CN101785904B - 金属丝生物微电极的制备方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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刺激器对肌肉进行电刺激，从而恢复面瘫患者的患者闭眼功能。
在各种可植入式电刺激系统中，用于对功能性神经肌肉进行刺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刺激效果。目前，用于眼轮匝肌等肌肉进行刺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 EXPERIMENTAL OPHTHALMOLOGY》247(2009)p349-361撰文“Intraorbital optic nerve stimulation with penetrating electrodes：in vivo electrophysiology study in rabbits”(“使用穿透性电极刺激眼眶内视觉神经”《GRAEFE文献：临床和试验眼科学》)。该文中提及的用于眼眶内肌肉刺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，在多点刺激时候，需植入多根电极丝，使得植入过程复杂并且不可靠，影响电极刺激效果。
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刺激，电极集成度高，能同时进行肌肉的多点刺激，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，能改善刺激效果。
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。
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85℃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，能够提供同时多点刺激功能。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，有利于提高肌肉的刺激效果。
附图说明
图1为实施例1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100μm，聚二甲基硅氧烷配比为原液和固化剂的重量比10∶1；
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85℃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3mm×3mm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4～5μm，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1个宽度为100μm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100μm。
本实施例中的金属丝的直径为100μm，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80μm，聚二甲基硅氧烷配比为原液和固化剂的重量比10∶1；
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85℃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3mm×3mm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4～5μm，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80μm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80μm。本实施例中的金属丝的直径为100μm，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60μm，聚二甲基硅氧烷配比为原液和固化剂的重量比10∶1；
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85℃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3mm×3mm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4～5μm，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60μm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60μm。本实施例中的金属丝的直径为100μm，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。
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刺激功能。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，有利于提高肌肉的刺激效果。
Claims (6)
1.一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、在基底表面旋涂聚二甲基硅氧烷薄胶，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切块后的弹性聚合物薄胶，使薄胶作为保护层，在穿有薄胶的金属丝上沉积有沉积聚对二甲苯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，露出电极点，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2～20μm。
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，所述的聚二甲基硅氧烷配比为原液和固化剂的重量比10:1。
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，所述的固化处理是指：将聚合物薄胶置入烘箱中，以85℃温度烘2小时。
6.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。
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