【摘要】:隨著(zhù)神經(jīng)系統工程的日益發(fā)展,人們開(kāi)始越來(lái)越深入的探索人類(lèi)神經(jīng)活動(dòng)領(lǐng)域。微電極作為腦-機接口的核心部分,在神經(jīng)信號和電學(xué)信號的傳輸和轉化過(guò)程中起著(zhù)橋梁的作用,因而微電極的研究與開(kāi)發(fā)在神經(jīng)活動(dòng)研究領(lǐng)域受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。微電極的發(fā)展十分迅速,到目前為止,已經(jīng)發(fā)展出平面電極、箍型電極、篩型電極和針型電極等幾類(lèi)形態(tài)不同的微電極。不同形態(tài)的電極有其各自不同的特點(diǎn),而針型微電極以其具備獨特的性能而備受矚目。


與其他微電極相比,針型微電極具有高密度、陣列化和易于實(shí)現深腦刺激等特點(diǎn),這是未來(lái)高密度微電極的一個(gè)發(fā)展趨勢。就目前而言,一些較為成熟的針型電極的制備工藝相對較為復雜,對加工設備和工藝環(huán)境要求較高,而且與目前已經(jīng)成熟的微加工工藝不兼容,很大限度的制約了針型微電極的普及應用和大規模發(fā)展。因此探索一種具有大規模應用潛力的針型微電極制備工藝成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。本論文系統地調研和分析了現有針型微電極陣列制備工藝的優(yōu)缺點(diǎn),并以此為基礎,提出了一套簡(jiǎn)易、快捷的針型神經(jīng)微電極陣列制備方式,并綜合評估了所制備微電極陣列的機械性能、電學(xué)性能和生物相;容性。


本論文的主要工作包括:


1.系統地調研和總結了目前世界上較為常見(jiàn)的針型微電極陣列的制備工藝,并比較其各自特點(diǎn)。在這基礎上,根據實(shí)際情況設計了一種低成本、快捷的制備方式;


2.探索了基于微加工技術(shù)的針型微電極陣列制備工藝,確定其可行性,并根據實(shí)驗結果加以改進(jìn),最終確定實(shí)驗方案并實(shí)現整個(gè)制備工藝;


3.重點(diǎn)解決了鎢絲表面均勻附著(zhù)絕緣層的難題,并優(yōu)化了針尖工藝;


4.對得到的微陣列電極進(jìn)行電學(xué)性能測試、細胞毒性實(shí)驗和生物體植入實(shí)驗,并對其結果做出評估。一系列實(shí)驗驗證結果表明,本論文中提出基于微細鎢絲的制備工藝具有成本低,流程短,實(shí)現方便等特點(diǎn),而且所制備的微陣列電極能夠很好的適應生物體植入需要,具有良好的電學(xué)和生物學(xué)特性。