植入式神經(jīng)刺激與記錄的光電極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種植入式神經(jīng)刺激與記錄的光電極。
【背景技術(shù)】
[0002]光遺傳學(xué)，也稱(chēng)光刺激基因工程，它是一種通過(guò)使用光學(xué)技術(shù)和遺傳技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制細(xì)胞行為的方法。光遺傳學(xué)技術(shù)克服了傳統(tǒng)的只用電刺激手段控制細(xì)胞或有機(jī)體活動(dòng)的許多缺點(diǎn)，為神經(jīng)科學(xué)提供了一種變革性的研究手段。該技術(shù)方法通過(guò)特定波長(zhǎng)的光刺激來(lái)控制表達(dá)了光敏感蛋白細(xì)胞的發(fā)放或抑制。目前，光遺傳學(xué)最流行的研究方法是由激光器或LED(Light Emitting D1de，發(fā)光二極管)光源發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，通過(guò)光纖傳輸?shù)綄?shí)驗(yàn)動(dòng)物的大腦，通常為小鼠或大鼠。光遺傳學(xué)技術(shù)作為一個(gè)工具使動(dòng)物神經(jīng)元產(chǎn)生神經(jīng)興奮，同時(shí)需要配合使用其他儀器及電極來(lái)觀察和記錄動(dòng)物神經(jīng)元放電、行為變化和生理變化等。
[0003]目前，同類(lèi)神經(jīng)調(diào)控策略多為通過(guò)金屬絲進(jìn)行電刺激或者通過(guò)由激光器作為發(fā)光源通過(guò)光纖進(jìn)行光刺激或者直接通過(guò)LED發(fā)光耦合光纖輸出。其中電刺激技術(shù)較為成熟，已經(jīng)成功應(yīng)用于帕金森等中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療中，電刺激電極一般用金屬箔絲作為電極實(shí)現(xiàn);光刺激可以更為精準(zhǔn)的對(duì)特定的神經(jīng)元進(jìn)行刺激，在未來(lái)可能成為比電刺激更為有效的治療手段，但基于光纖的刺激有著發(fā)光面積有限，光源受限于外界激光發(fā)生器種類(lèi)，價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)，不能很好的實(shí)現(xiàn)神經(jīng)環(huán)路多點(diǎn)刺激及核團(tuán)刺激等應(yīng)用場(chǎng)合要求；同時(shí)雖然目前也出現(xiàn)了少數(shù)基于發(fā)光二極管的光極，但其制作工藝較為復(fù)雜且價(jià)格高昂；另外，光刺激不具備電刺激及神經(jīng)信號(hào)記錄功能，如果需要記錄刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)，必須另外配置其他記錄電極及硬件系統(tǒng)使用，且該電極產(chǎn)品價(jià)格非常昂貴。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述技術(shù)中存在的不足之處，本實(shí)用新型提供一種植入式神經(jīng)刺激與記錄的光電極，通過(guò)在光電極的插入端設(shè)置產(chǎn)生電刺激和記錄所述電刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)的記錄觸點(diǎn)以及產(chǎn)生光刺激的發(fā)光部件、記錄觸點(diǎn)還用于記錄光刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)，從而形成光/電刺激并帶有多路記錄觸點(diǎn)于一體的光電極，通過(guò)一個(gè)光電極分別完成光/電刺激以及光/電刺激的神經(jīng)信號(hào)的記錄，簡(jiǎn)化設(shè)備，節(jié)約材料，適用多部位電位測(cè)量，應(yīng)用廣泛。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本實(shí)用新型的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]本實(shí)用新型所述的植入式神經(jīng)刺激與記錄的光電極，包括:
[0007]支撐部件，其包括插入端，所述插入端設(shè)有產(chǎn)生電刺激和記錄所述電刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)的記錄觸點(diǎn)；以及，
[0008]發(fā)光部件，其位于所述插入端，用于產(chǎn)生光刺激；
[0009]覆蓋膜層，其覆蓋在所述插入端上除所述記錄觸點(diǎn)外的表面；
