金属丝生物微电极的制备方法
专利名称：金属丝生物微电极的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种生物医学工程领域的微电极制作方法，具体是一种金属丝生物微
电极的制备方法。
背景技术：
面瘫患者一般会出现闭眼功能丧失的情况，对于其中不能自愈的患者，采用针灸、 面神经吻合手术等治疗方法。有些患者的闭眼功能可能恢复或在一定程度上恢复，但是也 有一部分顽固性、永久性面瘫患者功能无法恢复，并且因此会造成角膜干燥、角膜炎症，严 重时会造成失明。面瘫的患者一般都为单侧性的，健侧的神经、肌肉的功能往往是正常的。 由于微电子技术和生物技术的发展，使得可以用可植入的微剌激器对肌肉进行电剌激，从 而恢复面瘫患者的患者闭眼功能。 在各种可植入式电剌激系统中，用于对功能性神经肌肉进行剌激的微电极是一个 非常重要的部分，电极的性能直接关系到电脉冲对神经细胞的剌激效果。目前，用于眼轮匝 肌等肌肉进行剌激的电极主要采用在金属丝上涂敷聚合物绝缘层，使金属丝一端露出小部 分作为电极点。为了减小电极对肌肉组织的损伤，微电极一般采用耐腐蚀及生物相容性较 好的聚合物涂层作为电极绝缘层。常用的聚合物有特氟龙(Teflon)和C型聚对二甲苯 (Parylene-C)等聚合物。 经对现有技术文献的检索发现，Liming Li， Pengjia Cao， Mingjie Sun等 在《GRAEFE'S ARCHIVE FOR CLINICAL AND EXPER頂ENTAL 0PHTHALM0L0GY》247 (2009) p349_361撰文"Intraorbital optic nerve stimulation with penetrating electrodes: in vivo electrophysiology study in rabbits"("使用穿透性电极剌激眼眶内视觉神 经"《GRAEFE文献临床和试验眼科学》)。该文中提及的用于眼眶内肌肉剌激的微电极的 制作方法是采用在金属丝上涂覆聚合物，在金属丝一端露出小部分金属作为电极点。这样 制作的电极的绝缘涂层厚度无法控制，涂层与金属丝的结合力也不强，金属丝电极点的宽 度控制的也不精确，而且只在金属一边端点上露出电极点，使得电极集成度较低，在多点剌 激时候，需植入多根电极丝，使得植入过程复杂并且不可靠，影响电极剌激效果。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足和缺陷，提供一种金属丝生物微电极的制 备方法，使微电极能够用于对眼轮匝肌等肌肉的剌激，电极集成度高，能同时进行肌肉的多 点剌激，并且电极点宽度可控性和制作精度高，而且电极点在丝状电极周向露出，能改善剌 激效果。 本发明是通过以下技术方案实现的，本发明首先使用旋涂技术制备聚合物薄胶并 加热固化，使其具有弹性，然后释放薄胶并将其切割成小块，将金属丝穿过弹性聚合物薄 胶，使薄胶作为保护层，在该结构上沉积聚合物作为金属丝微电极的电极绝缘层，最后将弹 性聚合物保护层剥离金属丝，得到最终所需要的金属丝微电极。
3
本发明包括以下步骤 第一步、在基底表面旋涂聚合物胶，经固化处理后制成弹性聚合物薄胶，将弹性聚
