一种生物神经调控电极

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1.本实用新型涉及生物神经调控技术领域，特别地涉及一种生物神经调控电极。

背景技术：

2.生物神经调控是通过物理方法刺激或抑制神经细胞及神经系统活动以调控、改善生物的生命功能。比较重要侵入式神经调控技术是脑深部电刺激(deep brainstimulation,dbs)、皮层脑电ecog阵列刺激。dbs和ecog在医疗方面的应用已经有显著的疗效。并在脑机通信、脑机接口方面得到应用。脑深部电刺激dbs，刺激脑区，从而激活大脑深部的的神经元调整大脑神经的活动状态。
3.通常侵入式生物组织神经刺激电极有铂、铂与其它金属的合金等。金属电极多采用外科手术方式打开头颅进行植入。纯金属电极硬度高、植入坚硬的刚性电极后，大脑脑组织刚性电极与软脑组织长期作用，产生疤痕，影响电极的使用效果。
4.犹他电极(utah electrode array,uea)和密西根(michigan)电极是比较典型的阵列电极。犹他电极阵列结构具有高时空分辨率可以刺激或记录单个神经元的放电活动信息。密西根电极在每个电极柱上多个电极点，三维结构具有更高的集成度和电极触点密度可以探测、刺激不同深度神经元活动实现立体记录。密歇根电极和犹他电极同样是微细针式电极，比较脆，易折断。
5.电子信息技术发展推动了高分子聚合物柔性薄膜及其柔性电路的技术进步。实现了基于高分子聚合物聚酰亚胺(polyimide，pi)、聚对二甲苯-c(parylene c) 为基底的柔性电极探针。植入后生物组织可以随神经细胞及组织液微移动，减少生物组织损害，有利较长时间的保证有效的刺激神经细胞。柔性薄膜材料电极主要基于电路板相关技术，需要多层薄膜电极制备工艺，需要多道光刻工艺、制作复杂。

