KR101206462B1 - 광전달이 가능한 탐침을 구비한 광자극 탐침 구조체 및 그 제조 방법 - Google Patents

광전달이 가능한 탐침을 구비한 광자극 탐침 구조체 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101206462B1
KR101206462B1 KR1020110000875A KR20110000875A KR101206462B1 KR 101206462 B1 KR101206462 B1 KR 101206462B1 KR 1020110000875 A KR1020110000875 A KR 1020110000875A KR 20110000875 A KR20110000875 A KR 20110000875A KR 101206462 B1 KR101206462 B1 KR 101206462B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
probe body
probe
light
optical
transmitting
Prior art date
Application number
KR1020110000875A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120079604A (ko
Inventor
윤의성
조일주
김진석
나경환
박형달
Original Assignee
한국과학기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020110000875A priority Critical patent/KR101206462B1/ko
Priority to US13/160,377 priority patent/US8821560B2/en
Publication of KR20120079604A publication Critical patent/KR20120079604A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101206462B1 publication Critical patent/KR101206462B1/ko

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N5/0613Apparatus adapted for a specific treatment
    • A61N5/0622Optical stimulation for exciting neural tissue
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/369Electroencephalography [EEG]
    • A61B5/377Electroencephalography [EEG] using evoked responses
    • A61B5/383Somatosensory stimuli, e.g. electric stimulation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/279Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
    • A61B5/291Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electroencephalography [EEG]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N5/0601Apparatus for use inside the body
    • A61N2005/0612Apparatus for use inside the body using probes penetrating tissue; interstitial probes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N2005/065Light sources therefor
    • A61N2005/0651Diodes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Abstract

본 발명에 따르면, 피실험체에 삽입되는 탐침 몸체와, 상기 탐침 몸체를 고정하는 고정 몸체 및 상기 탐침 몸체에 광 신호를 전달하는 광 조사체를 포함하고, 상기 탐침 몸체는 광 신호 전달이 가능한 광 전달 물질로 이루어져, 상기 광 조사체로부터 전달되는 광 신호가 상기 탐침 몸체를 통해 상기 피실험체에 전달되는 광자극 탐침 구조체 및 그 제조방법이 제공된다.

