[發(fā)明專利]皮層內(nèi)植入式微針電極陣列裝置的生產(chǎn)工藝及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310927158.2
• 申請(qǐng)日: 2023-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN116654865A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃哲;李君實(shí);黃東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京析芒醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): B81C1/00
• 分類號(hào): B81C1/00;B33Y10/00;B33Y80/00;A61B5/293;A61B5/369
• 代理公司: 北京力致專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11900
• 代理人: 朱靜謙

本發(fā)明提供了一種皮層內(nèi)植入式微針電極陣列裝置的生產(chǎn)工藝及裝置，屬于侵入式神經(jīng)接口技術(shù)領(lǐng)域，生產(chǎn)工藝包括以下步驟：襯底基板制造；加工電極互聯(lián)結(jié)構(gòu)；微針電極陣列增材制造；微針電極陣列導(dǎo)電層鍍膜；絕緣層淀積與刻蝕。本發(fā)明提供的皮層內(nèi)植入式微針電極陣列裝置的生產(chǎn)工藝，此種工藝只需要通過增材制造技術(shù)加工微針電極陣列部分，有效減少了增材制造工序的加工工時(shí)，降低了制造成本，生產(chǎn)效率更高，并且，電極互聯(lián)結(jié)構(gòu)加工工序在微針電極增材制造工序之前，電極互聯(lián)結(jié)構(gòu)加工時(shí)工藝面為平面，避免受微針電極影響，可以降低工藝難度，提高制造良品率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及侵入式神經(jīng)接口技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種皮層內(nèi)植入式微針電極陣列裝置的生產(chǎn)工藝及裝置。

背景技術(shù)

植入式微針電極陣列是指可以植入生物體大腦皮層內(nèi)部的，以微針電極陣列為載體采集腦內(nèi)神經(jīng)元發(fā)出的動(dòng)作電位或神經(jīng)元集群產(chǎn)生的局部場(chǎng)電位的一種侵入式神經(jīng)電極。相較于非侵入式的體表電極和半侵入式的大腦皮層電極，植入式微針電極陣列在信號(hào)時(shí)空分辨率、信噪比、采集精度等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)高性能神經(jīng)電信號(hào)采集的重要工具。

以硅基微針電極陣列為核心結(jié)構(gòu)的猶他電極是侵入式神經(jīng)接口的典型代表，其也是目前為止唯一通過美國食品藥品監(jiān)督管理局認(rèn)證并且成功實(shí)現(xiàn)人腦內(nèi)植入的侵入式神經(jīng)電極。猶他電極采用硅基MEMS加工工藝，經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)成熟，相關(guān)技術(shù)也已公開，已經(jīng)在人腦內(nèi)植入驗(yàn)證、神經(jīng)電生理研究和腦機(jī)接口系統(tǒng)構(gòu)建中展現(xiàn)了多項(xiàng)引人矚目的成果。

但以硅基微針電極陣列為核心結(jié)構(gòu)的猶他電極也存在著一些較難克服的問題，導(dǎo)致其目前主要只能應(yīng)用于科學(xué)研究或臨床試驗(yàn)場(chǎng)景，難以實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模的市場(chǎng)推廣和長(zhǎng)時(shí)可靠的腦內(nèi)植入。而現(xiàn)有的硅基微針電極陣列硅材料較脆、易發(fā)生折斷，與大腦楊氏模量差距大、易產(chǎn)生刺激；并且硅基MEMS制造工藝極其復(fù)雜，工藝參數(shù)相關(guān)性高，且基于半導(dǎo)體批量加工工藝，難以針對(duì)不同具體需求實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中硅基MEMS制造工藝復(fù)雜，難以針對(duì)不同具體需求實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制的缺陷，從而提供一種皮層內(nèi)植入式微針電極陣列裝置的生產(chǎn)工藝及皮層內(nèi)植入式微針電極陣列裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了皮層內(nèi)植入式微針電極陣列裝置的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

S1、襯底基板制造：通過機(jī)械加工、激光切割、鑄造、注塑中的一種或幾種工藝制造襯底基板，所述襯底基板上具有通孔陣列；

S2、加工電極互聯(lián)結(jié)構(gòu)：在S1制造的襯底基板上圍繞其通孔加工電極互聯(lián)結(jié)構(gòu)以形成電極互聯(lián)結(jié)構(gòu)陣列，電極互聯(lián)結(jié)構(gòu)包括設(shè)于襯底基板上表面的上表面導(dǎo)電件、設(shè)于通孔內(nèi)的中間導(dǎo)電件以及設(shè)于襯底基板下表面的下表面導(dǎo)電件，上表面導(dǎo)電件、中間導(dǎo)電件和下表面導(dǎo)電件電連接；

S3、微針電極陣列增材制造：通過增材制造技術(shù)在襯底基板的上表面自下而上構(gòu)建多個(gè)絕緣微針電極基體并形成陣列；

S4、微針電極陣列導(dǎo)電層鍍膜：對(duì)S3制造的絕緣微針電極基體的外表進(jìn)行導(dǎo)電層鍍膜，導(dǎo)電層自上而下至少覆蓋絕緣微針電極基體的根部以使微針電極與S2的上表面導(dǎo)電件電學(xué)導(dǎo)通；

S5、絕緣層淀積與刻蝕：在步驟S2和S4中得到的導(dǎo)電層外層進(jìn)行絕緣層沉積，并蝕刻微針電極尖端絕緣層。

可選地，所述步驟S2包括：

S21、制作上表面導(dǎo)電件：通過在襯底基板上表面淀積導(dǎo)電薄層以形成作為上表面導(dǎo)電件的上表面導(dǎo)電盤；

S22、制作下表面導(dǎo)電件：通過在襯底基板下表面淀積導(dǎo)電薄層以形成作為下表面導(dǎo)電件的下表面導(dǎo)電盤；

S23、制作中間導(dǎo)電件：將上導(dǎo)電盤和下導(dǎo)電盤的導(dǎo)電薄層向通孔內(nèi)部延伸并實(shí)現(xiàn)孔內(nèi)電學(xué)導(dǎo)通，使通孔變成作為中間導(dǎo)電件的導(dǎo)電孔。

可選地，