CN115799872B - 一种柔性电极结构、制备方法及成型模具 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种柔性电极结构、制备方法及成型模具，包括柔性电极探针、可溶解的锚定层与可溶解的覆盖层，所述柔性电极探针具有外侧面，所述锚定层位于至少部分所述外侧面上，所述覆盖层覆盖所述锚定层，所述覆盖层的溶解速度大于所述锚定层的溶解速度。本申请在柔性电极探针外侧面设置覆盖层，增强柔性电极探针的强度，有效防止柔性电极探针内的导线在植入过程中断裂；同时，覆盖层在植入后快速溶解暴露出锚定层，锚定层能够避免柔性电极探针在牵引丝拔出时移动，大大提升植入精确度。

Description

一种柔性电极结构、制备方法及成型模具

技术领域

本申请涉及脑机接口技术领域，尤其涉及一种柔性电极结构、制备方法及成型模具。

背景技术

脑机接口，有时也称作“大脑端口”或者“脑机融合感知”，它是在人或动物脑(或者脑细胞的培养物)与外部设备间建立的直接连接通路。脑机接口作为一项多学科交叉技术，已经受到了全世界科研界与工业界的广泛关注；其中柔性电极作为脑机接口的分支，因其优越的生物相容性被认为是“脑机接口最后的形态”。

现有柔性电极的探针植入技术常常采用钨丝，在柔性电极探针的前端开设牵引孔，将钨丝插入牵引孔内，从而通过钨丝将柔性电极探针植入到生物脑组织中；然而，柔性电极探针较脆弱，当钨丝牵引柔性电极探针的一端时，柔性电极探针内的导线可能会因一端受到牵引力而断裂，从而导致电极采集的信号无法被传输至后端；并且，钨丝拔出的过程中会带动柔性电极探针，从而改变柔性电极探针的最终植入位置，降低了植入精确度。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本申请提供了一种柔性电极结构、制备方法及成型模具，能够提升柔性电极探针的强度，防止断裂；同时，避免柔性电极探针在牵引丝拔出时移动，提升植入精确度。所述技术方案如下：

本申请提供了一种柔性电极结构，包括柔性电极探针、可溶解的锚定层与可溶解的覆盖层，所述柔性电极探针具有外侧面，所述锚定层位于至少部分所述外侧面上，所述覆盖层覆盖所述锚定层，所述覆盖层的溶解速度大于所述锚定层的溶解速度。

进一步地，所述锚定层包括多个锚定部，多个所述锚定部沿所述柔性电极探针的长度方向排列。

进一步地，所述锚定部为凸起结构。

进一步地，所述柔性电极探针还包括引导部，所述引导部位于所述柔性电极探针的一端，所述引导部用于牵引所述柔性电极探针。

进一步地，所述覆盖层包括引导部，所述引导部位于所述覆盖层的一端，所述引导部用于牵引所述柔性电极探针。

进一步地，所述柔性电极探针包括第一端和第二端，所述锚定层还包括连接部，所述连接部从所述第一端延伸至所述第二端。

进一步地，所述锚定层包括引导部，所述引导部位于所述锚定层的一端，所述引导部用于牵引所述柔性电极探针。

进一步地，所述锚定层的材料与所述覆盖层的材料为溶解性材料，所述溶解性材料包括聚乙二醇(PEG)、壳聚糖、胶原蛋白与生物丝蛋白中的至少一种。

进一步地，所述锚定层的结晶度为8～60％。

本申请还提供一种柔性电极结构的制备方法，用于制备以上任一项所述的柔性电极结构，包括：

向柔性电极探针的外侧面提供溶解性材料；

对所述溶解性材料进行第一退火处理，得到锚定层；

向具有所述锚定层的所述柔性电极探针提供溶解性材料；

对所述溶解性材料进行固化处理，以使得所述溶解性材料固化，得到所述柔性电极结构。

进一步地，所述固化处理包括干燥处理，以使得经过所述干燥处理的所述溶解性材料的溶解速度大于经过所述第一退火处理的所述溶解性材料的溶解速度。

进一步地，所述固化处理包括第二退火处理，以使得经过所述第二退火处理的所述溶解性材料的溶解速度大于经过所述第一退火处理的所述溶解性材料的溶解速度。

本申请还提供一种成型模具，用于在柔性电极探针的外侧面形成锚定层，所述成型模具内开设型腔，所述型腔包括用于容纳所述柔性电极探针的第一腔部与用于形成所述锚定层的第二腔部；所述成型模具包括开口端与封闭端，所述型腔从所述开口端向所述封闭端延伸。

