CN116250840B - 神经电极组件及其制备方法、植入系统以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
一种神经电极组件及其制备方法、植入系统以及存储介质，该神经电极组件包括：神经电极结构和柔性的保护层。神经电极结构包括数据信号线和绝缘部，所述数据信号线包括电极位点，所述绝缘部包裹至少部分所述数据信号线且暴露所述电极位点；所述神经电极结构被配置为包括所述电极位点的至少部分在穿过所述保护层之后进入到目标物体中，以在顺利植入神经电极结构的过程中避免目标物体受到损伤。
Description
技术领域
本发明涉及一种神经电极组件及其制备方法、神经电极结构植入系统以及存储介质。
背景技术
神经电极作为一种常见的电信号传输设备，可以在来自生物体内的电信号与外界机器的电信号之间建立联系。神经电极的主要功能是实现以离子为载体的生物电信号与以电子为载体的通用电信号之间的相互转换，从而实现对大脑和外周神经信号的记录和调控。随着脑科学和神经科学的兴起，神经电极作为其重要的研究设备也得到广泛发展。其中植入式神经电极凭借具有高时空分辨率，抗干扰性强和信噪比高等优势，目前已成为疾病监测与治疗和神经元功能解码研究的理想工具被大量使用。
目前，植入式神经电极包括硅基刚性神经电极和柔性神经电极。然而，刚性神经电极的机械性能与目标组织例如大脑不匹配，会对大脑造成较大的机械损伤；与刚性神经电极相比，柔性神经电极的机械性能能够较好地与目标组织相匹配，降低与目标组织的相对移动以及目标组织的炎症反应，从而实现对神经信号的长期稳定记录和调控，但是，其机械性能与柔软的生物组织依然存在差异。从而，无论哪种神经电极，在将神经电极植入到目标组织的过程中，生物体的自体运动与植入电极的受迫运动无法达到良好整合，两者之间产生的相对运动会诱发神经电极周围的组织产生较大损伤。这种损伤包括周围神经元直接死亡和炎症反应，炎症会诱使免疫细胞向电极周围迁移，最终导致免疫细胞包裹记录位点。因此，解决如何降低将神经电极植入到目标组织的过程中对神经电极周围的组织造成的损伤这一技术问题具有重要意义。
发明内容
本发明提供一种神经电极组件，该神经电极组件包括：神经电极结构和柔性的保护层。神经电极结构包括数据信号线和绝缘部，所述数据信号线包括电极位点，所述绝缘部包裹至少部分所述数据信号线且暴露所述电极位点；所述神经电极结构被配置为包括所述电极位点的至少部分在穿过所述保护层之后进入到目标物体中。
例如，本发明提供的神经电极组件中，所述保护层包括凝胶。
例如，本发明提供的神经电极组件中，所述保护层是质地均匀的凝胶层且是半固态；在所述神经电极结构穿过所述保护层之后至少部分进入所述目标物体中的过程中，所述保护层与所述目标物体的表面贴合。
例如，本发明提供的神经电极组件中，所述保护层在垂直于所述目标物体的表面的方向上的厚度的范围是0.05 mm ~ 5 mm。
例如，本发明提供的神经电极组件中，所述保护层的杨氏模量为0.1 KPa ~100KPa。
例如，本发明提供的神经电极组件中，所述柔性的保护层是固-液分散系统；所述固-液分散系统包括所述凝胶，所述凝胶包括分散质和分散于所述分散质中的胶粒，所述胶粒和/或所述分散质相互连接以构成三维交联网状结构，所述分散质包括高聚物分子；所述三维交联网状结构具有空隙，在所述网状结构的孔隙中充满液体。
例如，本发明提供的神经电极组件中，所述凝胶包括水凝胶；所述水凝胶包括明胶水凝胶、温水凝胶、多糖水凝胶、透明质酸水凝胶、葡聚糖水凝胶、共聚物水凝胶、有机金属框架（MOFs）水凝胶、环境响应型水凝胶中的一种或多种的组合；或者，所述柔性的凝胶包括光固化凝胶、温度固化凝胶和化学交联凝胶中的至少一种或多种的组合。
例如，本发明提供的神经电极组件中，所述水凝胶是可逆水凝胶或不可逆水凝胶。
例如，本发明提供的神经电极组件中，所述保护层还包括药物，所述药物包括镇痛药物、消炎药物、凝血药物和神经营养类药物中的一种或多种药物的组合。
例如，本发明提供的神经电极组件中，所述镇痛药物包括对乙酰氨基酚、氨基比林、布洛芬、双氯芬酸二乙胺、洛索洛芬、曲马多和可待因中的一种或多种的组合；所述消炎药物包括抗生素、合成的抗菌药物和抗厌氧菌药物中的一种或多种的组合；所述凝血药物包括止血敏、氨基己酸或氨甲环酸中的一种或多种的组合；所述神经营养类药物包括神经生长因子、表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、血小板源生长因子、转化生长因子、神经节苷酯和B族维生素中的一种或多种的组合。
例如，本发明提供的神经电极组件中，所述药物的质量占所述保护层的材料的总质量的0~20%。
例如，本发明提供的神经电极组件中，在所述神经电极结构依次进入所述保护层和所述目标物体中的过程中，所述神经电极结构的移动方向具有沿垂直于所述保护层的表面的垂直方向上的分量；在所述神经电极结构穿过所述保护层的过程中，所述神经电极结构的至少部分的运动方向具有在横向上的分量，所述横向与所述垂直方向相交，所述神经电极结构进入所述目标物体的部分在所述目标物体中的运动方向为所述垂直方向且不具有在所述横向上的分量而不对所述目标物体施加沿所述横向的切割力。
例如，本发明提供的神经电极组件中，所述神经电极结构包括辅助植入部分，所述柔性神经电极结构通过所述辅助植入部分被依次引入到所述保护层和所述目标物体中；所述辅助植入部分被配置为可呈柱状而直接依次进入所述保护层和所述目标物体以驱使所述神经电极结构依次进入所述保护层和所述目标物体中，或者，所述辅助植入部分的端部具有辅助植入结构，将所述辅助植入部件与所述辅助植入结构连接组合，所述辅助植入部件依次进入所述保护层和所述目标物体中以驱使所述神经电极结构依次进入所述保护层和所述目标物体中。
例如，本发明提供的神经电极组件中，所述保护层是经过对前体溶液进行处理后得到，所述前体溶液包括所述凝胶的前体溶质；所述对前体溶液进行处理包括：对所述前体溶液经过温度改变处理后得到所述保护层，其中，所述前体溶质包括琼脂和/或明胶；或者，对所述前体溶液经过光照处理后得到所述保护层，其中，所述前体溶质包括光固化丝素蛋白溶液和/或光固化胶原蛋白；或者，在所述前体溶液中加入交联剂后，由所述前体溶液中的前体溶质和所述交联剂发生交联反应后得到所述保护层，所述前体和/或包括海藻酸钠、乙酰化海藻酸钠衍生物、磷酸化海藻酸钠衍生物、硫酸化海藻酸钠衍生物和氧化海藻酸钠衍生物溶液中的至少之一；所述交联剂为含二价钙离子（Ca2+）和/或二价锶离子（Sr 2+）的溶液。
