CN110314279A - 一种微电极及其制备方法和神经假体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种微电极，包括柔性层、导电层和多个枝晶铂结构，所述导电层设置在所述柔性层中，所述柔性层表面上设置有多个凹槽以暴露部分所述导电层，每一所述凹槽内设置有一所述枝晶铂结构，其中多个凹槽成为多个焦点电极，电极位点小、记录点多，分布均匀；修饰的枝晶铂结构提高了微电极的表面积、电学性能、生物相容性和使用寿命；同时，利用电流导引技术创建虚拟电极，增加微电极在使用过程中接收刺激的数量，提高其在应用中的分辨率。

Description

一种微电极及其制备方法和神经假体
技术领域
本发明涉及生物医学工程领域，具体涉及一种微电极及其制备方法和神经假体。
背景技术
神经电极作为最重要的植入式微器件之一，用以刺激神经组织或记录神经电信号，广泛用于神经生理、脑科学研究等生命科学领域。但随着临床对刺激或记录的精度要求越来越高，低密度、简单功能的神经电极已经无法满足精准调控的需求。神经电极正朝着集成化和微型化的化方向发展，因此，微电极的尺寸减小造成电极阻抗增加、电容降低等性能问题，限制了其临床应用。因此，在有限的空间内，设计多焦点电极，使电极数目与电极间距达到平衡，突破其空间分辨率的瓶颈；并且，在电极几何尺寸不变的情况下，通过良好的表面修饰提高其实际面积来降低临界刺激电荷密度；同时，增加患者的感知数量，产生更高的分辨率，是神经电极的发展方向。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种微电极，包括柔性层、导电层和多个枝晶铂结构，导电层设置在柔性层中，柔性层表面上设置有多个凹槽以暴露部分导电层，每一凹槽内设置有一枝晶铂结构，其中多个凹槽成为多个焦点电极，电极位点小、记录点多，分布均匀；修饰的枝晶铂结构提高了微电极的表面积、电学性能、生物相容性和使用寿命；同时，利用电流导引技术创建虚拟电极，增加微电极在使用过程中接收刺激的数量，提高其在应用中的分辨率。
第一方面，本发明提供了一种微电极，包括柔性层、导电层和枝晶铂结构，所述导电层设置在所述柔性层中，所述柔性层表面上设置有多个凹槽以暴露部分所述导电层，每一所述凹槽内设置有一所述枝晶铂结构。
可选的，所述柔性层的厚度为3μm-300μm。进一步的，所述柔性层的厚度为10μm-260μm。在本发明中，所述柔性层的材质可以但不限于为聚酰亚胺或聚对二甲苯。
可选的，所述导电层的厚度为0.1μm-100μm。进一步的，所述导电层的厚度为0.5μm-80μm。
可选的，相邻所述凹槽之间的间距为10μm-1000μm。进一步的，相邻所述凹槽之间的间距为50μm-700μm。更进一步的，相邻所述凹槽之间的间距为80μm-500μm。在本发明中，相邻所述凹槽之间间距的设置有利于虚拟电极通道的产生，进而提高微电极在使用过程中的感知数量，促进分辨率。
可选的，多个所述凹槽呈阵列排布。凹槽的阵列排布有利于设置在凹槽中的枝晶铂结构的阵列排布，进而提高微电极产生虚拟通道的数量，提高刺激数量。
在本发明中，所述凹槽的开口形状可以但不限于为圆形、正方形、长方形、椭圆形、菱形或不规则形状。
可选的，所述凹槽的深度为0.5μm-80μm。进一步的，所述凹槽的深度为2μm-70μm。
可选的，所述微电极中所述凹槽的分布密度为10-300个/cm2。进一步的，所述微电极中所述凹槽的分布密度为50-200个/cm2。
可选的，所述枝晶铂结构由多个枝晶铂形成。进一步的，所述枝晶铂包括铂纳米线、铂纳米棒、铂纳米锥和铂纳米花中的至少一种。在本发明中，所述枝晶铂结构可以大大提高微电极的表面积，进而增加其电学性能。
