[發明專利]一種功能化植入式柔性電極及其應用

在審

• 申請號: 201811447635.0
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109350847A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 杜學敏;崔歡慶
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: A61N1/05
• 分類號: A61N1/05;A61L31/14;C08F283/04;C08F212/14;C08F220/54;C08F230/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮

本發明涉及一種功能化植入式柔性電極及其應用。該功能化植入式柔性電極至少包括能產生電流或電壓的功能層。本發明采用通過觸發能夠形成電流或電壓的功能層使得本發明柔性電極無需復雜的線路連接和器件封裝，即可實現神經刺激器件的功能，不僅極大降低了手術風險以及長期植入的安全性風險，更是拓展了神經刺激器件的應用領域。本發明還提供了上述功能化寬幅植入式電極在制備植入式人造視網膜、植入式人工耳蝸、植入式心臟起搏器、植入式深腦刺激器中的應用。

技術領域

本發明涉及一種功能化植入式柔性電極及其應用，特別涉及具有可通過觸發形成電流或電壓的功能層的功能化植入式柔性電極及其應用，屬于生物材料技術領域。

背景技術

隨著生活節奏的不斷加快，由于人們身心經常處于高度緊張的狀態，使得視網膜色素炎、黃斑病變、抑郁癥、癲癇等神經系統疾病日益增多。與此同時，全球老齡化更是加劇了神經性疾病概率，并成為一大社會負擔。

通過穿戴或植入式的神經電刺激療法的迅速發展以及神經假體的出現為廣大的患者帶來了新的希望。神經電刺激療法是一種在不破壞神經組織的前提下通過調節神經進行治療方法，它可以起到治療或部分恢復神經功能的作用。由于該方法具有安全、微創等特點，并且，對于某些特殊的神經系統疾病來說，如心臟起搏器、人工耳蝸和人造視網膜等，確是無可替代的方法，目前已經成功應用于臨床。

隨著新技術的不斷創新和發展，如今更多的神經電刺激假體已經逐漸走向應用，正在為患有帕金森癥、癲癇、運動神經障礙、中風、抑郁癥等疾病的人帶來新的希望。神經假體將幫助神經損傷患者實現受損神經功能的修復和重建，改善其生活質量。伴隨著治療神經性疾病的社會需求，功能化電子器件的研究和發展已經成為醫療產業和全社會的客觀要求。

雖然目前神經假體的研究正在快速進展，但至今尚只有植入式心臟起博器、人工耳蝸、人造視網膜等為數不多的植入式神經假體進入臨床應用。目前這個領域的工作正面臨很多科學技術難題帶來的挑戰，其中最大的困難之一就是長期植入可靠性、有效性及穩定性。拿人造視網膜假體來說，由于現有電極還是通過傳統方法設計，不具備特殊功能，無法解決手術高風險、管狀視野、生物相容性，以及植入后有效性、穩定性與可靠性差等重大問題。例如神經電極的生物相容性問題，生物相容性差的神經電極植入人體可能會損害多個組織部分，包括毛細血管、細胞外基質和細胞。另外，巨噬細胞會聚集到植入的電極周圍，將植入體包裹。小膠質細胞隨后被激活，然后分泌活性氧物質以及炎性細胞因子，其中一些因子具有毒性，因此其鄰近神經元可能被損害，嚴重影響神經電極的性能，無法滿足長期植入的目的。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的主要目的在于提供一種新的功能化植入式柔性電極，以期能解決目前神經假體長期植入的有效性、穩定性、可靠性問題中的一個或多個。

本發明的另一目的在于提供含上述功能化植入式柔性電極的微電極陣列及相應的神經假體。

為實現上述目的，一方面，本發明提供一種功能化植入式柔性電極，其至少包括能產生電流或電壓的功能層。

本發明提供的是一種全新的電極，其至少包括上述功能層，在此基礎上，還可以包括基底層以及進一步的導電層。這個電極可以通過將基底層與功能層復合得到，基底層提供支撐，功能層提供電流或電壓；該電極也可以是將功能層耦合設計到帶有基底層和導電層的傳統電極上而得到的，這樣電極就不需要外界電源功能，通過功能層即可提供電流或電壓以實現刺激效果。

在本發明提供的功能化植入式柔性電極中，優選地，所述功能層能夠通過光、電、磁、聲、熱和力中的一種或兩種以上的方式的觸發而產生電流或電壓。本發明設置可通過光、電、磁、聲、熱、力等觸發形成電流或電壓的功能層，使得本發明的柔性電極無需復雜的線路連接和器件封裝，即可實現神經刺激器件的功能，不僅極大降低了手術風險，長期植入安全性風險，更是拓展了神經刺激器件的應用領域。