Description

광전달이 가능한 탐침을 구비한 광자극 탐침 구조체 및 그 제조 방법{Optical Stimulus Probe Structure with Optical transmittable Probe and Manufacturing method thereof}
본 발명은 광자극 탐침 구조체 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광전달이 가능한 탐침을 구비한 광자극 탐침 구조체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근에 피실험체의 뇌신경을 자극한 뒤 이에 따른 신호를 감지하고 분석함으로써 뇌질환을 치료하고 뇌의 동작을 규명하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
피실험체의 뇌신경을 직접 자극하고 그 정보를 수집하기 위해 피실험체에 삽입이 가능한 신경 탐침이 이용되고 있다. 또한, 뇌신경 자극에 따른 정보를 가급적 많이 탐지하기 위해 전극 어레이가 집적된 초소형 신경 탐침이 개발되었다.
종래의 신경 탐침들의 경우에는 뇌신경에 자극을 가하기 위해 탐침 몸체에 집적된 전극을 이용해 뇌신경에 전기적인 자극을 가하는 것이 일반적이다. 이와 같이, 뇌신경에 전기적인 자극을 가하게 되면 뇌신경에 손상을 줄 수 있을 뿐 아니라, 뇌를 구성하고 있는 물질이 전기적으로 도체인 이유로 원하는 부위에 국부적인 자극을 가할 수 없다는 단점이 있다.
따라서, 최근에는 뇌신경에 빛을 이용한 광 자극을 주어 그 반응 신호를 수집하는 방법이 소개되고 있다.
일반적으로, 광 자극을 가하는 광 자극 탐침은 실리콘 탐침 몸체에 광섬유를 부착해 뇌에 삽입하는데, 이 경우 자극 부위를 정확히 제어하기 어렵고, 탐침의 크기가 커진다는 문제점이 있다.
이와 관련하여, 광 전달을 위한 광도파로가 집적된 신경 탐침이 제안되었으나, 탐침 제작을 위한 공정이 매우 복잡하며, 탐침의 구조가 복잡하다는 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 간단한 방법으로 제조 가능하며, 구조가 간단하고 크기가 작아 효과적으로 원하는 부위를 자극할 수 있는 광 자극 탐침 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 피실험체에 삽입되는 탐침 몸체와, 상기 탐침 몸체를 고정하는 고정 몸체 및 상기 탐침 몸체에 광 신호를 전달하는 광 조사체를 포함하고, 상기 탐침 몸체는 광 신호 전달이 가능한 광 전달 물질로 이루어져, 상기 광 조사체로부터 전달되는 광 신호가 상기 탐침 몸체를 통해 상기 피실험체에 전달되는 광자극 탐침 구조체가 제공된다.
상기 광 전달 물질은 유리 또는 광 신호 전달이 가능한 폴리머일 수도 있다.
상기 광 조사체는 외부의 광원으로부터 발생한 광 신호를 전달하는 광섬유일 수도 있다.
상기 고정 몸체에는 상기 광섬유가 안착될 수 있는 그루브가 형성될 수도 있다.
상기 탐침 몸체에는 상기 피실험체로부터의 반응 신호를 수집할 수 있는 전극이 형성되고, 상기 고정 몸체에는 상기 전극과 전기적으로 연결되는 전기 도선이 배선될 수도 있다.
상기 고정 몸체는 실리콘으로 형성될 수도 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 피실험체에 삽입되는 탐침 몸체와, 상기 탐침 몸체가 부착되는 고정 몸체 및 상기 탐침 몸체에 광 자극 신호를 전달하는 광 조사체를 포함하고, 상기 탐침 몸체는 광신호 전달이 가능한 광 전달 물질로 이루어져, 상기 광 조사체로부터 전달되는 광 자극 신호가 상기 탐침 몸체를 통해 상기 피실험체에 전달되는 광자극 탐침 구조체 제조 방법으로서, 실리콘층을 형성하는 단계와, 상기 실리콘층 상부에 유리층을 형성하는 단계와, 상기 유리층을 소정의 두께로 연마하는 단계와, 상기 탐침 몸체 형상만이 잔류하도록 상기 유리층을 제거하여 상기 탐침 몸체를 형성하는 단계와, 상기 탐침 몸체에 전극 및 전기 도선을 집적하는 단계와, 상기 실리콘층에 광 조사체가 안착되는 그루브를 형성하는 단계 및 상기 탐침 몸체의 아래로 위치하는 상기 실리콘층 일부를 제거하여 상기 탐침 몸체의 후단부를 고정하는 고정 몸체를 형성하는 단계를 포함하는 광자극 탐침 구조체 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 피실험체에 삽입되는 탐침 몸체와, 상기 탐침 몸체가 부착되는 고정 몸체 및 상기 탐침 몸체에 광 자극 신호를 전달하는 광 조사체를 포함하고, 상기 탐침 몸체는 광신호 전달이 가능한 광 전달 물질로 