本发明至少一实施例还提供一种本发明实施例提供的神经电极组件的制备方法，所述制备方法包括：提供所述神经电极结构；以及形成所述柔性的保护层；所述形成所述柔性的保护层包括：形成前体溶液，所述前体溶液包括所述凝胶的前体溶质；以及对所述前体溶液进行处理后形成所述保护层。
例如，本发明提供的神经电极组件的制备方法中，所述对前体溶液进行处理包括：对所述前体溶液经过温度改变处理后得到所述保护层，其中，所述前体溶液包括琼脂和/或明胶；或者，所述对前体溶液进行处理包括：对所述前体溶液经过光照处理后得到所述保护层，其中，所述前体溶液包括光固化丝素蛋白溶液、光固化胶原蛋白；或者，所述对前体溶液进行处理包括：在所述前体溶液中加入交联剂，其中，由所述前体溶液和所述交联剂发生交联反应而形成所述凝胶。
例如，本发明提供的神经电极组件的制备方法中，所述形成所述柔性的保护层包括：将所述前体溶液添加到所述目标物体的表面以使所述前体溶液在所述目标物体的表面上铺展开；以及对在所述目标物体的表面上铺展开的前体溶液进行所述处理以在所述目标物体的表面上形成所述保护层；或者，所述形成所述保护层包括：将所述前体溶液添加到辅助转移基底上以使所述前体溶液在所述辅助转移基底上铺展开；对在所述辅助转移基底上铺展开的前体溶液进行所述处理以在所述辅助转移基底上形成所述保护层；以及将所述保护层从所述辅助转移基底上转移到所述目标物体的表面上；或者，在所述对前体溶液进行处理包括在所述前体溶液中加入交联剂的情况下，形成所述柔性的保护层包括：将所述前体溶液与所述交联剂在高温环境下混合，通过对所述前体溶液进行降温过程而发生交联反应以形成块状的凝胶；通过对所述块状的凝胶进行切割而得到具有目标厚度的多个所述保护层；以及将所述切割后得到的具有目标厚度的所述保护层转移到所述目标物体的表面上。
例如，本发明提供的神经电极组件的制备方法中，在所述对前体溶液进行处理包括在所述前体溶液中加入交联剂的情况下，所在所述前体溶液中加入交联剂包括：利用所述交联剂制备交联剂溶液，并将所述交联剂溶液喷洒到所述铺展开的所述前体溶液的表面。
例如，本发明提供的神经电极组件的制备方法中，所述制备方法还包括：在制备所述保护层之前，根据神经电极结构和所述神经电极结构进入到目标物体中的目标位置处所述目标物体的性质确定所述神经电极结构在所述目标位置对所述保护层施加的侧向压力，所述侧向与所述神经电极结构在依次进入所述保护层和所述目标物体的过程中整体上的运动方向相交；以及根据所述侧向压力确定所述柔性的保护层的最小硬度及对应的所述前体溶液的浓度。
本发明至少一实施例还提供一种神经电极结构植入系统，所述神经电极结构植入系统包括：处理器以及存储器。存储器包括一个或多个计算机程序模块，所述一个或多个计算机程序模块被存储在所述存储器中并被配置为由所述处理器执行，所述一个或多个计算机程序模块包括用于实现本发明实施例提供的任意一种神经电极组件的使用方法的指令和/或包括用于实现本发明实施例提供的任意一种神经电极组件的制备方法的指令；所述神经电极组件的使用方法包括：在所述目标物体的表面上形成所述保护层之后，将所述神经电极结构先穿过所述保护层之后至少部分植入到所述目标物体中。
例如，本发明提供的神经电极结构植入系统中，所述神经电极结构包括辅助植入部分，所述神经电极结构通过所述辅助植入部分被依次引入到所述保护层和所述目标物体中；所述神经电极组件的使用方法包括：将所述辅助植入部分转换到呈柱状的植入状态，然后直接将呈柱状的所述辅助植入部分插入到所述保护层中，且穿过所述保护层之后进入所述目标物体中从而使所述神经电极结构依次进入所述保护层和所述目标物体中；或者，所述辅助植入部分的端部具有辅助植入结构，所述神经电极组件的使用方法包括：将辅助植入部件与所述辅助植入结构可拆卸地连接，将所述辅助植入部件插入到所述保护层中，且穿过所述保护层之后进入所述目标物体中以牵引所述神经电极结构依次进入所述保护层和所述目标物体中；以及去除所述辅助植入部件，并且将至少部分所述神经电极结构保留在所述目标物体中。
例如，本发明提供的神经电极结构植入系统中，所述神经电极组件的使用方法还包括：在将至少部分所述神经电极结构保留在所述目标物体中之后，消融所述保护层，或者，将所述保护层保留在所述目标物体的表面。
例如，本发明提供的神经电极结构植入系统中，所述消融所述保护层包括：在所述保护层上加入凝胶去除溶液以与所述保护层进行反应而使所述保护层丧失三维交联网状结构。
例如，本发明提供的神经电极结构植入系统中，所述凝胶去除溶液为置换剂溶液以与所述保护层进行置换反应而使所述保护层丧失三维交联网状结构。
例如，本发明提供的神经电极结构植入系统中，在所述神经电极结构依次进入所述保护层和所述目标物体中的过程中，所述神经电极结构的移动方向具有沿垂直于所述保护层的表面的垂直方向上的分量；在所述神经电极结构穿过所述保护层的过程中，所述神经电极结构的至少部分的运动方向具有在横向上的分量，所述横向与所述垂直方向相交，所述神经电极结构进入所述目标物体的部分在所述目标物体中的运动方向为所述垂直方向且不具有在所述横向上的分量而不对所述目标物体施加沿所述横向的切割力。
例如，本发明提供的神经电极结构植入系统中，所述神经电极组件的使用方法还包括：确定目标位置，将所述神经电极结构移动到所述目标位置并在所述目标位置使所述神经电极结构的至少部分穿过所述保护层后被植入到所述目标物体中。
本发明至少一实施例提供一种存储介质，所述存储介质是计算机可读存储介质且用于存储非暂时性计算机可读指令，当所述非暂时性计算机可读指令由计算机执行时可实现本发明实施例提供的任意一种神经电极组件的使用方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1是一种柔性神经电极被植入目标组织的过程的示意图；
图2是本发明一实施例提供的一种神经电极组件的结构示意框图；
图3A是本发明一实施例提供的一种神经电极组件的结构示意图以及植入过程的示意图；
图3B是本发明实施例提供的一种神经电极组件的放大示意图；
图4A是本发明实施例提供的一种神经电极组件的使用过程的示意图；
图4B是不包括保护层的神经电极结构的使用过程的示意图；
图4C是本发明实施例提供的一种神经电极组件的使用过程的示意图；
图4D是不包括保护层的神经电极结构的使用过程的示意图；
图4E是本发明实施例提供的另一种神经电极组件的结构以及使用过程示意图；
图5A是本发明一实施例提供的另一种神经电极组件的结构示意图，该神经电极组件的神经电极结构在第一状态下被植入；
图5B是图5A中的神经电极组件的神经电极结构在第二状态下被植入的示意图；
图5C是图另外几种神经电极组件的神经电极结构的示意图；
图6A-6B是本发明一实施例提供的一种神经电极组件的制备方法流程图；