进一步地，所述第二腔部包括多个第一腔段与多个第二腔段，所述第一腔段与所述第二腔段在所述型腔的延伸方向上交替排列。

进一步地，所述第二腔段为凹槽结构，所述凹槽结构在垂直于所述延伸方向的方向上具有预设深度。

进一步地，至少部分所述第二腔段对应的所述预设深度不相等。

进一步地，所述型腔还包括引导腔部，所述引导腔部位于所述封闭端，所述引导腔部用于在所述锚定层的一端形成环形的引导部。

实施本申请，具有如下有益效果：

1、本申请通过在柔性电极探针外侧面设置覆盖层，增强柔性电极探针的强度，能够有效防止柔性电极探针内的导线在植入过程中断裂，且覆盖层外表面光滑，使得该柔性电极探针更易植入；同时，锚定层缓慢溶解，而覆盖层在植入后快速溶解，暴露出锚定层，通过锚定层增强柔性电极探针的移动难度，从而避免柔性电极探针在牵引丝拔出时移动，定位准确，大大提升柔性电极探针的植入精确度。

2、锚定层为凸起结构，能够大大增加柔性电极探针外侧面的不平整程度，增大柔性电极探针与植入区域的摩擦力，使得柔性电极探针在植入后难以移动，定位精确。

3、本申请可选地将引导部与覆盖层(或锚定层)连接，能够使得柔性电极探针受力更加均匀，从而进一步降低柔性电极探针内部导线断裂的风险；并且，覆盖层在植入后快速溶解，使得牵引丝与柔性电极探针失去连接，能够有效地避免柔性电极探针移动，提升植入位置的精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所使用的附图作简单的介绍，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本申请的一个实施例中柔性电极结构的结构示意图；

图2为本申请的另一个实施例中柔性电极结构的结构示意图；

图3为本申请的一个可选实施例中柔性电极结构的结构示意图；

图4为本申请的另一个可选实施例中柔性电极结构的结构示意图；

图5为图4中柔性电极结构在另一角度时的结构示意图；

图6为本申请的一种可能的实施方式中柔性电极结构的制备方法的逻辑结构图；

图7为本申请的一个具体实施例中成型模具的半剖视图；

图8为本申请的一个具体实施例中柔性电极探针与成型模具的装配示意图；

图9为图8中柔性电极探针与成型模具的半剖视图。

其中，附图标记对应为：1-柔性电极探针，11-电极，2-锚定层，21-锚定部，22-连接部，3-覆盖层，4-引导部，5-型腔，51-第一腔部，52-第二腔部，520-第一腔段，521-第二腔段，53-引导腔部。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了下述图示或下述描述以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例

考虑到现有柔性电极探针通过牵引丝(包括钨丝)牵引进行植入，而柔性电极探针内的导线在植入过程中容易受牵引而断裂、且植入位置不准的问题，本申请提供了一种柔性电极结构，如图1-5所示，该柔性电极结构包括柔性电极探针1、可溶解的锚定层2与可溶解的覆盖层3，其中，柔性电极探针1具有外侧面，锚定层2位于至少部分外侧面上，覆盖层3覆盖该锚定层2，并且，覆盖层3的溶解速度大于锚定层2的溶解速度，以使得在植入过程中覆盖层3能够覆盖锚定层2，该柔性电极结构更易植入，植入后覆盖层3快速溶解暴露出锚定层2，该锚定层2与植入区域中脑组织的摩擦力增大，从而使得该柔性电极结构不易移动，即在植入后不易被牵引丝带动而移位，大大提升柔性电极探针1植入位置的精确度。

