CN115500832B - 一种复合微针结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合微针结构，包括硬针和软针，所述软针置于所述硬针上表面，所述硬针上表面沿其长度方向间隔设有至少一个软针固定件，所述软针上设有定位开口，所述软针固定件在定位开口处将所述软针固定于硬针上，所述软针的定位开口处设有拉动硬针时可使软针固定件退出定位开口的固定结构退出件。该复合微针结构通过硬针带动软针一同植入组织，同时通过沿硬针长度方向设置软针固定件，一方面能够通过软针固定件带动软针植入，另一方面能够很好的固定硬针和软针，防止它们之间发生移动，减小软针发生翘曲的风险，并且在微针植入组织后，硬针可拔出，软针可随着血管伸缩而进行适应性形变，避免了采用单一硬针或软针的缺陷。
Description
技术领域
本发明属于脑机接口神经微电极技术领域，具体涉及一种复合微针结构。
背景技术
在神经接口中，通过电极采集脑信号，其中电极包括侵入式和非侵入式等形式，侵入式电极采集的脑信号更为准确、可靠性更高。目前侵入式微针结构多数为单一类型电极，如硬针结构的密西根电极、犹他电极，软针结构的聚酰亚胺电极。然而，对于硬针（刚性针）在植入时无法随着血管伸缩而进行适应性形变，可能会对组织造成一定的损伤；而软针结构在植入时易发生变形，需借助外部设备辅助植入，存在结构复杂，效率低下等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合微针结构，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种复合微针结构，包括硬针和软针，所述软针置于所述硬针上表面，所述硬针上表面沿其长度方向间隔设有至少一个软针固定件，所述软针上设有定位开口，所述软针固定件在定位开口处将所述软针固定于硬针上，所述软针的定位开口处设有拉动硬针时可使软针固定件退出定位开口的固定结构退出件。
进一步的，所述软针固定件包括第一部分和第二部分，所述第二部分两端分别与所述第一部分和所述硬针表面连接，所述第一部分与所述硬针表面平行，且所述软针位于所述第一部分与所述硬针表面之间，所述第二部分与所述硬针表面呈预设角度。
进一步的，所述硬针上表面有多个软针固定件，所述软针固定件的第一部分、第二部分和所述硬针表面组成开槽，所述开槽朝向硬针的针尖，所述固定结构退出件位于定位开口上远离软针针尖的一侧。
进一步的，所述软针固定件的第二部分与所述硬针表面之间预设角度为锐角。
进一步的，所述固定结构退出件为由定位开口边缘向定位开口内延伸的脱钩部，所述脱钩部之间的间距小于软针固定件的第二部分的宽度，且脱钩部关于定位开口的轴线对称布置，所述脱钩部侧边与对应定位开口侧边沿之间具有间隙。
进一步的，两片所述脱钩部靠近软针固定件一端呈八字形。
进一步的，所述硬针的尾部沿其宽度方向间隔设有至少一个插销结构，所述软针的尾部对应插销结构处开设有插销孔，且在软针的尾部上沿插销孔边缘向外设置中心对称图形，所述插销结构与软针的所述中心对称图形在硬针表面的投影至少存在部分重合。
进一步的，所述插销结构由上大下小的两个同轴圆柱构成，且插销结构的上圆柱直径大于所述插销孔直径。
进一步的，所述中心对称图形的中心点与所述插销孔的中心点重合。
进一步的，所述第二部分的底面与所述硬针表面抵接，所述第二部分的顶面与所述第一部分的底面抵接，而且所述第二部分的底面大于所述第二部分的顶面。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提供的这种复合微针结构通过硬针带动软针一同植入组织，同时通过沿硬针长度方向设置软针固定件，一方面能够通过软针固定件带动软针植入，另一方面能够很好的固定硬针和软针，防止它们之间发生移动，减小软针发生翘曲的风险，并且在微针植入组织后，硬针可拔出，软针可随着血管伸缩而进行适应性形变，避免了采用单一硬针或软针的缺陷。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明复合微针结构示意图；
图2是图1中I部的放大示意图；
图3是本发明中硬针和软针固定部位的截面示意图；
图4是本发明中硬针上软针固定件的结构示意图；
图5是本发明中软针上图形化的脱钩部结构示意图；
图6是图1中M部的放大示意图；
图7是本发明中硬针尾部上插销结构示意图；
图8是是本发明中软针尾部上花瓣部结构示意图。