可选的，所述铂纳米线的直径为2nm-50nm，长度为0.2μm-5μm。进一步的，所述铂纳米线的直径为3nm-9nm，长度为1.2μm-4μm。
可选的，所述铂纳米棒的直径为0.1μm-1μm，长度为0.3μm-5μm。进一步的，所述铂纳米棒的直径为0.15μm-0.85μm，长度为0.8μm-4μm。
可选的，所述铂纳米锥的底部直径为0.1μm-1μm，高度为0.3μm-5μm。进一步的，所述铂纳米锥的底部直径为0.2μm-0.95μm，长度为1.5μm-3.5μm。
可选的，所述铂纳米花的平均直径为0.2μm-3μm。进一步的，所述铂纳米花的平均直径为0.5μm-2.6μm。进一步的，每个所述铂纳米花包括多个铂纳米片，所述铂纳米片的横向尺寸为0.1μm-1μm。更进一步的，所述铂纳米片的横向尺寸为0.15μm-0.8μm。
在本发明中，所述铂纳米线、铂纳米棒、铂纳米锥的设置有利于进一步提高微电极的表面积，提高其电学性能。
可选的，所述枝晶铂结构中所述枝晶铂的分布密度为10个/μm2-300个/μm2。进一步的，所述枝晶铂结构中所述枝晶铂的分布密度为25个/μm2-265个/μm2。更进一步的，所述枝晶铂结构中所述枝晶铂的分布密度为50个/μm2-180个/μm2。在本发明中，枝晶铂的分布越密集，微电极的表面积越大，电学性能提高越多，更有利于其应用。
可选的，所述枝晶铂结构的厚度为0.3μm-70μm。进一步的，所述枝晶铂结构的厚度为3μm-60μm。更进一步的，所述枝晶铂结构的厚度为5μm-50μm。在本发明中，所述枝晶铂结构厚度的设置有利于刺激的产生和传递。
在本发明中，所述枝晶铂结构的厚度可以等于所述凹槽的深度、可以小于所述凹槽的深度或可以大于所述凹槽的深度。当所述枝晶铂结构的厚度大于所述凹槽的深度时，更加提高微电极的表面积，进而提高其电学性能。
可选的，多个所述枝晶铂结构呈阵列排布，使得微电极上形成枝晶铂结构阵列，进一步提高微电极整体的电学性能和使用过程中接收刺激的数量，使得虚拟通道的数量增加，提高其在应用中的分辨率。
在本发明中，所述枝晶铂结构可以完全覆盖所述凹槽的底面(即每个凹槽中暴露的导电层表面)，也可以部分覆盖所述凹槽的底面。
可选的，所述枝晶铂结构上还设置有导电聚合物层。导电聚合物层具有良好电学性能，是生物相容性优异的软性材料，其贴合组织，降低免疫反应，提高微电极的长期安全性。因此，在枝晶铂结构上设置导电聚合物层，“软硬结合”，进一步提高微电极的生物相容性和使用寿命。在本发明中，多个枝晶铂结构可以全部设置有导电聚合物层，也可以部分设置有导电聚合物层，对此不作限定。进一步的，多个所述枝晶铂结构上均设置有导电聚合物层，更加提高微电极的生物相容性和稳定性。
可选的，所述导电聚合物层的厚度为0.1μm-20μm。进一步的，所述导电聚合物层的厚度为2μm-16μm。在本发明中，所述导电聚合物层的厚度的设置更有利于导电层和枝晶铂结构的刺激的传递。
可选的，所述导电聚合物层的材质包括聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩及其衍生物和导电水凝胶中的至少一种。即所述导电聚合物层的材质包括聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯衍生物、聚苯胺衍生物、聚噻吩衍生物和导电水凝胶中的至少一种。在本发明中，所述导电聚合物层材质的选择更有利于导电聚合物层的生物相容性，进而提高微电极的生物相容性和安全性。
