专利名称：面向面瘫康复的活动假牙式柔性微电极的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种医用器械技术领域的装置，具体是一种面向面瘫康复的活动假牙式柔性微电极。
背景技术：
近年来，随着微机电系统(MEMS:Micro-Electro-Mechanical Systems)技术的不断进步，使得微电子设备和微传感器等微系统应用范围不断扩大，已广泛应用于多个领域， 特别是医学领域。面瘫是以面部表情肌群运动功能障碍为主要特征的一种常见病，一般症状是口眼歪斜。患者面部往往连最基本的抬眉、闭眼、鼓嘴等动作都无法完成。病侧面部表情肌完全瘫痪者，前额皱纹消失、眼裂扩大、鼻唇沟平坦、口角下垂，露齿时口角向健侧偏歪。病侧不能作皱额、蹙眉、闭目、鼓气和噘嘴等动作。鼓腮和吹口哨时，因患侧口唇不能闭合而漏气。 进食时，食物残渣常滞留于病侧的齿颊间隙内，并常有口水自该侧淌下。常用的治疗面瘫的方法有针灸、药物以及外科手术等，但是短期内都难以恢复或者效果有限。而且由于面部的特殊位置，采取外科手术的方法必须特别谨慎。因此，一种方便、创伤小或者无创伤，不对面部进行外科手术的康复方法显得十分重要。活动假牙是一种可以自行取摘的修复体，一般由两个主要部分组成基托上的假牙和弹性金属钩，金属钩会钩住剩余牙齿以固定在口中。活动假牙可以在需要时取出使用， 不用的时候可以收起来。它可以利用塑料、金属、高分子材料等做基托，靠粘膜、骨组织作支持，靠义齿的固位体和基托固位。它的优点是操作比较简便，磨牙较少，美观好于金属冠套， 病人容易接受，托牙可以取脱下来加以洗涤，有利于口腔卫生。综上，考虑到活动假牙的佩戴方便，不影响面部外观且能够与面部肌肉群接触的优点，在活动假牙的基础上设计柔性微电极对面部肌肉群进行功能性电刺激，恢复肌肉群运动功能是可行的。经对现有技术的检索发现，Sachs, N. Α.，Ε. L. Chang等人在IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng 15(1) :67_75,2007 撰文"Electrical stimulation of the paralyzed orbicularis oculi in rabbit”(用于兔子眼轮匝肌麻痹的电刺激)，该技术采用在兔子上眼睑的皮下植入刺激电极，并且在植入点的外部手术缝合用以固定电极，然后在植入眼睑电极的内侧和外侧之间加载双相脉冲电流刺激。通过改变脉冲振幅、脉冲宽度、脉冲数等参数在一定程度上实现了兔子的闭眼动作。但是这种方需要通过外科手术的方法来植入电极，而且不能对面部肌肉群产生作用，所以该方法对恢复恢复肌肉群运动功能的实用意义有限。美国专利号 :US7, 874, 838, "Instrument and process for the minimum distance verification between teeth for the placement of one or two bone integrated dental implants”(面向一个或两个种植牙放置的最小距离核查的仪器和过程)，该技术公开了一种涉及改善假牙植入有效性的方法，这在一定程度上为活动假牙的安装提供了新的思路，但是该技术并不能对面瘫康复产生影响。美国专利号US7，857，626，"Medical physiological simulator including a conductive elastomer layer，，(包含导电弹性层的医用生理刺激器)，该技术公开了一种利用导电弹性电路层作为反馈通路控制生理电刺激的一种方法，但是该技术主要是面向外科手术技巧训练的，作为康复治疗的实用意义有限。综上，目前无论是对假牙还是电刺激等领域相关的研究，没有将二者结合起来能够用于面瘫康复的活动假牙式柔性微电极。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种面向面瘫康复的活动假牙式柔性微电极，在活动假牙基础上另外设计的柔性微电极，佩戴简便，无需外科手术，不影响面部外观，是一种解决有面瘫引起的面部肌肉群运动困难的方案。