技术实现要素：

6.针对上述现有技术中的问题，本技术提出了一种生物神经调控电极，具有能多电极触点刺激、电极电导率可以根据实用目的进行调节、减少神经组织局部疤痕的产生、具有较好的绝缘性和解决生物排异性、韧性较好的优点。
7.本实用新型的一种生物神经调控电极，生物神经调控电极包括电极丝和生物兼容层，所述电极丝包括电极引线端、电极丝主体和电极丝头部端；所述电极丝的外表面具有生物兼容层。
8.在一个实施方式中，所述生物神经调控电极的材料为铂与聚酰亚胺纤维结合或铂合金与聚酰亚胺纤维结合。
9.在一个实施方式中，所述电极靠近电极头部的一侧设置有电极孔。
10.在一个实施方式中，所述生物神经调控电极的形状为针状电极或带状电极。
11.在一个实施方式中，电极丝的数量为多个，所述电极丝的间距为20微米～ 200微米。
12.在一个实施方式中，所述生物兼容层的涂敷厚度为10微米～500微米。
13.在一个实施方式中，通过电极放置系统用于将电极精确地插入和嵌入神经组织；电极放置系统用于在单独或组合植入物中插入一个或多个电极，形成所需的神经靶标。
14.上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本实用新型的目的。
15.本实用新型提供的一种生物神经调控电极，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：
16.1、具有较好的绝缘性和解决生物排异性；
17.2、减少神经组织局部疤痕的产生；
18.3、具有能多电极触点刺激；
19.4、电极电导率可以根据实用目的进行调节。
附图说明
20.在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：
21.图1显示了本实用新型中一种生物神经调控电极的整体结构示意图一；
22.图2显示了本实用新型中一种生物神经调控电极的整体结构示意图二；
23.图3显示了本实用新型中一种生物神经调控电极的整体结构示意图三；
24.图4显示了本实用新型中一种生物神经调控电极的整体结构示意图四；
25.在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
26.附图标记：
27.10-电极；11-金属丝；12-生物兼容层；20-电极孔；21-辅助孔。
具体实施方式
28.下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
29.本实用新型提供了一种生物神经调控电极，如图1所示，包括电极10，所述电极10包括金属丝11和生物兼容层12，所述金属丝11设置在所述电极10的内腔，所述金属丝11的外表面包裹生物兼容层12。
30.在一个实施例中，所述电极10为铂及其合金等与聚酰亚胺纤维结合，具体地铂是银白有光泽的金属，熔点1772℃，沸点3827℃，密度21.45g/cm3(20℃)，较软，有良好的延展性、导热性和导电性，良好延展性，可拉成很细的铂丝，轧成极薄的铂箔，良好的延展性使电极10具有一定强度的同时可以控制电极10的直径，可以使电极10的直径控制在5微米-15微米，直径小的特点是减少因大脑脑组织刚性电极10与软脑组织长期作用产生疤痕而影响电极10使用效果，导电性可以使电极10的在引线电阻通电的情况下探测并刺激不同深度神经元活动而实现记录的情况，聚酰亚胺纤维可以使电极10具有较好的绝缘性和解决生物排异性的作用，也可以减少生物组织损害，有利较长时间的保证有效的刺激神经细胞。
31.在一个实施例中，所述生物兼容层12为聚酰亚胺材质，具体地聚酰亚胺 (polyimide，简写为pi)指主链上含有酰亚胺环(-co-n-co-)的一类聚合物，是综合性能最佳的有机高分子材料之一。其耐高温达400℃以上，长期使用温度范围-200～300℃，部分无明显熔点，高绝缘性能，103赫兹下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.007，可以减少电极
10电导率的损耗，聚酰亚胺属f至h 级绝缘，防止电极10电流的流失，提高电极10的使用效率。
32.在一个实施例中，所述电极10靠近电极10头部的一侧设置有电极孔20，具体地可以通过电极孔20探测、刺激不同深度神经元活动实现立体记录。
33.在一个实施例中，所述电极10包括针状电极和带状电极，所述带状电极靠近电极10头部的一端设置辅助孔21，具体地辅助孔21可以辅助植入装置协助植入，使电极10具有更好的适配性。
34.在一个实施例中，所述金属丝11的间距为20微米-200微米，具体地可以通过金属丝11的直径大小限定电极10的电导率，当使用多电极10触点时，金属丝11的间距为20微米，采用直径较小的电极10，防止电极10间电导不稳定，金属丝11的间距为200微米时，采用直径较大的电极10，可以提高电极10的电导率，电导率的大小也可通过引线电阻调节，当使用小电导时，采用较细的金属丝11，引线电阻调小，当使用大电导时，采用直径较大的金属丝11，引线电阻调大，同时直径较大的金属丝11能承载更高的电导率。
35.在一个实施例中，所述生物兼容层12的涂敷厚度为10微米～500微米，具体地当金属丝11的直径为200微米时，生物兼容层12的涂敷厚度为500微米，防止金属丝11的电导发生泄漏，当金属丝11的直径为20微米时，生物兼容层 12的涂敷厚度为10微米，可以减少使用成本。
36.在一个实施例中，用超细金属铂及其合金等与pi纤维结合形成半柔性生物电极10，并可以实现多电极10触点刺激，引线电阻可以根据实用目的进行调节，通过选择性金属铂及其合金的直径等调节电极10电导率，其可以形成针状电极也可以形成扁平状(带状)电极，在做深度植入电极10时(dbs)(带状)，可以将顶端部形成孔洞(可以用辅助植入装置协助植入)。
37.在一个实施例中，脑深部电刺激dbs，刺激脑区，从而激活大脑深部的神经元调整大脑神经的活动状态。
38.在一个实施例中，制作ecog阵列时，此电极10可以做成针状。
39.在一个实施例中，如图2所示，电极10也可采用扁平状电极，金属丝11呈线性排列，金属丝11的外部包裹生物兼容层12。
40.在一个实施例中，如图3所示，电极10采用扁平状电极时，金属丝11呈线性排列，金属丝11的外部包裹生物兼容层12，金属丝11的头部端设置有电极孔 20，电极孔20穿过金属丝11和生物兼容层12。
41.在一个实施例中，如图4所示，电极10采用扁平状电极时，金属丝11呈线性排列，金属丝11的外部包裹生物兼容层12，金属丝11的头部端设置有电极孔 20，电极10的头部端设置有辅助孔21，辅助孔21穿过金属丝11和生物兼容层 12。
42.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
43.虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实
施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

技术特征：

1.一种生物神经调控电极，其特征在于，所述生物神经调控电极包括电极丝和生物兼容层，所述电极丝包括电极引线端、电极丝主体和电极丝头部端；所述电极丝的外表面具有生物兼容层。2.根据权利要求1所述的一种生物神经调控电极，其特征在于，所述生物神经调控电极的材料为铂与聚酰亚胺纤维结合或铂合金与聚酰亚胺纤维结合。3.根据权利要求1所述的一种生物神经调控电极，其特征在于，所述电极靠近电极头部的一侧设置有电极孔。4.根据权利要求1所述的一种生物神经调控电极，其特征在于，所述生物神经调控电极的形状为针状电极或带状电极。5.根据权利要求1所述的一种生物神经调控电极，其特征在于，电极丝的数量为多个，所述电极丝的间距为20微米～200微米。6.根据权利要求1所述的一种生物神经调控电极，其特征在于，所述生物兼容层的涂敷厚度为10微米～500微米。

技术总结

本实用新型提供了一种生物神经调控电极，所述电极的引线端与引线电阻固定连接，所述电极包括金属丝和生物兼容层，所述金属丝设置在所述电极的内腔，所述金属丝的外表面包裹生物兼容层。具有能多电极触点刺激、电极电导率可以根据实用目的进行调节、减少神经组织局部疤痕的产生、具有较好的绝缘性和解决生物排异性、韧性较好的优点。韧性较好的优点。韧性较好的优点。