图7为本发明一实施例提供的包括凝胶的保护层的制备及融化过程的示意图；
图8是本发明一实施例提供的神经电极组件的制备方法的流程图；
图9是本发明一实施例提供的神经电极结构植入系统的一种框架示意图；
图10是本发明一实施例提供的神经电极结构植入系统的再一种框架示意图；
图11是本发明一实施例提供的存储介质的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“内”、“外”、“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
本发明中的附图并不是严格按实际比例绘制，各个结构的具体地尺寸和数量可根据实际需要进行确定。神经电极结构中数据信号线和电极位点等结构的个数也不是限定为图中所示的数量。本发明中所描述的附图仅是结构示意图。
植入式神经电极是脑机接口中神经电信号获取的源头，由于其与目标组织例如脑直接接触，植入式神经电极需要具有小的植入损伤、优异的生物相容性和长期稳定性等特点。传统的植入式神经电极大多采用高杨氏模量的材质加工而成，其机械性能与柔软的生物组织存在差异。生物体的自体运动与植入电极的受迫运动无法达到良好整合，两者之间产生的相对运动会诱发电极周围组织的较大损伤。这种损伤包括周围神经元直接死亡和炎症反应，炎症会诱使免疫细胞向电极周围迁移，最终导致免疫细胞包裹记录位点，造成电极的性能下降最终失效。
为了解决硬质电极对组织带来的不利后果，研究人员开发了多种基于聚合物材料的柔性电极。这些柔性电极通过材料优势，具有接近组织的力学性能。得益于微加工技术的发展，这些电极的部分尺寸可以达到细胞尺度，从而进一步降低弯曲刚度，更容易与组织形成为稳定界面。虽然，柔性神经电极带来的更理想的记录效果，也带来植入手术的不便，但是，即使是柔性神经电极，在将神经电极植入到目标组织的过程中，生物体的自体运动与柔性神经电极的受迫运动无法达到良好整合，两者之间产生的相对运动会诱发神经电极周围的组织产生较大损伤。
目前，柔性植入式神经电极主要采用聚合物临时加固或刚性植入设备辅助植入的方式，刚性植入设备主要为顶端带有固定结构的丝状或梳妆的硬质植入梭，植入时通过植入梭的移动将电极移动至预选位置，并借助硬质的植入梭刺穿组织将电极带入体内。图1是一种柔性神经电极N被植入目标组织5的运动过程的示意图，参考图1，在植入过程中，神经电极N从状态A到状态B再到状态C，沿垂直于目标组织5的表面的方向逐渐植入组织。由于神经电极的顶端N1与植入梭（未示出）刚性固定，神经电极的待植入位置可通过设备的移动来自由选择，且借助硬质的植入梭，神经电极可轻松进入各类组织并到达指定深度，赋予了植入式神经电极极大的活动自由度。但是，参考该方法对于待植入的剩余电极丝部分N2（位于目标组织之外的待植入部分）缺乏控制。在植入过程中，未被固定的剩余电极丝部分N2会同时受到来自植入设备的向下方的牵引力和来自后端电极N3与目标组织5的表面相对运动产生的水平摩擦力。这两种拉力会使柔性神经电极的电极丝（图1中带弧度的线既代表神经电极又代表神经电极的电极丝）在植入界面处发生大角度弯曲，并在弯曲点形成垂直于弯曲的电极丝的切线的合力。尽管用于电极植入和牵引力大多在毫牛量级，但神经电极微米级的电极截面积使其施加在植入点上的压强可以轻松切割表层的目标组织，即，在神经电极N从状态A到状态B再到状态C的过程中，神经电极N的电极丝会切割表层的目标组织。
因此，减少神经电极的植入过程中电极丝产生的横向剪切力对保护表层的目标组织免受电极丝切割的电极植入的研究工作是至关重要的，对进一步减小目标组织的伤害、让神经电极能够长期在目标组织中正常工作的意义重大。
本发明至少一实施例提供一种神经电极组件，该神经电极组件包括：神经电极结构和柔性的保护层。神经电极结构包括数据信号线和绝缘部，所述数据信号线包括电极位点，所述绝缘部包裹至少部分所述数据信号线且暴露所述电极位点；柔性的保护层包括柔性的凝胶，所述神经电极结构被配置为包括所述电极位点的至少部分在穿过所述保护层之后进入到目标物体中。
本发明至少一实施例还提供一种本发明实施例提供的神经电极组件的制备方法，所述制备方法包括：提供所述神经电极结构；以及形成所述柔性的保护层；所述形成所述柔性的保护层包括：形成前体溶液，所述前体溶液包括所述凝胶的前体溶质；以及对所述前体溶液进行处理后形成所述保护层。
本发明至少一实施例还提供一种神经电极结构植入系统，所述神经电极结构植入系统包括：处理器以及存储器。存储器包括一个或多个计算机程序模块，所述一个或多个计算机程序模块被存储在所述存储器中并被配置为由所述处理器执行，所述一个或多个计算机程序模块包括用于实现本发明实施例提供的任意一种神经电极组件的使用方法的指令和/或包括用于实现本发明实施例提供的任意一种神经电极组件的制备方法的指令；所述神经电极组件的使用方法包括：在所述目标物体的表面上形成所述保护层之后，将所述神经电极结构先穿过所述保护层之后至少部分植入到所述目标物体中。
本发明至少一实施例提供一种存储介质，所述存储介质是计算机可读存储介质且用于存储非暂时性计算机可读指令，当所述非暂时性计算机可读指令由计算机执行时可实现本发明实施例提供的任意一种神经电极组件的使用方法。
示例性地，图2为本发明一实施例提供的一种神经电极结构在第一状态的示意图。如图1所示，图2是本发明一实施例提供的一种神经电极组件的结构示意框图，图3A是本发明一实施例提供的一种神经电极组件的结构示意图以及植入过程的示意图。参考图2-3，神经电极组件100包括神经电极结构01和柔性的保护层02。神经电极结构01包括数据信号线11和绝缘部13，数据信号线11包括电极位点12，绝缘部13包裹至少部分数据信号线11且暴露电极位点12；参考图3A，神经电极结构01被配置为包括电极位点12的至少部分在穿过保护层02之后进入到目标物体中。这里以目标物体为目标组织5为例，目标组织5例如为电活性组织例如人体或动物的大脑组织。在将柔性神经电极植入目标组织之后，电极位点12采集目标组织中的生物信息，该生物信息经由与电极位点12所在的数据信号线11传输至外部电路；并且/或者，在将柔性神经电极植入目标组织之后，外部电路施加电调控信息，该电调控信息经由数据信号线11传输至该数据信号线11的电极位点12，电极位点12将电调控信息施加至目标组织。例如，生物信息为电信号。目标物体例如也可以为其他任何物体，例如可以为非生物体，例如试验用的液态或固态物质，例如电解质溶液等。
