植入式柔性神经刺激微电极研究进展
2015-03-26曹张玉石云波
传感器与微系统 2015年2期
曹张玉,石云波,徐 胜
(中北大学 电子测试技术重点实验室,山西 太原030051)
0 引 言
柔性神经刺激微电极主要是用于与神经组织相接触来治疗各种疾病,为了微电极能够满足急性或慢性应用的不同要求,需要结合生物医学、电学、机械工程学以及化学等学科来优化解决各种问题。同时,由于神经电极植入于生物体内,必须考虑电极材料的生物相容性和生物稳定性。目前,神经微电极通常采用柔性聚合物作为衬底材料[1,2],常见的神经电极有筛状电极、卡夫电极、螺旋电极、剑状电极以及针形电极阵列。本文主要从柔性神经刺激微电极的类型、结构及其优缺点进行概述,提出柔性刺激微电极面临的挑战,并对其发展趋势进行展望。
1 柔性神经微电极的类型与优缺点
1.1 筛状电极
筛状电极是一种神经束内电极,如图1 所示[3]。它通常是通过平面微加工技术在硅片或聚合物材料上加工微孔阵列制作而成,其中微孔直径通常为40 ~65 μm,每个微孔周围再溅射一层金属形成导电微电极。在使用当中,需要先将待处理的神经切断,把电极安装到神经之间,神经置于神经生长导管中,然后神经将沿着导管再生,穿过筛型电极后继续生长直至与远端神经愈合。筛状电极主要用于神经纤维内信号检测[4]和周围神经的再生研究[5~7]。

图1 筛状电极示意图Fig 1 Diagram of sieve electrode
早在30 多年前就已经对神经再生做过研究,第一次出现是在1969 年,并在1974 年利用环氧电极对两栖动物做过调查[8]。在20 世纪90 年代的几年中,基于聚酰亚胺的筛状电极也被多人提到过[3,9]。……
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