本发明第一方面提供的微电极中，暴露的导电层以及枝晶铂结构成为多个电极，电极位点小，且在一定的空间内，电极数量增多，记录点增多，分布均匀，对神经的刺激更为集中，克服了普通平面电极的边缘电场显著强于中央，导致电场线发散的缺点。枝晶铂结构提高了微电极的表面积，有效改善了微电极的电化学性能，如降低阻抗、降低临界刺激电荷密度、提高电荷存储能力和电荷注入能力等，且枝晶铂结构与导电层结合效果好，避免了枝晶铂结构的脱落，提高微电极的生物相容性和使用寿命。同时，利用电流导引技术，相邻电极电场在时间空间上相互作用，产生额外的介于两个电极单独产生的刺激之间的可感知的虚拟刺激，即创建虚拟电极通道，增加微电极在使用过程中接收刺激的数量，提高其在应用中的分辨率，从而拓宽微电极的应用范围。
第二方面，本发明提供了一种微电极的制备方法，包括：
提供基底，在所述基底上制备第一柔性层；
通过掩膜在所述第一柔性层上制备导电层；
在所述导电层上沉积第二柔性层，所述第二柔性层部分覆盖在所述导电层表面，部分覆盖在所述第一柔性层表面；
刻蚀所述第二柔性层以暴露部分所述导电层，并形成多个凹槽；
去除所述基底，并在多个所述凹槽中沉积枝晶铂结构，即可得到微电极。
可选的，所述基底可以但不限于为硅片、氧化硅片或玻璃片。
可选的，所述在所述基底上制备第一柔性层，包括采用旋涂或沉积的方式在所述基底上制备所述第一柔性层。
可选的，所述通过掩膜在所述第一柔性层上制备导电层，包括在所述第一柔性层上方设置掩膜，通过沉积在所述第一柔性层上形成所述导电层，所述导电层覆盖部分所述第一柔性层。进一步的，所述沉积可以但不限于为物理气相沉积、化学气相沉积。
可选的，所述第一柔性层和所述第二柔性层的材质可以但不限于为聚酰亚胺或聚对二甲苯。
可选的，所述刻蚀包括干法刻蚀和湿法刻蚀中的至少一种。具体的，所述刻蚀可以但不限于为反应离子刻蚀、等离子刻蚀。
可选的，所述在多个所述凹槽中沉积枝晶铂结构，包括：提供铂盐溶液，采用恒电位沉积法或恒电流沉积法在多个所述凹槽中形成所述枝晶铂结构。
进一步的，所述铂盐包括氯化铂、六氯铂酸铵、六氯铂酸钾、六氯铂酸钠、氯铂酸、硝酸铂、硫酸铂、四氯铂酸钾和四氯铂酸铵中的至少一种。
进一步的，所述铂盐溶液的浓度大于30mmol/L。更进一步的，所述铂盐溶液的浓度大于35mmol/L。本发明采用高浓度的铂盐溶液(大于30mmol/L)制备枝晶铂结构，可以进一步提高微电极的表面积，同时大幅度增加其电化学性能，使其具有更好的增加电荷存储能力和电荷注入能力等。
进一步的，所述铂盐溶液的pH为7-8。更进一步的，所述铂盐溶液的pH为7.2-7.6。铂盐溶液pH的选择更有利于枝晶铂结构的沉积，同时使得枝晶铂结构均匀一致。
进一步的，所述采用恒电位沉积法或恒电流沉积法在多个所述凹槽中形成所述枝晶铂结构之前，还包括对所述凹槽进行预处理。进一步的，所述预处理包括对所述凹槽进行清洗和粗糙化处理。对凹槽进行预处理可以提高后续沉积的枝晶铂结构与凹槽的结合力，使得枝晶铂结构与凹槽不易脱落分离。
进一步的，所述恒电位沉积法的电压为-0.6V～-0.75V，沉积时间为20min-60min。更进一步的，所述恒电位沉积法的电压为-0.7V～-0.73V，沉积时间为30min-60min。
进一步的，所述恒电流沉积的电流为-2μA～-5μA，沉积时间为20min-60min。更进一步的，所述恒电流沉积的电流为-3.5μA～-4.5μA，沉积时间为30min-60min。
本发明采用的上述恒电位沉积法/恒电流沉积法的条件，有利于制备结构均匀一致的枝晶铂结构，同时有利于增加枝晶铂结构的表面积，进而提高微电极的表面积，增加其电学性能。