神经电极结构01在穿过保护层02之后进入到目标物体中，在将神经电极结构01植入到目标物体的过程中，柔性的保护层02对植入过程中未固定的神经电极结构01的后端（远离目标物体的一端）进行整形，并且，在神经电极结构01的植入过程中随着神经电极结构01向目标组织5的内部移动，神经电极结构01对目标物体例如目标组织5会产生横向切割力，横向是与垂直于目标组织5的表面的垂直方向相交的方向，例如横向为平行目标组织5的表面的方向，而柔性的保护层02的存在能够使得该横向的切割力作用在包括凝胶的柔性的保护层02上，从而利用柔性的保护层02吸收该横向切割力，即使得横向切割力发生在保护层02中；尤其是单根的至少部分被绝缘部13包裹的数据信号线11对目标组织5产生的横向切割力较大，如果该横向切割力施加在目标组织5上会对目标组织造成较大伤害，因此，柔性的保护层02能够非常有效地防止神经电极结构01对植入位置周围的表层的目标组织5造成损伤。
例如，柔性的保护层02包括凝胶，凝胶是柔性的，由于柔性的保护层02包括柔性的凝胶，从而，通过该包括凝胶的柔性的保护层02与神经电极结构01的相互配合，包括凝胶的保护层02在植入神经电极结构01之前覆盖目标组织5，通过应用研究得到，包括凝胶的柔性的保护层02能够较好地科学、快速、准确地与目标组织具有良好的贴合性，如此，能够缓解因目标组织5直接暴露在空气中引发的慢性免疫损伤，降低目标组织受到感染的风险，从而为脑科学研究或神经科学研究打下了较好的构建模型基础。更重要的是，由于保护层02是凝胶层，相比于其他材料，与目标组织5有良好的生物相容性，在保护目标组织5不受损伤的同时不会对目标组织5造成负担，后期也不会受到目标组织5的排斥，该保护层既能够有效保护表层的目标组织5又对目标组织具有很高的安全性。
在实践中，采用该神经电极组件100进行神经电极结构的植入具有很高的成功率，既能降低对表层目标组织的损害、减少植入后并发症，又能不损伤神经电极结构，植入的神经电极结构能够在目标组织中长期稳定工作。
例如，辅助植入部分的端部具有辅助植入结构，将刚性的辅助植入部件与辅助植入结构连接组合后例如两者可拆卸地连接，刚性的辅助植入部件依次进入保护层02和目标物体中以驱使神经电极结构01依次进入保护层02和目标物体中。刚性的辅助植入部件包括具有针尖结构的刚性细丝，或者具有凹槽结构的针状刚性细丝。即，本公开一实施例提供的神经电极组件的使用方法包括：将辅助植入部件与辅助植入结构可拆卸地连接，将辅助植入部件插入到保护层中，且穿过保护层之后进入所述目标物体中以牵引所神经电极结构依次进入保护层和目标物体中；以及去除辅助植入部件，并且将至少部分所述神经电极结构保留在目标物体中。
参考图3A的（a），这里以辅助植入结构例如为植入孔H为例，例如，将刚性的辅助植入部件插入植入孔中，刚性的辅助植入部件依次进入保护层02和目标物体中以驱使神经电极结构01依次进入保护层02和目标物体中。
辅助植入结构包括植入孔、凹槽和凸起中的至少之一。在其他实施例中，辅助植入结构还可以是凹槽或凸起等锚定结构，以能够与刚性的辅助植入部件连接组合，而使得神经电极结构能够在刚性的辅助植入部件的运动的驱动下而跟随刚性的辅助植入部件移动。
另外，参考图3A，在神经电极结构01的植入过程中，例如牵引神经电极结构01的设置有植入孔H的前端部移动，在从图3A的（a）移动到图3A的（b）的过程中，首先需要将前端部移动到目标植入位置，然后如图3A的（b）所示，将神经电极结构植入到目标组织5中。进一步地，如图3A的（c），直到将整个神经电极的待植入部分（例如至少是设置有电位极点12的部分）全部植入到目标组织5中。在将前端部移动到目标植入位置之前，可沿平行于目标组织5的表面的方向移动神经电极结构01，这个过程中，神经电极结构01的远离前端部的后端会在保护层02的表面上移动而与保护层02的表面发生摩擦，这个过程可以实现上述对未固定的神经电极结构01的后端进行整形，如果没有保护层02，神经电极结构01的后端将会与目标组织5的表面发生摩擦而损伤目标组织5的表面。并且，由于保护层02是凝胶层，相比于其他材料，有较好的生物相容性，且具有较好的缓冲性，使得在保护层02与神经电极结构01的后端发生上述摩擦的过程中，也不会对神经电极结构01的后端造成损伤，在不造成损伤的情况下，在神经电极结构01的后端在保护层02的表面上移动的过程中，可以将神经电极结构01的后端舒展开，形成较好的预备植入的状态，便于后续被植入到目标组织5的顺利。
例如，保护层02是质地均匀的凝胶层，例如是半固态，半固态是指介于液态和固态之间的状态，不具有流动性但比硬质固态具有较好的弹性和柔性；在神经电极结构01穿过保护层02之后至少部分进入目标物体中的过程中，保护层02与目标物体的表面贴合，半固态的保护层02的能够很好的与目标物体尤其是与目标组织5良好地贴合度和契合度，保证植入过程中对表层的目标组织5的保护效果。
图3B是本发明实施例提供的一种神经电极组件的放大示意图，例如图3B的（a）~图3B的（c）分别是图3A的（a）~图3A的（c）表示的状态下的神经电极组件的放大示意图。例如该神经电极组件包括多条数据信号线11，多条数据信号线11构成的整体构成呈柔性的条形的神经电极组件。例如在其他实施例中，神经电极结构也可以是单根的电极丝，即只包括一条数据信号线11。本发明的实施例对神经电极结构的具体结构不做限定。
例如，柔性的保护层02包括固-液分散系统、固-气分散系统和固-液-气分散系统中的一种。例如，凝胶包括分散质和分散于分散质中的胶粒，胶粒和/或分散质相互连接以构成三维交联网状结构，分散质包括高聚物分子；在微观层面上，三维交联网状结构具有空隙，在三维交联网状结构的孔隙中充满分散质。例如，凝胶层是固-液分散系统，在微观层面上，在三维交联网状结构的孔隙中充满液体，该液体包括分散质。
