[发明专利]用于生物电记录或电刺激的翘曲型柔性电极及其制备方法

权利要求书

1.一种用于生物电记录和电刺激的弹性翘曲型柔性电极，其特征在于，所述电极由顶层聚合物绝缘层、中间金属层、底层聚合物绝缘层组成，所述中间金属层位于所述顶层聚合物绝缘层、所述底层聚合物绝缘层之间，所述顶层聚合物绝缘层上开有小孔以露出金属电极点，在所述顶层聚合物绝缘层、所述底层聚合物绝缘层上每个电极点的周围设有沟槽，所述电极点通过该沟槽向整个电极平面以外的方向翘曲，使得电极整体形状能根据具体与所贴附的生物组织形状的贴合程度而改变，形成多路弹性的翘曲电极点。

2.根据权利要求1所述的用于生物电记录和电刺激的弹性翘曲型柔性电极，其特征在于，所述沟槽，其形状和尺寸依所述电极点的贴附性好坏以及电极适应具体的生物环境而改变，宽度为所述电极点头部直径的1/10～1/5，所述顶层聚合物绝缘层、所述底层聚合物绝缘层上的沟槽的形状相同且位置重叠。

3.根据权利要求1所述的用于生物电记录和电刺激的弹性翘曲型柔性电极，其特征在于，所述顶层聚合物绝缘层上的小孔，直径为10～200微米，但最大不超过所述沟槽直径。

4.根据权利要求1所述的用于生物电记录和电刺激的弹性翘曲型柔性电极，其特征在于，所述中间金属层由金属粘附层和金属导线层组成，所述金属粘附层用于提高金属导线层和电极底层聚合物绝缘层之间的结合力；所述金属粘附层的材料选用钛、铬或钛钨合金，厚度为10～100纳米；所述金属导线层采用200～500纳米的金或者铂。

5.根据权利要求1所述的用于生物电记录和电刺激的弹性翘曲型柔性电极，其特征在于，具有以下一种或多种特征：

-所述底层聚合物绝缘层、所述顶层聚合物绝缘层，材料选用非光敏型或光敏型聚酰亚胺，或无色透明的聚对二甲苯；

-所述底层聚合物绝缘层、所述顶层聚合物绝缘层，厚度范围为2～25微米；

-所述电极中，与生物组织的贴附面由数个立体的弹性翘曲电极点组成记录以及刺激面，翘曲电极点的个数及分布可根据需要进行调整。

6.一种用于生物电记录和电刺激的弹性翘曲型柔性记录电极的制备方法，其特征在于，包括：

S1：在衬底上沉积一层牺牲层；

S2：将牺牲层金属清洗完毕后，在其上旋涂并图形化得到底层聚合物绝缘层，在底层聚合物绝缘层上留有沟槽以便使电极点翘曲；

S3：在底层聚合物绝缘层上溅射或蒸发一层金属粘附层和一层金属层，旋涂正性光刻胶作为掩膜，经过前烘、曝光、显影和后烘，采用离子束刻蚀或湿法刻蚀，得到图形化的电极中间金属电路层；

S4：在图形化的金属电路层上再旋涂并图形化顶层聚合物绝缘层，顶层聚合物绝缘层除了有与底层聚合物绝缘层相同的沟槽外，在每个金属电极点上还开有小孔以露出金属电极点；

S5：使用腐蚀或溶解牺牲层的试剂，完成电极的释放；

S6：使电极相应电极点翘曲形成立体结构。

7.根据权利要求6所述的用于生物电记录和电刺激的弹性翘曲型柔性记录电极的制备方法，其特征在于，所述S6，包括：

S601：将释放下来的电极头部沾去离子水，所述电极头部是指具有电极点的一端；

S602：将所述电极头部的电极点朝上贴附在管径与电极头部整体尺寸接近的细管上；

S603：选用直径合适的刚性针状物并固定两端；

S604：在显微镜下将贴在细管上的电极贴近刚性针状物并慢慢旋转使得电极点被刚性针状物挑起；

S605：将电极取下放置载玻片上，用沾水的柔性器件向翘曲一侧轻轻擦拭电极点以增加翘曲高度和翘曲应力，并且多次向电极翘曲一侧和/或相反方向擦拭直到所有电极点高度合适为止。

8.根据权利要求6所述的用于生物电记录和电刺激的弹性翘曲型柔性记录电极的制备方法，其特征在于，所述S6，包括：

利用不同材料产生应力、利用生物体温度在电极内部产生热应力的方式使得需要翘曲的部位达到所需求的翘曲程度。