[发明专利]一种植入式卡夫神经电极及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子机械系统和植入式微电极技术领域，尤其涉及一种植入式卡夫神经电极及其制作方法。

背景技术

随着工业和交通的迅速发展，我国的脊髓损伤病人逐年增多。脊髓损伤往往导致损伤节段以下的肢体出现严重的功能障碍，比如四肢瘫痪、尿失禁等。现有的医疗手段难以修复神经，并完全恢复患者的感觉和运动能力。近年来，通过植入肌肉神经电极进行功能性电刺激的研究受到人们的关注。功能性电刺激是通过手术植入神经肌肉电极对目标肌肉或神经进行直接地电刺激，从而改善和恢复患者的部分功能障碍。目前，此项技术的可行性已经在国外的一些临床实验中得以证明。

现有的植入式肌肉神经电极可大致分为以下几种：1、置于肌肉表面或肌肉内的肌肉电极，这种电极可以刺激某块特定的肌肉。每个电极只能刺激一块特定的肌肉。另外，由于肌肉的不断收缩会导致电极发生移动，甚至会出现金属连线断裂等问题；2、包裹于神经表面的卡夫神经电极，这种电极由电学绝缘的圆筒状结构和分布于圆筒内壁的电极点构成，通过与神经表面紧密接触的电极点能够选择性地刺激神经干表面的不同区域，从而实现控制相应肌肉的运动。3、神经束间电极，这种位于神经内部神经束之间的电极，相比于卡夫神经电极具有更好的选择性，通过电极点能够直接刺激不同的神经束并且刺激阈值也较低。缺点是植入手术过程中容易造成神经组织损坏。在上所述用于肌肉神经电极中，卡夫神经电极在刺激阈值、选择性以及对组织损伤程度方面具有比较全面的优势。

对现有的卡夫神经电极的文献检索发现，凯斯西储大学的美国申请专利：植入式卡夫的制作方法和安装方法，专利号US4602624，提出一种自卷曲的卡夫神经电极。该电极可以自然卷曲从而包裹住神经，形成一个封闭的圆筒状空间，从而有利于提高电刺激的效率和采集信号的信噪比。制作方法是通过将一层拉伸的绝缘材料层与一层自然伸展的绝缘材料层键合在一起，由于应力失配而自然卷曲。由于绝缘材料比较柔软，卡夫圆筒直径可以随着电极植入手术后神经的自然肿胀而变化，避免神经受到压迫而缺血坏死。这种设计的主要缺点是难以在手术空间有限的情况下撑开卷曲的电极并放置在神经上。另外，该电极包裹并不牢固，特别是当连接引线受外力牵引作用时容易从神经上脱落。

美敦力公司的美国申请专利：卡夫电极，专利号US5344438，提出一种只包裹一部分神经的U型卡夫电极。这种电极有利于术后神经恢复和避免神经受压迫而损伤。缺点是只包裹一部分神经，不能刺激和记录整个神经，并且记录神经信号会受到外界信号干扰。

综上所述，现有的电极存在卡夫圆筒直径固定，难以大规模制造，电极尺寸较大、对组织损伤较大等问题。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种植入式的基于微加工工艺的卡夫神经电极及其制作方法，其具有柔软轻薄、生物兼容性好、对组织损伤轻微、卡夫圆筒直径可调、尺寸精确可控、灵敏度高、可靠性高的特点。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种植入式卡夫神经电极，所述植入式卡夫神经电极，包括：基于微加工技术的带有电极点1和自锁结构的长条状带子2、连接引线3和引线接点区域4所述电极点1分布于所述长条状带子2中部靠近封闭环5附近；所述长条状带子2的一端为开口呈细长状矩形的扁平封闭环5；所述扁平封闭环开口11呈细长条状，能使长条状带子2平整的从其中通过；所述长条状带子2另一端装有一个辅助电极安装的引导舌头6；所述长条状带子2两侧有着连续的微突起物7。

优选地，所述长条状带子2由具有生物兼容性的聚合物薄膜材料制成。

优选地，所述自锁结构包括所述封闭环5和所述微突起物7，当长条状带子2两侧的微突起物7通过封闭环5后，封闭环5卡住微突起物7；所述长条状带子2将被封闭环的自锁结构单向锁定，不能向回倒退，所述长条状带子2将构成圆筒状结构；所述圆筒直径通过继续拉动带子调节。

优选地，所述连接引线3将所述电极点1连接至所述引线接点区域4；每一个电极点1通过独立的互连线9连接至引线接点10。

优选地，所述长条状带子2尺寸参数为：长15mm、宽8mm、厚度15μm；所述封闭环5的尺寸参数为：开口长8mm、宽50μm；所述微突起物7突出部分尺寸参数为：长100μm；所述电极点1尺寸参数为：大小300μm×300μm。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种制作如权1所述的植入式卡夫神经电极的方法，所述制作方法包括以下步骤：