锚定层2的溶解速度较慢，该锚定层2的存在时间至少持续至拉出牵引丝即可；在一个可选的实施例中，锚定层2的溶解时长大于1h，以使得锚定层2能够在植入区域停留足够长的时间，以有效地防止柔性电极探针1发生移动；在另一个可选的实施方式中，锚定层2的溶解时长小于7天，锚定层2完全溶解，则在取出柔性电极探针1时，能够避免锚定层2的锚定结构增加取出过程的难度，使得柔性电极探针1易于取出，也避免取出过程中锚定层2对脑组织形成伤害；在其他可选的实施例中，锚定层2的溶解时长为2h～7天。

覆盖层3的溶解速度较快，该覆盖层3的存在时间至少持续至柔性电极结构到达预设的目标植入位置即可；在一个可选的实施例中，该覆盖层3在植入到目标植入位置后的几秒或几分钟内即被组织液所溶解，从而尽快释放出柔性电极探针1及锚定层2，使得锚定层2发挥防止柔性电极探针1移动的作用。

具体地，如图1所示，锚定层2包括多个锚定部21，多个锚定部21沿该柔性电极探针1的长度方向排列，进一步提升柔性电极探针1外侧面的不平整程度，增大柔性电极探针1与植入区域的摩擦力，使得柔性电极探针1在植入后难以移动，定位精确，植入可靠。

具体地，该锚定部21为凸起结构，该凸起结构朝向远离柔性电极探针1的方向向外凸起，从而增加柔性电极探针1外侧面的不平整度；在一个可选实施例中，该锚定部21为倒勾形凸起结构；在另一个可选实施例中，该锚定部21为渐变式凸起结构，在长度方向上，由柔性电极探针1的一端向柔性电极探针1的另一端逐渐向外延伸，则在该长度方向上，锚定部21一端的厚度小于另一端的厚度，能够很好地限制柔性电极探针1的位置，植入准确性高；如图1所示，在一个优选实施例中，锚定部21的外侧面为渐变曲面，弧度平缓，能够降低锚定层2与植入区域的脑组织接触时对脑组织的损伤，安全性更好。

具体地，柔性电极探针1上具有电极11，在一个实施例中，锚定部21与电极11错位设置，以使得锚定部21的位置与电极11位置相错开，便于电极11进行信号采集工作。

具体地，在一个可选实施例中，如图1与图4所示，在垂直于长度方向的方向上，锚定部21位于柔性电极探针1的外侧面上，环绕该柔性电极探针1一圈，使得锚定层2与植入区域的摩擦力更加均匀，有利于维持柔性电极探针1准确定位在目标植入位置，不易移动，大大提升柔性电极探针1的植入精确性；而覆盖层3相对应地围绕在该柔性电极探针1的外侧，将锚定层2与柔性电极探针1全部包覆住，以提升该柔性电极结构的表面平滑度，使得该柔性电极结构易于植入。

具体地，在一个可选实施例中，如图2与图3所示，在垂直于长度方向的方向上，锚定部21位于柔性电极探针1的部分外侧面上，即锚定层2仅设置在柔性电极探针1的一侧，相对应地，覆盖层3覆盖于该锚定层2对应的区域，将锚定层2包覆住，以避免锚定层2对植入过程的影响，而在植入完成后裸露出锚定层2，既能够发挥锚定层2的防移位功能，又能够节省锚定层2与覆盖层3的材料及相应成本。在本实施例中，锚定层2和覆盖层3位于柔性电极探针1的一侧，位于柔性电极探针1另一侧上的电极11在植入后即可立刻进行信号采集工作以确定柔性电极探针1的工作状况，而不需要等待覆盖层3的溶解。

具体地，在一个可能的实施例中，如图4所示，在柔性电极探针1的长度方向上，该柔性电极探针1包括第一端和第二端，锚定层2还包括连接部22，该连接部22从第一端延伸至第二端，即连接部22是连续设置的，以使得沿长度方向排列的多个锚定部21之间通过连接部22相互连接，覆盖柔性电极探针1的外侧面，而覆盖层3通过锚定层2与柔性电极探针1连接，而不直接接触柔性电极探针1；此时，锚定层2也具有一定的强度，通过连续延伸的连接部22能够在一定程度上进一步增强柔性电极探针1的强度，该锚定层2与覆盖层3相配合，进一步防止柔性电极探针1受力断裂。

