电极柄8的厚度为200um，长4mm，宽2mm，电极柄8表面覆盖200_300nm绝缘层，绝缘层为二氧化娃或氮化娃其中之一O
[0026]所述电脉冲刺激电极位点2、脑电检测电极位点3和电化学检测电极位点4的电极材料是生物相容性好的金属薄膜，包括金、铂、铱、钛，厚度200-300nm，通过20_30nm金属铬粘结在电极基底上;所述电脉冲刺激电极位点2直径lOOum，所述脑电检测电极位点3直径20um，所述电化学检测电极位点4直径50um;所述电脉冲刺激电极位点2与脑电检测电极位点3相间排列，间距250um;所述电化学检测电极位点4和脑电检测电极位点3相间排列，间距300umo
[0027]所述电脉冲刺激电极位点2与脑电检测电极位点3相间排列，间距250um，目的是能够采集到刺激电极位点周围神经元放电的信息，而间距设置为250um是保证两种不同功能的电极位点互不干扰;所述电化学检测电极位点4和脑电检测电极位点3相间排列，间距300um，优点是可以在同一脑区采集到两种不同的信号。
[0028]所述电脉冲刺激电极位点2、脑电检测电极位点3通过电沉积方法在其上面沉积一层贵金属纳米颗粒进行电极位点表面修饰。
[0029]所述电化学检测电极位点4通过电化学修饰一层选择性聚合物膜和纳米复合物后用于选择性检测神经递质多巴胺的浓度。
[0030]所述刺激电极引线5、检测电极引线6和电极引线接口焊盘7的材料为包括金、铀、铜导电性能良好的金属的一种，厚度200-300nm，通过20-30nm金属络粘结在电极基底上;所述刺激电极引线5和检测电极引线6表面覆盖200-300nm厚S12绝缘层;所述刺激电极引线5宽度lOum，间距5um;所述检测电极引线6宽度5um，间距5um;所述刺激电极引线5和检测电极引线6分别在微电极同一面的中轴线两侧布线；所述电极引线接口焊盘7大小为400umX400um，垂直间距200um。刺激电极引线宽度是检测电极引线宽度的2倍，这样设计的好处是减小其电阻，便于时间的刺激电流输入到脑区内，而把刺激引线和检测引线分别布局于电极杆中轴线两侧，其优点是消除脉冲刺激电流对检测到的脑电信号或电化学信号的影响；
[0031]本发明工作原理为:
[0032]将本发明通过颅骨钻孔手术，植入到大脑皮层或者大脑深部组织中；微电极通过电极引线接口焊盘7和外部脉冲刺激电路、脑电信号记录设备或电化学工作站连接。
[0033]对于电脉冲刺激电极位点2，外部刺激电路产生特定参数的电脉冲，通过电极引线接口焊盘7和刺激电极引线5传导到电脉冲刺激电极2，电脉冲刺激电极位点2直接接触脑组织，给大脑神经细胞施加特定参数的电脉冲刺激；
[0034]对于脑电检测电极位点3，神经细胞在刺激的条件下产生动作电位，由脑电检测电极位点3记录电生理信号，依次经过检测电极引线6和电极引线接口焊盘7传送到外部脑电记录设备；
[0035]对于电化学检测电极位点4，神经细胞在刺激的条件下释放神经递质(如多巴胺)催化电化学表面涂层材料，引发电化学检测电极位点4的电流响应，电流经过检测电极引线6和电极引线接口焊盘7传送到电化学工作站。
【主权项】
