[发明专利]柔性电子器件硬脑膜下植入的辅助装置

说明书

本公开提供了一种柔性电子器件硬脑膜下植入的辅助装置，包括：柱芯、负压单元和注射单元。至少一个待植入柔性电子器件与柱芯的第一端相连，注射单元与所述柱芯的第二端相连。注射单元嵌设在所述负压单元内，且注射单元与负压单元一体连接。本公开利用负压吸引抓取并提起硬脑膜，增大了硬脑膜与大脑皮层的间距，极大地增加了器件在硬脑膜下的植入空间，更加便于器件的植入。

技术领域

本公开涉及柔性电子领域，尤其涉及一种柔性电子器件硬脑膜下植入的辅助装置。

背景技术

脑科学作为生物医学领域研究的热点和难点问题，受到科研工作者的广泛关注。据世界卫生组织统计，各种神经类和精神类疾病在内的脑相关疾病是所有疾病中社会负担最大的，约占28％。因此，重大脑疾病的诊断和干预是未来脑科学领域一项极为重要的研究内容。脑科学从1950s实现电信号记录，突触传递的研究，神经回路的探索及脑机接口的应用，到2000s系统神经科学研究的发展，脑科学的研究进展深受研究工具的制约，同样研究工具的开发和发展对脑科学的研究具有巨大地推动作用。目前，脑科学的测量工具包括：脑电图(EEG)，脑皮层电图(ECoG)，钙成像技术，微电极阵列(micro-electrode array，MEA)，功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，FMRI)以及用于单细胞动作电位(LFP Spikes)的记录电极装置。在上述测量工具中，脑电信号测量工具在脑功能探索、神经疾病治疗、人机结合装置的研发等方面发挥着重要的作用。

EEG，ECoG以及LFP Spikes作为三种记录脑电信号的方式，各有优缺点，其中ECoG的测量较EEG噪声干扰小，带宽、功率高，不仅可用于脑电信号的记录，还能进行电刺激及生化刺激，但由于器件需在颅骨开孔并植入硬脑膜下而存在一定的创伤，这无疑对植入方式和植入装置提出了要求。在神经科学中，多参数(包括多种物理信号和化学量)测量器件大多需贴附于大脑皮层，甚至深入脑组织。而硬脑膜作为颅骨下大脑的重要保护屏障，是器件硬脑膜下植入手术中的重要阻碍。目前脑部植入手术多依赖脑立体定位仪，将麻醉的动物置于手术固定装置台，开颅后暴露硬脑膜，在手术显微镜下将硬脑膜开孔至待植入柔性电子器件的截面大小，再将特定的器件经脑立体定位仪植入指定区域，释放后通过牙科水泥和螺钉固定于暴露的颅骨上。该植入方式对植入器件具有极大的局限性，如需测量大范围、多脑区的电信号或化学量，则需大面积、多通道的器件，这就要求大孔径、多数量的硬脑膜开孔窗，而硬脑膜开孔窗面积越大对颅内压等参数均存在一定的影响，增加了对动物脑组织的损伤风险，甚至危及实验动物的生命。上述问题极大地限制了大范围、多脑区多参数测量、脑区刺激及给药等功能性器件的应用。

因此，亟需开发一种新装置以实现经颅骨小开孔窗进行硬脑膜下柔性电子器件植入。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种柔性电子器件硬脑膜下植入的辅助装置，以解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种柔性电子器件硬脑膜下植入的辅助装置，包括：

至少一个待植入柔性电子器件，与柱芯的第一端相连；

负压单元，所述负压单元吸附于硬脑膜表面；

注射单元，所述注射单元与所述柱芯的第二端相连，所述注射单元嵌设在所述负压单元内，且所述注射单元与所述负压单元一体连接；

所述负压单元产生负压，所述负压单元吸引并抓取所述硬脑膜表面，所述硬脑膜表面与大脑皮质间产生间距；所述注射单元推动所述柱芯，使所述待植入柔性电子器件植入至所述硬脑膜与大脑皮质间。

在本公开的一些实施例中，所述负压单元包括：

负压腔体，负压吸嘴套设在所述负压腔体的第一端的端部；