[发明专利]一种双向皮层脑电极制备方法及其制备的双向皮层脑电极

说明书

本发明公开了一种双向皮层脑电极制备方法及其制备的双向皮层脑电极。该双向皮层脑电极制备方法包括以下步骤：S1：制备聚合物基底层；S2：制备聚合物封装层；S3：制备蚕丝蛋白功能层；S4：制备铝掩膜层；S5：制备网格结构；S6：制备电极位点和连接位点；S7：制备蚕丝蛋白药物释放载体；S8：制备双向皮层脑电极。本发明可以避免蚕丝蛋白药物释放载体和电极位点的位置重叠，使得药物刺激作用不会干扰到皮层脑电信号的采集；本发明有利于研究药物作用于脑皮质连接网络的时空分布特点，也有利于原位评估药物的疾病干预治疗效果；本发明可以在动态采集皮层脑电信号的同时及时可控地进行相关脑疾病的药物干预治疗。

技术领域

本发明涉及神经科学技术领域，具体涉及一种双向皮层脑电极制备方法及其制备的双向皮层脑电极。

背景技术

近年来，随着全世界范围“脑计划”的推出，脑电信号采集显得愈发重要。目前，凭借柔性电子学的发展和相关先进生物材料的开发，以柔性神经电极为主要工具的脑电信号采集监测是研究大脑皮质神经连接通路和高级认知功能重要且基础的研究平台，也是诊断、监测预警、调控并治疗各种神经疾病(如癫痫、阿尔茨海默病、帕金森病、抑郁症等)的有力工具。

神经电极按照使用时对研究对象的创伤程度可分为无创、微创和有创三类。其中无创的神经电极脑电图信号的信噪比因颅骨阻碍衰减而较差，更适合用于无创脑机接口的开发及应用，以及脑相关疾病的预警监测。微创的神经电极通过外科手术或手术机器人植入脑内深部核团，由于其空间分布的局限性难以用于探究神经元放电在不同大脑区域中的传导路径。皮层脑电极虽然需要进行外科开颅手术，但其通过超薄柔性电极基底和机械生物相容性材料的使用最大程度地降低了手术风险。

在需要进行外科开颅手术的活体动物模型实验中，结合药物刺激的双向皮层脑电极可以有效评估细胞类型特异性体外培养生物分子和药物对脑组织的作用。凭借时域、频域和空间分布丰富的皮层脑电数据，还可以研究正常情况和药物干预下的脑电传播效应和皮层脑网络的结构连接。在神经外科临床领域中，皮层脑电监测是术前定位癫痫患者致痫灶并决定手术治疗方案的关键技术。癫痫发作过程中长时间的高频神经放电往往会对大脑造成损害，与传统的静脉注射和血液循环给药方法相比，药物(如苯巴比妥、拉莫三嗪、腺苷等)在脑内的释放更快，效果更好，对癫痫的治疗非常有利，结合药物刺激的双向皮层脑电极有助于实现癫痫的诊断治疗并动态监测治疗过程。

然而，现有的结合药物刺激的双向皮层脑电极仍存在许多不足之处，包括药物释放层和电极位点的位置可能会出现重叠，导致药物刺激作用干扰皮层脑电信号的采集；药物释放层的形状和位置不可根据实际使用需求进行设计；在使用时通常先进行给药，然后再进行皮层脑电信号采集，由于药物释放速度较快，导致皮层脑电极不能在药物释放的第一时间进行皮层脑电信号的采集，无法实现动态采集皮层脑电信号的同时及时可控地进行相关脑疾病的药物干预治疗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双向皮层脑电极制备方法及其制备的双向皮层脑电极，以克服现有技术中存在的上述不足之处。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种双向皮层脑电极制备方法，该方法包括以下步骤：

S1：制备聚合物基底层；

S2：制备聚合物封装层；

S3：制备蚕丝蛋白功能层；

S4：制备铝掩膜层；

S5：制备网格结构；

S6：制备电极位点和连接位点；

S7：制备蚕丝蛋白药物释放载体；

S8：制备双向皮层脑电极。

优选的，所述步骤S1包括：