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括依次设置并组成复合结构的结构层、电极电路层和覆盖层以及贯穿复合结构的通孔，覆盖层与口腔中面部肌肉群瘫痪的一侧或两侧直接接触，电极电路层中设有连接电路和电极点，其中的连接电路由覆盖层覆盖并电气绝缘，电极点裸露实现电刺激。所述的连接电路由位于密封模块内的、与外界电气绝缘的信号模块以及若干通过连接线与之相连的电极组成。所述的覆盖层覆盖于结构层和电极电路层上除通孔与电极点以外的位置。所述的结构层的厚度为0. lmm-5mm。所述的电极电路层中连接电路的线宽为lOnm-lOOOym;电极点的横截面积为 1μ 2_10000μπ 2。所述的覆盖层的厚度为0. lmm-5mm。所述的连接线的长X 宽 X 厚为 ImmXlmmXO. Olmm-IOOmmX 10mmX5mm。所述的通孔横截面积为0. 0001mm2-400mm2。所述的电极点的横截面积为1 μ Π12-10000 μ m2。 所述的信号模块的横截面积为lmm2-900mm2且厚度为0. Imm-IOmm ；所述的密封模块的横截面积为100mm2-3600mm2且厚度为0. lmm-20mm。 本发明利用从安装在活动假牙中的信号模块中输入电刺激信号，通过裸露的电极点把电刺激加载在面部肌肉群上，引发面部肌肉群的规律运动，恢复面部肌肉群的功能。本发明结构简单，佩戴方便，使用时只需要把活动假牙式柔性微电极佩戴在口腔内，从信号模块中输入刺激信号，即可有效刺激面部肌肉群，恢复面部肌肉群的功能。
图1为本发明结构的示意图。图2为本实施例中的电极电路与通孔的位置分布示意图。图3为本实施例中的特定分布的电极细节示意图。图4为本实施例中的柔性微电极通过连接线与活动假牙中的信号模块连接线示意图。图5为本实施例口轮匝肌处的佩戴示意图。图6为本实施例面部肌肉群处的佩戴示意图。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例本实施例的具体制备过程如下首先在Si片上沉积3 μ m-5 μ m的聚氯代对二甲苯(Parylene-C)薄膜，然后甩0. Olmm-Imm的聚二甲基硅氧烷(PDMS)，80°C烘干4个小时，构成结构层。接着甩5μπι的正胶并图形化，溅射贵金属(包括Pt、Ir、Au等)种子层， 100-15000埃，采用Lift-off工艺去光刻胶，图形化种子层，构成电极电路层。然后，甩 0. Olmm-Imm的PDMS，80°C烘干4个小时，再沉积3 μ m_5 μ m的Parylene-C，第二次把光刻胶图形化，使用反应离子刻蚀(HiE)把Parylene-C刻穿，露出电极点，构成覆盖层。如图1-图3所示，本实施例制备得到的面向面瘫康复的活动假牙式柔性微电极， 包括依次设置并组成复合结构的结构层1、电极电路层2和覆盖层3以及贯穿复合结构的通孔6，覆盖层3与口腔中面部肌肉群瘫痪的一侧或两侧直接接触，电极电路层2中设有连接电路和电极点12，其中的连接电路由覆盖层3覆盖并电气绝缘，电极点12裸露实现电刺激。如图3和图4所示，所述的连接电路由位于密封模块14内的信号模块13以及若干通过连接线4与之相连的电极5组成，密封模块14位于活动假牙结构15内。所述的覆盖层3覆盖于结构层和电极电路层上除通孔6与电极点12以外的位置。所述的结构层1的厚度为0. lmm-5mm。所述的电极电路层2中连接电路的线宽为IOnm-IOOO μ m。所述的电极电路层2中电极点12的横截面积为1 μ m2-10000 μ m2。所述的覆盖层3的厚度为0. lmm-5mm。所述的连接线4(长 X 宽 X 厚)为 ImmXlmmXO. Olmm-IOOmm X IOmm X 5mm。所述的通孔6横截面积为0. 0001mm2-400mm2。所述的特征长度7为20mm-100mm。所述的特征宽度8为10mm-60mm。