[發明專利]一種軟性神經探針的單面硬化涂層制備方法

有效

• 申請號: 202110946042.4
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN113663141B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 吉博文;周宇昊;熊俊彥;馮慧成;常洪龍;張凱;梁澤凱
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: A61L31/10
• 分類號: A61L31/10;A61L31/06;A61L31/14;A61B5/00;B05D7/24;C23C14/20;C23C14/34;C23C14/58
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

本發明公開了一種軟性神經探針的單面硬化涂層制備方法，首先將探針的電極點所在正面向下，與熱剝離膠帶緊密粘合；然后在探針上方滴涂蠶絲蛋白溶液，通過調節溶液濃度、旋涂速度和旋涂次數，并充分烘干，得到厚度精確可控的單面硬化涂層；最后對熱剝離膠帶進行加熱，膠帶失去粘性隨即與探針分離，探針電極點所在正面暴露出來。相對于傳統鋼針輔助植入或雙面硬化涂層包裹植入，在軟性神經探針無電極點一側構建單面硬化涂層，不僅有利于植入過程中保證電極點快速采集神經信號并據此調整探針位置，且電極點一側與軟腦組織彈性接觸，可進一步減小穿刺過程對組織造成的切割創傷，具有重要的實用價值和創新意義。

技術領域

本發明屬于生物醫電技術領域，具體涉及一種神經探針的硬化涂層制備方法。

背景技術

近年來，柔性聚合物神經探針得到國內外研究人員廣泛關注。這類探針由于剛度不足，容易發生屈曲而無法有效刺入組織，需要借助剛性輔助工具，或利用可溶解涂層來臨時加硬柔性探針，如聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、蠶絲蛋白、明膠、麥芽糖/蔗糖等。柔性聚合物探針厚度一般僅為幾至幾十微米，而涂層厚度可達80～180微米，造成“器件薄，涂層厚”，增大的探針截面積會加劇植入創傷。

現有技術中，2011年，密歇根大學Wu Fan等在16th International Solid-StateSensors,Actuators and Microsystems Conference.IEEE,2011:966-969上撰文“Aflexible fish-bone-shaped neural probe strengthened by biodegradable silkcoating for enhanced biocompatibility”，提出魚骨狀柔性聚酰亞胺基底的電極雙面涂覆蠶絲蛋白溶液進行硬化，電極雙面被涂層完全包裹，隨涂層降解，電極點逐步暴露后才能拾取神經信號，因此，該方法無法實現植入全過程的同步實時信號記錄。

2015年，法國圖盧茲大學Lecomte A等在Journal of Micromechanics andMicroengineering,2015,25(12):125003上撰文“Silk and PEG as means to stiffen aparylene probe for insertion in the brain:toward a double time-scale tool forlocal drug delivery”，將柔性Parylene基底電極的電極點向下，放置在探針狀模具內，使用微注射泵注入蠶絲蛋白或聚乙二醇溶液，待溶劑蒸發后，硬化的涂層材料截面呈凹槽形，其形貌與注入溶液量和濃度有關，控制難度大；同時在探針狀的柔性電極前端，硬化涂層難以形成理想的針狀形貌，不利于穩定可靠刺入腦組織，同時柔性探針和凹槽形模具底部接觸不充分容易導致溶液浸入，難以保證探針僅單面有涂層。

公開專利CN112999432A“一種柔性腦部神經電極涂層的制備方法及其裝配的電極”，提及將聚乙二醇、藥用級地塞米松、聚乳酸羥基乙酸共聚物在特定聚二甲基硅氧烷模具中制成混合涂層，并通過聚乙烯醇完成復合涂層和柔性腦部神經電極基底背面的粘接。該專利所述方法未計及涂層厚度對探針刺入造成組織潛在損傷的風險，提供機械硬度的復合涂層與柔性電極粘接組裝難度大，手工對準精度差，且聚乙烯醇水解速度快，存在未到達目標腦區，復合涂層與柔性電極已經發生分離，無法繼續穩定植入的風險。

綜上，現有研究大多將柔性探針手工對準貼放在凹形模具底部，再利用滴涂法將可溶解聚合物溶液填充模具凹坑，溶液蒸發后在探針單面形成涂層。該方法不僅難以控制涂層厚度，且由于溶液與模具凹坑側壁接觸，固化后涂層表面往往呈彎曲或內凹形態，同時柔性探針和凹形模具底部接觸不充分容易導致溶液浸入，難以保證探針僅單面有涂層。

發明內容