附图标记说明：1、硬针；2、软针；3、软针固定件；4、定位开口；5、脱钩部；6、插销结构；7、中心对称图形；8、插销孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是抵触连接或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
如图1所述，本实施例提供了一种复合微针结构，包括硬针1和软针2，所述软针2置于所述硬针1上表面，所述硬针1上表面沿其长度方向间隔设有至少一个软针固定件3，所述软针2上设有定位开口4，所述软针固定件在定位开口4处将所述软针2固定于硬针1上，所述软针2的定位开口4处设有拉动硬针时可使软针固定件3退出定位开口4的固定结构退出件。其中，硬针1具有一定刚性，其可以被植入人体或者动物的软组织内，例如可采用硅材料制得硬针1；所述软针2需要具有一定柔性，例如可采用氮化硅、多晶硅、碳化硅等材料制得软针2。
在本实施例中，由于硬针1具有一定刚性，将软针2平铺于硬针1上表面，同时在硬针1生长软针固定件3，可将软针2与硬针1进行固定，这样硬针1可以带动软针2一同植入人体或动物的软组织内；当软针2植入组织后，再拉动硬针1，硬针1上的软针固定件3与软针2上的固定结构退出件配合，使得软针固定件3退出软针2上的定位开口4，从而解除对软针2的固定作用，硬针1与软针2分离，硬针1拔出，软针2留在植入的组织中，软针2具有一定柔性，在植入的组织内可随着血管伸缩而进行适应性形变，从而避免了传统刚性微针对人体或动物的软组织造成损伤的问题。
在可选的实施方式中，如图2、图3和图4所示，所述软针固定件3包括第一部分和第二部分，所述第二部分两端分别与所述第一部分和所述硬针1表面连接，所述第一部分与所述硬针1表面平行，且所述软针2位于所述第一部分与所述硬针1表面之间，所述第二部分与所述硬针1表面呈预设角度。具体的，所述硬针1上表面设计有多个软针固定件3，本实施例中在硬针1的前端和中部位置各设一个软针固定件3，所述软针固定件3的第一部分、第二部分和所述硬针1表面组成开槽，所述开槽朝向硬针1的针尖，所述固定结构退出件位于定位开口4上远离软针2针尖的一侧。当硬针1植入组织时，通过该软针固定件3带动软针2一同植入，在到达植入地点后，向后拉动硬针1，硬针1上的软针固定件3接触到定位开口4后端的固定结构退出件后，固定结构退出件使得软针固定件3与软针2脱离，软针2与硬针之间的固定解除，实现硬针1拔出而软针2留在组织内的目的。
可选的，如图5所示，所述固定结构退出件为由定位开口4边缘向定位开口4内延伸的两片脱钩部5，两片脱钩部5关于定位开口4的轴线对称布置，两片所述脱钩部5之间具有间距，该间距小于软针固定件3的宽度，两片所述脱钩部5侧边与对应定位开口4侧边沿之间具有间隙，以便脱钩部5能向上翻起以及向两侧方向挤压。拔出硬针1时，向后拉动硬针1，软针固定件3接触该脱钩部5后，脱钩部5将会慢慢向上翘起，从而使得软针固定件3向下退出定位开口4。具体的，该脱钩部5通过在软针2上图形化制得，即该脱钩部5与软针2为一体化结构，这样两片脱钩部5在向上打开过程中，软针固定件3的第二部分挤压脱钩部5，使得脱钩部5沿硬针1回退的方向向上翘起，扩大定位开口4的区域，软针固定件3从定位开口4中脱离软针1，软针2和脱钩部5为弹性材料，在硬针1与软针2脱离后，脱钩部5竖起的部分下降，恢复至原形。
可选的，如图2至图4所示，为了提高软针固定件3的强度，软针固定件3的第一部分和第二部分一体成型。在硬针1和软针2分离的过程中，为了便于软针固定件3从定位开口4中脱离，以及在软针固定件3挤压脱钩部5的过程中避免第一部分对脱钩部5造成影响，本实施例中设计第二部分的底面与硬针表面抵接，第二部分的顶面与第一部分的底面抵接，而且第二部分的底面大于第二部分的顶面。
优化的，可设计两片所述脱钩部5靠近软针固定件3一端呈八字形，这种结构设计可使得软针固定件3在接触脱钩部5时，脱钩部5能更方便的向上翘起，以便扩大定位开口4的区域。
如图3所示，为了便于硬针1脱离软针2，本实施例中，将软针固定件3的第二部分与硬针1表面之间的角度设置为锐角，即避免在远离硬针1尖端的方向上软针固定件3的第一部分超出第二部分的端部，同时有利于软针固定件3的第二部分挤压脱钩部5而使脱钩部5向上翘起。