이루어져, 상기 광 조사체로부터 전달되는 광 자극 신호가 상기 탐침 몸체를 통해 상기 피실험체에 전달되는 광자극 탐침 구조체 제조 방법으로서, 실리콘층을 형성하는 단계와, 상기 실리콘층의 상부를 에칭하여 상기 탐침 몸체 형상의 패턴을 형성하는 단계와, 상기 패턴에 광 전달이 가능한 폴리머를 몰딩하여 상기 탐침 몸체를 형성하는 단계와, 상기 탐침 몸체에 전극 및 전기 도선을 집적하는 단계와, 상기 실리콘층에 광 조사체가 안착되는 그루브를 형성하는 단계 및 상기 탐침 몸체의 아래로 위치하는 상기 실리콘층 일부를 제거하여 상기 탐침 몸체의 후단부만을 고정하는 고정 몸체를 형성하는 단계를 포함하는 광자극 탐침 구조체 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 따른 광 자극 탐침 구조체는 탐침 몸체를 통해 광 신호가 직접 전달되므로, 별도의 광도파로를 집적하지 않아도 되어 탐침 구조체의 구조가 간단하고, 크기가 작다.
또한, 본 발명에 따르면, 피실험체의 신경에 전기적인 자극이 아닌 광 자극을 가하고 그에 따른 정보를 수집하므로, 피실험체의 신경이 손상되지 않고, 원하는 부위만을 효과적으로 국부 자극할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 광자극 탐침 구조체의 사시도이다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 제1실시예에 따른 광자극 탐침 구조체의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 광자극 탐침 구조체의 사시도이다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 제2실시예에 따른 광자극 탐침 구조체의 제조 방법을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용은 제한되지 않는다.
[제1실시예]
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 광자극 탐침 구조체(100)의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 광자극 탐침 구조체(100)는 탐침 몸체(110), 고정 몸체(120) 및 광 조사체(130)를 포함한다.
탐침 몸체(110)는 쥐와 같은 피실험체의 몸 속으로 삽입되는 부분으로, 그 전단부는 피실험체의 몸 속에 용이하게 삽입될 수 있도록 날카롭게 형성되어 있다. 탐침 몸체(110)의 후단부는 고정 몸체(120)에 고정되어 있다.
탐침 몸체(110)에는 피실험체로부터의 반응 신호를 수집할 수 있는 전극 어레이(array)(111)와, 상기 전극 어레이(111)와 전기적으로 연결되는 전기 도선(112)이 집적되어 있다.
전기 도선(112)은 고정 몸체(120)에 집적되어 있는 전기 도선(121)과 전기적으로 연결된다. 고정 몸체(120)에 집적된 전기 도선(121)은 고정 몸체(120)가 부착되는 인쇄기판회로(PCB)(미도시)의 배선과 전기적으로 연결된다.
이와 같은 구성에 따르면, 피실험체로부터의 반응 신호가 탐침 몸체(110)의 전극 어레이(111)를 통해 수집되고, 수집된 반응 신호는 전기 도선들(112, 121)을 통해 외부로 전달된다.
본 실시예에 따르면, 탐침 몸체(110)는 광 신호 전달이 가능한 광 전달 물질로 이루어지며, 구체적으로, 탐침 몸체(110)는 광 전달 물질인 유리로 이루어진다.
탐침 몸체(111)에 광 신호를 전달하기 위하여 탐침 몸체(111)의 후단부에 광 조사체(130)가 배치된다.
본 실시예에서는 광 조사체(130)로서 외부의 광원(미도시)으로부터 발생한 광 신호를 전달하는 광섬유가 이용된다.
광섬유(130)는 탐침 몸체(111)의 길이방향으로 연장되도록 배치되어, 광 신호가 탐침 몸체(111)를 통해 전달될 수 있도록 탐침 몸체(111)와 정렬된다. 정렬된 광섬유(130)는 고정 몸체(120)에 부착 고정된다.
광자극을 이용해 피실험체의 신경을 자극하는 탐침 구조체는, 광 신호를 효과적으로 전달하기 위하여, 광 신호를 전달 또는 발생시키는 광 조사체와, 광 신호를 전달받는 부재가 정렬되어야 한다. 또한, 광 조사체는 탐침 구조체를 이용하는 동안 견고하게 고정될 필요가 있다.
본 실시예에 따르면, 광섬유(130)가 고정 몸체(120)에 안정적으로 고정되면서, 광 신호를 전달받는 탐침 몸체(110)와 잘 정렬될 수 있도록 하기 위하여, 고정 몸체(120)에 그루브(groove)(131)를 형성한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 그루브(131)는 탐침 몸체(111)의 후단부에 접하도록 형성되며, 그루브(131)에는 광섬유(130)가 안착된다.