需要说明的是，柔性电极探针1上设有电极11，锚定层2设有镂空结构，该镂空结构开设于连接部22，且该镂空结构与电极11相对应，以避免锚定层2遮挡电极11而影响电极11正常工作；也就是说，如图4所示，在柔性电极探针1上不存在电极11的区域，锚定层2能够从第一端延伸至第二端，提升柔性电极探针1的强度；同时，如图5所示，在柔性电极探针1上具有电极11的区域，锚定层2是不连续的，通过镂空结构裸露出电极11，以使得覆盖层3快速溶解后，电极11能够直接暴露于植入区域进行信号采集工作。

在一个可选的实施方式中，镂空结构包括至少一个镂空孔，至少一个镂空孔与电极11对应设置；可选地，镂空结构包括一个镂空孔，多个电极11均位于镂空孔内；优选地，镂空结构包括多个镂空孔，每个镂空孔均与一个电极11对应设置，以降低柔性电极探针1外侧面的裸露面积，提升柔性电极探针1的强度。

相对应地，在一个可选的实施例中，覆盖层3内设有填充结构，该填充结构与镂空结构相匹配连接，在一定程度上进一步提升柔性电极探针1的强度。

具体地，在一个可选实施例中，如图1与图2所示，柔性电极探针1包括引导部4，即引导部4与柔性电极探针1为一体结构，该引导部4位于柔性电极探针1的一端，用于牵引柔性电极探针1；其中，该引导部4上开设引导孔，该引导孔供牵引丝穿过，从而在牵引丝的牵引力下带动整个柔性电极结构移动，完成植入过程；在该实施例中，覆盖层3在长度方向上连续地覆盖在锚定层2与柔性电极探针1的外侧面，该覆盖层3能够有效增强柔性电极探针1在其长度方向上的抗断裂性能，避免柔性电极探针1受到引导部4处的牵引力而损坏，使得柔性电极探针1采集的信号能够稳定可靠地传输至后端。

具体地，在一个可选实施例中，如图3所示，覆盖层3包括该引导部4，该引导部4设置于覆盖层3的一端，即引导部4与覆盖层3为一体结构，则在植入过程中，通过牵引丝传递的牵引力不会直接施加在柔性电极探针1上，通过覆盖层3的传递使得柔性电极探针1受到的牵引力更加均匀，不会因直接拉扯柔性电极探针1的一端而造成内部导线的断裂；另一方面，覆盖层3在植入后快速溶解，使得牵引丝失去与柔性电极探针1的连接，则在牵引丝拔出过程中不会带动柔性电极探针1，更有利于提升柔性电极探针1植入位置的准确性；在一个具体实施例中，引导部4与覆盖层3为同种材料，该引导部4在植入后与覆盖层3同步快速溶解，从而释放牵引丝，使柔性电极探针1与牵引丝分离，避免牵引丝带动柔性电极探针1移位。

具体地，在一个可选实施例中，如图4所示，锚定层2的一端包括该引导部4，则通过牵引丝传递的牵引力不会直接施加在柔性电极探针1上，而是施加在锚定层2上，且锚定层2在长度方向上是连续的，该锚定层2的连接部22从第一端不间断地延伸至第二端，一方面能够与覆盖层3配合，大大有利于增强柔性电极探针1的强度；另一方面也有利于提升柔性电极探针1各处受力的均匀性，使得牵引力不再集中于柔性电极探针1的一端，而是分散出一部分牵引力于柔性电极探针1的外侧面，从而优化受力，进一步降低柔性电极探针1断裂的风险；在一个具体实施例中，该引导部4与锚定层2为一体结构，使得具有引导部4的锚定层2既能够起到锚定作用，防止柔性电极探针1移动，又能够使柔性电极探针1受力均匀，避免断裂。

可选地，锚定层2的材料与覆盖层3的材料为溶解性材料，该溶解性材料包括聚乙二醇(PEG)、壳聚糖、胶原蛋白与生物丝蛋白中的至少一种，生物相容性好；其中，生物丝蛋白包括蚕丝蛋白和蛛丝蛋白；进一步地，该溶解性材料包括PEG、壳聚糖、胶原蛋白与生物丝蛋白中的任一种；根据不同溶解性能的要求，锚定层2的材料与覆盖层3的材料可选为不同的溶解性材料，两层之间的溶解速度不同；此外，锚定层2的材料与覆盖层3的材料还可选为同种溶解性材料，经过处理后，使得该种溶解性材料分别具有不同的溶解速度。

