植入式神经刺激与记录的光电极及其制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及生物医学工程技术领域，更具体地说，本发明涉及一种植入式神经刺激与记录的光电极及其制造方法。
【背景技术】
[0002]光遗传学，也称光刺激基因工程，它是一种通过使用光学技术和遗传技术来实现控制细胞行为的方法。光遗传学技术克服了传统的只用电刺激手段控制细胞或有机体活动的许多缺点，为神经科学提供了一种变革性的研究手段。该技术方法通过特定波长的光刺激来控制表达了光敏感蛋白细胞的发放或抑制。目前，光遗传学最流行的研究方法是由激光器或LED(Light Emitting D1de，发光二极管)光源发出一定波长的光，通过光纤传输到实验动物的大脑，通常为小鼠或大鼠。光遗传学技术作为一个工具使动物神经元产生神经兴奋，同时需要配合使用其他仪器及电极来观察和记录动物神经元放电、行为变化和生理变化等。
[0003]目前，同类神经调控策略多为通过金属丝进行电刺激或者通过由激光器作为发光源通过光纤进行光刺激或者直接通过LED发光耦合光纤输出。其中电刺激技术较为成熟，已经成功应用于帕金森等中枢神经系统疾病的治疗中，电刺激电极一般用金属箔丝作为电极实现;光刺激可以更为精准的对特定的神经元进行刺激，在未来可能成为比电刺激更为有效的治疗手段，但基于光纤的刺激有着发光面积有限，光源受限于外界激光发生器种类，价格昂贵等缺点，不能很好的实现神经环路多点刺激及核团刺激等应用场合要求；同时虽然目前也出现了少数基于发光二极管的光极，但其制作工艺较为复杂且价格高昂；另外，光刺激不具备电刺激及神经信号记录功能，如果需要记录刺激产生的神经信号，必须另外配置其他记录电极及硬件系统使用，且该电极产品价格非常昂贵。
【发明内容】
[0004]针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种植入式神经刺激与记录的光电极及其制造方法，通过在光电极的插入端设置产生电刺激和记录所述电刺激产生的神经信号的记录触点以及产生光刺激的发光部件、记录触点还用于记录光刺激产生的神经信号，从而形成光/电刺激并带有多路记录触点于一体的光电极，通过一个光电极分别完成光/电刺激以及光/电刺激的神经信号的记录，简化设备，节约材料，适用多部位电位测量，应用广泛。
[0005]为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明通过以下技术方案实现:
[0006]本发明所述的植入式神经刺激与记录的光电极，包括:
[0007]支撑部件，其包括插入端，所述插入端设有产生电刺激和记录所述电刺激产生的神经信号的记录触点；以及，
[0008]发光部件，其位于所述插入端，用于产生光刺激；
[0009]其中，所述记录触点还用于记录所述光刺激产生的神经信号。
[0010]优选的是，所述插入端的插入侧沿插入方向呈梯形状。
[0011]优选的是，所述支撑部件包括上基板层、下基板层以及连接到所述上基板层与所述下基板层之间的屏蔽层;所述支撑部件还包括连接外接器的连接端；
[0012]其中，所述上基板层包括采集神经信号的信号采集线、所述记录触点以及分别位于所述连接端的第一焊盘和第二焊盘;所述下基板层包括电源线；所述记录触点通过所述信号采集线连接到所述第一焊盘，所述发光部件通过所述电源线连接到所述第二焊盘。
[0013]优选的是，所述连接端设有第一通孔，所述插入端设有第二通孔;所述第二焊盘通过所述第一通孔连接到所述电源线一端，所述电源线另一端通过所述第二通孔连接到所述发光部件。
[0014]优选的是，所述插入端的插入侧沿插入方向呈梯形状。
[0015]优选的是，至少一个所述记录触点和至少一个所述发光部件沿插入方向依次排列在所述插入端的插入侧;其中，至少一个所述记录触点沿垂直于插入方向依次排列在所述插入端的插入侧;至少一个所述发光部件沿插入方向依次排列在所述插入端的插入侧。
[0016]优选的是，一个所述记录触点与一个所述发光部件沿插入方向依次排列在所述插入端的插入侧;其中，一个所述记录触点产生电刺激、记录所述电刺激产生的神经信号以及记录一个所述发光部件光刺激产生的神经信号。
[0017]优选的是，若干个所述记录触点与至少一个所述发光部件沿插入方向依次排列在所述插入端的插入侧;其中，若干个所述记录触点产生电刺激、记录所述电刺激产生的神经信号以及记录至少一个所述发光部件光刺激产生的神经信号。
[0018]优选的是，若干个所述记录触点与至少一个所述发光部件沿插入方向依次排列在所述插入端的插入侧;其中，若干个所述记录触点包括产生电刺激和记录所述电刺激产生的神经信号的第一记录触点以及记录至少一个所述光刺激产生的神经信号的第二记录触点。
[0019]—种植入式神经刺激与记录的光电极的制作方法，包括以下步骤:
[0020]SI，在聚酰亚胺制成的下基板上方涂布一层环氧树脂胶，在环氧树脂胶上方贴合表面贴有一层光致抗蚀剂的铜箔，形成屏蔽层；
[0021]S2，利用掩膜进行紫外线曝光，曝光区域是光电极屏蔽层的形状，曝光之后用显影液将未曝光区域去除；
[0022]S3，利用刻蚀液将裸露的铜箔去除，再利用强碱溶液将光致抗蚀剂去除，让屏蔽层上方完全露出；
[0023]S4，在屏蔽层上方涂布环氧树脂胶后，在环氧树胶上方贴合聚酰亚胺制成的上基板层，从而形成光电极的支承部件；
[0024]S5，在光电极的支承部件上下表面贴合铜箔；
[0025]S7，对光电极的支承部件进行钻孔处理，形成第一通孔和第二通孔；
[0026]S6，用电镀工艺分别在第一通孔和第二通孔的孔壁上镀一层铜；
[0027]S7，按照步骤S1、步骤S2、步骤S3的方法进行图形转移，在光电极支承部件的上表面和下表面形成所设计的信号采集线、电源线、第一焊盘以及第二焊盘；
[0028]S8，利用激光切割技术围绕信号采集线、电源线、第一焊盘以及第二焊盘将上基板层和下基板层共同切割成光电极支承部件的形状，将发光部件焊接在支承部件插入端的第二通孔;形成植入式神经刺激与记录的光电极。
[0029]本发明至少包括以下有益效果:
[0030]I)通过在光电极的插入端设置产生电刺激和记录所述电刺激产生的神经信号的记录触点以及产生光刺激的发光部件、记录触点还用于记录光刺激产生的神经信号，从而形成光/电刺激并带有多路记录触点于一体的光电极，通过一个光电极分别完成光/电刺激以及光/电刺激的神经信号的记录，简化设备，节约材料；
[0031]2)插入端的插入侧沿插入方向呈梯形状，插入侧呈梯形状相当于三角形去尖端，类似弧形设计，减少插入端插入时对神经组织的伤害；
[0032]3)记录触点和发光部件沿插入方向依次排列在插入端;至少一个记录触点沿垂直于插入方向排列在所述插入端，可以提供至少一个电刺激或至少一个记录光刺激产生的神经信号；至少一个发光部件沿插入方向依次排列在插入端，可以提供至少一个或至少一种波长的光刺激。
[0033]本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0034]图1为