[发明专利]鱼类生物机器人的可植入式柔性神经微电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种医用器械技术领域的微电极，具体地，涉及一种用于鱼类生物机器人游动控制的可植入式柔性神经微电极及其制备方法。

背景技术

生物机器人是近些年来的热门研究方向。在动物体的脑中特定区域植入电极，通过电刺激的方式对动物体的行为进行控制。对生物鱼的控制不仅拥有仿生鱼体积小、可以作为侦查、可进入人类难以进入的区域等优点，同时也弥补了其灵敏不够、无法进行长距离作业、成本高等不足。

经对现有技术的检索发现，Nobutaka Kobayashi等人在I Neuroscience letters,2009,452(1):42-46.撰文“Artificial control of swimming in goldfish by brain stimulation:Confirmation of the midbrain nuclei as the swimming center”(通过脑刺激对金鱼游泳的人工控制：确定中脑核是游泳中心)，该技术采用在鲫鱼中脑内侧纵束(Nflm)植入金属丝极，并且在一定程度上实现了对鱼游动的控制。但是刚性丝电极在鱼游动的过程中容易和脑组织发生相对滑动，偏离原来植入的部位，造成刺激效果变差，也可能对脑组织造成相应的损伤。

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鱼类生物机器人的可植入式柔性神经微电极及其制备方法。

根据本发明的一个方面，提供一种用于鱼类生物机器人游动控制的可植入式柔性神经微电极，包括：柔性微电极、金属丝和聚乙二醇，其中：所述柔性微电极为采用聚合物薄膜作为衬底的三明治结构即聚合物薄膜-金属-聚合物薄膜结构，且所述柔性电极一端部含有至少两个电极脚，每个所述电极脚上均含有至少两个电极点，所述电极点采用电镀进行表面修饰；所述金属丝与所述柔性微电极的电极脚利用聚乙二醇粘结。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于鱼类生物机器人游动控制的可植入式柔性神经微电极的制备方法，所述方法的具体制备工艺如下：

1)清洗基底；

2)在基底上沉积聚合物薄膜；

3)旋涂光刻胶并光刻图形化；

4)溅射金属作为导电层；

5)将上述4)处理后的基底置于丙酮中超声去除多余的金属；

6)在基底上沉积聚合物薄膜；

7)旋涂光刻胶并光刻图形化；

8)采用反应离子刻蚀；

9)浸泡在丙酮中，电极会逐渐从基底脱离；

10)电极点电镀进行表面修饰；

11)将聚乙二醇加热融化成无色透明液体，将金属丝浸入该液体中，取出排布到电极脚上，待自然冷却。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明利用金属丝具有较强的刚度的特点，把柔性微电极与金属丝通过水溶性聚合物聚乙二醇结合，在电极进行脑组织植入时增强电极机械强度，植入后取出金属丝。本发明结构简单，使用方便利用金属丝和水溶性聚合物聚乙二醇作为导引，解决了柔性电极脑组织植入刚度不足的问题，因为聚乙二醇在组织中水解，金属丝可在植入后取出，尽可能减小了对脑组织的破坏，且柔性电极的形状适应鱼类游泳控制中枢的相对位置，减小损伤，提高了刺激的精确性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例微电极的结构示意图；

图2为本发明一实施例所得电极脚与金属丝通过聚乙二醇相结合的示意图。

图中：柔性微电极1、电极脚2、电极点3、溅射金属导线5、金属丝6、聚乙二醇粘结7。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1、2所示，本实施例提供一种用于鱼类生物机器人游动控制的可植入式柔性神经微电极，具体包括：柔性微电极1、金属丝6和聚乙二醇，其中：所述柔性微电极1为采用聚合物薄膜作为衬底的三明治结构即聚合物薄膜-金属-聚合物薄膜结构，且含有两个或者多个电极脚2；每个所述电极脚2上均含有两个或多个电极点3，所述电极点3采用电镀进行表面修饰；所述金属丝6与所述柔性微电极1的电极脚3利用聚乙二醇粘结7(如图2所示)。

本实施例中，所述电极脚2长度为3-8毫米，两个所述电极脚2间隔2-5毫米。