一种具有拉花结构的卡夫电极及其制造方法.pdf

本发明提供一种具有拉花结构的卡夫电极，所述具有拉花结构的卡夫电极包括：长条带子(1)，可拉伸的拉花结构(2)，引线(3)，电极点(4)，棘齿(5)，锁环(7)，锁环开口(6)以及引线结点(8)。本发明的卡夫电极在植入后，其长条带子会随着神经的肿胀而拉伸，使得组织不会被压迫，且镂空的拉花结构使得神经液不被阻塞，同时电极点与神经紧密接触，保证了刺激的效果和信号记录的准确性。

1.  一种具有拉花结构的卡夫电极，包括长条带子(1)，可拉伸的拉花结构(2)，引线(3)，电极点(4)，棘齿(5)，锁环(7)，锁环开口(6)以及引线结点(8)，所述拉花结构(2)设置在长条带子(1)的中间，且连接着长条带子(1)；引线(3)和电极点(4)在拉花结构(2)的同一侧。

2.  如权利要求1所述的具有拉花结构的卡夫电极，其中，所述长条带子(1)和拉花结构(2)是由同种材料制成，该材料为具有生物兼容性的聚合物薄膜。

3.  如权利要求1所述的具有拉花结构的卡夫电极，其中，所述引线(3)和电极点(4)也由同种材料制成，该材料具有导电性能。

4.  如权利要求6所述的具有拉花结构的卡夫电极，其中，该波浪拉花结构的两边之间的夹角为10～170°，该菱形拉花结构的两边之间的夹角为10～170°，同时，各边连接处存在强度增强结构。

5.  如权利要求1所述的具有拉花结构的卡夫电极，其中，所述电极点(4)是三维凸起结构，高于长条带子(1)。

6.  如权利要求1所述的具有拉花结构的卡夫电极，其中，所述棘齿(5)分两列存在于长条带子的两侧，每一列可以有多个，距离棘齿开口(6)的距离可以设置成不同固定直径对应的圆的周长。

7.  如权利要求1所述的具有拉花结构的卡夫电极，其中，所述棘齿(5)和锁环(7)由同种材料组成，该材料可以是通过电镀而得到的金属镍。

8.  一种具有拉花结构的卡夫电极的制造方法，包括以下步骤：
在硅片上生长氧化硅/氮化硅层，其中氧化硅层位于下层，氮化硅层位 于上层，通过光刻做出刻蚀正面氮化硅的掩膜，刻蚀氧化硅，将需要腐蚀的硅表面露出，利用KOH腐蚀一定深度的硅；
采用物理汽相淀积在有凹槽的硅片上生长一层牺牲层A1；在A1上淀积一层聚对二甲苯；
采用剥离工艺制备材料为钛/金/铂的电极点和引线，并在其上淀积第二层聚对二甲苯；
利用光刻、电镀等工艺步骤制备出锁环及棘齿；
通过光刻、刻蚀等将电极点露出，并进一步刻蚀得到锁环的开口及电极的轮廓。

