[发明专利]一种植入式神经电极、及其制备方法

说明书

本发明提供一种植入式神经电极、及其制备方法，所述神经电极自下而上依次包括绝缘基底层、图案导电层、封装绝缘层，其中，所述图案导电层包括导线、位于所述导线一端的焊盘以及位于所述导线另一端的连接触点，所述封装绝缘层表面设置有电极触点，所述电极触点穿过所述封装绝缘层，与所述图案导电层位于导线端部的焊盘相连通，所述电极触点的位置依据电极设计要求而定，所述连接触点不被绝缘封装层包裹，裸露在外，用于与外部电子线路连接，并且，所述电极触点表现为亲水性，所述电极触点与水滴的接触角＜90°。

技术领域

本发明涉及微电子制造及材料加工领域，尤其涉及一种植入式神经电极、其制备方法及用途。

背景技术

神经系统是人类的任务处理中心和指挥中枢，人类可以通过采集神经信号对神经系统活动进行分析，从而实现对假肢的控制，也可以通过电刺激神经细胞，治疗帕金森、癫痫等疾病。在这些活动中，植入式神经电极通过将神经系统与外界电路或有源植入器械进行连接，成为神经科学中关键的研究工具。

随着微电子技术及材料科学的不断进步，植入式神经电极向着柔性、小型化、高精度及高密度的趋势发展，现阶段高密度多通道的植入式神经电极通常是通过MEMS技术实现加工制造的，对于其密集且排列整齐规则的导线及触点而言，利用掩膜版进行光刻是一种相对成熟且几乎被默认的加工方式。光刻技术需要较高精度的掩膜版，然而掩膜版的制作需要复杂的电子束刻蚀，加工过程较慢，不利于电极的个性化设计及短周期迭代。

此外，光刻还需要将保留部分的光刻胶去除，通常利用有机溶剂湿法去胶或通过等离子体处理干法去胶。光刻虽然可以高精度加工出电子线路的图形，但是其步骤却是漫长且复杂的，此外其应用场景仅限于二维平面，由于掩膜版加工及使用的限制，光刻很难应用于三维衬底并在其表面进行图案印刷。

此外，植入式柔性神经电极触点的加工方式也备受关注。石墨烯经常是触点的首选材料，但是通过化学气相沉积值得的二维平面石墨烯具有较小的电荷转移能力，而通过激光直写产生的三维石墨烯通常具有较差的亲水性。

CN108904972A公开了一种基于碳纳米管线的植入式神经电极，涉及医疗器械领域，包括暴露部分和绝缘部分，所述暴露部分与所述绝缘部分来源于同一根碳纳米管线电极，所述暴露部分的碳纳米管线电极直接暴露，所述绝缘部分的碳纳米管线电极被绝缘层包裹；所述暴露部分用于神经电信号的记录或者对神经组织进行电刺激。该发明公开的神经电极尺寸小，具有柔性结构且紧密地与神经元接触，这种设置能够降低对神经组织造成的机械损伤，有利于实现长期稳定的体内植入。神经电极使用的碳纳米管材料具有电荷注入能力高的优点，使用小尺寸碳纳米管线的神经电极既能够实现高信噪比的神经电信号记录，又能够实现局部神经电刺激，提高了神经电极电刺激的空间选择性，但该技术同样存在电极触点加工方式导致电极精度不理想。

因此，开发出通过简易设备制造出高精度神经电极的加工方法，从而制造出精度高、稳定性强的电极，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决前述缺陷，本发明提供一种植入式柔性神经电极，所述神经电极自下而上依次包括绝缘基底层、图案导电层、封装绝缘层，其中，所述图案导电层包括导线、位于所述导线一端的焊盘以及位于所述导线另一端的连接触点，所述封装绝缘层表面设置有电极触点，所述电极触点穿过所述封装绝缘层，与所述图案导电层位于导线端部的焊盘相连通，所述电极触点的位置依据电极设计要求而定，所述连接触点不被绝缘封装层包裹，裸露在外，用于与外部电子线路连接，并且，所述电极触点表现为亲水性，所述电极触点与水滴的接触角＜90°。

进一步地，所述电极触点是由所述封装绝缘层经过热解反应而生成的导电热解产物。

进一步地，所述绝缘基底层，外直径为0.1μm-1mm。

进一步地，所述图案导电层的厚度为10nm-0.5mm；优选地，所述图案导电层为金属图案导电层或石墨烯图案导电层。