[发明专利]一种实现微量给药与光电探测的复合光纤装置及制备方法

权利要求书

1.一种实现微量给药与光电探测的复合光纤装置，其特征在于，包括复合光纤及连接器，所述复合光纤包括给药微管、光纤纤芯和导电金属丝，所述给药微管用于实现向生物体内微量给药，所述光纤纤芯用于光信号刺激及探测，所述导电金属丝用于电信号刺激及电生理学记录，所述复合光纤用于植入生物体内的部分其给药微管、光纤纤芯和导电金属丝均包覆有外包层，所述复合光纤留在生物体外的部分其给药微管、光纤纤芯和导电金属丝均从所述连接器的顶端伸出以与各自的生物体外信号源相连接。

2.根据权利要求1所述的实现微量给药与光电探测的复合光纤装置，其特征在于，所述生物体外信号源包括化学信号源、光信号源和电信号源。

3.根据权利要求1所述的实现微量给药与光电探测的复合光纤装置，其特征在于，所述生物体外信号源包括连接所述给药微管的注射器，连接所述光纤纤芯的激光器，以及连接所述导电金属丝的脑电仪。

4.根据权利要求1所述的实现微量给药与光电探测的复合光纤装置，其特征在于，植入生物体内的光纤纤芯、导电金属丝、给药微管的轴线平行且长度相同并相互靠近以减小横截面积，且光纤纤芯、导电金属丝、给药微管与外包层间的缝隙由外包层材料填充以免干扰信号探测和避免血液回流。

5.根据权利要求1所述的实现微量给药与光电探测的复合光纤装置，其特征在于，所述光纤纤芯芯径为105微米±10％，所述给药微管外径为160微米±10％，所述给药微管内径为60微米±10％，所述导电金属丝直径为150微米±10％，所述复合光纤直径为400微米±10％。

6.根据权利要求1所述的实现微量给药与光电探测的复合光纤装置，其特征在于，所述连接器的底端具有向四周延伸的平板结构，所述连接器位于所述平板结构之上的部分呈倒锥体结构，所述连接器的底端中部设置有向上延伸至连接器中部的底端孔，所述连接器的顶端分散设置有均向下延伸至连接器中部并与所述底端孔上顶连通的纤芯孔、金属丝孔和微管孔，所述微管孔竖直向下，所述复合光纤与所述连接器中的孔径缝隙通过胶水填充以实现无缝衔接。

7.根据权利要求1所述的实现微量给药与光电探测的复合光纤装置，其特征在于，所述光纤纤芯采用玻璃材料，所述导电金属丝采用金、铜、钛、银中的一种，所述给药微管采用特氟龙管，所述外包层采用有机材料。

8.根据权利要求1所述的实现微量给药与光电探测的复合光纤装置，其特征在于，所述外包层采用聚醚砜树脂PES，或聚砜树脂PSU，或聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。

9.根据权利要求1所述的实现微量给药与光电探测的复合光纤装置，其特征在于，所述连接器材料采用聚醚酰亚胺PEI树脂或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物ABS树脂。

10.一种实现微量给药与光电探测的复合光纤装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：取外包层材料制成的实心柱体，在该柱体中分别加工放置光纤纤芯、导电金属丝和给药微管的通孔并保证三个通孔轴线平行，作为复合光纤的外包层使用；

S2:用光纤切割笔截取适宜长度和芯径的光纤置于光纤纤芯通孔中使得一端伸出外包层底端面，另一端从外包层上端面自然伸出；截取适宜长度的导电金属丝置于导电金属丝通孔中使得一端伸出外包层底端面，另一端从外包层上端面自然伸出；用给药微管材料制成总长度长于外包层的微管预制棒，并加工一内通孔，内通孔轴线与预制棒轴线共线，制成给药微管，将之置入外包层给药微管通孔中，使得一端伸出外包层底端面，另一端从外包层上端面自然伸出；

S3:用AB胶封住外包层底端面，同时从外包层上端面向光纤纤芯、导电金属丝、给药微管与外包层的间隙处注入外包层液体材料并固化处理以制成无缝隙的复合光纤；

S4：使用注塑或微注射成型技术将连接器材料制成连接器，保证加工成型的连接器的空腔使得复合光纤从连接器底端进入，自然延伸出外包层上端面的光纤纤芯、导电金属丝、给药微管通过连接器内不同通道从连接器顶端伸出，所述不同通道轴线间距离自下而上呈扩大状态。

S5：将所制成的复合光纤与连接器耦合：将自由伸出外包层上端面的光纤纤芯、导电金属丝与给药微管通过连接器内的不同通道伸出在连接器顶端之外，用胶水填充复合光纤与连接器的耦合处缝隙。