[发明专利]基于MEMS的压电式仿生耳蜗纤毛感受器及其加工方法

说明书

本发明公开了一种基于MEMS的压电式仿生耳蜗纤毛感受器及其加工方法，涉及MEMS在助听方面的应用技术领域，压电式仿生耳蜗纤毛感受器，包括基底和聚丙烯纤毛，基底包括金属铜上电极、聚偏氟乙烯薄膜与金属铝下电极，聚偏氟乙烯薄膜位于金属铜上电极与金属铝下电极之间，三者固定连接且外围呈方框状，外围的方框内部其中一对相对的边之间为波浪形状的纤毛固定梁，聚丙烯纤毛垂直固定于纤毛固定梁的中心处。本发明通过刻蚀以及腐蚀等工艺在上下具有金属电极铜和铝的PVDF薄膜上进行蚀刻，可以有效提高传感器的电压信号输出并且在体积更小，功耗更低的基础上实现耳蜗基底膜的频率分选功能，而且加工工艺简单，加工成本低廉。

技术领域

本发明涉及MEMS在助听方面的应用技术领域，具体为一种基于MEMS的压电式仿生耳蜗纤毛感受器及其加工方法。

背景技术

在全球范围内，听力损失的社会和经济影响相当大。据世界卫生组织(WHO)估计，全世界有3.6亿人患有致残性听力损失(成人听力较好的耳朵听力损失大于40分贝(dB)，儿童(0-14岁)听力损失大于30分贝(dB)，这一比例超过了5％世界人口。南亚、亚太和撒哈拉以南非洲地区的患病率相对较高，尽管数据大多不完整，来源不同，标准不同，然而，根据一些欧洲国家的研究，这些数字可能被低估了，因为实际数字可能徘徊在人口的15％至17％左右。正如美国的情况一样，根据多年来的一些资料来源，估计这一数字约占人口的10-20％。参考2016年的人口普查，美国人口在3200万到6400万之间。在欧洲，大约占人口的16％。有7000多万人患有不同程度和类型的听力损失，其中超过5500万人在欧盟。根据RNID，在英国，大约有1100万人需要治疗听力损失。在德国，粗略估计有1300万到1400万人需要治疗听力损失。在西班牙，这一数字很可能被低估(200万人或人口的5.5％)，官方数据显示，由此导致的普遍残疾人数为961348人(26/1000常住人口)。在临床实践中，只有1/2的听力损失病例能通过普通手段(手术、助听器等)得到满意的治疗。然而，其余的3500万位于欧洲的患者，2700万位于欧盟的患者，以及100万在西班牙等国患者，代表着一个庞大的病人群体。由此产生的经济问题也相当严重。例如，在欧盟，未经治疗的听力障碍的年费用为1680亿欧元，个人每年的援助费用取决于损失程度：轻度，2200欧元；中度，6600欧元；严重，11000欧元。

在哺乳动物的听觉系统中，耳蜗是一个关键的听觉器官。它是一种将传入的声压转换成刺激听觉神经元的生物电信号的换能器。除了传导外，由于基底膜的硬度不同，耳蜗还具有频率选择性功能。不方便的大尺寸植入物传感器和昂贵的设备成本制约着病人群体的衰减。因此，研究和开发小尺寸、低成本的新型换能器似乎是未来中耳植入物发展的必然趋势。

面对所有这些，今天的机械听觉植入物或中耳植入物(MEI)正试图解决这些问题，并覆盖几乎所有的听力损失变体(传导性、混合性、感音神经性、中度和重度等)。因此，本发明提供了一种基于MEMS的仿生耳蜗纤毛感受器。

发明内容

本发明为了解决哺乳动物的听力损失变体目前还无替代品修复的问题，提供了一种基于MEMS的压电式仿生耳蜗纤毛感受器及其加工方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种基于MEMS的压电式仿生耳蜗纤毛感受器，包括基底和聚丙烯纤毛，所述基底包括金属铜上电极、聚偏氟乙烯薄膜与金属铝下电极，所述聚偏氟乙烯薄膜位于金属铜上电极与金属铝下电极之间，所述金属铜上电极、聚偏氟乙烯薄膜与金属铝下电极均固定连接且外围呈方框状，所述外围的方框内部其中一对相对的边之间为波浪形状的纤毛固定梁，所述聚丙烯纤毛垂直固定于纤毛固定梁的中心处。