[發明專利]一種實現微量給藥與光電探測的復合光纖裝置及制備方法

在審

• 申請號: 202010421716.4
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111603159A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 余霞;田恬;張昕;欒汶林;宋清澄;張愷
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: A61B5/0476
• 分類號: A61B5/0476;A61B5/0478;A61B5/0484;A61B5/00;A61M31/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 吳小燦;張濤

1.一種實現微量給藥與光電探測的復合光纖裝置，其特征在于，包括復合光纖及連接器，所述復合光纖包括給藥微管、光纖纖芯和導電金屬絲，所述給藥微管用于實現向生物體內微量給藥，所述光纖纖芯用于光信號刺激及探測，所述導電金屬絲用于電信號刺激及電生理學記錄，所述復合光纖用于植入生物體內的部分其給藥微管、光纖纖芯和導電金屬絲均包覆有外包層，所述復合光纖留在生物體外的部分其給藥微管、光纖纖芯和導電金屬絲均從所述連接器的頂端伸出以與各自的生物體外信號源相連接。

2.根據權利要求1所述的實現微量給藥與光電探測的復合光纖裝置，其特征在于，所述生物體外信號源包括化學信號源、光信號源和電信號源。

3.根據權利要求1所述的實現微量給藥與光電探測的復合光纖裝置，其特征在于，所述生物體外信號源包括連接所述給藥微管的注射器，連接所述光纖纖芯的激光器，以及連接所述導電金屬絲的腦電儀。

4.根據權利要求1所述的實現微量給藥與光電探測的復合光纖裝置，其特征在于，植入生物體內的光纖纖芯、導電金屬絲、給藥微管的軸線平行且長度相同并相互靠近以減小橫截面積，且光纖纖芯、導電金屬絲、給藥微管與外包層間的縫隙由外包層材料填充以免干擾信號探測和避免血液回流。

5.根據權利要求1所述的實現微量給藥與光電探測的復合光纖裝置，其特征在于，所述光纖纖芯芯徑為105微米±10％，所述給藥微管外徑為160微米±10％，所述給藥微管內徑為60微米±10％，所述導電金屬絲直徑為150微米±10％，所述復合光纖直徑為400微米±10％。

6.根據權利要求1所述的實現微量給藥與光電探測的復合光纖裝置，其特征在于，所述連接器的底端具有向四周延伸的平板結構，所述連接器位于所述平板結構之上的部分呈倒錐體結構，所述連接器的底端中部設置有向上延伸至連接器中部的底端孔，所述連接器的頂端分散設置有均向下延伸至連接器中部并與所述底端孔上頂連通的纖芯孔、金屬絲孔和微管孔，所述微管孔豎直向下，所述復合光纖與所述連接器中的孔徑縫隙通過膠水填充以實現無縫銜接。

7.根據權利要求1所述的實現微量給藥與光電探測的復合光纖裝置，其特征在于，所述光纖纖芯采用玻璃材料，所述導電金屬絲采用金、銅、鈦、銀中的一種，所述給藥微管采用特氟龍管，所述外包層采用有機材料。

8.根據權利要求1所述的實現微量給藥與光電探測的復合光纖裝置，其特征在于，所述外包層采用聚醚砜樹脂PES，或聚砜樹脂PSU，或聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。

9.根據權利要求1所述的實現微量給藥與光電探測的復合光纖裝置，其特征在于，所述連接器材料采用聚醚酰亞胺PEI樹脂或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物ABS樹脂。

10.一種實現微量給藥與光電探測的復合光纖裝置的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：取外包層材料制成的實心柱體，在該柱體中分別加工放置光纖纖芯、導電金屬絲和給藥微管的通孔并保證三個通孔軸線平行，作為復合光纖的外包層使用；

S2:用光纖切割筆截取適宜長度和芯徑的光纖置于光纖纖芯通孔中使得一端伸出外包層底端面，另一端從外包層上端面自然伸出；截取適宜長度的導電金屬絲置于導電金屬絲通孔中使得一端伸出外包層底端面，另一端從外包層上端面自然伸出；用給藥微管材料制成總長度長于外包層的微管預制棒，并加工一內通孔，內通孔軸線與預制棒軸線共線，制成給藥微管，將之置入外包層給藥微管通孔中，使得一端伸出外包層底端面，另一端從外包層上端面自然伸出；

S3:用AB膠封住外包層底端面，同時從外包層上端面向光纖纖芯、導電金屬絲、給藥微管與外包層的間隙處注入外包層液體材料并固化處理以制成無縫隙的復合光纖；

S4：使用注塑或微注射成型技術將連接器材料制成連接器，保證加工成型的連接器的空腔使得復合光纖從連接器底端進入，自然延伸出外包層上端面的光纖纖芯、導電金屬絲、給藥微管通過連接器內不同通道從連接器頂端伸出，所述不同通道軸線間距離自下而上呈擴大狀態。

S5：將所制成的復合光纖與連接器耦合：將自由伸出外包層上端面的光纖纖芯、導電金屬絲與給藥微管通過連接器內的不同通道伸出在連接器頂端之外，用膠水填充復合光纖與連接器的耦合處縫隙。