그루브(131)를 형성함으로써, 탐침 몸체(111)에 비해 직경이 큰 광섬유(130)가 탐침 몸체(111)와 쉽게 정렬될 수 있으며, 광섬유(130)가 고정 몸체(120)에 안정적으로 고정될 수 있다.
본 실시예에서는 광 조사체로서 외부 광원으로부터 발생한 광 신호를 전달할 수 있는 광섬유(130)가 이용하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. LED 발광 소자와 같은 광원을 직접 고정 몸체(120)에 고정하여 탐침 몸체(110)로 광 신호를 전달하도록 구성할 수도 있다. 즉, 광 자극 신호를 탐침 몸체(110)에 전달할 수 있다면, 외부 광원의 광 자극 신호를 전달하는 부재뿐 아니라 직접 빛을 발생시키는 광원 자체도 본 실시예에 따른 광 조사체가 될 수 있다는 것이 이해되어야 할 것이다.
본 실시예에 따른 광자극 탐침 구조체(100)는 피실험체의 신경을 자극하고 그에 따른 반응 신호를 수집하여 신경의 반응 신호를 분석할 수 있도록 해준다.
이를 위해, 먼저 탐침 몸체(110)를 피실험체의 뇌 등 피실험부위에 삽입한다. 탐침 몸체(110)를 삽입한 상태에서 광 조사체(130)를 이용해 탐침 몸체(110)로 광 신호를 조사한다. 조사된 광 신호는 탐침 몸체(110)를 통해 피실험체로 전달되어, 피실험체의 신경에 광 자극을 가한다. 피실험체의 신경은 가해진 광 자극에 반응하여 반응 신호를 발생하게 되며, 발생된 반응 신호는 탐침 몸체(110)에 집적된 전극 어레이(111)에 의해 수집된다. 전극 어레이(111)에서 수집된 반응 신호 정보는 전기 도선(112, 121)을 통해 PCB로 전달되어 외부 컴퓨터로 수신된다. 수신된 반응 신호 정보는 피실험체의 신경 동작 등을 분석하는데 이용될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 광전달이 가능한 유리로 탐침 몸체(110)를 형성하므로, 별도의 광도파로를 탐침 몸체에 형성하지 않고도 탐침 몸체(110)를 통해 직접 광 신호를 전달할 수 있어, 구조가 간단하고 크기가 작은 탐침 구조체를 형성하는 것이 가능하다. 또한, 탐침 몸체(110)의 전단부 끝에 전극 어레이(111)가 집적되어 있어 탐침 몸체(110)가 삽입된 부근의 신경에서 오는 신호를 모두 감지할 수 있다.
유리는 열에 강한 성질을 가지므로, 높은 파워의 광 신호를 조사하여도 그 형태가 변형되지 않으며 광 손실율이 낮아 탐침 몸체(110)를 통해 광 신호 전달 과정에서 빛이 손실되는 것이 크게 감소한다는 장점이 있다.
이하에서는 도 2a 내지 도 2f를 참조하여, 본 실시예에 따른 광자극 탐침 구조체(100)의 제조 방법의 일 실시예를 설명한다.
도 2a 내지 도 2f는 본 실시예에 따른 광자극 탐침 구조체(100)의 제조 방법을 도시한 도면이다.
본 실시예에 따르면, 탐침 몸체(110)는 유리로 이루어지고, 탐침 몸체(110)를 고정하는 고정 몸체(120)는 실리콘으로 이루어진다.
탐침 몸체(110)와 고정 몸체(120)를 형성하기 위해, 먼저 실리콘층(141)을 형성하고, 형성된 실리콘층(141) 위에 유리층(142)을 형성한다(도 2a).
탐침 몸체(110)는 피실험체에 용이하게 삽입될 수 있어야 하므로, 그 두께가 얇게 형성될 필요가 있다. 본 실시예에 따르면 원하는 얇은 두께의 탐침 몸체(110)를 형성하기 위해, 형성된 유리층(142)을 소정 두께로 연마하여 얇은 두께의 유리층(142')을 형성한다(도 2b).
이후, 유리층(142')을 에칭하여 탐침 몸체(110)의 형상만이 잔류하도록 유리층(142')의 일부분을 제거한다(도 2c). 잔류한 유리층(143) 상에 전극 어레이와 전기 도선(144) 등을 직접시킨다(도 2d).
다음으로, 에칭 과정을 통해 유리층(143)의 후단부에 그루브(131)를 형성한다(도 2e). 그루브(131)의 깊이와 높이는, 유리층(143) 즉, 탐침 몸체(110)와 광섬유가 정렬되어 탐침 몸체(110)에 광 신호가 잘 전달될 수 있도록 광섬유의 직경 등을 고려해 적절히 조절된다.
마지막으로, 탐침 몸체(110)의 형태를 가지는 유리층(143)의 아래로 위치하는 실리콘 층(141')의 일부분을 제거하여, 탐침 몸체(110)의 후단부만이 실리콘층(142")에 고정되도록 함으로써, 고정 몸체(120)의 형태를 완성한다(도 2f).
