一種具有拉花結(jié)構(gòu)的卡夫電極及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微納加工技術(shù)領(lǐng)域、生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，尤其涉及一種具有拉花結(jié)構(gòu)的卡夫電極及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]卡夫電極作為一種植入式的神經(jīng)電極，可以用于記錄神經(jīng)信號(hào)和刺激神經(jīng)組織。通過對(duì)神經(jīng)組織的刺激，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)肌肉運(yùn)動(dòng)的控制，從而恢復(fù)脊髓損傷患者的部分功能障礙。
[0003]現(xiàn)有的卡夫電極將需要刺激部分的神經(jīng)區(qū)域完全包裹，這種完全包裹神經(jīng)組織的方式會(huì)導(dǎo)致被包裹區(qū)域的營(yíng)養(yǎng)液被阻塞。同時(shí)，植入電極后，神經(jīng)組織易發(fā)生腫脹，且由于卡夫電極的直徑在植入完成后固定不變，會(huì)造成神經(jīng)組織被壓迫。
[0004]現(xiàn)有的卡夫電極包括美敦力公司的美國(guó)專利申請(qǐng)，專利號(hào)US5344438，一種只包裹部分神經(jīng)的U型卡夫電極，這種電極可以減輕神經(jīng)壓迫，但是不能刺激和記錄整個(gè)神經(jīng)，同時(shí)，也容易被外界干擾。
[0005]北京大學(xué)的專利申請(qǐng)，專利號(hào)201410024820，一種植入式卡夫神經(jīng)電極及其制作方法，根據(jù)扎帶的構(gòu)造提出了一種直徑可調(diào)的扎帶式卡夫電極，可以通過扎帶棘齒的設(shè)計(jì)，精確控制卡夫直徑，但是這種電極的直徑在植入之后并不可調(diào)，同樣可能會(huì)造成神經(jīng)的壓迫。
[0006]綜上所述，現(xiàn)有的卡夫電極存在植入后直徑不可調(diào)，組織易腫脹，對(duì)神經(jīng)壓迫大，營(yíng)養(yǎng)液阻塞等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種具有拉花結(jié)構(gòu)的卡夫電極，包括長(zhǎng)條帶子(I)，可拉伸的拉花結(jié)構(gòu)
(2)，引線(3)，電極點(diǎn)(4)，棘齒(5)，鎖環(huán)(7)，鎖環(huán)開口(6)以及引線結(jié)點(diǎn)(8)，所述拉花結(jié)構(gòu)⑵設(shè)置在長(zhǎng)條帶子⑴的中間，且連接著長(zhǎng)條帶子⑴；引線⑶和電極點(diǎn)⑷在拉花結(jié)構(gòu)⑵的同一側(cè)。
[0008]本發(fā)明能夠產(chǎn)生的有益效果是:1、在卡夫電極的帶子上使用拉花結(jié)構(gòu)，可以保證神經(jīng)腫脹時(shí)，電極帶子能夠隨著神經(jīng)的腫脹自動(dòng)拉伸，減少植入電極對(duì)神經(jīng)的損傷和壓迫；
2、卡夫電極采用拉花結(jié)構(gòu)，神經(jīng)不完全被包住，一部分能與外界很好地相連，使得體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液不會(huì)被阻塞；3、電極點(diǎn)采用凸起的三維結(jié)構(gòu)，使其能夠與神經(jīng)有著更好的接觸，保證了刺激和記錄的效果。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明具有拉花結(jié)構(gòu)的卡夫電極示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明具有拉花結(jié)構(gòu)的卡夫電極中拉花的波浪形結(jié)構(gòu)方式；
[0011]圖3中(a)?(b)是本發(fā)明具有拉花結(jié)構(gòu)的卡夫電極中拉花的菱形結(jié)構(gòu)方式。
[0012]附圖標(biāo)記說明:
[0013]1:卡夫帶子
[0014]2:拉花結(jié)構(gòu)
