[发明专利]一种软性神经探针的单面硬化涂层制备方法

说明书

本发明公开了一种软性神经探针的单面硬化涂层制备方法，首先将探针的电极点所在正面向下，与热剥离胶带紧密粘合；然后在探针上方滴涂蚕丝蛋白溶液，通过调节溶液浓度、旋涂速度和旋涂次数，并充分烘干，得到厚度精确可控的单面硬化涂层；最后对热剥离胶带进行加热，胶带失去粘性随即与探针分离，探针电极点所在正面暴露出来。相对于传统钢针辅助植入或双面硬化涂层包裹植入，在软性神经探针无电极点一侧构建单面硬化涂层，不仅有利于植入过程中保证电极点快速采集神经信号并据此调整探针位置，且电极点一侧与软脑组织弹性接触，可进一步减小穿刺过程对组织造成的切割创伤，具有重要的实用价值和创新意义。

技术领域

本发明属于生物医电技术领域，具体涉及一种神经探针的硬化涂层制备方法。

背景技术

近年来，柔性聚合物神经探针得到国内外研究人员广泛关注。这类探针由于刚度不足，容易发生屈曲而无法有效刺入组织，需要借助刚性辅助工具，或利用可溶解涂层来临时加硬柔性探针，如聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、蚕丝蛋白、明胶、麦芽糖/蔗糖等。柔性聚合物探针厚度一般仅为几至几十微米，而涂层厚度可达80～180微米，造成“器件薄，涂层厚”，增大的探针截面积会加剧植入创伤。

现有技术中，2011年，密歇根大学Wu Fan等在16th International Solid-StateSensors,Actuators and Microsystems Conference.IEEE,2011:966-969上撰文“Aflexible fish-bone-shaped neural probe strengthened by biodegradable silkcoating for enhanced biocompatibility”，提出鱼骨状柔性聚酰亚胺基底的电极双面涂覆蚕丝蛋白溶液进行硬化，电极双面被涂层完全包裹，随涂层降解，电极点逐步暴露后才能拾取神经信号，因此，该方法无法实现植入全过程的同步实时信号记录。

2015年，法国图卢兹大学Lecomte A等在Journal of Micromechanics andMicroengineering,2015,25(12):125003上撰文“Silk and PEG as means to stiffen aparylene probe for insertion in the brain:toward a double time-scale tool forlocal drug delivery”，将柔性Parylene基底电极的电极点向下，放置在探针状模具内，使用微注射泵注入蚕丝蛋白或聚乙二醇溶液，待溶剂蒸发后，硬化的涂层材料截面呈凹槽形，其形貌与注入溶液量和浓度有关，控制难度大；同时在探针状的柔性电极前端，硬化涂层难以形成理想的针状形貌，不利于稳定可靠刺入脑组织，同时柔性探针和凹槽形模具底部接触不充分容易导致溶液浸入，难以保证探针仅单面有涂层。

公开专利CN112999432A“一种柔性脑部神经电极涂层的制备方法及其装配的电极”，提及将聚乙二醇、药用级地塞米松、聚乳酸羟基乙酸共聚物在特定聚二甲基硅氧烷模具中制成混合涂层，并通过聚乙烯醇完成复合涂层和柔性脑部神经电极基底背面的粘接。该专利所述方法未计及涂层厚度对探针刺入造成组织潜在损伤的风险，提供机械硬度的复合涂层与柔性电极粘接组装难度大，手工对准精度差，且聚乙烯醇水解速度快，存在未到达目标脑区，复合涂层与柔性电极已经发生分离，无法继续稳定植入的风险。

综上，现有研究大多将柔性探针手工对准贴放在凹形模具底部，再利用滴涂法将可溶解聚合物溶液填充模具凹坑，溶液蒸发后在探针单面形成涂层。该方法不仅难以控制涂层厚度，且由于溶液与模具凹坑侧壁接触，固化后涂层表面往往呈弯曲或内凹形态，同时柔性探针和凹形模具底部接触不充分容易导致溶液浸入，难以保证探针仅单面有涂层。

发明内容