合物薄胶从基底释放后切块； 所述的聚合物胶为聚二甲基硅氧烷。 所述的固化处理是指将聚合物聚二甲基硅氧烷薄胶置入烘箱中，以85t:温度烘2小时。 第二步、将金属丝经清洗后穿过弹性聚合物薄胶，使薄胶作为保护层，在该结构上沉积聚合物作为金属丝微电极的电极绝缘层，最后剥离弹性聚合物薄胶，制成金属丝微电极。 所述的清洗是指使用超声波震荡清洗； 所述的沉积聚合物为气相沉积的聚对二甲苯、碳氢聚合物； 与现有技术相比，本发明制备所得金属丝生物微电极工艺过程简单易操作，电极宽度可控性和制作精度高；绝缘层使用聚合物沉积方法，与金属丝结合力好，不容易脱落；金属丝微电极集成度高，在一根金属丝上可制作多个电极点，能够提供同时多点剌激功能。由于弹性聚合物薄胶是在金属丝圆周方向包裹，去除弹性聚合物薄胶时，电极点在丝状电极圆周方向露出，有利于提高肌肉的剌激效果。
图l为实施例l示意图。
图2为实施例2示意图。
图3为实施例3示意图。
具体实施例方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。 实施例1 如图1所示，本实施例通过以下步骤进行制备 第一步、清洗铂金属丝； 所述的清洗是指使用超声波震荡清洗。 第二步、清洗玻璃片，在玻璃片上以1500转/分的速度旋涂聚二甲基硅氧烷30秒，聚二甲基硅氧烷薄胶厚度为lOOiim，聚二甲基硅氧烷配比为原液和固化剂的重量比
io : i; 第三步、固化弹性聚合物聚二甲基硅氧烷薄胶，并使其具有弹性； 所述固化是指将聚合物聚二甲基硅氧烷薄胶置入烘箱中，以85t:温度烘2小时。 第四步、释放弹性聚二甲基硅氧烷薄胶，并将其切成3mmX3mm方块； 第五步、将铂金属丝穿过1片聚二甲基硅氧烷薄胶，并将聚二甲基硅氧烷薄胶置
于铂金属丝电极点位置； 第六步、在穿有聚二甲基硅氧烷薄胶的铂金属丝上沉积聚合物聚对二甲苯4 5ym，作为铂丝电极绝缘层； 第七步、剥离聚二甲基硅氧烷弹性薄胶，露出l个宽度为lOOym的电极点。
本实施例中的聚合物保护薄胶保护的电极点个数为1个，聚合物保护薄胶保护的 电极点宽度为100iim。 本实施例中的金属丝的直径为lOOym，该金属为铂；所述的聚合物保护薄胶为聚
二甲基硅氧烷；所述的聚合物绝缘层为聚对二甲苯。
实施例2 如图2所示，本实施例通过以下步骤进行制备 第一步、清洗铂金属丝；所述的清洗是指使用超声波震荡清洗。 第二步、清洗玻璃片，在玻璃片上以2000转/分的速度旋涂聚二甲基硅氧烷30
秒，使聚二甲基硅氧烷薄胶厚度为80践，聚二甲基硅氧烷配比为原液和固化剂的重量比
io : i; 第三步、固化弹性聚合物聚二甲基硅氧烷薄胶，并使其具有弹性；所述固化是指将
聚合物聚二甲基硅氧烷薄胶置入烘箱中，以85t:温度烘2小时。 第四步、释放弹性聚二甲基硅氧烷薄胶，并将其切成3mmX3mm方块； 第五步、将铂金属丝穿过2片聚二甲基硅氧烷薄胶，并将聚二甲基硅氧烷薄胶置
于铂金属丝电极点位置； 第六步、在穿有聚二甲基硅氧烷薄胶的铂金属丝上沉积聚合物聚对二甲苯4 5ym，作为铂丝电极绝缘层； 第七步、剥离聚二甲基硅氧烷弹性薄胶，露出2个宽度为80ym的电极点。
本实施例中的聚合物保护薄胶保护的电极点个数为2个，聚合物保护薄胶保护的 电极点宽度为80iim。本实施例中的金属丝的直径为100iim，该金属为铂；所述的聚合物保 护薄胶为聚二甲基硅氧烷；所述的聚合物绝缘层为聚对二甲苯。
实施例3 如图3所示，本实施例通过以下步骤进行制备 第一步、清洗铂金属丝；所述的清洗是指使用超声波震荡清洗。 第二步、清洗玻璃片，在玻璃片上以3000转/分的速度旋涂聚二甲基硅氧烷30
秒，使聚二甲基硅氧烷薄胶厚度为60践，聚二甲基硅氧烷配比为原液和固化剂的重量比
io : i; 第三步、固化弹性聚合物聚二甲基硅氧烷薄胶，并使其具有弹性；所述固化是指将
