[实用新型]一种微针电极

说明书

技术领域

本实用新型涉及医疗用器件技术领域，尤其涉及一种微针电极。

背景技术

皮肤由表皮和真皮两大部分组成。其中，表皮主要由角质层和死亡表皮细胞组成，它是人体的天然保护层，能够防止人体受到外界有毒有害物质和环境等因素的侵袭和损伤。然而，由于这种保护层的存在，致使提取人体电信号或向患者体内输入药物、营养物质及电信号等变得尤为困难。

如图1所示，在传统的信号采集过程中，生理电极需要配合导电膏使用，首先把导电膏涂在表皮上，然后把电极放在导电膏上进行测量。测试过程中，电极与皮肤的接触面积大，且电极只能与表皮接触，不能够直接与真皮接触，获取的电信号有一定的失真。并且，导电膏增加了测量过程中的阻抗环节，使得信噪比小，得到的生理信号质量低，测量过程的电路图如图2所示。同时，导电膏的缺失或蒸发变干将导致电极的信噪比变差甚至失效；也存在着电极准备时间长、连续使用时间短、长期使用损害皮肤健康等缺点。

微针电极是一种微针电极结构，它可以精确控制刺入皮肤的深度，准确获取电信号。但是，传统的微针电极在皮肤输药过程中，无法实现同时准确获取采集电信号的目的。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种微针电极，该微针电极生物相容性好，可以有效测量ECG、EEG等生理信号，且信号比高；同时能够输送药物，也能够用于药物输送的监控。

本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

一种微针电极，包括柔性基板和至少一根微针；所述柔性基板内设置有容纳腔；所述柔性基板的壁面上设置有开口，使得所述容纳腔与外界连通；所述柔性基板的顶壁上镀有第一金属层；所述微针内设置有流通孔，所述微针的外壁上镀有第二金属层；所述微针设置在所述柔性基板的底壁上，且所述流通孔与所述容纳腔连通形成有流体通道。

优选的，所述第一金属层和所述第二金属层均为金或铂金。

优选的，所述柔性基板为网格状基板，所述网格状基板为腔体结构，从而形成所述容纳腔；所述微针在所述网格状基板的底壁上呈正方形阵列排布。

优选的，相邻的两根所述微针之间的距离为1cm。

优选的，所述微针包括圆柱上部和锥状下部，它们的长度之和为400μm-1cm；所述圆柱上部的外径为200-500μm；所述流通孔贯穿所述圆柱上部和所述锥状下部，所述流通孔的孔径为50-250μm。

优选的，所述流通孔的出口端设置在所述微针的侧壁底部。

优选的，所述柔性基板和所述微针的材料均为聚合物，所述聚合物由蚕丝、环氧基紫外负性光刻胶、PDMS和PMMA聚合而成；所述微针与所述柔性基板的连接处通过环氧基紫外负性光刻胶无缝连接。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型所提供的微针电极，需要使用时，柔性基板的底部贴在皮肤上，而微针插入皮肤内，微针不会触及使用者的神经，不会造成疼痛感。柔性基板的容纳腔和微针的流通孔形成流体通道，当需要测量生理电信号的时，通过柔性基板上的开口灌注NaCl溶液，可以提高提取信号的能力，降低生理信号噪声，使得信噪比得到提高。当需要通过加电输药时，可以注射相关离子药物，通过加电压的方式给予微针电极一定的电场，以推动离子药物的注入。而对于某些大分子的蛋白类药物，还可以同时加压加电，增强药物的输送效率。

(2)本实用新型所提供的微针电极，除了可以测量常规的ECG、EEG等生理电信号外，还可以通过测量皮肤里的电阻值，通过所测电阻值的大小来衡量输入药物的速度和用量。同时，此测量值又可以作为反馈信号，用于调节输入离子药物时所述施加电场的大小，形成一个闭环的反馈输入系统。

(3)本实用新型所提供的微针电极，由蚕丝、环氧基紫外负性光刻胶(SU-8光刻胶)、PDMS和PMMA等原料制备而成，生物相容性好；该微针电极与金属或者半导体材料微针相比，生物相容性大大提高了，能够有效避免发炎或者对生物体造成的其他损害。同时，在柔性基板的顶壁和微针的外壁上均镀有金或铂金，能够提取电信号。

(4)本实用新型所提供的微针电极，基板的形状是可以自定义的，设置方式灵活多样。例如，可以设置为长方形网格状，网格状的设计使得基板贴合在皮肤表面时，透气性更好，提高使用者的舒适性。

附图说明

图1为传统生理电极测试电信号时的状态图；

图2为传统生理电极测试电信号时的电路图；

图3为传统生理电极测试电信号时的测试结果图；