[发明专利]一种利用气液柱进行加强的植入式柔性神经微电极

说明书

本公开提供了一种利用气液柱进行加强的植入式柔性神经微电极，包括：自上而下紧密接合的柔性层、记录电极层及柔性绝缘层；其中，柔性层包括：柔性外壳、空腔及气液体注入口，其中，柔性外壳内部形成空腔，气液体注入口与空腔连接；记录电极层包括：多个电极记录位点、多个电极走线及多个后端连接pad，记录电极层通过多个电极记录位点获取神经信号，并经多个电极走线及多个后端连接pad将所述神经信号传输至外部信号处理系统；柔性绝缘层，其作为记录电极层的上覆盖层，以使记录电极层仅暴露出多个电极记录位点和多个后端连接pad，从而实现对神经信号的记录。

技术领域

本公开涉及脑机接口技术领域，具体涉及一种利用气液柱进行加强的植入式柔性神经微电极。

背景技术

植入式多通道神经微电极是一种可通过手术植入大脑皮层或生物其他组织部位的神经接口器件，一般由金属或制备在硅等刚性材料上的神经微电极可依靠自身的强度和硬度插入组织。柔性电极是一种制备在柔性衬底上的神经接口器件，与硬质电极相比，其杨氏模量与生物组织更为接近，因此具有更好的生物相容性，但由于其自身柔软，无法直接植入到组织中。

常用的柔性电极植入方法有两种：一种是加强法，利用聚乙醇、麦芽糖、吉利丁等聚合物材料包裹在微丝外周，利用这些材料在某些温度或脱水时硬度较好的时机，辅助电极植入组织，然后通过组织液的溶解和代谢逐渐去除这些辅助材料，只留下微丝电极在体内。另一种是粘附导入法，将柔性微丝电极利用水溶性胶或表面张力临时贴附在硬质微针表面，利用硬质微针将柔性电极带入后，溶解临时粘附胶，拔出导入针，达到将柔性电极植入体内的目的。

在实际的应用过程中，加强法需要选择特定的生物组织可吸收材料，而这些材料的硬度都较低，为了达到植入需要的强度，包裹微丝的体积往往较大，容易造成较大损伤。粘附植入方法需要事先将每个微丝都与刚性导入针体粘附，限制了柔性电极植入的数量，且拔出刚性导入针体时会对组织造成二次损伤。

发明内容

为了解决现有技术中上述问题，本公开提供了一种利用气液柱进行加强的植入式柔性神经微电极，旨在优化神经微电极结构的同时，避免对被植入组织的二次损伤。

本公开的第一个方面提供了一种利用气液柱进行加强的植入式柔性神经微电极，包括：自上而下紧密接合的柔性层、记录电极层及柔性绝缘层；其中，柔性层包括：柔性外壳、空腔及气液体注入口，其中，柔性外壳内部形成空腔，气液体注入口与空腔连接；记录电极层包括：多个电极记录位点、多个电极走线及多个后端连接pad，记录电极层通过多个电极记录位点获取神经信号，并经多个电极走线及多个后端连接pad将神经信号传输至外部信号处理系统；柔性绝缘层，其作为记录电极层的上覆盖层，以使记录电极层仅暴露出多个电极记录位点和多个后端连接pad，从而实现对神经信号的记录。

进一步地，柔性绝缘层包括：柔性材料主体、多个前端电极位点暴露孔及多个后端pad暴露孔；其中，柔性材料主体一端形成多个前端电极位点暴露孔，多个前端电极位点暴露孔与多个电极记录位点一一对应；柔性材料主体的另一端形成多个后端pad暴露孔，多个后端pad暴露孔与多个后端连接pad一一对应，以使多个后端连接pad暴露在外面。

进一步地，气液体注入口与空腔连通，且气液体注入口的内直径大于空腔的内直径；其中，气液体注入口用于向空腔内接入气体或液体，以使增强柔性层的硬度，便于该神经微电极植入。

进一步地，柔性层及柔性绝缘层均由柔性材料构成，柔性材料为与生物相容的柔性高分子聚合物材料。

进一步地，多个电极记录位点、多个电极走线多个后端连接pad均由导电材料构成。

进一步地，柔性层及柔性绝缘层的层厚小于10μm。

本公开相对于现有技术至少具备以下有益效果：

(1)、本公开利用气柱或液柱对柔性电极进行强度加强，使其既具有一定的硬度可以穿透脑组织，同时并没有过多增加柔性电极植入时的体积，因此具有较小的植入损伤。