聚合物聚二甲基硅氧烷薄胶置入烘箱中，以85t:温度烘2小时。 第四步、释放弹性聚二甲基硅氧烷薄胶，并将其切成3mmX3mm方块； 第五步、将铂金属丝穿过3片聚二甲基硅氧烷薄胶，并将聚二甲基硅氧烷薄胶置
于铂金属丝电极点位置； 第六步、在穿有聚二甲基硅氧烷薄胶的铂金属丝上沉积聚合物聚对二甲苯4 5ym，作为铂丝电极绝缘层； 第七步、剥离聚二甲基硅氧烷弹性薄胶，露出3个宽度为60ym的电极点。 本实施例中的聚合物保护薄胶保护的电极点个数为3个，聚合物保护薄胶保护的
电极点宽度为60iim。本实施例中的金属丝的直径为100iim，该金属为铂；所述的聚合物保
5护薄胶为聚二甲基硅氧烷；所述的聚合物绝缘层为聚对二甲苯。 上述实施例的工艺简单、电极宽度可控性和制作精度高；绝缘层与金属丝结合力 好；金属丝微电极能够提供同时对功能性神经肌肉的多点剌激功能。由于弹性聚合物薄胶 是在金属丝圆周方向包裹，去除弹性聚合物薄胶时，电极点在丝状电极圆周方向露出，有利 于提高肌肉的剌激效果。
权利要求
一种金属丝生物微电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤第一步、在基底表面旋涂聚合物胶，经固化处理后制成弹性聚合物薄胶，将弹性聚合物薄胶从基底释放后切块；第二步、将金属丝经清洗后穿过弹性聚合物薄胶，使薄胶作为保护层，在该结构上沉积聚合物作为金属丝微电极的电极绝缘层，最后剥离弹性聚合物薄胶，制成金属丝微电极。
2. 根据权利要求1所述的金属丝生物微电极的制备方法，其特征是，所述的电极点的个数与金属丝穿过的弹性聚合物薄胶的片数相同，电极点的宽度与弹性聚合物薄胶的厚度相同。
3. 根据权利要求1所述的金属丝生物微电极的制备方法，其特征是，所述的绝缘层厚度为2 20iim。
4. 根据权利要求1所述的金属丝生物微电极的制备方法，其特征是，所述的沉积聚合物为气相沉积的聚对二甲苯、碳氢聚合物。
5. 根据权利要求1所述的金属丝生物微电极的制备方法，其特征是，所述的聚合物胶为聚二甲基硅氧烷。
6. 根据权利要求2所述的金属丝生物微电极的制备方法，其特征是，所述的聚二甲基硅氧烷配比为原液和固化剂的重量比10 : 1。
7. 根根据权利要求1所述的金属丝生物微电极的制备方法，其特征是，所述的固化处理是指将聚合物聚二甲基硅氧烷薄胶置入烘箱中，以85t:温度烘2小时。
8. 根据权利要求1所述的金属丝生物微电极的制备方法，其特征是，所述的清洗是指使用超声波震荡清洗。
全文摘要
一种生物医学工程技术领域的金属丝生物微电极的制备方法，包括在基底表面旋涂聚合物胶，经固化处理后制成弹性聚合物薄胶，将弹性聚合物薄胶从基底释放后切块；将金属丝经清洗后穿过弹性聚合物薄胶，使薄胶作为保护层，在该结构上沉积聚合物作为金属丝微电极的电极绝缘层，最后剥离弹性聚合物薄胶，制成金属丝微电极。本发明制备所得金属丝生物微电极工艺过程简单易操作，电极宽度可控性和制作精度高；绝缘层使用聚合物沉积方法，与金属丝结合力好，不容易脱落；金属丝微电极集成度高，在一根金属丝上可制作多个电极点，能够提供同时多点刺激功能，同时电极点沿金属丝圆周方向露出，提高了电极对肌肉的刺激效果。
文档编号A61N1/05GK101785904SQ201010300280
公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月14日 优先权日2010年1月14日