상기와 같은 과정을 통해 형성된 구조체의 그루브(131)에 광섬유를 안착시키고 글루(glue) 등을 이용해 고정한 뒤, 고정 몸체(120) 상면에 전기 도선(121)을 배선해 탐침 몸체(110) 상의 전기 도선(144)과 전기적으로 연결시키면, 본 실시예에 따른 광자극 탐침 구조체(100)가 완성된다.
완성된 광자극 탐침 구조체(100)를 PCB에 부착하고, 구조체(100)와 PCB를 전기적으로 연결시키면 광자극에 따른 반응신호를 수집하기 위한 준비가 완료된다.
본 실시예에 따른 광자극 탐침 구조체(100)는 탐침 몸체(110)에 별도의 광도파로를 형성하는 과정 없이 형성될 수 있어, 그 제조방법이 간단하다는 이점이 있다.
[제2실시예]
이하에서는 본 발명의 제2실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 광자극 탐침 구조체(200)의 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 광자극 탐침 구조체(200)는 탐침 몸체(210), 고정 몸체(220) 및 광 조사체(230)를 포함한다.
본 실시예에 따른 탐침 몸체(210)는 광 신호를 전달할 수 있는 광 전달물질로 이루어지며, 구체적으로, 광 전달이 가능한 폴리머로 이루어진다.
광 전달이 가능한 폴리머로는 PMMA, PS, PPDMS, SU-8, COC 등이 이용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
탐침 몸체(210)가 광 전달이 가능한 폴리머로 이루어지는 것을 제외한 광자극 탐침 구조체(200)의 다른 구성은 상술한 제1실시예에 따른 광자극 탐침 구조체(100)의 구성과 실질적으로 동일하므로, 여기서는 구체적인 설명을 생략한다.
이하에서는 도 4a 내지 도 4f를 참조하여, 본 실시예에 따른 광자극 탐침 구조체(100)의 제조 방법의 일 실시예를 설명한다.
도 4a 내지 도 4f는 본 실시예에 따른 광자극 탐침 구조체(200)의 제조 방법을 도시한 도면이다.
본 실시예에 따르면, 탐침 몸체(210)는 광 전달이 가능한 폴리머로 이루어지고, 탐침 몸체(210)를 고정하는 고정 몸체(220)는 실리콘으로 이루어진다.
본 실시예에 따르면,고정 몸체(220)를 형성하기 위해, 먼저 실리콘층(241)을 형성하고, 형성된 실리콘층(241)의 상부를 에칭하여 탐침 몸체(210) 형상에 대응하는 패턴(242)을 형성한다(도 4a).
형성된 패턴(242)에 융융된 폴리머를 부어 냉각시킴으로써, 탐침 몸체(210)의 형상을 몰딩(molding) 한다(도 4b). 필요한 경우, 탐침 몸체(210) 형상 이외의 불필요 부분은 연마 제거하여, 탐침 몸체(210) 형상만이 패턴(242)에 잔류하도록 할 수도 있다(도 4c).
이 후, 형성된 폴리머층(243') 상에 전극 어레이와 전기 도선(244) 등을 집적시킨다(도 4d).
다음으로, 에칭 과정을 통해 폴리머층(243')의 후단부에 그루브(231)를 형성한다(도 4e). 그루브(231)의 깊이와 높이는, 폴리머층(243') 즉, 탐침 몸체(210)와 광섬유가 정렬되어 탐침 몸체(210)로 광 신호가 잘 전달될 수 있도록 광섬유의 직경 등을 고려해 적절히 조절된다.
마지막으로, 탐침 몸체(210)의 형태를 가지는 폴리머층(243')의 아래로 위치하는 실리콘층의 일부를 제거하여, 탐침 몸체(210)의 후단부만이 실리콘층(241")에 고정되도록 함으로써, 고정 몸체(120)의 형태를 완성한다(도 4f).
상기와 같은 과정을 통해 형성된 구조체의 그루브(231)에 광섬유를 안착시키고 글루(glue) 등을 이용해 고정한 뒤, 고정 몸체(220) 상면에 전기 도선(221)을 배선해 탐침 몸체(210) 상의 전기 도선(244)와 전기적으로 연결시키면, 본 실시예에 따른 광자극 탐침 구조체(200)가 완성된다.
본 실시예에 따르면, 광전달이 가능한 폴리머로 탐침 몸체(210)를 형성하므로, 별도의 광도파로를 탐침 몸체에 형성하지 않고도 팀침 몸체(210)를 통해 직접 광 신호를 전달할 수 있어, 구조가 간단하고 크기가 작은 탐침 구조체를 형성하는 것이 가능하다.
또한, 몰딩 공정이 가능한 폴리머를 이용하는 경우 상술한 방법과 같이 매우 간단한 공정으로도 광자극 탐침 구조체(200)를 제작할 수 있으며, 형성된 탐침 몸체(210)가 열에 강한 성질을 가지므로, 높은 파워의 광 신호를 조사하여도 그 형태가 변형되지 않으며 광 손실율이 낮아, 광 신호 전달 과정에서 빛이 손실되는 것이 크게 감소한다는 장점이 있다.
100, 200: 광자극 탐침 구조체
110, 210: 탐침 몸체
120, 220: 고정 몸체
130, 230: 광 조사체