[0010]其中，所述記錄觸點(diǎn)還用于記錄所述光刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)；所述覆蓋膜層是聚對(duì)二甲苯薄膜。
[0011]優(yōu)選的是，所述插入端的插入側(cè)沿插入方向呈梯形狀。
[0012]優(yōu)選的是，所述支撐部件包括上基板層、下基板層以及連接到所述上基板層與所述下基板層之間的屏蔽層;所述支撐部件還包括連接外接器的連接端；
[0013]其中，所述上基板層包括采集神經(jīng)信號(hào)的信號(hào)采集線、所述記錄觸點(diǎn)以及分別位于所述連接端的第一焊盤(pán)和第二焊盤(pán);所述下基板層包括電源線；所述記錄觸點(diǎn)通過(guò)所述信號(hào)采集線連接到所述第一焊盤(pán)，所述發(fā)光部件通過(guò)所述電源線連接到所述第二焊盤(pán)。
[0014]優(yōu)選的是，所述連接端設(shè)有第一通孔，所述插入端設(shè)有第二通孔;所述第二焊盤(pán)通過(guò)所述第一通孔連接到所述電源線一端，所述電源線另一端通過(guò)所述第二通孔連接到所述發(fā)光部件。
[0015]優(yōu)選的是，所述插入端的插入側(cè)沿插入方向呈梯形狀。
[0016]優(yōu)選的是，至少一個(gè)所述記錄觸點(diǎn)和至少一個(gè)所述發(fā)光部件沿插入方向依次排列在所述插入端的插入側(cè);其中，至少一個(gè)所述記錄觸點(diǎn)沿垂直于插入方向依次排列在所述插入端的插入側(cè);至少一個(gè)所述發(fā)光部件沿插入方向依次排列在所述插入端的插入側(cè)。
[0017]優(yōu)選的是，一個(gè)所述記錄觸點(diǎn)與一個(gè)所述發(fā)光部件沿插入方向依次排列在所述插入端的插入側(cè);其中，一個(gè)所述記錄觸點(diǎn)產(chǎn)生電刺激、記錄所述電刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)以及記錄一個(gè)所述發(fā)光部件光刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)。
[0018]優(yōu)選的是，若干個(gè)所述記錄觸點(diǎn)與至少一個(gè)所述發(fā)光部件沿插入方向依次排列在所述插入端的插入側(cè);其中，若干個(gè)所述記錄觸點(diǎn)產(chǎn)生電刺激、記錄所述電刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)以及記錄至少一個(gè)所述發(fā)光部件光刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)。
[0019]優(yōu)選的是，若干個(gè)所述記錄觸點(diǎn)與至少一個(gè)所述發(fā)光部件沿插入方向依次排列在所述插入端的插入側(cè);其中，若干個(gè)所述記錄觸點(diǎn)包括產(chǎn)生電刺激和記錄所述電刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)的第一記錄觸點(diǎn)以及記錄至少一個(gè)所述光刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)的第二記錄觸點(diǎn)。
[0020]本實(shí)用新型至少包括以下有益效果:
[0021]I)通過(guò)在光電極的插入端設(shè)置產(chǎn)生電刺激和記錄所述電刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)的記錄觸點(diǎn)以及產(chǎn)生光刺激的發(fā)光部件、記錄觸點(diǎn)還用于記錄光刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)，從而形成光/電刺激并帶有多路記錄觸點(diǎn)于一體的光電極，通過(guò)一個(gè)光電極分別完成光/電刺激以及光/電刺激的神經(jīng)信號(hào)的記錄，簡(jiǎn)化設(shè)備，節(jié)約材料；
[0022]2)光電極的插入端上除所述記錄觸點(diǎn)外的表面覆蓋有覆蓋膜層，覆蓋膜層是聚對(duì)二甲苯薄膜，消除了記錄觸點(diǎn)與插入端接觸處的周?chē)谟涗浻|點(diǎn)通有高電荷漏電流時(shí)帶來(lái)的不安全影響，提高光電極的安全性；
[0023]3)插入端的插入側(cè)沿插入方向呈梯形狀，插入側(cè)呈梯形狀相當(dāng)于三角形去尖端，類(lèi)似弧形設(shè)計(jì)，減少插入端插入時(shí)對(duì)神經(jīng)組織的傷害；
[0024]4)記錄觸點(diǎn)和發(fā)光部件沿插入方向依次排列在插入端;至少一個(gè)記錄觸點(diǎn)沿垂直于插入方向排列在所述插入端，可以提供至少一個(gè)電刺激或至少一個(gè)記錄光刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)；至少一個(gè)發(fā)光部件沿插入方向依次排列在插入端，可以提供至少一個(gè)或至少一種波長(zhǎng)的光刺激。