1.一种植入式多功能双面微型脑电极阵列芯片，其特征在于，包括电极杆(I)，电极杆(I)每一个面分布有三个电脉冲刺激电极位点(2 )，四个电化学检测电极位点(4)和七个脑电检测电极位点(3);电脉冲刺激电极位点(2)、脑电检测电极位点(3)和电化学检测电极位点(4)对称分布在电极杆(I)两个面的中轴线上；电化学检测电极位点(4)和脑电检测电极位点⑶通过检测电极引线(6)连接到电极引线接口焊盘(7);电脉冲刺激电极位点⑵通过刺激电极引线(5)连接到电极引线接口焊盘(7);电极引线接口焊盘(7)对称分布在电极柄(8)两个面的中轴线的两侧，电极引线接口焊盘(7)在电极柄(8)每个侧面上共分布2组X7个。2.根据权利要求1所述的一种植入式多功能双面微型脑电极阵列芯片，其特征在于，所述电极杆(I)的基底材料为单晶硅、参杂硅或SOI硅片其中之一，所述电极杆(I)的厚度为200um，尖端呈32度角，电极杆(I)主体宽度400-600um，长8.8mm，电极杆(l)表面覆盖200-300nm绝缘层 ，绝缘层为二氧化娃或氮化娃其中之一。3.根据权利要求1所述的一种植入式多功能双面微型脑电极阵列芯片，其特征在于，所述电极柄(8)的基底材料为单晶硅、参杂硅或SOI硅片其中之一，电极柄8的厚度为200um，长4mm，宽2mm，电极柄(8)表面覆盖200-300nm绝缘层，绝缘层为二氧化娃或氮化娃其中之一。4.根据权利要求1所述的一种植入式多功能双面微型脑电极阵列芯片，其特征在于，所述电脉冲刺激电极位点(2)、脑电检测电极位点(3)和电化学检测电极位点(4)的电极材料是生物相容性好的金属薄膜，包括金、铂、铱、钛，厚度200-300nm，通过20-30nm金属铬粘结在电极基底上。5.根据权利要求1所述的一种植入式多功能双面微型脑电极阵列芯片，其特征在于，所述电脉冲刺激电极位点(2)为直径10um的圆形区域，所述脑电检测电极位点(3)为直径20um的圆形区域，所述电化学检测电极位点(4)为直径50um的圆形区域。6.根据权利要求1所述的一种植入式多功能双面微型脑电极阵列芯片，其特征在于，所述电脉冲刺激电极位点(2)与脑电检测电极位点(3)相间排列，间距250um;所述电化学检测电极位点(4)和脑电检测电极位点(3)相间排列，间距300um。7.根据权利要求1所述的一种植入式多功能双面微型脑电极阵列芯片，其特征在于，所述刺激电极引线(5)、检测电极引线(6)和电极引线接口焊盘(7)的材料为包括金、铂、铜导电性能良好的金属的一种，厚度200-300nm，通过20-30nm金属铬粘结在电极基底上； 所述刺激电极引线(5)和检测电极引线(6)表面绝缘的方法是，通过磁控溅射技术在其上面均匀溅射一层200-300nm厚S12绝缘层； 所述刺激电极引线(5)宽度lOum，间距5um;所述检测电极引线(6)宽度5um，间距5um;所述刺激电极引线(5)和检测电极引线(6)分别在微电极同一面的中轴线两侧布线，所述电极引线接口焊盘(7)大小为400um X 400um，垂直间距200umo
【专利摘要】一种植入式多功能双面微型脑电极阵列芯片，电极杆的每一个面分布有三个电脉冲刺激电极，四个电化学检测电极和七个脑电检测电极；电脉冲刺激电极、脑电检测电极和电化学检测电极对称分布在电极杆两个面的中轴线上；电化学检测电极和脑电检测电极通过检测电极引线连接到电极引线接口焊盘；电脉冲刺激电极通过刺激电极引线连接到电极引线接口焊盘；电极引线接口焊盘7对称分布在电极柄的两个面的中轴线的两侧；本发明把不同功能的电极集成到一个芯片上，实现在电脉冲刺激脑深部组织的同时检测脑部特定区域的脑电信号和电化学信号，适合长期植入脑内，为神经性疾病的治疗和研究提供帮助。
【IPC分类】G01N27/00, A61B5/1473, A61N1/05, A61B5/0478, G01N27/26
【公开号】CN105561469
【申请号】CN201510930143
【发明人】王珏, 赵宗亚, 黄洪恩, 龚茹雪
【申请人】西安交通大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月12日