供一種錐形陣列柔性電極的制備方法。

技術領域

本發明涉及生物醫學工程技術領域，特別是涉及一種錐形陣列柔性電極及其制備方法。

背景技術

柔性微電極通過向特定的神經組織施加脈沖式電流刺激來幫助患者進行功能重建，現已在人工耳蝸、人造視網膜等醫療器械中得到廣泛應用。柔性微電極中基底與導電層之間的粘附性以及柔性微電極與神經細胞界面的低阻抗性，對保證柔性微電極具有穩定可靠的長期電刺激/信號記錄起著至關重要的作用。

而傳統的電極加工方法由于導電層的金屬與基底的粘附性較差從而易出現斷線或者導電層脫落的問題，大大影響電極的刺激效率；另外柔性微電極由于其表面積較小而顯示出較高的阻抗性，且在長期的植入過程中，柔性微電極與神經細胞界面發生的反應性膠質包裹也將使阻抗進一步增加。因此為了解決上述問題，需要發明一種新的構建技術既可以增加基底與界面的粘附性，又可以增加柔性微電極的比表面積，得到最優化的低阻抗界面，并且避免電極材料對神經組織的可能損傷，從而保證記錄或刺激電極與神經組織的良好接觸與功能實現。

發明內容

鑒于此，本發明實施例提供一種錐形陣列柔性電極，其柔性聚合物基底與金屬導電層之間粘附性好，結構穩定，且電極阻抗低，電化學性能優異。

具體地，本發明實施例第一方面提供了一種錐形陣列柔性電極，包括：

柔性聚合物基底，所述柔性聚合物基底的一側表面具有微納米錐形陣列結構，其中，微納米錐形的外周面為粗糙面；

金屬導電層，所述金屬導電層完全覆蓋所述微納米錐形的外周面，且完全覆蓋所述柔性聚合物基底的所述一側表面上未設置所述微納米錐形的區域。

其中，所述微納米錐形的外周面具有縱向延伸的多個凹陷結構，以形成所述粗糙面。具體地，凹陷結構為納米尺寸，多個凹陷結構均勻排布于所述錐形的外周面上，所述多個凹陷結構可以是凹槽。該凹陷結構的存在使得微納米錐形外周面的粗糙度增加，從而有利于金屬導電層在所述柔性聚合物基底上的結合。

可選地，所述微納米錐形的底部直徑為200nm-80μm。進一步地，錐形的底部直徑為200nm-1μm，更進一步地，錐形的底部直徑為200nm-800nm，200nm-500nm。進一步地，錐形的底部直徑為1μm-80μm，更進一步地，錐形的底部直徑為1μm-10μm，15μm-60μm。

可選地，所述微納米錐形的高度為200nm-80μm。進一步地，錐形的高度為200nm-1μm。更進一步地，錐形的高度為300nm-800nm，500nm-700nm。進一步地，錐形的高度為1μm-80μm，更進一步地，錐形的高度為1μm-10μm，15μm-60μm。

可選地，所述微納米錐形陣列結構的周期為200nm-80μm。錐形間距為所使用的膠體晶體直徑尺寸與錐形的底部直徑的差值。具體地，錐形間距可根據錐形的尺寸具體設定。

本發明中，所述微納米錐形陣列結構為柔性聚合物基底自身的一部分，即柔性聚合物基底與微納米錐形陣列結構為一體結構。

可選地，所述柔性聚合物基底的材質包括聚酰亞胺、聚二甲基硅氧烷、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對二甲苯和光刻膠中的至少一種。所述光刻膠可以是正膠或負膠，具體可以是但不限于SU8光刻膠、AZ光刻膠。

可選地，所述金屬導電層的厚度為50nm-300nm。進一步地，所述金屬導電層的厚度為100nm-200nm。