[发明专利]一种功能化植入式柔性电极及其应用

说明书

本发明涉及一种功能化植入式柔性电极及其应用。该功能化植入式柔性电极至少包括能产生电流或电压的功能层。本发明采用通过触发能够形成电流或电压的功能层使得本发明柔性电极无需复杂的线路连接和器件封装，即可实现神经刺激器件的功能，不仅极大降低了手术风险以及长期植入的安全性风险，更是拓展了神经刺激器件的应用领域。本发明还提供了上述功能化宽幅植入式电极在制备植入式人造视网膜、植入式人工耳蜗、植入式心脏起搏器、植入式深脑刺激器中的应用。

技术领域

本发明涉及一种功能化植入式柔性电极及其应用，特别涉及具有可通过触发形成电流或电压的功能层的功能化植入式柔性电极及其应用，属于生物材料技术领域。

背景技术

随着生活节奏的不断加快，由于人们身心经常处于高度紧张的状态，使得视网膜色素炎、黄斑病变、抑郁症、癫痫等神经系统疾病日益增多。与此同时，全球老龄化更是加剧了神经性疾病概率，并成为一大社会负担。

通过穿戴或植入式的神经电刺激疗法的迅速发展以及神经假体的出现为广大的患者带来了新的希望。神经电刺激疗法是一种在不破坏神经组织的前提下通过调节神经进行治疗方法，它可以起到治疗或部分恢复神经功能的作用。由于该方法具有安全、微创等特点，并且，对于某些特殊的神经系统疾病来说，如心脏起搏器、人工耳蜗和人造视网膜等，确是无可替代的方法，目前已经成功应用于临床。

随着新技术的不断创新和发展，如今更多的神经电刺激假体已经逐渐走向应用，正在为患有帕金森症、癫痫、运动神经障碍、中风、抑郁症等疾病的人带来新的希望。神经假体将帮助神经损伤患者实现受损神经功能的修复和重建，改善其生活质量。伴随着治疗神经性疾病的社会需求，功能化电子器件的研究和发展已经成为医疗产业和全社会的客观要求。

虽然目前神经假体的研究正在快速进展，但至今尚只有植入式心脏起博器、人工耳蜗、人造视网膜等为数不多的植入式神经假体进入临床应用。目前这个领域的工作正面临很多科学技术难题带来的挑战，其中最大的困难之一就是长期植入可靠性、有效性及稳定性。拿人造视网膜假体来说，由于现有电极还是通过传统方法设计，不具备特殊功能，无法解决手术高风险、管状视野、生物相容性，以及植入后有效性、稳定性与可靠性差等重大问题。例如神经电极的生物相容性问题，生物相容性差的神经电极植入人体可能会损害多个组织部分，包括毛细血管、细胞外基质和细胞。另外，巨噬细胞会聚集到植入的电极周围，将植入体包裹。小胶质细胞随后被激活，然后分泌活性氧物质以及炎性细胞因子，其中一些因子具有毒性，因此其邻近神经元可能被损害，严重影响神经电极的性能，无法满足长期植入的目的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的主要目的在于提供一种新的功能化植入式柔性电极，以期能解决目前神经假体长期植入的有效性、稳定性、可靠性问题中的一个或多个。

本发明的另一目的在于提供含上述功能化植入式柔性电极的微电极阵列及相应的神经假体。

为实现上述目的，一方面，本发明提供一种功能化植入式柔性电极，其至少包括能产生电流或电压的功能层。

本发明提供的是一种全新的电极，其至少包括上述功能层，在此基础上，还可以包括基底层以及进一步的导电层。这个电极可以通过将基底层与功能层复合得到，基底层提供支撑，功能层提供电流或电压；该电极也可以是将功能层耦合设计到带有基底层和导电层的传统电极上而得到的，这样电极就不需要外界电源功能，通过功能层即可提供电流或电压以实现刺激效果。

在本发明提供的功能化植入式柔性电极中，优选地，所述功能层能够通过光、电、磁、声、热和力中的一种或两种以上的方式的触发而产生电流或电压。本发明设置可通过光、电、磁、声、热、力等触发形成电流或电压的功能层，使得本发明的柔性电极无需复杂的线路连接和器件封装，即可实现神经刺激器件的功能，不仅极大降低了手术风险，长期植入安全性风险，更是拓展了神经刺激器件的应用领域。