[发明专利]一种电刺激微电极及制备方法

说明书

本发明提供了一种电刺激微电极及制备方法，电刺激微电极包括柔性衬底、固含量大于95％的UV油墨固化后形成的凸起结构、金属薄膜、金属电极和柔性封装层。在制备时，UV油墨固化后在柔性衬底的一面形成凸起结构，在凸起结构外表面完全覆盖金属薄膜；金属电极贴合所述柔性衬底，金属电极的一端与金属薄膜直接接触，另一端连接外部供电；柔性封装层覆盖在金属电极表面，露出凸起结构外表面的金属薄膜作为刺激位点，形成本发明中的电刺激微电极结构。利用本发明中的电刺激微电极刺激神经组织时，具有很好的生物相容性，刺激位点上的电流密度分布均匀而且电极阻抗较小，能够产生很好的电刺激效果。

技术领域

本发明涉及电刺激器件技术领域，特别是涉及一种电刺激微电极及制备方法。

背景技术

神经电刺激微电极是一种用来干预神经活动状态的电生理器件，广泛应用于神经功能失调的临床治疗和对神经科学的基础研究。

现有的神经电刺激微电极主要有柔性平面凹槽结构和刚性三维凸起结构。柔性平面凹槽结构的神经电刺激微电极是将金属电极夹在两个绝缘层之间，其中一个绝缘层在刺激位点处开口，暴露刺激位点；但由于刺激位点与神经组织表面存在一个绝缘层的厚度差距，很难保证刺激位点与神经组织表面的接触效果，从而影响其使用性能。刚性三维凸起结构一般为具有较多棱角的金字塔形，通电后，电流主要集中在金字塔形的棱角处，导致其棱角处的电流密度与金字塔形其他位置的电流密度分布不均，电流密度分布不均的刺激位点易灼伤神经组织，易发生电化学腐蚀，进而也不能很好地保证电刺激效果；另外，金字塔形的棱角位置电流密度最大，整个电极的阻抗也很大，导致该形状的神经电刺激微电极易损坏，而且该类电极制作成本较高。

因此，如何开发出成本较低，电流密度分布均匀，阻抗较小，且对神经组织电刺激效果优良的神经电刺激微电极，是亟需解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种电刺激微电极及制备方法。其中，电刺激微电极的刺激位点表面积较大，且电流密度分布均匀，电极阻抗小，具有较好的电刺激效果，不易发生电化学腐蚀，也不易因刺激位点电流密度分布不均而损伤神经组织，同时也避免了电极高阻抗引起的热噪声和分压损耗。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电刺激微电极，包括：

柔性衬底；

固含量大于95％的UV油墨固化形成的凸起结构，位于所述柔性衬底的一面；

金属薄膜，完全覆盖在所述凸起结构的外表面；

金属电极，紧贴在所述柔性衬底表面；所述金属电极的一端与所述金属薄膜直接接触，所述金属电极的另一端用于接收外部供电；

柔性封装层，用于覆盖除所述金属薄膜的其他部分，并留有使所述金属电极的另一端与外部供电连接的缺口；所述金属薄膜为所述电刺激微电极的刺激位点。

所述电刺激微电极还包括电极引线；通过医用导电胶将所述电极引线的一端与所述金属电极的另一端连接，用于利用所述电极引线向所述电刺激微电极输入电流。

所述金属薄膜为金膜。

利用磁控溅射法使所述金属薄膜完全覆盖在所述凸起结构的外表面。

将导电油墨丝网印刷在所述衬底的一面，待丝网印刷后的所述导电油墨烧结固化后制得所述金属电极。

所述磁控溅射法的溅射功率为50W或100W：溅射功率为50W时，溅射时间为100s-2000s；溅射功率为100W时，溅射时间为50s-1000s。

所述丝网印刷的丝网数目为100目-250目，所述烧结温度为130-180℃。

所述柔性衬底的材料为聚酰亚胺、聚对二甲苯、聚二甲基硅氧烷或SU-8。