[发明专利]皮层癫痫脑功能定位柔性微纳电极阵列及其制备方法

说明书

一种皮层癫痫脑功能定位柔性微纳电极阵列及其制备方法，其中皮层癫痫脑功能定位柔性微纳电极阵列包括基底层，为柔性材料；导电层，形成于所述基底层上；所述导电层包括微电极阵列、引线和焊盘；其中，微电极阵列，所述微电极阵列包括多个检测位点；所述多个检测位点以矩阵形式排布；焊盘，通过引线与所述微电极阵列连接；绝缘层，为柔性材料，形成于所述导电层上；其中，所述绝缘层覆盖所述引线，并暴露所述微电极阵列和焊盘。本发明采用微机电系统加工工艺进行制备，实现同时检测单细胞动作电位信号及多细胞场电位信号，有利于皮层脑区癫痫灶的精准功能定位。

技术领域

本发明涉及生物传感器的微加工领域，纳米材料修饰的电化学领域以及神经信息检测领域，尤其涉及一种皮层癫痫脑功能定位柔性微纳电极阵列及其制备方法。

背景技术

大脑是生物体的中枢神经系统，也是最为复杂的组织结构。脑功能的复杂性在于其对大量多维神经信息的整合与处理。对这些多维信息进行全面、准确、实时地检测，对脑科学及神经性疾病的研究具有重要意义。

癫痫病是一种常见的神经系统疾病。大脑在正常生理情况下，表面会产生非常微弱的放电且具有一定模式。癫痫病具有复杂的发病机制，表现为大脑皮层异常放电并伴随肢体抽搐或意识异常。医学上通过观察大脑皮层细胞放电模式的改变，对癫痫病进行诊断与治疗。因此，脑电信号的检测对病灶的精准定位至关重要。

临床上主要通过头皮脑电图及影像学的方法对癫痫患者进行诊断。头皮脑电距大脑皮层较远，经由的中间组织多，因此信号衰减严重，空间分辨率较差，灵敏度不高，难以精确定位癫痫病灶。常用的植入式硅基电极具有较高的空间分辨率，被广泛用于癫痫病的研究。但由于植入式电极对脑组织具有侵入性，刚性硅基材料会对柔性脑组织造成一定损伤，因此多被用于局部小范围区域的研究，局限了其在大范围脑区的使用。目前很成熟的头皮脑电和植入式电极这两种技术手段，虽然各具优势，但仍难以实现在大范围脑区上功能定位癫痫病灶。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种皮层癫痫脑功能定位柔性微纳电极阵列及其制备方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题的至少之一。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

作为本发明的一个方面，提供一种皮层癫痫脑功能定位柔性微纳电极阵列，包括：

基底层，为柔性材料；

导电层，形成于所述基底层上；所述导电层包括微电极阵列、引线和焊盘；其中，

微电极阵列，所述微电极阵列包括多个检测位点；所述多个检测位点以矩阵形式排布；

焊盘，通过引线与所述微电极阵列连接；

绝缘层，为柔性材料，形成于所述导电层上；其中，所述绝缘层覆盖所述引线，并暴露所述微电极阵列和焊盘。

作为本发明的另一个方面，还提供一种如上所述的皮层癫痫脑功能定位柔性微纳电极阵列的制备方法，包括如下步骤：

在基底上由下至上依次形成牺牲层、基底层和金属层；

采用光刻技术，在金属层上形成第一版图形化的光刻胶；

以第一版图形化的光刻胶为掩模，湿法腐蚀金属层，形成导电层；

在导电层上形成绝缘层；

采用光刻技术，在绝缘层上形成第二版图形化的光刻胶；

以第二版图形化的光刻胶为掩模，刻蚀绝缘层至使微电极阵列和焊盘裸露；

刻画微电极阵列的每个微电极的独立外形轮廓；

去除牺牲层，使基底脱离；

在所述微电极阵列的检测位点上修饰纳米粒子，得到皮层癫痫脑功能定位柔性微纳电极阵列。