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一种适用于实验大鼠颅内植入的微丝阵列电极及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于实验大鼠颅内植入的微丝阵列电极和其制作方法。电极由多根电极微丝、给药导管等共同组成。电极微丝并行排列，分别构成微丝测量电极阵列和微丝刺激电极阵列；根据本方法制备的电极可同时实现对实验大鼠大脑电信号记录，电刺激和药物刺激三种功能，也可根据具体需求选择其中一种或任意两种功能，并且均能以相对较低的成本自制完成。

Description

一种适用于实验大鼠颅内植入的微丝阵列电极及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种适用于大鼠的自制颅内多功能自制电极，适用于在检测大鼠脑内核团放电的同时，给予实验大鼠脑内核团电刺激和(或)药物刺激的实验操作。也可单独用于记录大鼠脑内核团放电。
背景技术
在体检测大鼠核团放电是目前神经科学研究领域的常用技术。该项实验技术通过在大鼠颅内植入电极以获取神经元的放电信息。随着神经科学研究的深入，越来越多的实验开始探索不同脑内核团之间的相互关系。由此，衍生出多种功能复杂的颅内植入电极，包括用于多核团放电信息采集的阵列电极，合并给药或电刺激功能的多功能电极等。这些多功能电极实现了记录与刺激的高同步时间分辨率，为神经科学研究提供了强有力的工具。但是，世面上现有相关产品均为进口产品，价格昂贵，且定制时间较长。国内尚无可自制的多功能电极阵列。
发明内容
本发明的目的是针对现有的适用于实验大鼠颅内植入的商业电极阵列价格昂贵，定制时间较长的缺陷，提供一种价格相对较低，且能自制完成的多功能能微丝阵列电极和其制作方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种适用于实验大鼠颅内植入的微丝阵列电极，包括绝缘板、多根电极微丝、2×10插口排母、2×2插口排母和给药导管，所述绝缘板的后端的正反面均具有两个金手指阵列，所述2×10插口排母、2×2插口排母分别插于两个金手指阵列上；所述多根电极微丝固定在绝缘板的前端，电极微丝并行排列，分别构成微丝测量电极阵列和微丝刺激电极阵列；微丝测量电极阵列的每根电极微丝末端分别与2×10插口排母的一个接触件相连，微丝刺激电极阵列的每根电极微丝末端分别与2×2插口排母的一个接触件相连；所述给药导管固定在绝缘板上，前端位于微丝测量电极阵列和微丝刺激电极阵列之间，后端位于2×10插口排母、2×2插口排母之间；微丝测量电极阵列、微丝刺激电极阵列、给药导管通过聚乙二醇固定成一体。
进一步地，给药导管为一内径0.4mm，外径0.64mm、长0.5-1mm的不锈钢套管，其内含一根直径0.4mm的不锈钢内芯。
进一步地，微丝测量电极阵列由直径35μm，长25mm的铂/铱合金微丝组成，外被绝缘涂层。微丝刺激电极阵列由直径100μm，长25mm的不锈钢电极丝组成。
一种微丝阵列电极的制备方法，包括以下步骤：
(1)在绝缘板前端固定支架，所述支架包括垂直固定于绝缘板前端的两根第一绝缘杆，以及多根第二绝缘杆，所述第二绝缘杆并行排列，两端分别固定在两根第一绝缘杆上；同时，在绝缘板1后端的正反面均构建两个金手指阵列，然后将2×10插口排母、2×2插口排母分别插于两个金手指阵列上；
(2)在第二绝缘杆上涂覆ZAP胶，在ZAP胶固化前将电极微丝嵌入于ZAP胶中，分别构成微丝测量电极阵列和微丝刺激电极阵列；
(3)剥去电极微丝末端的绝缘保护层，将电极微丝末端与一个接触件相连；
(4)通过502将给药导管粘结在底座上，使之位于微丝测量电极阵列和微丝刺激电极阵列之间，前端与电极微丝平齐；
(5)涂覆聚乙二醇，使得微丝测量电极阵列、微丝刺激电极阵列、给药导管以及底座固结成一体。
(6)去除支架，完成微丝电机制作。
本发明的有益效果在于：本发明所述的电极可同时实现对实验大鼠大脑电信号记录，电刺激和药物刺激三种功能，也可根据具体需求选择其中一种或任意两种功能，并且均能以相对较低的成本自制完成。
附图说明
图1为本发明微丝阵列电极的结构示意图；
图2为支架的示意图；
图中，绝缘板1、2×10插口排母2、2×2插口排母3、给药导管4、微丝测量电极阵列5、微丝刺激电极阵列6、第一绝缘杆11、第二绝缘杆12。
具体实施方式
如图1所示，一种适用于实验大鼠颅内植入的微丝阵列电极，包括绝缘板1、多根电极微丝、2×10插口排母2、2×2插口排母3和给药导管4，所述绝缘板1的后端的正反面均具有两个金手指阵列，所述2×10插口排母2、2×2插口排母3分别插于两个金手指阵列上；所述多根电极微丝固定在绝缘板1的前端，电极微丝并行排列，分别构成微丝测量电极阵列5和微丝刺激电极阵列6；微丝测量电极阵列5的每根电极微丝末端分别与2×10插口排母2的一个接触件相连，微丝刺激电极阵列6的每根电极微丝末端分别与2×2插口排母3的一个接触件相连；所述给药导管4固定在绝缘板1上，前端位于微丝测量电极阵列5和微丝刺激电极阵列6之间，后端位于2×10插口排母2、2×2插口排母3之间；微丝测量电极阵列5、微丝刺激电极阵列6、给药导管4通过聚乙二酯固定成一体。
微丝测量电极阵列5、微丝刺激电极阵列6、给药导管4均埋植入大鼠脑中。在制作时调节三者的距离可实现将三者分别埋植入不同目标脑区或同一脑区。微丝测量电极阵列5记录脑区内神经元活动并通过Headstage连接口将信号传入外部记录电路实现对脑区神经元活动的监测。给药导管4通过与外部给药系统连接，实现脑区直接给药刺激。微丝刺激电极阵列6与外部刺激电路相连，通过刺激电极将电刺激直接导入目标脑区。
其中，给药导管4为一内径0.4mm，外径0.64mm、长0.5-1mm的不锈钢套管，其内含一根可拆卸的，直径0.4mm的不锈钢内芯。微丝测量电极阵列5由直径35μm，长25mm的铂/铱合金微丝组成，外被绝缘涂层。微丝刺激电极阵列6由直径100μm，长25mm的不锈钢电极丝组成。
上述微丝阵列电极的制备方法包括以下步骤：
1在绝缘板1前端固定支架，所述支架包括垂直固定于绝缘板1前端的两根第一绝缘杆11，以及多根第二绝缘杆12，所述第二绝缘杆并行排列，两端分别固定在两根第一绝缘杆上，如图2所示；同时，在绝缘板1后端的正反面均构建两个金手指阵列，然后将2×10插口排母2、2×2插口排母3分别插于两个金手指阵列上；
2在第二绝缘杆上涂覆ZAP胶，在ZAP胶固化前将电极微丝嵌入于ZAP胶中，分别构成微丝测量电极阵列5和微丝刺激电极阵列6；
3剥去电极微丝末端的绝缘保护层，将电极微丝末端与一个接触件相连；
4通过502将给药导管4粘结在底座1上，使之位于微丝测量电极阵列5和微丝刺激电极阵列6之间，前端与电极微丝平齐；
5涂覆聚乙二酯，使得微丝测量电极阵列5、微丝刺激电极阵列6、给药导管4以及底座1固结成一体。
6去除支架，完成微丝电机制作。