[0015]3:引線
[0016]4:金屬電極
[0017]5:棘齒
[0018]6:鎖環(huán)開口
[0019]7:鎖環(huán)
[0020]8:引線結(jié)點(diǎn)
[0021]9:波浪形拉花結(jié)構(gòu)中添加的強(qiáng)度增強(qiáng)結(jié)構(gòu)
[0022]10:菱形拉花結(jié)構(gòu)中添加的強(qiáng)度增強(qiáng)結(jié)構(gòu)
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明具有拉花結(jié)構(gòu)的卡夫電極包括長(zhǎng)條帶子(I)，可拉伸的拉花結(jié)構(gòu)⑵，引線(3)，電極點(diǎn)(4)，棘齒(5)，鎖環(huán)(7)，鎖環(huán)開口(6)以及引線結(jié)點(diǎn)(8)。所述拉花結(jié)構(gòu)(2)設(shè)置在長(zhǎng)條帶子(I)的中間，且連接著長(zhǎng)條帶子(I);引線(3)和電極點(diǎn)(4)在拉花結(jié)構(gòu)(2)的同一側(cè)。
[0025]所述長(zhǎng)條帶子(I)和拉花結(jié)構(gòu)(2)是由同種材料制成，該材料為具有生物兼容性的聚合物薄膜，可以是具有生物兼容性的聚對(duì)二甲苯。所述引線(3)和電極點(diǎn)(4)由同種材料制成并具有導(dǎo)電性能，該材料可以是由物理汽相淀積生長(zhǎng)的鈦、金、鉑等金屬薄膜。
[0026]其中，長(zhǎng)條帶子(I)的寬度為6mm，長(zhǎng)度為15mm，厚度為10?20 μπι ;
[0027]其中，引線寬度為40 μπι，電極點(diǎn)的大小為400 μπιΧ400 μπι或者500 μπιΧ500 μπι ;
[0028]其中，所述拉花結(jié)構(gòu)(2)包括波浪拉花結(jié)構(gòu)及菱形拉花結(jié)構(gòu)，波浪拉花結(jié)構(gòu)及菱形拉花結(jié)構(gòu)的邊長(zhǎng)寬度為100 μmX250 μπι。參見附圖1_3，優(yōu)選的，該波浪拉花結(jié)構(gòu)的兩邊之間的夾角為10?170°，該菱形拉花結(jié)構(gòu)的兩邊之間的夾角為10?170°，在一個(gè)實(shí)施例中，該波浪拉花結(jié)構(gòu)和該菱形拉花結(jié)構(gòu)的兩邊之間的夾角可以為10°，在一個(gè)實(shí)施例中，該波浪拉花結(jié)構(gòu)和該菱形拉花結(jié)構(gòu)的兩邊之間的夾角可以為90°，在一個(gè)實(shí)施例中，該波浪拉花結(jié)構(gòu)和該菱形拉花結(jié)構(gòu)的兩邊之間的夾角可以為170°，同時(shí)，各邊連接處存在強(qiáng)度增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
[0029]其中，電極點(diǎn)(4)是三維凸起結(jié)構(gòu)，高于長(zhǎng)條帶子(I)。
[0030]所述棘齒(5)分兩列存在于長(zhǎng)條帶子的兩側(cè)，每一列可以有多個(gè)，距離棘齒開口
(6)的距離可以設(shè)置成不同固定直徑對(duì)應(yīng)的圓的周長(zhǎng)。
[0031]所述棘齒(5)和鎖環(huán)(7)由同種材料組成，該材料具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，可以是通過電鍍而得到的金屬鎳。
[0032]本發(fā)明所述的具有拉花結(jié)構(gòu)的卡夫電極的制備方法，包括以下步驟:
[0033]在硅片上生長(zhǎng)氧化硅/氮化硅層，其中氧化硅層位于下層，氮化硅層位于上層，通過光刻做出刻蝕正面氮化硅的掩膜，刻蝕氧化硅，將需要腐蝕的硅表面露出，利用KOH腐蝕一定深度的硅；
[0034]采用物理汽相淀積在有凹槽的硅片上生長(zhǎng)一層犧牲層Al ;在Al上淀積一層聚對(duì)二甲苯；
[0035]采用剝離工藝制備材料為鈦/金/鉑的電極點(diǎn)和引線，并在其上淀積第二層聚對(duì)二甲苯；
[0036]利用光刻、電鍍等工藝步驟制備出鎖環(huán)及棘齒；
[0037]通過光刻、刻蝕等將電極點(diǎn)露出，并進(jìn)一步刻蝕得到鎖環(huán)的開口及電極的輪廓。