具体地，对于生物丝蛋白，结晶度越高，溶解速度越慢；在一个可能的实施例中，锚定层2的结晶度高于覆盖层3的结晶度，使得覆盖层3的溶解速度快于锚定层2的溶解速度，覆盖层3能够在植入后快速溶解，裸露出锚定层2，以使得锚定层2与柔性电极探针1形成的组合结构难以移动，进而避免牵引丝拔出过程中可能导致的柔性电极探针1移位，柔性电极探针1能够准确停留在目标植入位置，植入准确性高。

可选地，锚定层2的结晶度为8～60％，在该结晶度下，锚定层2的溶解速度降低，溶解时长增加，能够满足该柔性电极结构对锚定层2溶解性的要求；进一步地，锚定层2的结晶度为10～30％；优选地，锚定层2的结晶度为10～20％。

植入时，牵引丝插入引导部4的引导孔中，从而带动整个柔性电极结构移动，在此过程中，覆盖层3能够很好地保护柔性电极探针1，防止柔性电极探针1内部的导线断裂，当柔性电极结构到达目标植入位置后，覆盖层3快速溶解，使得内部的锚定层2裸露，之后拔出牵引丝，而锚定层2的凸起结构与植入区域的摩擦力增大，能够限制柔性电极探针1，避免柔性电极探针1被拉动，使得柔性电极探针1能够稳定停留在目标植入位置，植入准确性高。

本申请还提供一种柔性电极结构的制备方法，用于制备以上所述的柔性电极结构，如图6所示，该制备方法包括：

S1，向柔性电极探针的外侧面提供溶解性材料；

S2，对所述溶解性材料进行第一退火处理，得到锚定层；

S3，向具有所述锚定层的所述柔性电极探针提供溶解性材料；

S4，对所述溶解性材料进行固化处理，以使得所述溶解性材料固化，得到所述柔性电极结构。

具体地，在一个可选的实施例中，S1步骤中提供成型模具，该成型模具用于成型锚定层，如图7与图9所示，该成型模具内的型腔与锚定层的边缘形状相匹配；则在S1步骤中，将柔性电极探针插入该成型模具中，再向柔性电极探针与成型模具的间隙中注入溶解性材料(液态或该溶解性材料的溶液)，以便于在后续步骤中得到锚定层。

具体地，S2步骤包括：

对所述溶解性材料进行预处理，得到预制层；

对所述预制层进行第一退火处理，得到锚定层。

其中，预处理包括蒸发干燥，使得溶解性材料自然干燥，形成预制层；而在一个可选的实施方式中，在一次预处理之后，可以重复多次向成型模具继续施加溶解性材料，并进行预处理，能够得到预设厚度的预制层，能够有利于提升后续锚定层的成型精度。

在一个可选的实施例中，如图8与图9所示，该成型模具可选为半开放式。

具体地，在S2步骤中，第一退火处理在高温高湿环境下进行处理，以提高溶解性材料的结晶度，促进溶解性材料形成晶体，使锚定层的溶解速度降低，从而能够在植入后缓慢溶解；在一个可能的实施方式中，第一退火处理的退火环境为85kPa含水蒸气的真空环境，用于控制该退火环境的湿度，提高溶解性材料的结晶度。

具体地，第一退火处理用于提升溶解性材料的结晶度，进而降低该溶解性材料的溶解速度，则经过第一退火处理后的溶解性材料的结晶度高于未经过退火处理的溶解性材料的结晶度，使得同一种溶解性材料经过退火处理后的溶解速度低于未经过退火处理的溶解速度。

其中，通过控制第一退火处理的温度和时长来共同控制结晶度，进而得到具有特定溶解速度的锚定层；例如，在一个具体实施例中，第一退火处理的温度为70±5℃，第一退火处理的时长为5～15min，从而得到含有结晶度10～20％的生物丝蛋白薄膜；在另一个具体实施例中，第一退火处理的温度为45±5℃，第一退火处理的时长为25～35min，同样能够得到含有结晶度10～20％的生物丝蛋白薄膜，即能够缓慢溶解的锚定层。

