[发明专利]一种功能化宽幅植入式微电极阵列及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种功能化宽幅植入式微电极阵列及其制备方法与应用。该功能化宽幅微电极阵列包括依次设置的功能层、基底层、导电层、绝缘层；所述功能层为单分子层、高分子材料层和/或高分子复合物层，厚度为1nm‑1000μm。本发明还提供了上述功能化宽幅植入式微电极阵列的制备方法。本发明的功能化宽幅微电极阵列通过增大微电极尺寸，能够有效调节微电极位点、线路、间距等相关参数，从而降低微电极微加工过程中的工艺复杂程度，极大提高高成本微电极阵列的良品率，解决高密度微电极阵列的设计难题；通过功能化宽幅设计，能够实现微电极阵列折叠或卷曲功能，从而实现微创植入，极大降低手术风险。

技术领域

本发明涉及一种功能化宽幅植入式微电极阵列及其制备方法。

背景技术

随着生活节奏的不断加快，由于人们身心经常处于高度紧张的状态，使得视网膜色素炎、黄斑病变、抑郁症、癫痫等神经系统疾病日益增多。与此同时，全球老龄化更是加剧了神经性疾病概率，并成为一大社会负担。

通过穿戴或植入式的神经电刺激疗法的迅速发展，以及神经假体的出现为广大的患者带来了新的希望。神经电刺激疗法是一种在不破坏神经组织的前提下通过调节神经进行治疗的方法，它可以起到治疗或部分恢复神经功能的作用。由于该方法具有安全、有效等特点，对于某些特殊的神经系统疾病来说，该方法所涉及的心脏起搏器、人工耳蜗和人造视网膜等是无可替代的，目前已经成功应用于临床。

随着新技术的不断创新和发展，如今更多的神经电刺激假体已经逐渐走向应用，正在为患有帕金森症、癫痫、运动神经障碍、中风、抑郁症等疾病的人带来新的希望。神经假体将帮助神经损伤患者实现受损神经功能的修复和重建，改善其生活质量。伴随着治疗神经性疾病的社会需求，功能化电子器件的研究和发展已经成为医疗产业和全社会的客观要求。

虽然目前神经假体的研究正在快速发展，但至今尚只有植入式心脏起博器、人工耳蜗、人造视网膜等为数不多的植入式神经假体进入临床应用。目前这个领域的工作正面临很多科学技术难题带来的挑战，其中困难之一就是器件的功能化设计。以人造视网膜假体来说，由于现有电极还是通过传统方法设计，不具备特殊功能，因此不仅极大增大手术植入风险，同时由于电极阵列通道少，形成影像的分辨率较低，并且只能获得管状视野。另外，神经电极的生物相容性也是另一大挑战，生物相容性差的神经电极植入人体可能会损害多个组织部分，包括毛细血管、细胞外基质和细胞。而且，巨噬细胞会聚集到植入的电极周围，将植入体包裹。小胶质细胞随后被激活，然后分泌活性氧物质以及炎性细胞因子，其中一些因子具有毒性，因此其邻近神经元可能被损害，严重影响神经电极的性能，无法满足长期植入的目的。

目前这个领域的工作正面临很多科学技术难题带来的挑战，以人造视网膜为例，其中困难之一在于难以获得高分辨率微电极阵列，其主要原因在于将微电极阵列植入到视网膜时，手术切口必须保证在5mm以下，过大的切口会对生物组织的正常功能造成很大的破坏，因此，电极尺寸的设计对宽度有严格的要求，为此，本领域长期以来都是将微电极阵列的宽度限定在4.5mm以下，在如此窄幅的面积上很难获得高分辨率微电极，同时，窄幅电极还会造成电极上微电极位点、线路、间距设计及制作上的困难，大大增加了微电极微加工过程中的工艺复杂程度，良品率非常低。此外，目前微电极阵列所采用的材料生物相容性差，机体容易产生排斥或免疫反应，并且不具有抗炎功能，难以满足长期植入的有效性和安全性。

为此，本领域亟需开发一种高分辨率微电极阵列，以期有效改善患者获得的影像质量，降低微电极加工过程的工艺复杂程度，提高良品率，提高微电极阵列的长期植入性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种植入式微电极阵列，以期能解决上述技术问题中的一个或多个。

本发明的另一目的在于提供上述植入式微电极阵列的应用。

本发明的再一目的在于提供上述植入式微电极阵列的制备方法。