柔性神经微电极的制备与微加工工艺研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:papalong2009
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本文研究了柔性神经微电极的制备与微加工工艺。 神经微电极也称生物电子接口,是指在电子和活细胞组织间传导信号的电极结构。用微电极可以从电活性细胞组织中被动地记录下细胞的外部信号,或通过电信号刺激这些细胞。属于生物医学工程学与微机电系统(MEMS)交叉领域。针对目前世界上普遍存在的原发性视网膜色素变性(RP) 及老年性黄斑变性(ARMD)患者,研究以柔性材料聚对二甲苯(Parylene)为基底,在其上加工微型电极阵列。目的是用这种装置替代视网膜的部分功能,使失明或濒于失明的眼重新获得部分有用视力。 由于采用视网膜前假体植入方法,同时考虑到人体眼内组织结构,神经微电极的生物相容性和长期稳定性,提出了下述柔性神经微电极的结构:基底Parylene的尺寸大小为3200μm×1000μm×8μm;钛/铂(Ti/Pt)电极的直径为200μm,厚度为10nm/300nm;电极共有16个(2×8),电极之间间距为200μm;引线采用金属铂(Pt)或金(Au)材料制作而成,线宽为50μm。最后用Parylene进行涂覆,暴露出微电极和引线接口部分,从而起到良好的绝缘作用,同时也提高了生物相容性和长期稳定性。 针对微电极的结构,设计了一种基于柔性基底的微电极加工工艺方法。采用化学气相淀积(CVD)的制备Parylene基底。结果显示,基底厚度均匀,致密性好,且性能稳定。在柔性神经微电极的制备过程中,整体工艺流程的设计和掩模层材料的选择是比较关键的步骤。通过采用金属铝作掩模,最终制备出柔性神经微电极,并采用电化学分析的方法搭建了测试系统。测试结果显示,在一定的频率范围内(104Hz~105Hz),该微电极阻抗值低(1000Ω~400Ω),相位延迟小(-20度左右),说明实验加工出的柔性神经微电极性能良好。 在此基础上,探讨了视网膜修复的三维神经微电极。
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