[發明專利]一種涂覆聚醚醚酮涂層的柔性纖維電極、其制備和應用

有效

• 申請號: 201910530666.0
• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN110227208B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 陶光明;李攀
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: A61N1/05
• 分類號: A61N1/05
• 代理公司: 北京彩和律師事務所 11688
• 代理人: 閆桑田

本發明屬于功能纖維領域，更具體地，涉及一種涂覆聚醚醚酮涂層的柔性纖維電極、其制備和應用。首先獲得含有通孔的聚醚醚酮預制棒；然后使柔性絲狀導電材料穿過所述預制棒的通孔中，采用熱軟化拉制的方法，對所述預制棒與所述柔性絲狀導電材料實施共拉，得到以柔性絲狀導電材料為芯層、以聚醚醚酮為涂層的柔性纖維電極。本發明提出的涂覆聚醚醚酮涂層的柔性纖維電極是主要通過熱拉伸工藝制備，制備的柔性纖維電極具有PEEK材料優異的生物相容性，亦具有金屬材料良好電學性能和機械性能。本發明所得到柔性纖維電極在生物醫學領域，特別是在生物探針的研究將有巨大的前景。

技術領域

本發明屬于功能纖維領域，更具體地，涉及一種涂覆聚醚醚酮涂層的柔性纖維電極、其制備和應用。

背景技術

臨床醫學中在人體靶點位置植入電極治療疾病已經成為一種有效的治療方法，如在腦深部植入電極治療鉑金森病，在心臟植入心臟起搏器治療心臟病等，有研究表明，給腿部神經元電信號刺激，可以改善患者下肢的行動障礙，幫助偏癱患者恢復正常行動等。但是目前最大的困難之一就是長期植入可靠性，有效性及穩定性，例如神經電極的生物相容性差可能會損害多個組織部分，包括毛細管血管，細胞外基質和細胞等。

聚醚醚酮(PEEK)作為一種新型醫用植入材料，憑借其自身的優異特性在眾多醫用材料中脫穎而出，越來越多地應用于整形外科、心血管、人工脊椎等多個領域。植入級PEEK在國外獨立測試機構嚴格按照ISO10993的要求進行了完整的生物相容性測試，結果表明，植入級PEEK具有優異的生物相容性，且PEEK植入物在機械剛度和彈性方面與人體骨骼非常相似。因此通過聚醚醚酮材料制備的柔性纖維電極將具有巨大的潛力。

公開(公告)號CN 205683398U提供了一種基于液態金屬的植入式柔性神經電極，通過封裝在柔性聚合物薄膜之間的液態金屬電路，柔性聚合物薄膜上還設有與液態金屬電路連通的通孔，通孔中封裝有可導電的液態金屬封裝劑，其實現了植入式神經電極的完全柔軟性，可代替傳統的鉑金電極，但是主要限制制作工藝復雜，難以實現批量化生產，且制造的電極尺寸較大，電極中液態金屬容易泄露，生物相容性有潛在的隱患，且薄膜態電極相比纖維態柔韌性差。

公開(公告號)CN103446665 A提供了一種植入式柔性生物電極及其制造方法，通過焊接方法將螺旋形金屬微導線的兩端和電極刺激觸片、連接端金屬環相依次連接，在進行封裝，最后修整去封裝澆注口，把電極刺激觸片和連接端金屬環的金屬露出來。此方法制備的柔性電極工藝復雜，在形態與體積上仍然有一定的局限性。

本發明提出的涂覆聚醚醚酮涂層的柔性纖維電極是主要通過熱拉伸工藝制備，制備的柔性纖維電極具有PEEK材料優異的生物相容性，亦具有金屬材料良好電學性能和機械性能。本發明所得到柔性纖維電極在生物醫學領域，特別是在生物探針的研究將有巨大的前景。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種涂覆聚醚醚酮涂層的柔性纖維電極、其制備和應用，其通過將柔性絲狀導電材料穿過聚醚醚酮預制棒的通孔中，采用熱軟化拉制的方法，對所述預制棒與所述柔性絲狀導電材料實施共拉，得到以柔性絲狀導電材料為芯層、以聚醚醚酮為涂層的柔性纖維電極，由此解決現有的植入式柔性纖維電極制備工藝復雜、生物相容性差的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種涂覆聚醚醚酮的柔性纖維電極的制備方法，包括如下步驟：

(1)獲得含有通孔的聚醚醚酮預制棒；

(2)使柔性絲狀導電材料穿過所述預制棒的通孔中，采用熱軟化拉制的方法，對所述預制棒與所述柔性絲狀導電材料實施共拉，得到以柔性絲狀導電材料為芯層、以聚醚醚酮為涂層的柔性纖維電極。

優選地，步驟(1)包括如下子步驟：

(1-1)將聚醚醚酮原料通過熱壓制成實心棒結構；

(1-2)在步驟(1-1)得到的實心棒中制孔，得到含有通孔的聚醚醚酮預制棒。