[發(fā)明專利]一種軟硬可調(diào)的液態(tài)金屬神經(jīng)電極及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011414621.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN112545523B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣興宇;董瑞華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南方科技大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/294
• 分類號(hào): A61B5/294;A61B5/263;A61B5/388;A61B5/271;A61B5/273;H01B1/02;H01B5/14;H01B13/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登

1.一種用于腦內(nèi)植入的軟硬可調(diào)的液態(tài)金屬神經(jīng)電極，其特征在于，所述液態(tài)金屬神經(jīng)電極包括柔性高分子基底、導(dǎo)電層以及絕緣層，所述導(dǎo)電層包括液態(tài)金屬導(dǎo)線以及設(shè)置在所述液態(tài)金屬導(dǎo)線端部的電極位點(diǎn)；

所述導(dǎo)電層嵌于所述柔性高分子基底中，所述絕緣層覆蓋所述液態(tài)金屬導(dǎo)線；

所述液態(tài)金屬的熔點(diǎn)為29.76℃；

所述液態(tài)金屬為鎵；

所述液態(tài)金屬導(dǎo)線的線寬為30μm；

所述電極位點(diǎn)的直徑為30μm；

所述電極位點(diǎn)之間的距離為50μm；

所述液態(tài)金屬電極用于特定腦區(qū)的深度植入，精準(zhǔn)獲取深部腦電信息；

所述液態(tài)金屬神經(jīng)電極在20℃到37℃，楊氏模量由970kPa降低到430kPa，拉伸電阻變化率由80％降低到15％，降低了65％，將液態(tài)金屬神經(jīng)電極在生理鹽水浸泡36h后，電阻變化率僅為5％，經(jīng)測(cè)試后細(xì)胞活性為91％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟硬可調(diào)的液態(tài)金屬神經(jīng)電極，其特征在于，所述柔性高分子基底的材料包括聚二甲基硅氧烷、聚氨酯或聚乳酸中的任意一種或至少兩種組合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟硬可調(diào)的液態(tài)金屬神經(jīng)電極，其特征在于，所述絕緣層的材料包括聚二甲基硅氧烷、SU-8、聚酰亞胺或氮化硅中的任意一種或至少兩種組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟硬可調(diào)的液態(tài)金屬神經(jīng)電極，其特征在于，所述電極位點(diǎn)的材料包括貴金屬材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軟硬可調(diào)的液態(tài)金屬神經(jīng)電極，其特征在于，所述貴金屬材料包括料金、鉑或氮化鈦中的任意一種或至少兩種組合。

6.一種根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的軟硬可調(diào)的液態(tài)金屬神經(jīng)電極的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1)將液態(tài)金屬微納米顆粒油墨在基板上印刷成液態(tài)金屬導(dǎo)線圖案，在所述液態(tài)金屬導(dǎo)線圖案上澆筑或旋涂柔性高分子溶液，待所述柔性高分子溶液固化后進(jìn)行剝離，得到嵌于柔性高分子基底的液態(tài)金屬導(dǎo)線；

(2)在所述液態(tài)金屬導(dǎo)線的端部形成電極位點(diǎn)；

(3)在所述液態(tài)金屬導(dǎo)線表面制作絕緣層，得到所述軟硬可調(diào)的液態(tài)金屬神經(jīng)電極。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述液態(tài)金屬微納米顆粒油墨的制備方法包括：將液態(tài)金屬與溶劑混合后通過超聲法或攪拌法制備液態(tài)金屬微納米顆粒油墨。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述溶劑包括正癸醇、無水乙醇或松油醇中的任意一種或至少兩種組合。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述超聲的時(shí)間為1-10min。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述印刷的方法包括：設(shè)計(jì)液態(tài)金屬導(dǎo)線圖案掩膜版，將液態(tài)金屬微納米顆粒油墨在基板上通過噴墨打印法、絲網(wǎng)印刷法、微流控管道填充法或3D打印法印刷成液態(tài)金屬導(dǎo)線圖案。

11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述基板的材料包括玻璃、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯或聚氯乙烯中的任意一種或至少兩種組合。

12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)還包括：在所述澆筑或旋涂柔性高分子溶液之前，將所述液態(tài)金屬導(dǎo)線圖案進(jìn)行干燥。

13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)具體包括：加工設(shè)計(jì)掩膜版，暴露所述電極位點(diǎn)處，在所述液態(tài)金屬導(dǎo)線的端部，采用磁控濺射或化學(xué)氣相沉積法沉積貴金屬材料作為電極位點(diǎn)。