发明者刘景全, 李以贵, 杨春生, 芮岳峰, 闫肖肖 申请人:上海交通大学
技术领域：
本发明涉及一种生物医学工程领域的微电极制作方法，具体是一种金属丝生物微
电极的制备方法。
背景技术：
面瘫患者一般会出现闭眼功能丧失的情况，对于其中不能自愈的患者，采用针灸、 面神经吻合手术等治疗方法。有些患者的闭眼功能可能恢复或在一定程度上恢复，但是也 有一部分顽固性、永久性面瘫患者功能无法恢复，并且因此会造成角膜干燥、角膜炎症，严 重时会造成失明。面瘫的患者一般都为单侧性的，健侧的神经、肌肉的功能往往是正常的。 由于微电子技术和生物技术的发展，使得可以用可植入的微剌激器对肌肉进行电剌激，从 而恢复面瘫患者的患者闭眼功能。 在各种可植入式电剌激系统中，用于对功能性神经肌肉进行剌激的微电极是一个 非常重要的部分，电极的性能直接关系到电脉冲对神经细胞的剌激效果。目前，用于眼轮匝 肌等肌肉进行剌激的电极主要采用在金属丝上涂敷聚合物绝缘层，使金属丝一端露出小部 分作为电极点。为了减小电极对肌肉组织的损伤，微电极一般采用耐腐蚀及生物相容性较 好的聚合物涂层作为电极绝缘层。常用的聚合物有特氟龙(Teflon)和C型聚对二甲苯 (Parylene-C)等聚合物。 经对现有技术文献的检索发现，Liming Li， Pengjia Cao， Mingjie Sun等 在《GRAEFE'S ARCHIVE FOR CLINICAL AND EXPER頂ENTAL 0PHTHALM0L0GY》247 (2009) p349_361撰文"Intraorbital optic nerve stimulation with penetrating electrodes: in vivo electrophysiology study in rabbits"("使用穿透性电极剌激眼眶内视觉神 经"《GRAEFE文献临床和试验眼科学》)。该文中提及的用于眼眶内肌肉剌激的微电极的 制作方法是采用在金属丝上涂覆聚合物，在金属丝一端露出小部分金属作为电极点。这样 制作的电极的绝缘涂层厚度无法控制，涂层与金属丝的结合力也不强，金属丝电极点的宽 度控制的也不精确，而且只在金属一边端点上露出电极点，使得电极集成度较低，在多点剌 激时候，需植入多根电极丝，使得植入过程复杂并且不可靠，影响电极剌激效果。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足和缺陷，提供一种金属丝生物微电极的制 备方法，使微电极能够用于对眼轮匝肌等肌肉的剌激，电极集成度高，能同时进行肌肉的多 点剌激，并且电极点宽度可控性和制作精度高，而且电极点在丝状电极周向露出，能改善剌 激效果。 本发明是通过以下技术方案实现的，本发明首先使用旋涂技术制备聚合物薄胶并 加热固化，使其具有弹性，然后释放薄胶并将其切割成小块，将金属丝穿过弹性聚合物薄 胶，使薄胶作为保护层，在该结构上沉积聚合物作为金属丝微电极的电极绝缘层，最后将弹 性聚合物保护层剥离金属丝，得到最终所需要的金属丝微电极。
3
本发明包括以下步骤 第一步、在基底表面旋涂聚合物胶，经固化处理后制成弹性聚合物薄胶，将弹性聚
