一种柔性神经电极及管理方法，属于柔性神经电极技术领域。本发明专利技术针对现有柔性电极剥离困难及制备效率低的问题。柔性神经电极包括多个电极本体、撕裂剥离结构、固定结构和硅基底，多个电极本体并行排布，每个电极本体两侧分别连接一个撕裂剥离结构，相邻电极本体连接的撕裂剥离结构之间连接固定结构，所有电极本体、撕裂剥离结构和固定结构形成电极整体薄膜；所述电极整体薄膜通过牺牲层与硅基底连接；所述电极整体薄膜中每个电极本体末端为电极锚点，所述电极锚点与硅基底连接。本发明专利技术实现了电极的高效管理和可控释放。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及柔性神经电极及管理方法，属于柔性神经电极。
技术介绍
1、柔性神经电极是一类具有微米级尺寸的神经接口器件，其典型结构特征为：厚度在微米量级、宽度在十到百微米量级、长度数十毫米到数十个厘米量级。这种微型化设计赋予了电极极低的机械刚度，使其特别适合用于神经系统侵入式植入。然而，这种结构特征也为电极的操作带来了显著挑战。
2、制备过程中，柔性电极通常采用微机电系统(mems)工艺在硅片上制造。然而，由于以下两个主要原因，电极的释放和操作管理成为关键技术难点：
3、1)电极在硅基底上无法直接进行操作，需要进行释放处理；
4、2)电极的细长结构在湿法释放过程中表现出较强的不可控性。
5、为解决上述挑战，研究者开发了基于“固定-分离”原理的电极管理策略。该策略可分为两个关键阶段：
6、a.准备阶段，包括：
7、将柔性电极固定于尺寸较大的管理介质上；通过管理介质实现电极的精确定位和位置控制；确保电极保持在可操作状态；
8、b.植入阶段，包括：
9、实现电极与管理介质的可控分离；使电极恢复自由状态；完成电极在目标脑组织中的定位植入。
10、目前，基于该策略的两种典型的电极管理方法已经得到广泛研究：
11、1)parylene-c薄膜辅助法：在电极制备过程中沉积数十微米厚的parylene-c聚合物薄膜。其优点是，确保电极释放后保持规则排列，便于操作；缺点是，界面结合力较大，剥离过程可能导致电极或微针损坏。
12、2)预装配法：使释放后的电极漂浮于水面，利用表面张力实现电极展平。然后通过聚乙二醇peg将展平电极与植入微针粘接形成预装配体；植入后，peg在生理环境中溶解，实现电极与微针的自然分离。其优点是，避免了机械剥离过程，减少电极损坏风险；缺点是，操作流程复杂，制备效率较低。
13、这些管理方法的发展极大地促进了柔性神经电极的实际应用，但仍需进一步优化以提高操作效率和可靠性。
技术实现思路
1、针对现有柔性电极剥离困难及制备效率低的问题，本专利技术提供一种柔性神经电极及管理方法。
2、本专利技术的一种柔性神经电极，包括多个电极本体、撕裂剥离结构、固定结构和硅基底，
3、多个电极本体并行排布，每个电极本体两侧分别连接一个撕裂剥离结构，相邻电极本体连接的撕裂剥离结构之间连接固定结构，所有电极本体、撕裂剥离结构和固定结构形成电极整体薄膜；所述电极整体薄膜通过牺牲层与硅基底连接；
4、所述电极整体薄膜中每个电极本体末端为电极锚点，所述电极锚点与硅基底连接。
5、根据本专利技术的柔性神经电极，所述电极锚点采用图案化牺牲层的方法生成。
6、根据本专利技术的柔性神经电极，所述撕裂剥离结构为多个规则排列的折线或箭头线形成的结构。
7、根据本专利技术的柔性神经电极，撕裂剥离结构的多个规则排列的折线或箭头线在硅基底上沿电极本体长度方向等间隔排列。
8、根据本专利技术的柔性神经电极，所述固定结构包括多个释放网格，每个释放网格为方形框。
9、本专利技术还提供一种柔性神经电极的管理方法，用于对所述的柔性神经电极进行管理，包括：
10、采用蚀刻剂去除电极整体薄膜与硅基底之间的牺牲层，在电极锚点与硅基底连接的情况下，实现电极整体薄膜与硅基底的分离；分离后电极整体薄膜附着在硅基底上；
11、对分离后电极整体薄膜进行后处理，并使分离后电极整体薄膜在硅基底上实现自动展平；
12、将自动展平后的电极整体薄膜与易分离新基底进行对准，并通过粘附力使自动展平后的电极整体薄膜由硅基底上吸附至易分离新基底上。