Claims (9)

  1. 피실험체에 삽입되는 탐침 몸체;
    상기 탐침 몸체를 고정하는 고정 몸체; 및
    상기 탐침 몸체에 광 신호를 전달하는 광 조사체를 포함하고,
    상기 탐침 몸체는 광 신호 전달이 가능한 광 전달 물질로 이루어져,
    상기 광 조사체로부터 전달되는 광 신호가 상기 탐침 몸체를 통해 상기 피실험체에 전달되며,
    상기 탐침 몸체에는 상기 피실험체로부터의 반응 신호를 수집할 수 있는 전극이 형성되고,
    상기 고정 몸체에는 상기 전극과 전기적으로 연결되는 전기 도선이 배선되어 있는 것을 특징으로 하는 광자극 탐침 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 전달 물질은 유리인 것을 특징으로 하는 광자극 탐침 구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광 전달 물질은 광 신호 전달이 가능한 폴리머인 것을 특징으로 하는 광자극 탐침 구조체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광 조사체는 외부의 광원으로부터 발생한 광 신호를 전달하는 광섬유인 것을 특징으로 하는 광자극 탐침 구조체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 고정 몸체에는 상기 광섬유가 안착될 수 있는 그루브가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광자극 탐침 구조체.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고정 몸체는 실리콘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광자극 탐침 구조체.
  8. 피실험체에 삽입되는 탐침 몸체와, 상기 탐침 몸체가 부착되는 고정 몸체 및 상기 탐침 몸체에 광 자극 신호를 전달하는 광 조사체를 포함하고, 상기 탐침 몸체는 광신호 전달이 가능한 광 전달 물질로 이루어져, 상기 광 조사체로부터 전달되는 광 자극 신호가 상기 탐침 몸체를 통해 상기 피실험체에 전달되는 광자극 탐침 구조체 제조 방법으로서,
    실리콘층을 형성하는 단계;
    상기 실리콘층 상부에 유리층을 형성하는 단계;
    상기 유리층을 소정의 두께로 연마하는 단계;
    상기 탐침 몸체 형상만이 잔류하도록 상기 유리층을 제거하여 상기 탐침 몸체를 형성하는 단계;
    상기 탐침 몸체에 전극 및 전기 도선을 집적하는 단계;
    상기 실리콘층에 광 조사체가 안착되는 그루브를 형성하는 단계; 및
    상기 탐침 몸체의 아래로 위치하는 상기 실리콘층 일부를 제거하여 상기 탐침 몸체의 후단부를 고정하는 고정 몸체를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광자극 탐침 구조체 제조 방법.
  9. 피실험체에 삽입되는 탐침 몸체와, 상기 탐침 몸체가 부착되는 고정 몸체 및 상기 탐침 몸체에 광 자극 신호를 전달하는 광 조사체를 포함하고, 상기 탐침 몸체는 광신호 전달이 가능한 광 전달 물질로 이루어져, 상기 광 조사체로부터 전달되는 광 자극 신호가 상기 탐침 몸체를 통해 상기 피실험체에 전달되는 광자극 탐침 구조체 제조 방법으로서,
    실리콘층을 형성하는 단계;
    상기 실리콘층의 상부를 에칭하여 상기 탐침 몸체 형상의 패턴을 형성하는 단계;
    상기 패턴에 광 전달이 가능한 폴리머를 몰딩하여 상기 탐침 몸체를 형성하는 단계;
    상기 탐침 몸체에 전극 및 전기 도선을 집적하는 단계;
    상기 실리콘층에 광 조사체가 안착되는 그루브를 형성하는 단계; 및
    상기 탐침 몸체의 아래로 위치하는 상기 실리콘층 일부를 제거하여 상기 탐침 몸체의 후단부를 고정하는 고정 몸체를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광자극 탐침 구조체 제조 방법.
KR1020110000875A 2011-01-05 2011-01-05 광전달이 가능한 탐침을 구비한 광자극 탐침 구조체 및 그 제조 방법 KR101206462B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110000875A KR101206462B1 (ko) 2011-01-05 2011-01-05 광전달이 가능한 탐침을 구비한 광자극 탐침 구조체 및 그 제조 방법
US13/160,377 US8821560B2 (en) 2011-01-05 2011-06-14 Optical stimulus probe structure with optical transmittable probe and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110000875A KR101206462B1 (ko) 2011-01-05 2011-01-05 광전달이 가능한 탐침을 구비한 광자극 탐침 구조체 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120079604A KR20120079604A (ko) 2012-07-13
KR101206462B1 true KR101206462B1 (ko) 2012-11-29

