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针型视神经刺激微电极阵列的研究

姚源  
【摘要】: 随着神经系统工程的日益发展,人们开始越来越深入的探索人类神经活动领域。微电极作为脑-机接口的核心部分,在神经信号和电学信号的传输和转化过程中起着桥梁的作用,因而微电极的研究与开发在神经活动研究领域受到越来越广泛的关注。微电极的发展十分迅速,到目前为止,已经发展出平面电极、箍型电极、筛型电极和针型电极等几类形态不同的微电极。不同形态的电极有其各自不同的特点,而针型微电极以其具备独特的性能而备受瞩目。与其他微电极相比,针型微电极具有高密度、阵列化和易于实现深脑刺激等特点,这是未来高密度微电极的一个发展趋势。 就目前而言,一些较为成熟的针型电极的制备工艺相对较为复杂,对加工设备和工艺环境要求较高,而且与目前已经成熟的微加工工艺不兼容,很大限度的制约了针型微电极的普及应用和大规模发展。因此探索一种具有大规模应用潜力的针型微电极制备工艺成为一个亟待解决的问题。 本论文系统地调研和分析了现有针型微电极阵列制备工艺的优缺点,并以此为基础,提出了一套简易、快捷的针型神经微电极阵列制备方式,并综合评估了所制备微电极阵列的机械性能、电学性能和生物相容性。 本论文的主要工作包括: 1.系统地调研和总结了目前世界上较为常见的针型微电极阵列的制备工艺,并比较其各自特点。在这基础上,根据实际情况设计了一种低成本、快捷的制备方式; 2.探索了基于微加工技术的针型微电极阵列制备工艺,确定其可行性,并根据实验结果加以改进,最终确定实验方案并实现整个制备工艺; 3.重点解决了钨丝表面均匀附着绝缘层的难题,并优化了针尖工艺; 4.对得到的微阵列电极进行电学性能测试、细胞毒性实验和生物体植入实验,并对其结果做出评估。 一系列实验验证结果表明,本论文中提出基于微细钨丝的制备工艺具有成本低,流程短,实现方便等特点,而且所制备的微阵列电极能够很好的适应生物体植入需要,具有良好的电学和生物学特性。


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1 姚源;针型视神经刺激微电极阵列的研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2008年
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