[发明专利]一种基于液态金属的体外心肌柔性微电极阵列及其制备方法

权利要求书

1.一种基于液态金属的体外心肌柔性微电极阵列，其特征在于：包括第一柔性层、若干阵列排布的液态金属微电极和第二柔性层；所述第一柔性层和第二柔性层键合，二者间设有绝缘微通道；所述液态金属微电极排布于所述绝缘微通道内，包括记录电极位点、导线和接口端，所述记录电极位点的表面附着有铂电极，且记录电极位点与微纳米铂电极的结构缝隙间设有藻酸盐微凝胶层。

2.根据权利要求1所述的一种基于液态金属的体外心肌柔性微电极阵列，其特征在于：所述绝缘微通道对应设置有记录电极位点通道、导线槽和接口端通道，所述导线槽设置于第一柔性层，所述记录电极位点通道贯穿第一柔性层并与导线槽连通，所述接口端通道设置于第二柔性层。

3.根据权利要求1所述的一种基于液态金属的体外心肌柔性微电极阵列，其特征在于：所述第二柔性层用于连接柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板的通孔焊盘位于第二柔性层的接口端。

4.根据权利要求1所述的一种基于液态金属的体外心肌柔性微电极阵列，其特征在于：所述记录电极位点为锥形，锥形的底端连接有导线，顶端附着有所述铂电极。

5.根据权利要求1所述的一种基于液态金属的体外心肌柔性微电极阵列，其特征在于：所述记录电极位点的顶端直径为30～50μm、底端直径为100～200μm，间距100～500μm，所述导线的高度为20～50μm、宽度为50～100μm；所述接口端的直径为100～200μm。

6.根据权利要求1所述的一种基于液态金属的体外心肌柔性微电极阵列，其特征在于：所述铂电极具有三维多孔的微纳米结构，厚度为500nm～10μm。

7.根据权利要求1所述的一种基于液态金属的体外心肌柔性微电极阵列，其特征在于：所述藻酸盐微凝胶层厚度5～30nm。

8.根据权利要求1所述的一种基于液态金属的体外心肌柔性微电极阵列，其特征在于：所述第一柔性层和第二柔性层的材质为聚二甲基硅氧烷，液态金属材料为镓铟合金或镓铟锡合金。

9.如权利要求1～8任一项所述的一种基于液态金属的体外心肌柔性微电极阵列的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)浇筑脱模制备第一柔性层、第二柔性层及绝缘微通道对应腔体，将所述第一柔性层、第二柔性层和柔性印刷电路板不可逆键合；

2)采用过量的液态金属以入口唯一的真空填充方式向绝缘微通道内灌注形成液态金属微电极的阵列；

3)通过电化学沉积方法在记录电极位点表面沉积三维多孔的微纳米铂电极；

4)通过海藻酸钠交联记录电极位点表面游离的金属离子形成藻酸盐微凝壳。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)包括如下步骤：利用光固化3D打印制备模具，将聚合物和固化剂混合而成的聚合物溶液浇筑于模具中，80～90℃恒温固化30～40min，脱模；将第一柔性层、第二柔性层和柔性印刷电路板氧等离子体处理60～70s，定位贴合；将键合好的器件置于80～90℃恒温箱30～40min。

11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)包括如下步骤：

①在第一柔性层记录位点开口处覆盖水溶性密封胶；

②吸取20g～50g液态金属覆盖于接口端处对应的柔性印刷电路板通孔焊盘处；

③置于真空箱内20～30min，打开通气口恢复真空箱内气压，静置10～15min使液态金属完全填充绝缘微通道内；

④使用无水乙醇擦拭去除多余的液态金属；

⑤使用硅胶覆盖柔性印刷电路板的通孔焊点进行封装；

⑥浸入去离子水中去除水溶性密封胶。