可选的，所述在所述凹槽中沉积枝晶铂结构后，还包括采用原位法或模板法在所述枝晶铂结构上沉积导电聚合物层。在本发明中，沉积所述导电聚合物层更有利于导电聚合物层的生物相容性，进而提高微电极的生物相容性和安全性。
本发明第二方面提供的微电极的制备方法，操作简单，可以进行大规模制备，性能均一稳定。
第三方面，本发明提供了一种神经假体，包括第一方面所述的或第二方面所述的制备方法制得的微电极。
在本发明中，所述神经假体可以但不限于为人工耳蜗、视神经假体、植入式心脏起博器或植入式深脑刺激器，尤其是视神经假体。所述神经假体中的微电极可以实现精准、动态的神经刺激，提高神经假体的性能。具体的，当用于视神经假体时，微电极可以增加刺激接收量，产生更高的空间分辨率。
在本发明中，所述神经假体包括一个或多个所述微电极。具体的，可以但不限于为当所述神经假体包括多个所述微电极时，多个所述微电极呈阵列排布。
综上，本发明有益效果包括以下几个方面：
1、本发明提供的微电极中，暴露的导电层以及枝晶铂结构构成多个电极，电极位点小，且在一定的空间内，电极数量增多，记录点增多，分布均匀，对神经的刺激更为集中，克服了普通平面电极的边缘电场显著强于中央，导致电场线发散的缺点。枝晶铂结构提高了微电极的表面积，有效改善了微电极的电化学性能，如降低阻抗、降低临界刺激电荷密度、提高电荷存储能力和电荷注入能力等，且枝晶铂结构与导电层结合效果好，避免了枝晶铂结构的脱落，提高微电极的生物相容性和使用寿命。同时，利用电流导引技术，相邻焦点电极电场在时间空间上相互作用，产生额外的介于两个焦点电极单独产生的刺激之间的可感知的虚拟刺激，即创建虚拟电极通道，增加微电极在使用过程中接收刺激的数量，提高其在应用中的分辨率，从而拓宽微电极的应用范围；
2、本发明提供的微电极的制备方法，操作简单、性能均一稳定、重复性好，可以进行大规模制备；
3、本发明提供的神经假体性能优异，应用范围广，可以广泛用于神经生理、脑科学研究等生命科学领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明一实施例提供的一种微电极截面示意图；
图2为本发明一实施例提供的一种微电极的制备方法流程图；
图3为本发明一实施例提供的一种微电极的制备方法中步骤S101示意图；
图4为本发明一实施例提供的一种微电极的制备方法中步骤S102示意图；
图5为本发明一实施例提供的一种微电极的制备方法中步骤S103示意图；
图6为本发明一实施例提供的一种微电极的制备方法中步骤S104示意图；
图7为本发明一实施例提供的一种微电极的制备方法中步骤S105示意图；
图8为本发明另一实施例提供的一种微电极的制备方法流程图；
图9为本发明提供的一种微电极电极通道示意图。
具体实施方式
以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
请参阅图1，为本发明一实施例提供的一种微电极，包括柔性层10、导电层20和枝晶铂结构30，导电层20设置在柔性层10中，柔性层10表面上设置有多个凹槽11以暴露部分导电层20，每一凹槽11内设置有一枝晶铂结构30。
本发明的微电极中，暴露的导电层20以及枝晶铂结构30构成多个电极，电极位点小，且在一定的空间内，电极数量增多，记录点增多，分布均匀，对神经的刺激更为集中，克服了普通平面电极的边缘电场显著强于中央，导致电场线发散的缺点。枝晶铂结构30提高了微电极的表面积，有效改善了微电极的电化学性能，如降低阻抗、降低临界刺激电荷密度、提高电荷存储能力和电荷注入能力等，且枝晶铂结构30与导电层20结合效果好，避免了枝晶铂结构30的脱落，提高微电极的生物相容性和使用寿命。同时，利用电流导引技术，相邻焦点电极电场在时间空间上相互作用，产生额外的介于两个焦点电极单独产生的刺激之间的可感知的虚拟刺激，即创建虚拟电极通道，增加微电极在使用过程中接收刺激的数量，提高其在应用中的分辨率，从而拓宽微电极的应用范围。