一种具有拉花结构的卡夫电极及其制造方法
技术领域
本发明涉及微纳加工技术领域、生物医学工程领域，尤其涉及一种具有拉花结构的卡夫电极及其制造方法。
背景技术
卡夫电极作为一种植入式的神经电极，可以用于记录神经信号和刺激神经组织。通过对神经组织的刺激，可以实现对相应肌肉运动的控制，从而恢复脊髓损伤患者的部分功能障碍。
现有的卡夫电极将需要刺激部分的神经区域完全包裹，这种完全包裹神经组织的方式会导致被包裹区域的营养液被阻塞。同时，植入电极后，神经组织易发生肿胀，且由于卡夫电极的直径在植入完成后固定不变，会造成神经组织被压迫。
现有的卡夫电极包括美敦力公司的美国专利申请，专利号US5344438，一种只包裹部分神经的U型卡夫电极，这种电极可以减轻神经压迫，但是不能刺激和记录整个神经，同时，也容易被外界干扰。
北京大学的专利申请，专利号201410024820，一种植入式卡夫神经电极及其制作方法，根据扎带的构造提出了一种直径可调的扎带式卡夫电极，可以通过扎带棘齿的设计，精确控制卡夫直径，但是这种电极的直径在植入之后并不可调，同样可能会造成神经的压迫。
综上所述，现有的卡夫电极存在植入后直径不可调，组织易肿胀，对神 经压迫大，营养液阻塞等问题。
发明内容
本发明提供一种具有拉花结构的卡夫电极，包括长条带子(1)，可拉伸的拉花结构(2)，引线(3)，电极点(4)，棘齿(5)，锁环(7)，锁环开口(6)以及引线结点(8)，所述拉花结构(2)设置在长条带子(1)的中间，且连接着长条带子(1)；引线(3)和电极点(4)在拉花结构(2)的同一侧。
本发明能够产生的有益效果是：1、在卡夫电极的带子上使用拉花结构，可以保证神经肿胀时，电极带子能够随着神经的肿胀自动拉伸，减少植入电极对神经的损伤和压迫；2、卡夫电极采用拉花结构，神经不完全被包住，一部分能与外界很好地相连，使得体内的营养液不会被阻塞；3、电极点采用凸起的三维结构，使其能够与神经有着更好的接触，保证了刺激和记录的效果。
附图说明
图1是本发明具有拉花结构的卡夫电极示意图；
图2是本发明具有拉花结构的卡夫电极中拉花的波浪形结构方式；
图3中(a)～(b)是本发明具有拉花结构的卡夫电极中拉花的菱形结构方式。
附图标记说明：
1：卡夫带子
2：拉花结构
3：引线
4：金属电极
5：棘齿
6：锁环开口
7：锁环
8：引线结点
9：波浪形拉花结构中添加的强度增强结构
10：菱形拉花结构中添加的强度增强结构
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明具有拉花结构的卡夫电极包括长条带子(1)，可拉伸的拉花结构(2)，引线(3)，电极点(4)，棘齿(5)，锁环(7)，锁环开口(6)以及引线结点(8)。所述拉花结构(2)设置在长条带子(1)的中间，且连接着长条带子(1)；引线(3)和电极点(4)在拉花结构(2)的同一侧。
所述长条带子(1)和拉花结构(2)是由同种材料制成，该材料为具有 生物兼容性的聚合物薄膜，可以是具有生物兼容性的聚对二甲苯。所述引线(3)和电极点(4)由同种材料制成并具有导电性能，该材料可以是由物理汽相淀积生长的钛、金、铂等金属薄膜。
其中，长条带子(1)的宽度为6mm，长度为15mm，厚度为10～20μm；
其中，引线宽度为40μm，电极点的大小为400μm×400μm或者500μm×500μm；
其中，所述拉花结构(2)包括波浪拉花结构及菱形拉花结构，波浪拉花结构及菱形拉花结构的边长宽度为100μm×250μm。参见附图1-3，优选的，该波浪拉花结构的两边之间的夹角为10～170°，该菱形拉花结构的两边之间的夹角为10～170°，在一个实施例中，该波浪拉花结构和该菱形拉花结构的两边之间的夹角可以为10°，在一个实施例中，该波浪拉花结构和该菱形拉花结构的两边之间的夹角可以为90°，在一个实施例中，该波浪拉花结构和该菱形拉花结构的两边之间的夹角可以为170°，同时，各边连接处存在强度增强结构。
其中，电极点(4)是三维凸起结构，高于长条带子(1)。
所述棘齿(5)分两列存在于长条带子的两侧，每一列可以有多个，距离棘齿开口(6)的距离可以设置成不同固定直径对应的圆的周长。
所述棘齿(5)和锁环(7)由同种材料组成，该材料具有一定的机械强度，可以是通过电镀而得到的金属镍。
本发明所述的具有拉花结构的卡夫电极的制备方法，包括以下步骤：
在硅片上生长氧化硅/氮化硅层，其中氧化硅层位于下层，氮化硅层位 于上层，通过光刻做出刻蚀正面氮化硅的掩膜，刻蚀氧化硅，将需要腐蚀的硅表面露出，利用KOH腐蚀一定深度的硅；
采用物理汽相淀积在有凹槽的硅片上生长一层牺牲层Al；在Al上淀积一层聚对二甲苯；
采用剥离工艺制备材料为钛/金/铂的电极点和引线，并在其上淀积第二层聚对二甲苯；
利用光刻、电镀等工艺步骤制备出锁环及棘齿；
通过光刻、刻蚀等将电极点露出，并进一步刻蚀得到锁环的开口及电极的轮廓。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。