Claims (4)

1.一种适用于实验大鼠颅内植入的微丝阵列电极，其特征在于，包括绝缘板(1)、多根电极微丝、2×10插口排母(2)、2×2插口排母(3)和给药导管(4)，所述绝缘板(1)的后端的正反面均具有两个金手指阵列，所述2×10插口排母(2)、2×2插口排母(3)分别插于两个金手指阵列上；所述多根电极微丝固定在绝缘板(1)的前端，电极微丝并行排列，分别构成微丝测量电极阵列(5)和微丝刺激电极阵列(6)；微丝测量电极阵列(5)的每根电极微丝末端分别与2×10插口排母(2)的一个接触件相连，微丝刺激电极阵列(6)的每根电极微丝末端分别与2×2插口排母(3)的一个接触件相连；所述给药导管(4)固定在绝缘板(1)上，前端位于微丝测量电极阵列(5)和微丝刺激电极阵列(6)之间，后端位于2×10插口排母(2)、2×2插口排母(3)之间；微丝测量电极阵列(5)、微丝刺激电极阵列(6)、给药导管(4)通过聚乙二醇固定成一体。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，给药导管(4)为一内径0.4mm，外径0.64mm、长0.5-1mm的不锈钢套管，其内含一根直径0.4mm的不锈钢内芯。
3.根据权利要求1所述的一种电极，其特征在于，微丝测量电极阵列(5)由直径35μm，长25mm的铂/铱合金微丝组成，外被绝缘涂层。微丝刺激电极阵列(6)由直径100μm，长25mm的不锈钢电极丝组成。
4.一种权利要求1所述的微丝阵列电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在绝缘板(1)前端固定支架，所述支架包括垂直固定于绝缘板(1)前端的两根第一绝缘杆，以及多根第二绝缘杆，所述第二绝缘杆并行排列，两端分别固定在两根第一绝缘杆上；同时，在绝缘板1后端的正反面均构建两个金手指阵列，然后将2×10插口排母(2)、2×2插口排母(3)分别插于两个金手指阵列上；
(2)在第二绝缘杆上涂覆ZAP胶，在ZAP胶固化前将电极微丝嵌入于ZAP胶中，分别构成微丝测量电极阵列(5)和微丝刺激电极阵列(6)；
(3)剥去电极微丝末端的绝缘保护层，将电极微丝末端与一个接触件相连；
(4)通过502将给药导管(4)粘结在底座(1)上，使之位于微丝测量电极阵列(5)和微丝刺激电极阵列(6)之间，前端与电极微丝平齐；
(5)涂覆聚乙二醇，使得微丝测量电极阵列(5)、微丝刺激电极阵列(6)、给药导管(4)以及底座(1)固结成一体。
(6)去除支架，完成微丝电机制作。
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