本发明实施方式中，柔性层10的厚度为3μm-300μm。进一步的，柔性层10的厚度为10μm-260μm。在本发明中，柔性层10的材质可以但不限于为聚酰亚胺或聚对二甲苯。
本发明实施方式中，导电层20的厚度为0.1μm-100μm。进一步的，进一步的，导电层20的厚度为0.5μm-80μm。
本发明实施方式中，多个凹槽11之间的间距为10μm-1000μm。进一步的，多个凹槽11之间的间距为50μm-700μm。更进一步的，多个凹槽11之间的间距为80μm-500μm。在本发明中，多个凹槽11之间间距的设置有利于虚拟电极通道的产生，进而提高微电极在使用过程中的感知数量，促进分辨率。
本发明实施方式中，多个凹槽11呈阵列排布。凹槽11的阵列排布有利于设置在凹槽11中的枝晶铂结构30的阵列排布，进而提高微电极产生虚拟通道的数量，提高刺激数量。
本发明实施方式中，凹槽11的开口形状可以但不限于为圆形、正方形、长方形、椭圆形、菱形或不规则形状。
本发明实施方式中，凹槽11的深度为0.5μm-80μm。进一步的，凹槽11深度为2μm-70μm。
本发明实施方式中，微电极中凹槽11的分布密度为10-300个/cm2。进一步的，微电极中凹槽11的分布密度为50-200个/cm2。
本发明实施方式中，枝晶铂结构30由多个枝晶铂形成。进一步的，枝晶铂包括铂纳米线、铂纳米棒、铂纳米锥和铂纳米花中的至少一种。在本发明中，枝晶铂结构30可以大大提高微电极的表面积，进而增加其电学性能。
本发明实施方式中，铂纳米线的直径为2nm-50nm，长度为0.2μm-5μm。进一步的，铂纳米线的直径为3nm-9nm，长度为1.2μm-4μm。
本发明实施方式中，铂纳米棒的直径为0.1μm-1μm，长度为0.3μm-5μm。进一步的，铂纳米棒的直径为0.15μm-0.85μm，长度为0.8μm-4μm。
本发明实施方式中，铂纳米锥的底部直径为0.1μm-1μm，高度为0.3μm-5μm。进一步的，铂纳米锥的底部直径为0.2μm-0.95μm，长度为1.5μm-3.5μm。
本发明实施方式中，铂纳米花的平均直径为0.2μm-3μm。进一步的，铂纳米花的平均直径为0.5μm-2.6μm。进一步的，每个铂纳米花包括多个铂纳米片，铂纳米片的横向尺寸为0.1μm-1μm。更进一步的，铂纳米片的横向尺寸为0.15μm-0.8μm。
本发明实施方式中，铂纳米线、铂纳米棒、铂纳米锥的设置有利于进一步提高微电极的表面积，提高其电学性能。
本发明实施方式中，枝晶铂结构30中枝晶铂的分布密度为10个/μm2-200个/μm2。进一步的，枝晶铂结构30中枝晶铂的分布密度为25个/μm2-185个/μm2。更进一步的，枝晶铂结构30中枝晶铂的分布密度为50个/μm2-150个/μm2。在本发明中，枝晶铂的分布越密集，微电极的表面积越大，电学性能提高越多，更有利于其应用。具体的，枝晶铂的分布密度可以但不限于为30个/μm2、70个/μm2、135个/μm2或180个/μm2。
本发明实施方式中，枝晶铂结构30的厚度为0.3μm-70μm。进一步的，枝晶铂结构30的厚度为3μm-60μm。更进一步的，枝晶铂结构30的厚度为5μm-50μm。在本发明中，枝晶铂结构30厚度的设置有利于刺激的产生和传递。具体的，枝晶铂结构30的厚度为可以但不限于为0.8μm、2μm、8μm、25μm、36μm或52μm。