13、根据本专利技术的柔性神经电极的管理方法，所述后处理包括清洗、键合和表面修饰。
14、根据本专利技术的柔性神经电极的管理方法，分离后电极整体薄膜实现自动展平的方法为：使分离后电极整体薄膜从锚点位置开始多次穿过气-液界面，在界面力的作用下，实现电极整体薄膜在硅基底上的自动展平。
15、根据本专利技术的柔性神经电极的管理方法，所述易分离新基底通过加热或加压的方式吸附自动展平后的电极整体薄膜。
16、根据本专利技术的柔性神经电极的管理方法，所述易分离新基底为聚二甲基硅氧烷基底或聚甲基丙烯酸甲酯基底。
17、本专利技术的有益效果：本专利技术设计了一种侵入式柔性神经电极及使用中的转移工艺，可以降低电极与基底间的表面能。它通过创建新的电极-基底界面以及与转移过程相匹配的电极结构，实现了电极的高效管理和可控释放。基底转移机制通过界面工程实现电极与具有特定表面能的过渡基底间适度粘附，实现粘附力调控。优化设计的电极结构在剥离前的转移和处理阶段，使电极保持完整薄膜状态。通过引入应力集中区域，以结构调控的方式实现剥离过程中的应力分布可控。
18、经实验验证，本专利技术方法可有效降低界面粘附力。相比传统parylene-c方法，界面粘附力降低超过50％。极大减小了剥离过程中对电极的机械损伤。降低了对植入工具和设备的技术要求。本专利技术的工艺兼容性好。采用湿法释放工艺，并且通过结构保证可靠经过液体界面。与柔性神经电极的常用后处理工艺如表面修饰、引线键合兼容。本专利技术所述柔性神经电极适用于高效批量制备。相比预装配方法，工艺步骤简单，操作重复性好。具备自动化生产潜力。
19、本专利技术方法为柔性神经电极的规模化制备和临床应用提供了可靠的技术支持，具有重要的实用价值和产业化前景。
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【技术保护点】
1.一种柔性神经电极，其特征在于，包括多个电极本体、撕裂剥离结构、固定结构和硅基底，
2.根据权利要求1所述的柔性神经电极，其特征在于，所述电极锚点采用图案化牺牲层的方法生成。
3.根据权利要求1所述的柔性神经电极，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的柔性神经电极，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的柔性神经电极，其特征在于，
6.一种柔性神经电极的管理方法，用于对权利要求1所述的柔性神经电极进行管理，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的柔性神经电极的管理方法，其特征在于，
8.根据权利要求6所述的柔性神经电极的管理方法，其特征在于，
9.根据权利要求6所述的柔性神经电极的管理方法，其特征在于，
10.根据权利要求6所述的柔性神经电极的管理方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种柔性神经电极，其特征在于，包括多个电极本体、撕裂剥离结构、固定结构和硅基底，
2.根据权利要求1所述的柔性神经电极，其特征在于，所述电极锚点采用图案化牺牲层的方法生成。
3.根据权利要求1所述的柔性神经电极，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的柔性神经电极，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的柔性神经电极，其特征在于，
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【专利技术属性】
技术研发人员：谢晖，孟祥和，沈行健，张号，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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