具体地，在一个可选的实施方式中，固化处理包括干燥处理，则同一种溶解性材料经过第一退火处理后的溶解速度低于该溶解性材料经过干燥处理后的溶解速度，即锚定层的溶解速度小于覆盖层的溶解速度。

具体地，在另一个可选的实施方式中，固化处理包括第二退火处理，且第二退火处理的温度低于第一退火处理的温度，和/或者第二退火处理的时长低于第一退火处理的时长，以对溶解性材料进行轻度退火，使得该溶解性材料经过第二退火处理后的溶解速度大于该溶解性材料经过第一退火处理后的溶解速度，即覆盖层的溶解速度快于锚定层的溶解速度。

可选地，在S3～S4步骤中，提供覆盖层成型模具，该覆盖层成型模具的内腔边壁与覆盖层的外侧面相匹配，用于形成覆盖层；则将具有锚定层的柔性电极探针置于该覆盖层成型模具中，向具有锚定层的柔性电极探针与覆盖层成型模具之间的间隙注入溶解性材料，以使得该溶解性材料能够固化，形成覆盖层，最后剥离覆盖层成型模具，即可得到柔性电极结构。

本实施例还提供一种成型模具，用于在柔性电极探针1的外侧面形成锚定层2，如图7～9所示，该成型模具内开设型腔5，该型腔5包括第一腔部51与第二腔部52，其中，第一腔部51(如图7中虚线所示区域)用于容纳柔性电极探针1，第二腔部52位于第一腔部51的外围，且第二腔部52与锚定层2的形状轮廓相匹配，用于形成锚定层2；该成型模具还包括开口端与封闭端，以使得型腔5从开口端向封闭端延伸，便于柔性电极探针1沿该型腔5的延伸方向(如图7中箭头所指方向)插入型腔5第一腔部51；此时，柔性电极探针1与成型模具之间的间隙即为第二腔部52，能够很好地形成预设形状的锚定层2，使用方便快速，成型精度高。

具体地，如图9所示，第二腔部52包括多个第一腔段520与多个第二腔段521，其中第一腔段520与第二腔段521在型腔5的延伸方向上交替排列，分别用于形成锚定层2的不同区域。

在一个可能的实施方式中，第一腔段520在垂直于延伸方向上的横截面(例如，环形)与第一腔部51在垂直于延伸方向上的横截面轮廓(例如，横截面为圆形，对应的横截面轮廓为环形)重合，即在第一腔段520对应的区域，型腔5所对应的成型模具内表面能够与柔性电极探针1的外侧面贴合，两者之间不留缝隙，以使得锚定层2形成多个相互之间不连接的锚定部21。

在另一个可能的实施方式中，第一腔段520在垂直于延伸方向的方向上具有预设宽度i，如图9所示，以使得柔性电极探针1插入后，能够与成型模具之间留出该预设宽度i的间隙，用于容纳溶解性材料，以便于该第一腔段520处的溶解性材料形成锚定层2的连接部22。

具体地，在一个可能的实施方式中，第一腔段520设有凸块结构，该凸块结构由第一腔段520中与成型模具相连接的内壁朝向第一腔部51的方向凸起，使得该凸块结构对应的区域形成锚定层2的镂空结构，便于电极1裸露进行信号采集工作。

具体地，如图9所示，第二腔段521为凹槽结构，该凹槽结构在垂直于延伸方向的方向上具有预设深度j，该预设深度j的凹槽结构用于容纳溶解性材料，以便于第二腔段521处的溶解性材料形成锚定层2的锚定部21。可选地，至少部分第二腔段521对应的预设深度j不相等，即在型腔5的延伸方向上，不同的凹槽结构具有不同的预设深度，从而形成不同大小的锚定部21，提升成型后锚定层2与柔性电极探针1外侧面的匹配精度。