合物薄胶从基底释放后切块； 所述的聚合物胶为聚二甲基硅氧烷。 所述的固化处理是指将聚合物聚二甲基硅氧烷薄胶置入烘箱中，以85t:温度烘2小时。 第二步、将金属丝经清洗后穿过弹性聚合物薄胶，使薄胶作为保护层，在该结构上沉积聚合物作为金属丝微电极的电极绝缘层，最后剥离弹性聚合物薄胶，制成金属丝微电极。 所述的清洗是指使用超声波震荡清洗； 所述的沉积聚合物为气相沉积的聚对二甲苯、碳氢聚合物； 与现有技术相比，本发明制备所得金属丝生物微电极工艺过程简单易操作，电极宽度可控性和制作精度高；绝缘层使用聚合物沉积方法，与金属丝结合力好，不容易脱落；金属丝微电极集成度高，在一根金属丝上可制作多个电极点，能够提供同时多点剌激功能。由于弹性聚合物薄胶是在金属丝圆周方向包裹，去除弹性聚合物薄胶时，电极点在丝状电极圆周方向露出，有利于提高肌肉的剌激效果。
图l为实施例l示意图。
图2为实施例2示意图。
图3为实施例3示意图。
具体实施例方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。 实施例1 如图1所示，本实施例通过以下步骤进行制备 第一步、清洗铂金属丝； 所述的清洗是指使用超声波震荡清洗。 第二步、清洗玻璃片，在玻璃片上以1500转/分的速度旋涂聚二甲基硅氧烷30秒，聚二甲基硅氧烷薄胶厚度为lOOiim，聚二甲基硅氧烷配比为原液和固化剂的重量比
io : i; 第三步、固化弹性聚合物聚二甲基硅氧烷薄胶，并使其具有弹性； 所述固化是指将聚合物聚二甲基硅氧烷薄胶置入烘箱中，以85t:温度烘2小时。 第四步、释放弹性聚二甲基硅氧烷薄胶，并将其切成3mmX3mm方块； 第五步、将铂金属丝穿过1片聚二甲基硅氧烷薄胶，并将聚二甲基硅氧烷薄胶置
于铂金属丝电极点位置； 第六步、在穿有聚二甲基硅氧烷薄胶的铂金属丝上沉积聚合物聚对二甲苯4 5ym，作为铂丝电极绝缘层； 第七步、剥离聚二甲基硅氧烷弹性薄胶，露出l个宽度为lOOym的电极点。
本实施例中的聚合物保护薄胶保护的电极点个数为1个，聚合物保护薄胶保护的 电极点宽度为100iim。 本实施例中的金属丝的直径为lOOym，该金属为铂；所述的聚合物保护薄胶为聚
二甲基硅氧烷；所述的聚合物绝缘层为聚对二甲苯。
实施例2 如图2所示，本实施例通过以下步骤进行制备 第一步、清洗铂金属丝；所述的清洗是指使用超声波震荡清洗。 第二步、清洗玻璃片，在玻璃片上以2000转/分的速度旋涂聚二甲基硅氧烷30
秒，使聚二甲基硅氧烷薄胶厚度为80践，聚二甲基硅氧烷配比为原液和固化剂的重量比
io : i; 第三步、固化弹性聚合物聚二甲基硅氧烷薄胶，并使其具有弹性；所述固化是指将
聚合物聚二甲基硅氧烷薄胶置入烘箱中，以85t:温度烘2小时。 第四步、释放弹性聚二甲基硅氧烷薄胶，并将其切成3mmX3mm方块； 第五步、将铂金属丝穿过2片聚二甲基硅氧烷薄胶，并将聚二甲基硅氧烷薄胶置
于铂金属丝电极点位置； 第六步、在穿有聚二甲基硅氧烷薄胶的铂金属丝上沉积聚合物聚对二甲苯4 5ym，作为铂丝电极绝缘层； 第七步、剥离聚二甲基硅氧烷弹性薄胶，露出2个宽度为80ym的电极点。
本实施例中的聚合物保护薄胶保护的电极点个数为2个，聚合物保护薄胶保护的 电极点宽度为80iim。本实施例中的金属丝的直径为100iim，该金属为铂；所述的聚合物保 护薄胶为聚二甲基硅氧烷；所述的聚合物绝缘层为聚对二甲苯。
实施例3 如图3所示，本实施例通过以下步骤进行制备 第一步、清洗铂金属丝；所述的清洗是指使用超声波震荡清洗。 第二步、清洗玻璃片，在玻璃片上以3000转/分的速度旋涂聚二甲基硅氧烷30
秒，使聚二甲基硅氧烷薄胶厚度为60践，聚二甲基硅氧烷配比为原液和固化剂的重量比
io : i; 第三步、固化弹性聚合物聚二甲基硅氧烷薄胶，并使其具有弹性；所述固化是指将