本发明实施方式中，多个枝晶铂结构30呈阵列排布，使得微电极上形成枝晶铂结构阵列，进一步提高微电极整体的电学性能和使用过程中接收刺激的数量，使得虚拟通道的数量增加，提高其在应用中的分辨率。
本发明实施方式中，枝晶铂结构30可以完全覆盖凹槽11的底面(即每个凹槽11中暴露的导电层20表面)，也可以部分覆盖凹槽11的底面。
本发明实施方式中，枝晶铂结构30的厚度可以等于凹槽11的深度、可以小于凹槽11的深度或可以大于凹槽11的深度。当枝晶铂结构30的厚度大于凹槽11的深度时，更加提高微电极的表面积，进而提高其电学性能。
本发明实施方式中，导电层20暴露的一侧表面为平整表面或凹凸表面。
本发明实施方式中，枝晶铂结构30上还设置有导电聚合物层。导电聚合物层具有良好电学性能，是生物相容性优异的软性材料，其贴合组织，降低免疫反应，提高微电极的长期安全性。因此，在枝晶铂结构30上设置导电聚合物层，“软硬结合”，进一步提高微电极的生物相容性和使用寿命。在本发明中，多个枝晶铂结构可以全部设置有导电聚合物层，也可以部分设置有导电聚合物层，对此不作限定。进一步的，多个所述枝晶铂结构上均设置有导电聚合物层，更加提高微电极的生物相容性和稳定性。
本发明实施方式中，导电聚合物层的厚度为0.1μm-20μm。进一步的，导电聚合物层的厚度为2μm-16μm。在本发明中，导电聚合物层的厚度的设置更有利于导电层20和枝晶铂结构30的刺激的传递。具体的，导电聚合物层的厚度可以但不限于为0.5μm、3.6μm、8μm、14μm或17μm。
本发明实施方式中，导电聚合物层的材质包括聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩及其衍生物和导电水凝胶中的至少一种。即导电聚合物层的材质包括聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯衍生物、聚苯胺衍生物、聚噻吩衍生物和导电水凝胶中的至少一种。在本发明中，导电聚合物层材质的选择更有利于导电聚合物层的生物相容性，进而提高微电极的生物相容性和安全性。
本发明实施方式中，枝晶铂结构30和导电聚合物层的总厚度可以等于凹槽11的深度或可以大于凹槽11的深度。
请参阅图2，为本发明一实施例提供的一种微电极的制备方法，包括：
步骤S101：提供基底，在基底上制备第一柔性层。
参阅图3，提供基底40，基底40可以但不限于为硅片、氧化硅片或玻璃片。在基底40上制备第一柔性层101，包括采用旋涂或沉积的方式在基底40上制备第一柔性层101。可选的，第一柔性层101的材质可以但不限于为聚酰亚胺或聚对二甲苯。可选的，第一柔性层101的厚度为1μm-200μm。
步骤S102：通过掩膜在第一柔性层上制备导电层。
参阅图4，通过掩膜在第一柔性层101上制备导电层20。可选的，包括在第一柔性层101上方设置掩膜，通过沉积在第一柔性层101上形成导电层20，导电层20覆盖部分第一柔性层。进一步的，沉积可以但不限于为物理气相沉积、化学气相沉积。可选的，导电层20的厚度为0.1μm-100μm。
步骤S103：在导电层上沉积第二柔性层，第二柔性层部分覆盖在导电层表面，部分覆盖在第一柔性层表面。
参阅图5，在导电层20上沉积第二柔性层102，第二柔性层102部分覆盖在导电层20表面，部分覆盖在第一柔性层101表面。可选的，采用旋涂或沉积的方式在导电层20上沉积第二柔性层102。可选的，第二柔性层102的材质可以但不限于为聚酰亚胺或聚对二甲苯。可选的，第二柔性层102的厚度为1μm-200μm。