[0038]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有拉花結(jié)構(gòu)的卡夫電極，包括長(zhǎng)條帶子(I)，可拉伸的拉花結(jié)構(gòu)(2)，引線(3)，電極點(diǎn)(4)，棘齒(5)，鎖環(huán)(7)，鎖環(huán)開口(6)以及引線結(jié)點(diǎn)(8)，所述拉花結(jié)構(gòu)⑵設(shè)置在長(zhǎng)條帶子⑴的中間，且連接著長(zhǎng)條帶子⑴；引線(3)和電極點(diǎn)⑷在拉花結(jié)構(gòu)(2)的同一側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的具有拉花結(jié)構(gòu)的卡夫電極，其中，所述長(zhǎng)條帶子(I)和拉花結(jié)構(gòu)(2)是由同種材料制成，該材料為具有生物兼容性的聚合物薄膜。
3.如權(quán)利要求1所述的具有拉花結(jié)構(gòu)的卡夫電極，其中，所述引線(3)和電極點(diǎn)(4)也由同種材料制成，該材料具有導(dǎo)電性能。
4.如權(quán)利要求6所述的具有拉花結(jié)構(gòu)的卡夫電極，其中，該波浪拉花結(jié)構(gòu)的兩邊之間的夾角為10?170°，該菱形拉花結(jié)構(gòu)的兩邊之間的夾角為10?170°，同時(shí)，各邊連接處存在強(qiáng)度增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的具有拉花結(jié)構(gòu)的卡夫電極，其中，所述電極點(diǎn)(4)是三維凸起結(jié)構(gòu)，高于長(zhǎng)條帶子(I)。
6.如權(quán)利要求1所述的具有拉花結(jié)構(gòu)的卡夫電極，其中，所述棘齒(5)分兩列存在于長(zhǎng)條帶子的兩側(cè)，每一列可以有多個(gè)，距離棘齒開口(6)的距離可以設(shè)置成不同固定直徑對(duì)應(yīng)的圓的周長(zhǎng)。
7.如權(quán)利要求1所述的具有拉花結(jié)構(gòu)的卡夫電極，其中，所述棘齒(5)和鎖環(huán)(7)由同種材料組成，該材料可以是通過電鍍而得到的金屬鎳。
8.一種具有拉花結(jié)構(gòu)的卡夫電極的制造方法，包括以下步驟: 在硅片上生長(zhǎng)氧化硅/氮化硅層，其中氧化硅層位于下層，氮化硅層位于上層，通過光亥_出刻蝕正面氮化硅的掩膜，刻蝕氧化娃，將需要腐蝕的硅表面露出，利用KOH腐蝕一定深度的硅； 采用物理汽相淀積在有凹槽的硅片上生長(zhǎng)一層犧牲層Al ;在Al上淀積一層聚對(duì)二甲苯; 采用剝離工藝制備材料為鈦/金/鉑的電極點(diǎn)和引線，并在其上淀積第二層聚對(duì)二甲苯; 利用光刻、電鍍等工藝步驟制備出鎖環(huán)及棘齒； 通過光刻、刻蝕等將電極點(diǎn)露出，并進(jìn)一步刻蝕得到鎖環(huán)的開口及電極的輪廓。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有拉花結(jié)構(gòu)的卡夫電極，所述具有拉花結(jié)構(gòu)的卡夫電極包括：長(zhǎng)條帶子(1)，可拉伸的拉花結(jié)構(gòu)(2)，引線(3)，電極點(diǎn)(4)，棘齒(5)，鎖環(huán)(7)，鎖環(huán)開口(6)以及引線結(jié)點(diǎn)(8)。本發(fā)明的卡夫電極在植入后，其長(zhǎng)條帶子會(huì)隨著神經(jīng)的腫脹而拉伸，使得組織不會(huì)被壓迫，且鏤空的拉花結(jié)構(gòu)使得神經(jīng)液不被阻塞，同時(shí)電極點(diǎn)與神經(jīng)緊密接觸，保證了刺激的效果和信號(hào)記錄的準(zhǔn)確性。
【IPC分類】A61N1-05, A61B5-04
【公開號(hào)】CN104784816
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510142082
【發(fā)明人】喻曉雪, 余懷強(qiáng), 李志宏
【申請(qǐng)人】北京大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年3月27日