在另一个可选的实施方式中，在延伸方向上，不同的第一腔段520的预设宽度i也可以设置为不同的大小，能够适配多种柔性电极探针1的形状，灵活性好，匹配度高。

具体地，型腔5还包括引导腔部53，该引导腔部53位于封闭端，用于在锚定层2的一端形成环形的引导部4，且该引导腔部53与第二腔部52连通，使得引导部4与锚定部21以及连接部22一体成型，得到具有引导部4的锚定层2，省略了额外成型引导部4的步骤，快速方便，简化了成型工艺，大大提升了锚定层2的成型效率，也有利于提升锚定层2整体结构的强度，成型稳定可靠。

在一个具体实施例中，溶解性材料为蚕丝蛋白，则通过蚕丝蛋白溶液按照S1～S4步骤制备该柔性电极结构；其中，该蚕丝蛋白溶液(包括用于制备锚定层的蚕丝蛋白溶液和用于制备覆盖层的蚕丝蛋白溶液)均为同种蚕丝蛋白溶液，该蚕丝蛋白溶液通过除丝胶、溴化锂溶解、透析和浓缩制备而成，具体包括：

1)除丝胶：将天然蚕茧加入煮沸的Na₂CO₃溶液中继续煮沸0.5～1h，之后将溶液中的蚕丝蛋白取出冷却，使用超纯水清洗3～5次，每次清洗挤干水分以除去残留的碳酸钠和丝胶；其中，Na₂CO₃溶液的浓度为0.02±0.01mol/L。

2)溴化锂溶解：按照1：4的质量比将清洗后的蚕丝蛋白溶解在溴化锂溶液中，之后置于60±3℃下干燥3～5h，得到溴化锂溶解的蚕丝蛋白溶液；其中，溴化锂溶液的浓度为9～10mol/L；优选地，溴化锂溶液的浓度为9.3mol/L。

3)透析：将溴化锂溶解的蚕丝蛋白溶液放入透析袋(MWCO:3500)中，在蒸馏水中透析2～3天，再将透析后的蚕丝蛋白溶液离心分离除去杂质，例如9000rpm下离心20min两次，得到具有初始浓度的蚕丝蛋白溶液。

4)浓缩：将具有初始浓度的蚕丝蛋白溶液放入透析袋，放置在4℃环境中浓缩，直到溶液中蚕丝蛋白的质量分数达到20±5w/v％(质量浓度为200±50g/L)，得到蚕丝蛋白溶液。

之后，通过该蚕丝蛋白溶液制备柔性电极结构，具体包括以下步骤：

a)制备预制层：将柔性电极探针置于成型模具中，将蚕丝蛋白溶液浇铸在成型模具中，蒸发晾干，得到干燥的蚕丝蛋白薄膜，可多次浇铸，得到预设厚度的预制层；

b)制备锚定层：将预制层置于70±5℃，85kPa含有水蒸气的真空皿中进行退火处理，退火时长为5～15min，得到结晶度为10～20％的锚定层，增加蚕丝蛋白薄膜的溶解时间；

c)制备覆盖层：将具有锚定层的柔性电极探针置于覆盖层成型模具中，并向覆盖层成型模具中浇铸蚕丝蛋白溶液，使得具有锚定层的柔性电极探针浸没于该蚕丝蛋白溶液中，经过干燥处理，使得蚕丝蛋白溶液固化为覆盖层，剥离覆盖层成型模具，得到完整的柔性电极结构。

传统柔性电极探针通过开设牵引孔，由钨丝牵引进行植入，容易使柔性电极探针内部导线断裂；而本申请提供的柔性电极结构及其制备方法，工艺简单易操作，在柔性电极探针外表面连接锚定层与覆盖层，其中，覆盖层能够提升柔性电极探针的强度，降低断裂风险，覆盖层还能够提升该柔性电极结构的表面平滑性，使柔性电极结构能够易于植入，并且，覆盖层在植入后能够快速溶解以裸露出锚定层，而锚定层的溶解速度小于覆盖层的溶解速度，能够通过锚定层的凸起结构加强与植入区域之间的摩擦，进而有效限制柔性电极探针的位置，避免柔性电极探针在牵引丝拔出过程中受力而移位，定位准确，植入精确度与可靠性高。

以上所描述的仅为本申请的一些实施例而已，并不用于限制本申请，本行业的技术人员应当了解，本申请还会有各种变化和改进，任何依照本申请所做的修改、等同替换和改进都落入本申请所要求的保护的范围内。