步骤S104：刻蚀第二柔性层以暴露部分导电层，并形成多个凹槽。
参阅图6，刻蚀第二柔性层102以暴露部分导电层20，并形成多个凹槽11。可选的，刻蚀包括干法刻蚀和湿法刻蚀中的至少一种。具体的，刻蚀可以但不限于为反应离子刻蚀、等离子刻蚀。在本发明一具体实施方式中，采用反应离子刻蚀(Reactive Ion Etching，RIE)方式，在第二柔性层102上沉积铝掩膜进行刻蚀工艺，以形成多个凹槽11，再通过湿法刻蚀去除铝掩膜。在本发明中，枝晶铂结构30的厚度可以等于凹槽11的深度、可以小于凹槽11的深度或可以大于凹槽11的深度。当枝晶铂结构30的厚度大于凹槽11的深度时，更加提高微电极的表面积，进而提高其电学性能。相邻凹槽11之间的间距可以相同也可以不同。可选的，相邻凹槽11之间的间距为10μm-1000μm。进一步的，相邻凹槽11之间的间距为50μm-700μm。更进一步的，相邻凹槽11之间的间距为80μm-500μm。在本发明中，多个凹槽11之间间距的设置有利于虚拟电极通道的产生，进而提高微电极在使用过程中的感知数量，促进分辨率。在本发明中，凹槽11的开口形状可以但不限于为圆形、正方形、长方形、椭圆形、菱形或不规则形状。在本发明中，导电层20暴露的一侧表面为平整表面或凹凸表面。也就是说刻蚀第二柔性层时，可以将部分第二柔性层刚好刻蚀完，以暴露部分导电层，导电层暴露的一侧表面为平整表面；或可以将部分第二柔性层刻蚀，同时刻蚀部分导电层，同样暴露部分导电层，导电层暴露的一侧表面为凹凸表面。
步骤S105：去除基底，并在多个凹槽中沉积枝晶铂结构，即可得到微电极。
参阅图7，去除基底40，并在多个凹槽11中沉积枝晶铂结构30，即可得到微电极。可选的，在多个凹槽11中沉积枝晶铂结构30，包括：提供铂盐溶液，采用恒电位沉积法或恒电流沉积法在多个凹槽11中形成枝晶铂结构30。进一步的，铂盐包括氯化铂、六氯铂酸铵、六氯铂酸钾、六氯铂酸钠、氯铂酸、硝酸铂、硫酸铂、四氯铂酸钾和四氯铂酸铵中的至少一种。进一步的，铂盐溶液的浓度大于30mmol/L。进一步的，铂盐溶液的pH为7-8。进一步的，采用恒电位沉积法或恒电流沉积法在多个凹槽11中形成枝晶铂结构30之前，还包括对凹槽11进行预处理。进一步的，预处理包括对凹槽11进行清洗和粗糙化处理。对凹槽11进行预处理可以提高后续沉积的枝晶铂结构30与凹槽11的结合力，使得枝晶铂结构30与凹槽11不易脱落分离。进一步的，恒电位沉积法的电压为-0.6V～-0.75V，沉积时间为20min-60min。进一步的，恒电流沉积的电流为-2μA～-5μA，沉积时间为20min-60min。其中，第一柔性层101和第二柔性层102为图1中的柔性层10。在本发明中，可以先去除基底，再沉积枝晶铂结构，也可以先沉积枝晶铂结构，再去除基底。
请参阅图8，为本发明另一实施例提供的一种微电极的制备方法流程图，其中步骤S201-S205与上述实施例中S101-S105相同，并且还包括步骤S206，采用原位法或模板法在枝晶铂结构上沉积导电聚合物层，即可得到微电极。可选的，导电聚合物层的厚度为0.1μm-20μm。进一步的，导电聚合物层的厚度为2μm-16μm。枝晶铂结构30和导电聚合物层的总厚度可以等于凹槽11的深度或可以大于凹槽11的深度。在本发明中，导电聚合物层的厚度的设置更有利于导电层20和枝晶铂结构30刺激的传递。可选的，导电聚合物层的材质包括聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩及其衍生物和导电水凝胶中的至少一种。即导电聚合物层的材质包括聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯衍生物、聚苯胺衍生物、聚噻吩衍生物和导电水凝胶中的至少一种。在本发明中，导电聚合物层材质的选择更有利于导电聚合物层的生物相容性，进而提高微电极的生物相容性和安全性。导电聚合物层具有良好电学性能，是生物相容性优异的软性材料，其贴合组织，降低免疫反应，提高微电极的长期安全性。因此，在枝晶铂结构30上设置导电聚合物层，“软硬结合”，进一步提高微电极的生物相容性和使用寿命。
