一種雙面多信息檢測微腦電極芯片的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及微機電加工技術領域和植入式微電極技術領域，特別涉及一種雙面多信息檢測微腦電極芯片。
【背景技術】
[0002]在醫學康復領域，治療帕金森綜合癥、嚴重癲癇和各種成癮癥等疾病，通常采用外科手術在病灶附近植入腦電極，并給予一定頻率、脈寬和幅值的電刺激來進行治療。目前臨床上使用的主要是美敦力的產品對患者進行腦深部電刺激(DBS)的治療，盡管DBS在臨床上應用廣泛，但是其作用機制目前尚不明確。長期以來，人們利用膜片鉗、金屬微電極和玻璃微電極對在體或離體的神經細胞進行電生理基礎研究和動物實驗。受材料和加工工藝限制，這些電極的通道數量較少，作用區域有限，且功能比較單一集成度不高。近年來隨著微機電加工技術(MEMS)發展，國內外陸續涌現出多種材料和工藝制造的微腦電極，在DBS領域取得了一定研究成果，但多數電極都是功能單一的單面電極，這在很大程度上限制了 DBS的刺激效果并造成了信號記錄的局限性。
[0003]神經系統是一個復雜的系統，簡單記錄腦電信號、電化學信號或者盲目的電刺激都很難有實質性的突破。人的大腦中有成千上萬的神經細胞，它們之間通過突觸傳遞電信號和化學信號。在用腦深部電刺激術治療帕金森等精神疾病時，能夠同時記錄神經細胞電生理信號和獲取多巴胺等神經遞質電化學信號等多維度微弱信號，對研究腦深部電刺激治療效果具有重要意義。因此，研發一種能夠同時進行電脈沖刺激，腦電信號檢測和電化學檢測的多功能高集成度的腦電極對DBS的研究是很有必要的。
[0004]基于微機電系統技術(MEMS)，通過微納加工技術，在以硅基為基底的電極雙側合理規劃和布局電極功能區域，實現在電脈沖刺激的同時檢測腦電信號和電化學信號，未見有相關報道。
【發明內容】
[0005]為了克服上述現有技術的缺陷，本實用新型目的在于提供一種雙面多信息檢測微腦電極芯片，該電極芯片以硅基為基底，多通道電極位點布局在電極芯片雙側，能夠在進行電脈沖刺激的同時用于腦電信號和電化學檢測，適合長期植入腦內，為神經性疾病的治療和研究提供幫助。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型的技術方案為:
[0007]—種雙面多信息檢測微腦電極芯片，包括電極桿I，電極桿I每一個面分布有三個電脈沖刺激電極位點2，四個電化學檢測電極位點4和七個腦電檢測電極位點3;電脈沖刺激電極位點2、腦電檢測電極位點3和電化學檢測電極位點4對稱分布在電極桿I的兩個面的中軸線上；電化學檢測電極位點4和腦電檢測電極位點3通過檢測電極引線6連接到電極引線接口焊盤7;電脈沖刺激電極位點2通過刺激電極引線5連接到電極引線接口焊盤7;電極引線接口焊盤7對稱分布在電極柄8的兩個面的中軸線的兩側，電極引線接口焊盤7在電極柄8每個側面上共分布2組X 7個。
[0008]所述電極桿I的基底材料為單晶硅、參雜硅或SOI硅片其中之一，所述電極桿I的厚度為200um，尖端呈32度角，電極桿I主體寬度400-600um，長8.8mm，電極桿l表面覆蓋200-300nm絕緣層 ，絕緣層為二氧化娃或氮化娃其中之一。
[0009]所述電極柄8的基底材料為單晶硅、參雜硅或SOI硅片其中之一，電極柄8的厚度為200um，長4mm，寬2mm，電極柄8表面覆蓋200_300nm絕緣層，絕緣層為二氧化娃或氮化娃其中之一O