聚合物聚二甲基硅氧烷薄胶置入烘箱中，以85t:温度烘2小时。 第四步、释放弹性聚二甲基硅氧烷薄胶，并将其切成3mmX3mm方块； 第五步、将铂金属丝穿过3片聚二甲基硅氧烷薄胶，并将聚二甲基硅氧烷薄胶置
于铂金属丝电极点位置； 第六步、在穿有聚二甲基硅氧烷薄胶的铂金属丝上沉积聚合物聚对二甲苯4 5ym，作为铂丝电极绝缘层； 第七步、剥离聚二甲基硅氧烷弹性薄胶，露出3个宽度为60ym的电极点。 本实施例中的聚合物保护薄胶保护的电极点个数为3个，聚合物保护薄胶保护的
电极点宽度为60iim。本实施例中的金属丝的直径为100iim，该金属为铂；所述的聚合物保
5护薄胶为聚二甲基硅氧烷；所述的聚合物绝缘层为聚对二甲苯。 上述实施例的工艺简单、电极宽度可控性和制作精度高；绝缘层与金属丝结合力 好；金属丝微电极能够提供同时对功能性神经肌肉的多点剌激功能。由于弹性聚合物薄胶 是在金属丝圆周方向包裹，去除弹性聚合物薄胶时，电极点在丝状电极圆周方向露出，有利 于提高肌肉的剌激效果。
权利要求
一种金属丝生物微电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤第一步、在基底表面旋涂聚合物胶，经固化处理后制成弹性聚合物薄胶，将弹性聚合物薄胶从基底释放后切块；第二步、将金属丝经清洗后穿过弹性聚合物薄胶，使薄胶作为保护层，在该结构上沉积聚合物作为金属丝微电极的电极绝缘层，最后剥离弹性聚合物薄胶，制成金属丝微电极。
2. 根据权利要求1所述的金属丝生物微电极的制备方法，其特征是，所述的电极点的个数与金属丝穿过的弹性聚合物薄胶的片数相同，电极点的宽度与弹性聚合物薄胶的厚度相同。
3. 根据权利要求1所述的金属丝生物微电极的制备方法，其特征是，所述的绝缘层厚度为2 20iim。
4. 根据权利要求1所述的金属丝生物微电极的制备方法，其特征是，所述的沉积聚合物为气相沉积的聚对二甲苯、碳氢聚合物。
5. 根据权利要求1所述的金属丝生物微电极的制备方法，其特征是，所述的聚合物胶为聚二甲基硅氧烷。
6. 根据权利要求2所述的金属丝生物微电极的制备方法，其特征是，所述的聚二甲基硅氧烷配比为原液和固化剂的重量比10 : 1。
7. 根根据权利要求1所述的金属丝生物微电极的制备方法，其特征是，所述的固化处理是指将聚合物聚二甲基硅氧烷薄胶置入烘箱中，以85t:温度烘2小时。
8. 根据权利要求1所述的金属丝生物微电极的制备方法，其特征是，所述的清洗是指使用超声波震荡清洗。
全文摘要
一种生物医学工程技术领域的金属丝生物微电极的制备方法，包括在基底表面旋涂聚合物胶，经固化处理后制成弹性聚合物薄胶，将弹性聚合物薄胶从基底释放后切块；将金属丝经清洗后穿过弹性聚合物薄胶，使薄胶作为保护层，在该结构上沉积聚合物作为金属丝微电极的电极绝缘层，最后剥离弹性聚合物薄胶，制成金属丝微电极。本发明制备所得金属丝生物微电极工艺过程简单易操作，电极宽度可控性和制作精度高；绝缘层使用聚合物沉积方法，与金属丝结合力好，不容易脱落；金属丝微电极集成度高，在一根金属丝上可制作多个电极点，能够提供同时多点刺激功能，同时电极点沿金属丝圆周方向露出，提高了电极对肌肉的刺激效果。
文档编号A61N1/05GK101785904SQ201010300280
公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月14日 优先权日2010年1月14日
发明者刘景全, 李以贵, 杨春生, 芮岳峰, 闫肖肖 申请人:上海交通大学
最新回复(0)