本发明还提供了包括上述微电极的神经假体。在本发明中，神经假体可以但不限于为人工耳蜗、视神经假体、植入式心脏起博器或植入式深脑刺激器。具体的，可以但不限于为神经假体作为视神经假体时，一方面自身电学性能和生物相容性好，另一方面，如图9所示，微电极中的多焦点电极实现了真实电极通道和虚拟电极通道的多重刺激，可实现精准的神经调控，提高空间的分辨率，为高密度神经刺激和神经假体提供硬件基础。对于本发明提供的微电极，通过电场调控改变通过不同电极对上的刺激波形、幅值和电荷分配的比例。具体的，可以但不限于通过对相邻或间隔电极点的刺激电荷进行不同的分配比从0～1以0.1步长依次递增，利用电流的定向作用实现刺激焦点的动态移动，构建虚拟通道，在有限的微电极空间内，实现多通道的虚拟刺激，提高刺激效果。在本发明中，神经假体包括一个或多个上述的微电极。具体的，可以但不限于为当神经假体包括多个微电极时，多个微电极呈阵列排布，更有利于神经假体在使用过程中增加接收刺激的数量，更明显地提高分辨率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种微电极，其特征在于，包括柔性层、导电层和多个枝晶铂结构，所述导电层设置在所述柔性层中，所述柔性层表面上设置有多个凹槽以暴露部分所述导电层，每一所述凹槽内设置有一所述枝晶铂结构。
2.如权利要求1所述的微电极，其特征在于，所述枝晶铂结构上还设置有导电聚合物层，所述导电聚合物层的厚度为0.1μm-20μm。
3.如权利要求2所述的微电极，其特征在于，所述导电聚合物层的材质包括聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩及其衍生物和导电水凝胶中的至少一种。
4.如权利要求1所述的微电极，其特征在于，相邻所述凹槽之间的间距为10μm-1000μm。
5.如权利要求1所述的微电极，其特征在于，多个所述枝晶铂结构呈阵列排布。
6.如权利要求1所述的微电极，其特征在于，所述枝晶铂结构由多个枝晶铂形成，所述枝晶铂包括铂纳米线、铂纳米棒、铂纳米锥和铂纳米花中的至少一种。
7.如权利要求1所述的微电极，其特征在于，所述枝晶铂结构中所述枝晶铂的分布密度为10个/μm2-300个/μm2。
8.一种微电极的制备方法，其特征在于，包括：
提供基底，在所述基底上制备第一柔性层；
通过掩膜在所述第一柔性层上制备导电层；
在所述导电层上沉积第二柔性层，所述第二柔性层部分覆盖在所述导电层表面，部分覆盖在所述第一柔性层表面；
刻蚀所述第二柔性层以暴露部分所述导电层，并形成多个凹槽；
去除所述基底，并在多个所述凹槽中沉积枝晶铂结构，即可得到微电极。
9.如权利要求8所述的微电极的制备方法，其特征在于，所述在多个所述凹槽中沉积枝晶铂结构后，还包括采用原位法或模板法在所述枝晶铂结构上沉积导电聚合物层。
10.一种神经假体，包括如权利要求1-7任一项所述的或权利要求8-9任一项所述的制备方法制得的微电极。
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