[发明专利]一种磁共振成像兼容的导电薄膜合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种磁共振成像兼容的导电薄膜合金材料及其制备方法。本发明的导电薄膜合金材料是面向植入式医疗器械、神经接口或脑机接口应用，以一种顺磁性物质和一种抗磁性物质为共溅射材料，通过磁控共溅射镀膜的微纳加工技术制备得到的薄膜合金材料。本发明利用磁控共溅射镀膜的方法，分别优化设定了顺磁性物质‑抗磁性物质的溅射电流强度、功率等参数以及特定的成膜气压来制备合金材料。从而确定了可应用于植入器械的导电薄膜合金材料的磁控溅射制备条件，使其具有较好的导电与电化学性质，并且在磁共振成像中不会造成影响观测植入部位的成像伪影，具有良好的磁共振成像兼容性。

技术领域

本发明涉及生物医学工程技术领域、医用器械技术领域和微纳加工技术领域，具体为一种磁共振成像兼容的导电薄膜合金材料及其制备方法。

背景技术

磁共振成像已成为一种常规的临床诊断手段，与此同时，对植入式医疗器械、神经接口与脑机接口的研究也得到不断深入。然而，由于常规的植入式医疗器械与生物组织在磁化性质上有巨大差异，这就导致了植入物在磁共振成像环境中会造成磁场扭曲，产生成像伪影，从而影响了磁共振成像诊断的临床应用。其中，植入式器械中的导电成分通常是引起磁共振成像伪影的主要来源。因此，需要发明一种磁共振成像兼容的导电材料，用于降低甚至消除植入式医疗器械在医疗影像中的伪影。

根据对现有技术的检索，Muller-Bierl B, Graf H, Steidle G等人在Medicalphysics, 32(1):76-84, 2005撰文“Compensation of magnetic field distortionsfrom paramagnetic instruments by added diamagnetic material: measurements andnumerical simulations.”（通过抗磁性材料补偿顺磁性器件引起的磁场畸变：测量和数值模拟），该技术研究了在1.5 T 磁共振扫描中，通过涂层方式结合抗磁性与顺磁性材料能够有效减少电极尖端伪影的大小。然而，通过涂层的方式不能完全避免磁场扭曲，因此在更高空间分辨率下的成像时，仍会面临伪影问题。Kodama T, Nakai R, Goto K等人在MagneticResonance Imaging, 44: 38-45,2017撰文“Preparation of an Au-Pt alloy free fromartifacts in magnetic resonance imaging”（磁共振成像中无伪影Au-Pt合金的制备），该研究表明均相的Au-35Pt合金在磁共振成像中产生的伪影小于0.5毫米。但该研究主要针对的是较大的植入物，而不是微型植入式医疗器件，同时制备工艺中使用了高温退火工艺，这导致其并不适应于高精度的微纳加工工艺，在实际应用中受到限制。

综上所述，虽然对磁共振兼容材料的研究得到了一定的进展，但是文献中未见报道一种可以适应于微纳加工技术的、并且磁共振成像兼容的导电薄膜材料。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种应用于植入式器械、神经接口与脑机接口的磁共振成像兼容的导电薄膜合金材料及其制备方法，适应于微纳加工技术，具有较好的电化学性质并且在磁共振成像中无伪影。其中所述的磁共振成像兼容是指，将该材料加工制备的电子器械植入生物组织后，不会造成磁共振成像中的图像伪影及缺失，即使植入材料在磁共振成像区域内。

本发明提供一种磁共振成像兼容的导电薄膜合金材料，其是面向植入式医疗器械、神经接口或脑机接口应用，以一种顺磁性物质和一种抗磁性物质为共溅射材料，通过磁控共溅射镀膜的微纳加工技术制备得到的薄膜合金材料，该材料的磁化率接近人体组织的磁化率（-11到-7 ppm），因而在磁共振成像中无伪影。共溅射的材料一种是顺磁性物质，一种是抗磁性物质。本发明以金、铂为例说明，但并不只局限于这两种材料。

本发明中，薄膜合金材料为金-铂薄膜合金材料，金为抗磁性物质，铂为顺磁性物质。

本发明中，金-铂薄膜合金材料中，金和铂在合金中的质量比例为3:7-9:4。