[实用新型]一种神经刺激阵列系统

说明书

本实用新型公开了一种神经刺激阵列系统，包括柔性基底、光电响应层和电极层；其中，所述光电响应层嵌入所述柔性基底中，所述光电响应层由光电转化材料阵列排布而成，所述电极层位于所述光电响应层上。该神经刺激阵列系统的结构简单，成本低廉，其柔性好，生物相容性好，并可实现空间分辨率的光响应电刺激，可用于眼部和脑部等不同在体神经电刺激领域。

技术领域

本实用新型涉及生物医学工程技术领域，尤其涉及一种神经刺激阵列系统。

背景技术

基于电极的神经刺激系统被广泛用于治疗涉及外周神经以及中枢神经损伤等的各类疾病，在肢体瘫痪、抑郁症、失聪、失明等疾病治疗方面具有巨大的潜力。特别是，近年来，美国Second Sight Medical Products公司研发的基于高密度电极阵列的人工视网膜假体系统可有效恢复晚期视网膜退行性疾病患者的部分视觉能力，为过去临床上无法医治的此类致盲性疾病提供了可行的解决方案。然而，这类人工视网膜假体系统需要集成视觉信号采集模块、无线信号传输接收模块、集成芯片控制模块、电极刺激模块等多个功能模块，其制作成本高、集成难度大、植入困难，极大限制了该类器件的推广应用。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提供了一种新型神经刺激阵列系统，其具有阵列化排布的光电转换材料及金属电极层，结构简单，制作成本低，无需集成复杂的信号采集模块、无线信号传输接收模块以及集成芯片控制模块就能实现具有空间分辨率的光响应神经电刺激，可用于视觉刺激、脑皮层刺激等不同神经刺激领域。

具体地，本实用新型提供了一种神经刺激阵列系统，包括：柔性基底、光电响应层和电极层，其中，所述光电响应层嵌入所述柔性基底中，所述光电响应层由光电转化材料阵列排布而成，所述电极层位于所述光电响应层上。

本实用新型中，所述电极层的电极位于所述光电响应层的光电转换材料表面。显然地，所述电极层也是导电材料阵列排布而成。

可选地，所述电极层的厚度为50-300nm。

可选地，所述柔性基底的厚度为5-500μm。

其中，所述光电响应层的厚度小于或等于所述柔性基底的厚度。优选地，所述光电响应层的厚度等于所述柔性基底的厚度，例如为5-500μm。

在本实用新型一实施方式中，所述柔性基底具有孔阵列，所述光电响应层填充在所述孔阵列的孔中；所述孔为盲孔或通孔。所述孔的深度方向平行于所述柔性基底的厚度方向。当所述柔性基底的孔为贯穿其厚度方向的通孔时，所述光电响应层的厚度等于所述柔性基底的厚度。

进一步地，所述孔为圆形、三角形、四边形、多边形或其他不规则形状。相应地，所述光电响应层的光电转换材料的横截面呈圆形、圆形、三角形、四边形、多边形或其他不规则形状。

优选地，所述孔为圆形，所述孔的直径为100μm-2mm。

本实用新型中，所述柔性基底的材质为绝缘材料，以能够有效抑制光电子的扩散，使所述神经刺激阵列系统实现具有分辨率的电刺激。所述柔性基底的材质可以为柔性绝缘聚合物，其选择取决于最终用途及用途所期望的效果。例如，为保证能够形成可有效贴合曲面组织的薄膜基底，需保证柔性基底材料具备良好的可成膜性，并在高曲率下具备良好的力学性能。

可选地，所述柔性基底的材质包括聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对二甲苯和光刻胶中的一种或多种。所述光刻胶可以是正胶或负胶，具体可以是但不限于SU8光刻胶、AZ光刻胶等。

其中，所述电极层的材质选自铂、金、钛、铱、钯、铌、钽及其合金、氮化钛(TixNy)、氧化铱(IrOx)、氧化铟锡(ITO)、掺铝氧化锌(AZO)、掺氟二氧化锡(FTO)和掺磷二氧化锡(PTO)中的至少一种，但不限于此。