图4A是本发明实施例提供的神经电极组件的使用过程的示意图，图4B是不包括保护层的神经电极结构的使用过程的示意图。参考图4A，以目标物体是目标组织5为例，在目标组织5的要植入神经电极结构的目标位置处，上述保护层02覆盖目标组织5的表面，并与目标组织5的表面贴合，例如目标组织5与保护层02之间不存在空气层和空隙。神经电极结构01整体上沿垂直于保护层02的表面远离目标组织5的表面的垂直方向依次进入保护层02和目标组织5中，或者说，在神经电极结构01依次进入保护层02和目标组织5中的过程中，神经电极结构01的移动方向具有沿垂直方向上的分量。在神经电极结构01穿过所保护层02的过程中，神经电极结构01的至少部分（需要被植入到目标组织5中的部分）的运动方向具有在横向上的分量而对保护层02施加沿与垂直方向相交的方向的切割力，横向与所述垂直方向相交，神经电极结构01的进入目标组织5的部分在目标组织5中的运动方向为垂直方向且不具有在横向上的分量而不对目标组织5施加沿与垂直方向相交的方向的切割力，从而，避免了在神经电极结构植入目标组织的过程中，神经电极结构沿横向切割表层的目标组织。图4A中的区域3-III代表的部分是在神经电极结构01的待植入部分从位置3-I移动到位置3-II的过程中，保护层02被神经电极结构01切割的部分。而在图4B中，不采用含有凝胶的保护层覆盖目标组织5的表面，直接将神经电极结构01植入到目标组织5中，如前文所述，由于未被固定的剩余电极丝部分会同时受到来自植入设备的向下方的牵引力和来自后端电极与目标组织5的表面相对运动产生的水平摩擦力，这两种拉力会使柔性神经电极结构的被绝缘部包裹的数据信号线在植入界面处发生大角度弯曲，并在弯曲点形成垂直于弯曲的电极丝的切线的合力，从而，数据信号线的具有弯曲度的部分会相对于目标组织同时具有横向位移和纵向位移，在图4A所示的实施例中，因为神经电极结构01在穿过保护层02之后再进入目标组织5中，因此，可使得横向位移产生在保护层02中而不存在于目标组织中，然而，在图4B中，横向位移产生在目标组织中，不能避免神经电极结构01对目标组织进行切割。图4B中的区域4-III代表的部分是在神经电极结构01的待植入部分从位置4-I移动到位置4-II的过程中，目标组织5被神经电极结构01切割到的部分。因此，相比于图4B所示的情况，采用图4A所示的本发明实施例提供的神经电极组件时，当神经电极结构01进入到目标组织5之后沿垂直方向运动而不再对保护层02施加沿与垂直方向相交的方向的切割力，即，保护层02为神经电极结构0提供适当斜向支撑力，神经电极结构的横向切割力被保护层02吸收，而包含上述包含凝胶的保护层02具有独特的半固态状态以及三维交联网状结构，从而具有特定的弹性和柔性，不仅能够很好地实现与目标组织的表面密切贴合、实现上述防止表层的目标组织被横向切割的作用。其次，水凝胶保护层是以水分为主的三维交联网状，其中分散有抗菌、消炎药物，能够预防脑组织的炎症反应；再次，水凝胶种含有大量的水溶液，能够对大脑一定的保湿环境，能为维持大脑组织的活性，防止脑组织表面干燥。总之，水溶胶与目标物体尤其生物体的目标组织具有很好的生物相适应性，还能够避免对目标物体造成刺激，引发不适，提高神经电极结构的植入成功率，既能降低对表层目标组织的损害、减少植入后并发症，又能不损伤神经电极结构，植入的神经电极结构能够在目标组织中长期稳定工作。
例如，保护层02在垂直于目标物体的表面的方向上的厚度的范围是0.05 mm ~ 5mm，例如可以是0.05 mm、0.1 mm、0.5 mm、1 mm、1.5 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm等，优选1mm，以保证植入过程中对表层的目标组织5的保护效果，防止保护层厚度过低不足够覆盖整个神经电极植入过程中都能够吸收神经电极产生的横向切割力，并且，例如在将神经电极植入到目标物体之后，后期保护层可以消融也可以不消融，防止保护层厚度过大给目标组织造成不必要的过大负担，当不消融时可防止保护层厚度过大给目标组织造成不必要的过大负担。
例如，保护层02的杨氏模量为0.1 KPa ~ 100 KPa，发明人注意到，在神经电极的植入过程中，保护层02的杨氏模量会影响其发挥上述对目标组织的保护作用的效果，通过多次试验得到，当保护层02的杨氏模量为0.1 KPa ~ 100 KPa时，保护层02具有最合适的弹性，以在神经电极结构01穿过保护层02之后进入目标组织5的过程中，较好地承受和吸收神经电极结构01对保护层02产生的横向切割力，起到较好的缓冲作用，且即使是柔性神经电极穿过保护层02也不会影响柔性神经电极的性质，不会损伤柔性神经电极。例如，进一步地，保护层02的杨氏模量优选为1 KPa ~ 100 KPa，在该数值范围内，神经电极结构01具有更佳的缓冲作用。
例如，例如柔性的保护层02是利用前体溶液形成的凝胶层例如水凝胶层。上述保护层的三维交联网状结构的孔隙中填充的液体是利用前体溶液形成水凝胶之后的物质。例如，保护层02的凝胶包括水凝胶。
例如，保护层02的水凝胶包括明胶水凝胶、温水凝胶、多糖水凝胶、透明质酸水凝胶、葡聚糖水凝胶、共聚物水凝胶、有机金属框架（MOFs）水凝胶、环境响应型水凝胶中的一种或多种的组合；例如，明胶水凝胶包括明胶、甲基丙烯酰化明胶（GelMA）、双键改性光固化明胶。例如，温水凝胶包括PLGA-PEG-PLGA系列温水凝胶。例如，多糖水凝胶包括植物渗出胶、种子胶、海藻胶（海藻酸钠）、黄原胶和壳聚糖形成的水凝胶。例如，透明质酸水凝胶包括由葡萄醛酸-N-乙酸氨基葡萄糖为双糖分子单位组成的直链高分子多醣凝胶。例如，葡聚糖水凝胶为由一定平均相对分子质量的葡聚糖（dextran）和甘油基以醚桥形式相互交联而成，具有立体网状结构的一类凝胶。例如，共聚物水凝胶包括丙烯酰胺类共聚物水凝胶、丙烯酸类共聚物水凝胶、改性共聚物水凝胶、交联共聚物水凝胶、聚合物水凝胶、二元/三元共聚物水凝胶、嵌段共聚物水凝胶、多孔共聚物水凝胶、纳米共聚物水凝胶、共聚物互穿网络水凝胶中的至少之一；例如，共聚物水凝胶还可以包括丙烯酰胺-丙烯酸共聚物（P(AM-co-AA))水凝胶、N-乙烯基吡咯烷酮与N-异丙基丙烯酰胺共聚物水凝胶、丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物水凝胶、乙烯基吡咯烷酮(NVP)水凝胶、HEMA化学改性共聚物水凝胶、氨基酸酯改性NVP-MMA共聚物水凝胶中的至少之一。例如，有机金属框架（MOFs）水凝胶包括MOFs衍生碳石墨烯水凝胶、聚丙烯酰胺水凝胶MOF纳米粒子、MOFs/石墨烯基水凝胶、Ni-MOFs水凝胶、MOF/聚合物水凝胶。例如，环境响应型水凝胶又称“刺激响应”或“智能”水凝胶，包括温度敏感型水凝胶、pH值敏感型水凝胶、离子敏感型水凝胶、光敏感型水凝胶及多重敏感型水凝胶，包括溶胀纳米复合水凝胶、高弹性聚丙烯酰胺/氧化石墨烯纳米复合水凝胶、光固化丝素蛋白、光固化胶原蛋白中的至少之一。
或者，保护层02的凝胶包括光固化凝胶、温度固化凝胶和化学交联凝胶中的至少一种或多种的组合。例如，光固化凝胶包括改性蛋白分子类凝胶系列；例如，改性蛋白分子类凝胶包括光固化丝素蛋白和/或光固化胶原蛋白。例如，温度固化凝胶包括明胶和/或琼脂。例如，化学交联凝胶包括海藻酸钠凝胶和/或硅胶凝胶。
例如，水凝胶是可逆水凝胶或不可逆水凝胶。可逆水凝胶是指在改变温度、压力和化学环境时，溶胶与凝胶（通常指物理凝胶）可相互转变的凝胶体系，不可逆水凝胶不能够实现上述相互转变。当然，水凝胶的种类不限于上述列举的种类。对于水凝胶的具体种类，本发明不作具体限定。