所述的特征长度10为lmm-150mm。所述的特征宽度11为lmm-150mm。所述的电极点12的横截面积为1 μ Π12-10000 μ m2。所述的信号模块13通过连接线4对柔性微电极提供电源和刺激信号。所述的信号模块13的横截面积为lmm2-900mm2。所述的信号模块13的厚度为0. Imm-lOmm。所述的密封模块14完全包覆信号模块13并保证与外界电气绝缘。所述的密封模块14的横截面积为100mm2-3600mm2。所述的密封模块14的厚度为0. lmm-20mm。本实施例的工作原理为如图1所示，本装置为三层结构，结构层1作为支撑结构保持柔性微电极的特定形状。电极电路层2包括特定分布的电极5与连接线4。覆盖层3覆盖除通孔与电极点以外的电极电路层2表面，便于电极点把电刺激加载在肌肉上。如图2所示，本装置活动假牙式柔性微电极的形状是根据具体面部瘫痪肌肉的分
布和位置确定的。活动假牙式柔性微电极(口轮匝肌)的特征长度7、特征宽度8、开口 9，
活动假牙式柔性微电极(面部肌肉群)的特征长度10、特征宽度11的具体尺寸如表1所
7J\ ο如表1所示，本实施例的实际应用要求所用尺寸如表所示。表1面向面瘫康复的活动假牙式柔性微电极的一组典型设计参数
权利要求
1.一种面向面瘫康复的活动假牙式柔性微电极，其特征在于，包括依次设置并组成复合结构的结构层、电极电路层和覆盖层以及贯穿复合结构的通孔，覆盖层与口腔中面部肌肉群瘫痪的一侧或两侧直接接触，电极电路层中设有连接电路和电极点，其中的连接电路由覆盖层覆盖并电气绝缘，电极点裸露实现电刺激。
2.根据权利要求1所述的面向面瘫康复的活动假牙式柔性微电极，其特征是，所述的连接电路由位于密封模块内的、与外界电气绝缘的信号模块以及若干通过连接线与之相连的电极组成。
3.根据权利要求1所述的面向面瘫康复的活动假牙式柔性微电极，其特征是，所述的覆盖层覆盖于结构层和电极电路层上除通孔与电极点以外的位置。
4.根据权利要求1所述的面向面瘫康复的活动假牙式柔性微电极，其特征是，所述的结构层的厚度为0. lmm-5mm。
5.根据权利要求1所述的面向面瘫康复的活动假牙式柔性微电极，其特征是，所述的电极电路层中连接电路的线宽为IOnm-IOOO μ m;电极点的横截面积为1 μ m2_10000 μ m2。
6.根据权利要求1所述的面向面瘫康复的活动假牙式柔性微电极，其特征是，所述的覆盖层的厚度为0. lmm-5mm。
7.根据权利要求2所述的面向面瘫康复的活动假牙式柔性微电极，其特征是，所述的连接线的长 X 宽 X 厚为 ImmXlmmXO. Olmm-IOOmmX IOmmX 5mm。
8.根据权利要求1所述的面向面瘫康复的活动假牙式柔性微电极，其特征是，所述的通孔横截面积为0. 0001mm2-400mm2。
9.根据权利要求1所述的面向面瘫康复的活动假牙式柔性微电极，其特征是，所述的电极点的横截面积为ι μ m2-10000 μ m2。
10.根据权利要求2所述的面向面瘫康复的活动假牙式柔性微电极，其特征是，所述的信号模块的横截面积为lmm2-900mm2且厚度为0. Imm-IOmm ；所述的密封模块的横截面积为 100mm2-3600mm2 且厚度为 0. lmm-20mm。
全文摘要
一种医用器械技术领域的面向面瘫康复的活动假牙式柔性微电极，包括依次设置并组成复合结构的结构层、电极电路层和覆盖层以及贯穿复合结构的通孔，覆盖层与口腔中面部肌肉群瘫痪的一侧或两侧直接接触，电极电路层中设有连接电路和电极点，其中的连接电路由覆盖层覆盖并电气绝缘，电极点裸露实现电刺激。本发明在活动假牙基础上另外设计的柔性微电极，佩戴简便，无需外科手术，不影响面部外观，是一种解决有面瘫引起的面部肌肉群运动困难的方案。
文档编号A61N1/05GK102151358SQ201110110230
公开日2011年8月17日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者刘景全, 康晓洋, 杨春生, 田鸿昌 申请人:上海交通大学