[0010]所述電脈沖刺激電極位點2、腦電檢測電極位點3和電化學檢測電極位點4的電極材料是生物相容性好的金屬薄膜，包括金、鉑、銥、鈦，厚度200-300nm，通過20_30nm金屬鉻粘結在電極基底上;所述電脈沖刺激電極位點2為直徑10um的圓形區域，所述腦電檢測電極位點3為直徑20um的圓形區域，所述電化學檢測電極位點4為直徑50um的圓形區域；
[0011 ]所述電脈沖刺激電極位點2與腦電檢測電極位點3相間排列，間距250um;所述電化學檢測電極位點4和腦電檢測電極位點3相間排列，間距300um。
[0012]所述刺激電極引線5、檢測電極引線6和電極引線接口焊盤7的材料為包括金、鉑、銅導電性能良好的金屬的一種，厚度200-300nm，通過20-30nm金屬鉻粘結在電極基底上；
[0013]所述刺激電極引線5和檢測電極引線6表面絕緣的方法是，通過磁控濺射技術在其上面均勻濺射一層200-300nm厚S12絕緣層；
[0014]所述刺激電極引線5寬度10um，間距5um;所述檢測電極引線6寬度5um，間距5um;所述刺激電極引線5和檢測電極引線6分別在微電極同一面的中軸線兩側布線，所述電極引線接口焊盤7大小為400um X 400um，垂直間距200um。
[0015]本實用新型的意義在于:在一個微電極陣列芯片上高度集成電脈沖刺激電極、腦電檢測電極和電化學檢測電極，利用電極材料、布局和結構的差異，實現對神經系統特定區域的電脈沖刺激、腦電信號檢測和電化學檢測功能;本實用新型充分考慮電極刺激的作用范圍和刺激效果，采用雙面布局電極的方式，雙面電脈沖刺激。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型一個微電極陣列芯片的結構示意圖。
[0017]圖2是距尖端第二個脈沖刺激電極處的截面結構圖。
[0018]圖中:1.電極桿，2.脈沖刺激電極位點，3.腦電檢測電極位點，4.電化學檢測電極位點，5.刺激電極引線，6.檢測電極引線，7.電極引線接口焊盤，8.電極柄。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步說明。
[0020]如圖1、2所示，一種雙面多信息檢測微腦電極芯片，包括電極桿1、電脈沖刺激電極位點2、腦電檢測電極位點3、電化學檢測電極位點4、刺激電極引線5、檢測電極引線6、電極引線接口焊盤7和電極柄8;電極桿I每一個面分布有三個電脈沖刺激電極位點2，四個電化學檢測電極位點4和七個腦電檢測電極位點3;電脈沖刺激電極位點2、腦電檢測電極位點3和電化學檢測電極位點4對稱分布在電極桿I的兩個面的中軸線上；電化學檢測電極位點4和腦電檢測電極位點3通過檢測電極引線6連接到電極引線接口焊盤7;電脈沖刺激電極位點2通過刺激電極引線5連接到電極引線接口焊盤7;電極引線接口焊盤7對稱分布在電極柄8的兩個面的中軸線的兩側，電極引線接口焊盤7在電極柄8每個側面上共分布2組X7個。
[0021]所述電脈沖刺激電極位點2、腦電檢測電極位點3、電化學檢測電極位點4采用雙面布局加工，對稱分布在電極芯片兩側，與單面布局電極位點相比可以大幅提高刺激或者信號采集的空間分辨率。
[0022]所述電脈沖刺激電極位點2、腦電檢測電極位點3通過電沉積方法在其上面沉積一層貴金屬納米顆粒，以降低相應電極位點阻抗，提高電刺激和信號采集質量。
[0023]所述電化學檢測電極位點4通過電化學修飾一層選擇性聚合物膜和納米復合物后用于選擇性檢測神經遞質多巴胺的濃度。
[0024]所述電極桿I的基底材料為單晶硅、參雜硅或SOI硅片其中之一，所述電極桿I的厚度為200um，尖端呈32度角，電極桿I主體寬度400-600um，長8.8mm，電極桿l表面覆蓋200-300nm絕緣層 ，絕緣層為二氧化娃或氮化娃其中之一；
[0025]所述電極柄8的基底材料為單晶