[发明专利]一种植入式生物型脑电极多级推进系统及其操作方法

权利要求书

1.一种植入式生物型脑电极多级推进系统，其特征在于，生物电极为三级推进，依次包括定位级、推进级和导电级，定位级用于固定电极主体位置并突破硬脑膜和蛛网膜，尖端到达蛛网膜外侧，避免破损组织通过电极带入脑皮层引起炎症反应，推进级用于携带导电级抵达皮质内目标植入位置，导电级由芯线(1)和导电生物材料(2)制成，导电生物材料(2)内部为联通的多孔结构，在多孔导电生物材料(2)上灌流神经诱导因子(3)用于实现诱导神经元突触的长入和神经电信号采集。

2.根据权利要求1所述的一种植入式生物型脑电极多级推进系统，其特征在于，导电级包括芯线(1)，导电生物材料(2)包裹在芯线(1)上，在芯线(1)和导电生物材料(2)上套装有绝缘套管(4)；推进级包括推进位移套管(7)，定位级包括定位套管(5)和推进定位套管(6)，定位套管(5)和推进位移套管(7)分别套装在绝缘套管(4)上，推进定位套管(6)设置在定位套管(5)和推进位移套管(7)之间，与定位套管(5)螺纹连接，芯线(1)、绝缘套管(4)和定位套管(5)同轴设置，用于实现轴向相对滑动完成多级推进，芯线(1)的一端由绝缘套管(4)后端引出，与电信号检测装置连接用于检测。

3.根据权利要求2所述的一种植入式生物型脑电极多级推进系统，其特征在于，芯线(1)前端为带凹凸台阶状的圆柱型结构，被导电生物材料(2)包裹，芯线(1)的后端是表面光滑的圆柱体结构。

4.根据权利要求3所述的一种植入式生物型脑电极多级推进系统，其特征在于，芯线(1)包括一根或多根，采用并排或缠绕方式设置，芯线(1)的直径为25～150微米，台阶高度为芯线(1)直径的0.3～1倍，台阶之间轴向距离为10～50微米。

5.根据权利要求2所述的一种植入式生物型脑电极多级推进系统，其特征在于，导电生物材料(2)和绝缘套管(4)均为与芯线(1)同轴的管状结构，导电生物材料(2)的内径与芯线(1)外径相同，壁厚10～50微米，绝缘套管(4)的内径与导电生物材料(2)外径相同，壁厚10～30微米，导电生物材料(2)和绝缘套管(4)的尖端均为楔形斜口结构。

6.根据权利要求5所述的一种植入式生物型脑电极多级推进系统，其特征在于，导电生物材料(2)包括生物兼容性材料和导电聚合物，导电生物材料(2)的孔隙率70％～95％，孔隙直径为20～150微米。

7.根据权利要求2所述的一种植入式生物型脑电极多级推进系统，其特征在于，在绝缘套管(4)和芯线(1)之间设置有诱导因子(3)，诱导因子(3)为脑源性神经营养因子BDNF、睫状神经营养因子CNTF、神经生长因子NGF或转化生长因子TGF。

8.根据权利要求2所述的一种植入式生物型脑电极多级推进系统，其特征在于，定位套管(5)包括同轴设置的定位圆盘(5-1)和定位导管(5-2)，定位圆盘(5-1)沿圆周设置有若干用于颅骨定位的法兰孔，定位导管(5-2)与绝缘套管(4)同轴，内径与绝缘套管(4)外径相同，壁厚50～100微米。

9.根据权利要求2所述的一种植入式生物型脑电极多级推进系统，其特征在于，推进定位套管(6)与定位套管(5)的螺距为50～200微米。

10.一种根据权利要求1至9中任一项所述植入式生物型脑电极多级推进系统的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、用骨钻将动物颅骨钻孔，并移除硬脑膜；

S2、通过定位级的定位圆盘将生物电极固定在动物颅骨，将定位级的定位导管伸入脑内，前端与蛛网膜接触；

S3、采用铂、铱、金、银、铜、碳纤维的一种或多种制成导电级的芯线，采用玻璃、硅胶或特氟龙制成绝缘套管，将芯线与导电生物材料尖端与绝缘套管尖端对齐，通过绝缘套管推进一同进入脑皮层，绝缘套管推进的距离通过定位级的推进定位套管和推进位移套管相互配合确定；

S4、当绝缘套管尖端到达检测脑区时，将绝缘套管退回，露出芯线与导电生物材料的尖端，用其检测脑电信号；

S5、绝缘套管和芯线之间充斥的诱导因子可持续通过导电生物材料孔隙作用于电极周围组织，实现对神经突触生长的持续诱导；

S6、重复步骤S3、S4改变电极尖端位置，检测不同深度脑区电信号。