在可选的实施方式中，如图6、图7和图8所示，还可在所述硬针1的尾部沿其宽度方向间隔设有至少一个插销结构6，所述软针2的尾部对应插销结构6处开设有插销孔8，且在软针2的尾部上沿插销孔8边缘向外设置若干中心对称图形7，如本实施例中图形处的中心对称图形7可以为类似花瓣结构，所述插销结构6与软针2的中心对称图形7在硬针1表面的投影至少存在部分重合；具体的，所述插销结构6由上大下小的两个同轴圆柱构成，且插销结构6的上圆柱直径大于所述插销孔8直径。制备微针时，在硬针1上生长软针2后，在软针2尾部上开设插销孔8，并图形化出中心对称图形7，再在插销孔8处生长插销结构6，由于插销结构6的上圆柱直径大于所述插销孔8直径，上圆柱会压住插销孔8边缘的部分软针2结构，从而固定软针2，进一步保证硬针1和软针2之间不会发生位移；当硬针1带动软针2一同植入组织后，通过向下拉动硬针1，插销结构6的上圆柱会对软针2产生一定向下作用力，软针2上的中心对称图形7会发生一定程度弯曲变形，直至插销结构6完全退出，然后继续向后拉动硬针1，使硬针1上的软针固定件3退出，从而使硬针1和软针2完全脱离，拔出硬针1，保留软针2在组织内。
上述复合微针结构在制备时，先在硬针1表面生长一定厚度的牺牲层，再在牺牲层的表面生长软针2，在软针2的前部和尾部分别开设定位开口4和插销孔8，并在软针2上图形化出脱钩部5和中心对称图形7，然后在定位开口4处再生长软针固定件3的竖直段和水平段，使得定位开口4边缘的软针1部分压入至软针固定件3内，在插销孔8处再生长插销结构6，使插销结构6的上圆柱边缘覆盖插销孔8边缘的部分软针2，然后释放硬针1与软针2之间的牺牲层即可。
本实施例中，中心对称图形7的中心点与插销孔8的中心点重合。
综上所述，本发明提供的这种复合微针结构通过硬针带动软针一同植入组织，同时通过沿硬针长度方向设置软针固定件，一方面能够通过软针固定件带动软针植入，另一方面能够很好的固定硬针和软针，防止它们之间发生移动，减小软针发生翘曲的风险，并且在微针植入组织后，硬针可拔出，软针可随着血管伸缩而进行适应性形变，避免了采用单一硬针或软针的缺陷。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种复合微针结构，其特征在于：包括硬针和软针，所述软针置于所述硬针上表面，所述硬针上表面沿其长度方向间隔设有至少一个软针固定件，所述软针上设有定位开口，所述软针固定件在定位开口处将所述软针固定于硬针上，所述软针的定位开口处设有拉动硬针时可使软针固定件退出定位开口的固定结构退出件；所述硬针的尾部沿其宽度方向间隔设有至少一个插销结构，所述软针的尾部对应插销结构处开设有插销孔，且在软针的尾部上沿插销孔边缘向外设置中心对称图形，所述插销结构与软针的所述中心对称图形在硬针表面的投影至少存在部分重合；
所述软针固定件包括第一部分和第二部分，所述第二部分两端分别与所述第一部分和所述硬针表面连接，所述第一部分与所述硬针表面平行，且所述软针位于所述第一部分与所述硬针表面之间，所述第二部分与所述硬针表面呈预设角度；所述硬针上表面有多个软针固定件，所述软针固定件的第一部分、第二部分和所述硬针表面组成开槽，所述开槽朝向硬针的针尖，所述固定结构退出件位于定位开口上远离软针针尖的一侧。
2.如权利要求1所述的复合微针结构，其特征在于：所述软针固定件的第二部分与所述硬针表面之间预设角度为锐角。
3.如权利要求1所述的复合微针结构，其特征在于：所述固定结构退出件为由定位开口边缘向定位开口内延伸的脱钩部，所述脱钩部之间的间距小于软针固定件的第二部分的宽度，且脱钩部关于定位开口的轴线对称布置，所述脱钩部侧边与对应定位开口侧边沿之间具有间隙。
4.如权利要求3所述的复合微针结构，其特征在于：两片所述脱钩部靠近软针固定件一端呈八字形。
5.如权利要求1所述的复合微针结构，其特征在于：所述插销结构由上大下小的两个同轴圆柱构成，且插销结构的上圆柱直径大于所述插销孔直径。
6.如权利要求1所述的复合微针结构，其特征在于：所述中心对称图形的中心点与所述插销孔的中心点重合。
7.如权利要求1所述的复合微针结构，其特征在于：所述第二部分的底面与所述硬针表面抵接，所述第二部分的顶面与所述第一部分的底面抵接，而且所述第二部分的底面大于所述第二部分的顶面。
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2022
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