[0025]本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本實(shí)用新型的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本實(shí)用新型所述的植入式神經(jīng)刺激與記錄的光電極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本實(shí)用新型所述的植入式神經(jīng)刺激與記錄的光電極的俯視圖；
[0028]圖3為本實(shí)用新型所述的植入式神經(jīng)刺激與記錄的光電極的右視圖。
[0029]圖中:
[0030]10-支撐部件；11-插入端；111-記錄觸點(diǎn)；IIA-插入側(cè)；12-連接端；13-信號(hào)采集線；14-第一焊盤(pán);15-第二焊盤(pán);16-電源線；17-第一通孔;18-第二通孔；
[0031]20-發(fā)光部件。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0033]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語(yǔ)并不排除一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
[0034]神經(jīng)調(diào)控功能可通過(guò)兩種方式體現(xiàn)，其一可以通過(guò)電極觸點(diǎn)產(chǎn)生參數(shù)可調(diào)的電脈沖刺激，其二可以通過(guò)特定波長(zhǎng)的微型光極對(duì)表達(dá)了光敏蛋白的特定性神經(jīng)組織進(jìn)行光刺激。如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)用新型提供一種植入式神經(jīng)刺激與記錄的光電極，包括:支撐部件10，其包括插入端11，插入端11設(shè)有產(chǎn)生電刺激和記錄電刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)的記錄觸點(diǎn)111;發(fā)光部件20，其位于插入端11，用于產(chǎn)生光刺激；以及，覆蓋膜層，其覆蓋在插入端11上除記錄觸點(diǎn)111外的表面;其中，記錄觸點(diǎn)111還用于記錄光刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào);覆蓋膜層是聚對(duì)二甲苯薄膜。
[0035]本實(shí)用新型提供的植入式神經(jīng)刺激與記錄的光電極，通過(guò)在光電極的插入端11設(shè)置產(chǎn)生電刺激和記錄電刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)的記錄觸點(diǎn)111以及產(chǎn)生光刺激的發(fā)光部件20、記錄觸點(diǎn)111還記錄光刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)，從而形成光/電刺激并帶有記錄觸點(diǎn)于一體的光電極，即通過(guò)一個(gè)光電極分別完成光/電刺激以及光/電刺激的神經(jīng)信號(hào)的記錄，既具備光刺激的特定神經(jīng)元精準(zhǔn)刺激，又通過(guò)產(chǎn)生電刺激的記錄觸點(diǎn)111及時(shí)記錄光刺激的神經(jīng)信號(hào)，簡(jiǎn)化設(shè)備、節(jié)約材料，提高光電極的測(cè)量精確性和便利性。
[0036]其中，記錄觸點(diǎn)111既產(chǎn)生電刺激和記錄電刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)，又記錄光刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)，提高記錄觸點(diǎn)111的利用率。發(fā)光部件20的光源可以是任意發(fā)出光波對(duì)神經(jīng)組織進(jìn)行光刺激的激光發(fā)生器，本實(shí)施方式考慮植入式神經(jīng)刺激與記錄的光電極的大小尺寸和應(yīng)用場(chǎng)合，優(yōu)選可以產(chǎn)生特定波長(zhǎng)的光、進(jìn)而控制光敏蛋白表達(dá)的微型發(fā)光二極管，微型發(fā)光二極管作用面積較小，散射發(fā)光面積大，可適用于動(dòng)物體多部位電位測(cè)量，拓廣植入式神經(jīng)刺激與記錄的光電極的應(yīng)用范圍。植入式神經(jīng)刺激與記錄的光電極為柔性光電極，可彎折，既適用于表皮、也適用于深部組織，光電極可自由的在神經(jīng)組織中放置，提高了光電極使用的靈活性，拓廣了光電極的使用范圍。覆蓋