例如，保护层02还包括药物，该药物包括镇痛药物、消炎药物、凝血药物和神经营养类药物中的一种或多种药物的组合。为了将神经电极结构植入到目标组织5中，不可避免地，在这一过程中目标组织5的表层会被一定程度的裸露，虽然保护层02已经尽量避免将目标组织5的表层暴露，在这一过程中，目标组织5有可能受到创伤和感染。从而，包括上述药物的保护层02还可以释放出这些药物到目标组织的表层，以分别给目标组织5的表层进行镇痛、消炎、促进凝血、补充神经类营养物质，以治疗目标组织5的表层的创伤和感染。
另外，实际应用中与其他材料的保护层进行对比研究表明，在保护层02包括凝胶的情况下，凝胶容易被消融而利于释放药物，药物成分与凝胶具有较好的相融性，能均匀地分散药物，包括凝胶的保护层还有利于保持药物的性能稳定以保证药效。
例如，镇痛药物包括对乙酰氨基酚、氨基比林、布洛芬、双氯芬酸二乙胺、洛索洛芬、曲马多和可待因中的一种或多种的组合。例如，消炎药物包括抗生素、合成的抗菌药物和抗厌氧菌药物中的一种或多种的组合。例如，抗生素包括青霉素类药物、头孢菌素类药物、碳青霉烯类药物、氨基糖苷类药物、大环内酯类药物和四环素类药物中的至少一种；例如，合成的抗菌药物包括磺胺类药物和/或喹诺酮类药物；例如，抗厌氧菌药物包括甲硝唑、替硝唑和奥硝唑中的至少一种。例如，凝血药物包括止血敏、氨基己酸或氨甲环酸中的一种或多种的组合。例如，神经营养类药物包括神经生长因子、表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、血小板源生长因子、转化生长因子、神经节苷酯和B族维生素中的一种或多种的组合。当然，对于水凝胶中各类药物的具体种类，本发明不作具体限定。
例如，药物的质量占保护层02材料总质量的0~20%，以防止药物的占比过高而影响保护层的性能，同时防止造成不必要的药物浪费。例如药物的质量在保护层02材料总质量中的占比可以是0%、0.0001%、0.001%、0.01%、0.1%、1%、2%、4%、6%、8%、10%、15%、20%等。
图3A所示的神经电极结构为柔性的线状电极，例如神经电极结构的绝缘部是柔性聚合物材料。图5A是本发明一实施例提供的另一种神经电极组件的结构示意图，该神经电极组件的神经电极结构在第一状态下被植入。图5A所示的神经电极结构的形态与图3A所示的不同。如图5A所示，该神经电极结构01包括彼此连接的柔性的网格部分1a和柔性的辅助植入部分，辅助植入部分包括条形部2a，例如辅助植入部分包括多个条形部2a。网格部分1a包括网格线10，网格线10包括数据传输网格线，数据传输网格线包括数据信号线11和绝缘部13，绝缘部13包裹部分数据信号线11；数据信号线11包括电极位点12，且绝缘部13暴露电极位点12。柔性的网格线10包括多条第一网格线101和多条第二网格线102，例如至少部分第二网格线102包括数据信号线11。该神经电极结构01的电极位点12位于网格部分1a中，可将辅助植入部分的条形部2a的远离网格部分1a的第二端先植入目标组织5，从而依次将条形部的与网格部分1a连接的第一端、网格部分1a植入目标组织5，即柔性神经电极结构01通过辅助植入部分被依次引入到保护层02和目标物体中。例如，辅助植入部分的至少一个条形部2a包括辅助植入部件例如为植入孔H，将刚性辅助植入部件的端部（例如呈锥状的端部）通过植入孔H（植入孔H即上述辅助植入结构的一种示例）与神经电极结构01的条形部2a连接，例如将刚性辅助植入部件的端部穿过植入孔H；然后，将刚性辅助植入部件的端部插入保护层02继而插入到目标组织5中，从而，在刚性辅助植入部件的带动下，辅助植入部分的条形部2a和网格部分1a在穿过保护层02之后进入目标组织5中；在神经电极结构01植入目标组织5中的目标位置之后，将刚性辅助植入部件从目标组织5中拔出，柔性的神经电极结构01留存于目标组织5中。
图5B是图5A中的神经电极组件的神经电极结构在第二状态下被植入的示意图。参考图5B，或者，在第二状态下，神经电极结构01呈柱状，且网格部分1a呈柱状，多个条形部2a的端部汇集以使得多个条形部2a构成锥体结构；呈椎体结构的端部直接依次插入到保护层02和目标组织5中，从而使得柱状的辅助植入部分直接依次进入保护层02和目标组织5中以驱使神经电极结构01依次进入保护层02和目标组织5中。或者，可以将刚性辅助植入部件沿柱状的神经电极结构01的轴线插入到中空的柱形中，图5B所示的柱状的神经电极结构01在刚性辅助植入部件的驱动下依次进入保护层02和目标组织5中；在神经电极结构01植入目标组织5中的目标位置之后，将刚性辅助植入部件从目标组织5中拔出，柔性的神经电极结构01留存于目标组织5中。
图5C是图另外几种神经电极组件的神经电极结构的示意图。参考图5C的（a），例如神经电极结构呈条形，且具有尖端，尖端上设置有辅助植入结构例如植入孔H。图5C的（b）所示的神经电极结构与图5A所示的神经电极结构的区别在于，图5C的（b）所示的神经电极结构神经电极结构不具有横向的第二网格线，且具有沿倾斜方向延伸的多个柔性的条形部2a，倾斜方向与第一网格线101的延伸方向和图5A中的第二网格线102的延伸方向均相交，多个柔性的条形部2a呈沿倾斜方向延伸的条形，多个柔性的条形部2a的靠近电位极点12的端部与第一网格线101连接，至少两个柔性的条形部2a的远离电位极点12的端部相交以形成至少一个交汇位置，多个柔性的条形部2a的远离电位极点12的端部的交汇位置中最远离电位极点12的交汇位置的平面形状为尖端，该尖端上设置有辅助植入结构例如植入孔H。图5C的（c）所示的神经电极结构与图5C的（b）所示的神经电极结构的区别在于，图5C的（c）所示的神经电极结构还包括第二网格线102。图5C的（d）所示的神经电极结构与图5A所示的神经电极结构的区别在于，图5C的（d）所示的神经电极结构的每个条形部21均包括辅助植入部件例如植入孔H。
上述列举了几种神经电极组件的示例，几种示例中，柔性的神经电极结构01的结构和神经电极组件的使用方法不同。例如，本发明实施例提供的神经电极组件的柔性的神经电极结构可以是柔性的直线电极、柔性的可拉伸电极或柔性的网状电极。但是，本发明实施例对神经电极结构的具体类型不作限定。只要神经电极结构与保护层相互配合，神经电极结构在穿过保护层之后进入目标物体即可。