Claims (17)

1.一种柔性电极结构，用于脑机接口，其特征在于，包括柔性电极探针(1)、可溶解的锚定层(2)与可溶解的覆盖层(3)，所述柔性电极探针(1)具有外侧面，所述锚定层(2)位于至少部分所述外侧面上，所述覆盖层(3)覆盖所述锚定层(2)，所述覆盖层(3)的溶解速度大于所述锚定层(2)的溶解速度。

2.根据权利要求1所述的柔性电极结构，其特征在于，所述锚定层(2)包括多个锚定部(21)，多个所述锚定部(21)沿所述柔性电极探针(1)的长度方向排列。

3.根据权利要求2所述的柔性电极结构，其特征在于，所述锚定部(21)为凸起结构。

4.根据权利要求1所述的柔性电极结构，其特征在于，所述柔性电极探针(1)包括引导部(4)，所述引导部(4)位于所述柔性电极探针(1)的一端，所述引导部(4)用于牵引所述柔性电极探针(1)。

5.根据权利要求1所述的柔性电极结构，其特征在于，所述覆盖层(3)包括引导部(4)，所述引导部(4)位于所述覆盖层(3)的一端，所述引导部(4)用于牵引所述柔性电极探针(1)。

6.根据权利要求1所述的柔性电极结构，其特征在于，所述柔性电极探针(1)包括第一端和第二端，所述锚定层(2)还包括连接部(22)，所述连接部(22)从所述第一端延伸至所述第二端。

7.根据权利要求6所述的柔性电极结构，其特征在于，所述锚定层(2)包括引导部(4)，所述引导部(4)位于所述锚定层(2)的一端，所述引导部(4)用于牵引所述柔性电极探针(1)。

8.根据权利要求1所述的柔性电极结构，其特征在于，所述锚定层(2)的材料与所述覆盖层(3)的材料为溶解性材料，所述溶解性材料包括聚乙二醇(PEG)、壳聚糖、胶原蛋白与生物丝蛋白中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的柔性电极结构，其特征在于，所述锚定层(2)的结晶度为8～60％。

10.一种柔性电极结构的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-9任一项所述的柔性电极结构，包括：

向柔性电极探针的外侧面提供溶解性材料；

对所述溶解性材料进行第一退火处理，得到锚定层；

向具有所述锚定层的所述柔性电极探针提供溶解性材料；

对所述溶解性材料进行固化处理，以使得所述溶解性材料固化，得到所述柔性电极结构。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述固化处理包括干燥处理，以使得经过所述干燥处理的所述溶解性材料的溶解速度大于经过所述第一退火处理的所述溶解性材料的溶解速度。

12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述固化处理包括第二退火处理，以使得经过所述第二退火处理的所述溶解性材料的溶解速度大于经过所述第一退火处理的所述溶解性材料的溶解速度。

13.一种成型模具，用于在柔性电极探针的外侧面形成如权利要求1-9任一项所述的锚定层，其特征在于，所述成型模具内开设型腔(5)，所述型腔(5)包括用于容纳所述柔性电极探针(1)的第一腔部(51)与用于形成所述锚定层(2)的第二腔部(52)；所述成型模具包括开口端与封闭端，所述型腔(5)从所述开口端向所述封闭端延伸。

14.根据权利要求13所述的成型模具，其特征在于，所述第二腔部(52)包括多个第一腔段(520)与多个第二腔段(521)，所述第一腔段(520)与所述第二腔段(521)在所述型腔(5)的延伸方向上交替排列。

15.根据权利要求14所述的成型模具，其特征在于，所述第二腔段(521)为凹槽结构，所述凹槽结构在垂直于所述延伸方向的方向上具有预设深度。

16.根据权利要求15所述的成型模具，其特征在于，至少部分所述第二腔段(521)对应的所述预设深度不相等。

17.根据权利要求13所述的成型模具，其特征在于，所述型腔(5)还包括引导腔部(53)，所述引导腔部(53)位于所述封闭端，所述引导腔部(53)用于在所述锚定层(2)的一端形成环形的引导部(4)。

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