Family

ID=46381446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110000875A KR101206462B1 (ko) 2011-01-05 2011-01-05 광전달이 가능한 탐침을 구비한 광자극 탐침 구조체 및 그 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8821560B2 (ko)
KR (1) KR101206462B1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101150422B1 (ko) * 2010-10-26 2012-06-01 한국과학기술연구원 반사면을 구비한 광자극 탐침
US9801559B2 (en) 2011-07-25 2017-10-31 Diagnostic Biochips, Inc. Integrated optical neural probe
EP2736406B1 (en) * 2011-07-25 2019-09-04 NeuroNexus Technologies, Inc. Neuromodulation transfection system with means for active fluid delivery
CN102830138A (zh) * 2012-09-24 2012-12-19 中国科学院半导体研究所 用于神经元刺激及电信号记录的光电极阵列及制备方法
KR101461525B1 (ko) * 2013-11-25 2014-11-26 한국과학기술연구원 광도파 효율이 개선된 광도파 부재를 구비한 신경 탐침 구조체 및 그 제조방법
KR101677597B1 (ko) * 2015-08-03 2016-11-18 한국과학기술연구원 광 자극과 유체 전달을 위한 신경 탐침 구조체
US20230174372A1 (en) * 2021-12-02 2023-06-08 Minyoung Koo Method for manufacturing implantable electrodes and electrodes made by such methods