例如，保护层02是经过对前体溶液进行处理后得到，前体溶液包括凝胶的前体溶质；对前体溶液进行处理包括：对前体溶液经过温度改变处理后得到保护层02，前体溶质包括琼脂和/或明胶。或者，对前体溶液进行处理包括：对前体溶液经过光照处理后得到保护层02，前体溶质包括光固化丝素蛋白、光固化胶原蛋白。或者，对前体溶液进行处理包括：在前体溶液中加入交联剂后，由前体溶液中的前体溶质和交联剂发生交联反应后得到保护层02，前体溶质包括海藻酸钠、乙酰化海藻酸钠衍生物、磷酸化海藻酸钠衍生物、硫酸化海藻酸钠衍生物和氧化海藻酸钠衍生物中的至少之一，交联剂为含二价钙离子（Ca2+）和/或二价锶离子（Sr2+）的溶液，包括氯化钙、硫酸钙、氯化锶、硫酸锶中的一种或多种的组合。
本发明实施例还提供一种本发明提供的神经电极组件的制备方法。图6A-6B是本发明一实施例提供的一种神经电极组件的制备方法流程图。
参考图6A和图3A，该神经电极组件的制备方法包括如下的步骤S1~S2。
步骤S1：提供神经电极结构01。
步骤S2：形成柔性的保护层02，保护层02包括凝胶。例如在在目标物体的表面上形成柔性的保护层02。
参考图6B，步骤S2包括如下的步骤S21~S22。
步骤S21：形成前体溶液，前体溶液包括凝胶的前体溶质。
步骤S22：对前体溶液进行处理后得到保护层02。
例如，可以通过控制前体溶液的浓度和量来控制形成的保护层的厚度和弹性模量。
例如，在一种实施例中，步骤S22包括：对前体溶液进行温度改变处理后得到保护层02，例如对液态的前体溶液进行降温处理以得到半固化或固化的凝胶，前体溶质包括琼脂和/或明胶。包括琼脂和/或明胶的前体溶液（例如为水溶液）经过温度降低处理后可形成凝胶，且能够将前体溶液半固化或固化，从而得到上述保护层02。
聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯（PEG-PPO-PEO）三嵌段共聚物具有优异的生物相容性。本实施例提供了一种例如对前体溶液进行升温处理后得到保护层的方法的示例，以前提溶质包括聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯（PEG-PPO-PEO）为例，具体方法如下步骤1a~2f：
1a：取一定量的丙二醇和水的混合溶液，冷却至5℃以下；
1b：称取一定量的生物级别聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯（PEG-PPO-PEO）三嵌段共聚物，加入到上述的丙二醇和水的混合溶液中，配置成一定浓度的前体溶液；例如配置成浓度为250 g/L的前体溶液，对该前体溶液的浓度不作具体限定；
1c：将上述包括PEG-PPO-PEO三嵌段共聚物的前体溶液储存在冷藏室中待用，例如储存在4℃左右的冰箱中或冰/水混合液中待用；
1d：在低温环境下，取0.4 mL上述前体溶液滴加到表面带有面积为2×2 cm2的正方形凹槽的载玻片中，形成均匀的液膜；对所取的前体溶液的量以及凹槽的形状和大小不作具体限定；
1e：将上述液膜的温度升至室温，即可得到包含水凝胶的保护层；
1f：将形成的包含水凝胶的保护层转移至目标物体的表面，以能够使得后续的神经电极结构先经过保护层后进入目标物体。例如，目标物体为目标组织或其他非生物体，具体可参考上述对于目标物体的描述。
例如，在另一种实施例中，对前体溶液进行处理包括：对前体溶液经过光照处理后得到保护层02，前体溶质包括光固化丝素蛋白和/或光固化胶原蛋白。包括光固化丝素蛋白和/或光固化胶原蛋白的前体溶液（例如为水溶液）经过光照处理后可形成凝胶，且能够将前体溶液半固化，从而得到上述保护层02。
例如，甲基丙烯酰化明胶（GelMA）是一种光照敏感型的生物水凝胶，可在可见光或紫外光下固化，形成具有一定强度且具有良好生物相容性的三维结构，常应用于组织工程学、细胞培养学以及再生医学领域。本实施例提供了一种对前体溶液经过光照处理后得到保护层的方法的示例，以前体溶质为甲基丙烯酰化明胶（GelMA）为例，具体方法如下步骤2a~2d：
步骤2a：避光情况下取浓度为5%、氨基取代度为30%（或60%、90%）的甲基丙烯酰化明胶（EFL-GM系列）前体溶液；
步骤2b：取上述混合好后的前体溶液0.4 mL倒入凹槽中，例如倒入面积为2×2cm2的正方形凹槽中（对凹槽的形状和尺寸不作限定），形成厚度大约为1 mm的均匀液膜；
步骤2c：用紫外光照将步骤2b中形成的均匀液膜，使其形成均匀的包含水凝胶的保护层；例如紫外光的波长为405nm左右，例如照射均匀液膜的时间为10s左右，本实施例对紫外光的波长和照射均匀液膜的时间不作具体限制，可根据实际需要来设定；
步骤2d：将形成的包含水凝胶的保护层转移至目标物体的表面，以能够使得后续的神经电极结构先经过保护层后进入目标物体。例如，目标物体为目标组织或其他非生物体，具体可参考上述对于目标物体的描述。
例如，在另一种实施例中，对前体溶液进行处理包括：在前体溶液中加入交联剂后，由前体溶液（例如为水溶液）中的前体溶质和交联剂发生交联反应后形成凝胶，例如形成水凝胶；以及，半固化交联反应的产物以得到保护层02。例如，前体溶质包括海藻酸钠、乙酰化海藻酸钠衍生物、磷酸化海藻酸钠衍生物、硫酸化海藻酸钠衍生物和氧化海藻酸钠衍生物中的至少之一，交联剂为含二价钙离子（Ca2+）和/或二价锶离子（Sr2+）的溶液，包括氯化钙、硫酸钙、氯化锶、硫酸锶中的一种或多种的组合。例如，含二价钙离子（Ca2+）和/或二价锶离子（Sr 2+）的溶液包括氯化钙溶液、硫酸钙溶液、氯化锶溶液、硫酸锶溶液中的一种或多种的组合。
本实施例提供了一种在前体溶液中加入交联剂后得到保护层的方法的示例，以前体溶质包括海藻酸钠、交联剂是氯化钙溶液为例。图7为本发明一实施例提供的包括凝胶的保护层的制备及融化过程的示意图，图7中，000代表辅助转移基底、111代表前体溶液、222代表交联剂溶液、SS代表凝胶膜、333代表凝胶去除溶液；（i）在辅助转移基底表面铺展前体溶液；（ii）向铺展在基底的前体溶液液膜表面喷涂交联剂溶液；（iii）静置一定时间待交联过程完成，形成凝胶薄膜；（iv）在凝胶表面滴加解交联溶液溶解凝胶；（v）凝胶解交联之后溶解成前体液膜。参考图7的（i）~（iii），本实施例提供的在前体溶液中加入交联剂后得到保护层的方法具体包括如下步骤3a~3f。
步骤3a：配制浓度为4%的海藻酸钠溶液作为前体溶液，并对前体溶液进行灭菌；
步骤3b：取适量海藻酸钠溶液例如1 mL，并与适量的预设浓度的地塞米松注射液混合均匀，例如与1 mL浓度为5 mg/mL的地塞米松注射液混合均匀，得到添加了消炎药物的前体溶液；