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69233647T2 (de) 1991-04-05 2007-08-16 Ethicon Endo-Surgery, Inc., Cincinnati Vorrichtung mit laserlichtdurchlässiger Nadel
US6564087B1 (en) 1991-04-29 2003-05-13 Massachusetts Institute Of Technology Fiber optic needle probes for optical coherence tomography imaging
US6874950B2 (en) * 2002-12-17 2005-04-05 International Business Machines Corporation Devices and methods for side-coupling optical fibers to optoelectronic components
WO2010040142A1 (en) * 2008-10-03 2010-04-08 Lockheed Martin Corporation Nerve stimulator and method using simultaneous electrical and optical signals

Also Published As

Publication number Publication date
US8821560B2 (en) 2014-09-02
KR20120079604A (ko) 2012-07-13
US20120172952A1 (en) 2012-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101206462B1 (ko) 광전달이 가능한 탐침을 구비한 광자극 탐침 구조체 및 그 제조 방법
US10426362B2 (en) Deep-brain probe and method for recording and stimulating brain activity
CN109171718B (zh) 微针电极阵列装置
CN101543406B (zh) 使用硅阵列孔装配微丝电极阵列的方法
KR101317396B1 (ko) 피에이치 농도 측정이 가능한 탐침 구조체
KR101310767B1 (ko) 생체 신호 측정용 테트로드 및 그 제조 방법
KR101828149B1 (ko) 광 자극을 위한 신경 탐침 모듈 및 그를 구비한 신경 탐침 시스템
US20200229704A1 (en) Optoelectronic device to write-in and read-out activity in brain circuits
EP2968913B1 (en) Three-dimensional multi-electrode array
KR101461525B1 (ko) 광도파 효율이 개선된 광도파 부재를 구비한 신경 탐침 구조체 및 그 제조방법
KR101159252B1 (ko) 광섬유 고정장치를 구비하는 광자극 탐침 구조체
KR101616294B1 (ko) 하이브리드형 미세전극 배열체 및 그것의 제조 방법
US20210033559A1 (en) 3D Printed Microelectrode Arrays
CN105477780B (zh) 植入式神经刺激与记录的光电极及其制造方法
Schwaerzle et al. Miniaturized tool for optogenetics based on an LED and an optical fiber interfaced by a silicon housing
Ayub et al. Compact optical neural probes with up to 20 integrated thin-film $\mu $ LEDs applied in acute optogenetic studies
Son et al. A new monolithically integrated multi-functional MEMS neural probe for optical stimulation and drug delivery
KR101150422B1 (ko) 반사면을 구비한 광자극 탐침
CN109567782B (zh) 结合有光波导的神经探针及其制造方法
Schwaerzle et al. High-resolution neural depth probe with integrated 460 NM light emitting diode for optogenetic applications
CN101112309A (zh) 硅v形槽板及利用硅v形槽板装配微丝电极阵列的方法
Park et al. The first neural probe integrated with light source (blue laser diode) for optical stimulation and electrical recording
US11850416B2 (en) Method of manufacturing a probe array
KR102084179B1 (ko) 전극 어레이 및 이를 포함하는 인체 임플란트 장치
KR101458000B1 (ko) 별도의 클래딩층이 없는 광도파로를 구비한 신경 탐침 구조체

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151102

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171101

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181101

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191028

Year of fee payment: 8