步骤3c：如图7的（i），将前体溶液111添加到辅助转移基底000上以使所述前体溶液111在所述辅助转移基底000上铺展开；例如，表面设置有凹槽的载玻片作为所述辅助转移基底，使用注射器吸取适量的上述添加了地塞米松药物的海藻酸钠溶液，例如吸取0.4mL，均匀滴加到表面设置有凹槽的载玻片的凹槽（图未示出）中，例如凹槽的平面形状为2×2 cm2的正方形，形成厚度为1 mm的均匀液膜，当然，凹槽的形状和大小不限；
步骤3d：如图7的（ii），在所述前体溶液中加入交联剂包括：利用交联剂制备交联剂溶液222，并将交联剂溶液222喷洒到铺展开的所前体溶液111的表面。例如，将一定浓度的0.1 mol/L的氯化钙溶液灌注到雾化装置（例如喷枪）中，在距离上述海藻酸钠前驱体液膜10 cm处对准表面进行喷洒，持续30 s至溶液上表面形成稳定的界面，即，制作方法包括：将交联剂溶液灌注到雾化装置中，利用雾化装置的高速气体将交联剂溶液分散为大量细小的液滴，然后将大量细小的液滴均匀喷洒到铺展开的前体溶液的表面。
步骤3e：换用注射器缓慢滴加氯化钙溶液加速凝胶的交联，待凝胶由透明转变为白色时用棉签吸去多余的氯化钙溶液；
步骤3f：将形成的凝胶膜SS转移至目标物体的表面作为保护层，以能够使得后续的神经电极结构先经过保护层后进入目标物体。例如，目标物体为目标组织或其他非生物体，具体可参考上述对于目标物体的描述。
图7的（i）~（v）是包括凝胶的保护层的融化过程的示意图，将在后文进行介绍。或者，在另一实施例中，在所述对前体溶液进行处理包括在所述前体溶液中加入交联剂的情况下，所述在所述目标物体的表面上形成所述柔性的保护层包括：将所述前体溶液与所述交联剂在高温环境下混合，通过对所述前体溶液进行降温过程而发生交联反应以形成块状的凝胶；通过对所述块状的凝胶进行切割而得到具有目标厚度的多个所述保护层；以及将所述切割后得到的具有目标厚度的所述保护层转移到所述目标物体的表面上。
在本发明的几种关于神经电极组件的制备方法的实施例中，辅助转移基底选自载玻片、盖玻片、硅片和聚合物薄片中的任意一种或者或至少两种的组合。
在本发明的几种关于神经电极组件的制备方法的实施例中，交联剂和/或前体溶液在目标物体的表面上的添加方法为采用注射器滴加、雾化器吹出或喷枪喷洒中的任意一种或至少两种的组合，优选为喷枪喷洒，以使得液滴更加细小、出液更加均匀，从而形成的液体或液膜更加均匀一致，最终形成的保护层的性质更加均匀一致。具体地，可以将交联剂溶液灌注到喷枪中，借助高速气体将交联剂分散为大量细小的液滴，均匀喷洒到所述前体溶液的表面。该方法由于界面张力的原因，接触液面的交联剂不会对前体溶液的液面平整度产生显著影响，因此有助于凝胶上表面形成光滑平坦的界面。在采用喷枪喷洒的步骤中，例如，所述喷洒的具体参数为：进气压为0.05~0.06 MPa（例如可以是0.05 MPa、0.055 MPa、0.06 MPa等），进气量为7~7.5 kg/m3（例如可以是7 kg/m3、7.1 kg/m3、7.2 kg/m3、7.3 kg/m3、7.4 kg/m3、7.5 kg/m3等），增压到0.12 MPa后，经喷嘴喷出；所述喷嘴与所述前体溶液的表面之间的距离为5~20 cm（例如可以是5 cm、6 cm、8 cm、10 cm、15 cm、20 cm等），喷嘴平移速度为0.5~1 mm/s（例如可以是0.5 mm/s、0.6 mm/s、0.7 mm/s、0.8 mm/s、0.9 mm/s、1mm/s等）。当然，这只是一个在实际试验中获得的优选示例，能够稳定地得到具有理想的上述设计参数（例如厚度、弹性模量和）的保护层，具体的喷洒步骤中的具体参数不限定为上述列举的范围。
例如，上述几种实施例中，在所述目标物体的表面上形成所述柔性的保护层包括：将所述前体溶液添加到辅助转移基底上以使所述前体溶液在所述辅助转移基底上铺展开；对在所述辅助转移基底上铺展开的前体溶液进行所述处理以在所述辅助转移基底上形成所述保护层；以及将所述保护层从所述辅助转移基底上转移到所述目标物体的表面上。
在另一种实施例中，可以直接在目标物体的表面上形成包含凝胶的柔性的保护层，即原位制备该保护层。例如，在所述目标物体的表面上形成所述柔性的保护层包括：将所述前体溶液添加到所述目标物体的表面以使所述前体溶液在所述目标物体的表面上铺展开；以及对在所述目标物体的表面上铺展开的前体溶液进行所述处理以在所述目标物体的表面上形成所述保护层。
图8是本发明一实施例提供的神经电极组件的制备方法的流程图。例如，参考图8，神经电极组件的制备方法还包括以下步骤S01和步骤S02。
步骤S01：在制备保护层02之前，根据神经电极结构01和神经电极结构01进入到目标物体中的目标位置处目标物体的性质确定神经电极结构01在目标位置对保护层施加的侧向压力，从而确定所述柔性的保护层的最小硬度。侧向是与神经电极结构01在依次进入保护层02和目标物体的过程中整体上的运动方向相交的方向。
步骤S02：根据侧向压力确定柔性的保护层02的最小硬度及对应的前体溶液的浓度。
例如，在本发明的每个关于神经电极组件的制备方法的实施例中，制备方法还包括：对制备前体溶液和/或交联剂溶液所使用的原料及仪器进行灭菌，然后，在无菌环境下配置前体溶液和/或交联剂溶液。例如，采用环氧乙烷进行灭菌。
例如，以图3A所示的一根电极丝，即被绝缘部至少部分包裹的一条数据信号线11，在目标位置对保护层施加的侧向压力作为所确定的神经电极结构01在目标位置对保护层施加的侧向压力，该侧向压力的大小例如为1 nN ~100 nN，例如可以是1 nN、5 nN、10 nN、20 nN、40 nN、60 nN、80 nN、100 nN等。此时，例如，前体溶液的浓度为2% w/v ~4% w/v，例如可以是2% w/v、2.5% w/v、3% w/v、3.5% w/v、4% w/v等；承受侧向压力的保护层02的杨氏模量为0.1 KPa ~ 6 KPa。
图9是本发明一实施例提供的神经电极结构植入系统的一种框架示意图。参考图9，本发明至少一实施例还提供一种神经电极结构植入系统1000，该神经电极结构植入系统1000包括：处理器110和存储器120，存储器120包括一个或多个计算机程序模块，该一个或多个计算机程序模块被存储在存储器120中并被配置为由处理器110执行，一个或多个计算机程序模块包括用于实现本发明任一实施例提供的神经电极组件的制备方法（例如上述实施例中所述的神经电极组件的制备方法）的指令和/或包括用于实现本发明任一实施例提供的神经电极组件的使用方法的指令。
根据本发明实施例的神经电极组件的制备方法以及技术效果可以参照如上所述的相关实施例中的描述，在此不再赘述。
对于本发明实施例提供的神经电极组件的使用方法的具体介绍如下。
参考图4A，本发明实施例提供的神经电极组件的使用方法包括：在目标物体的表面上形成保护层02之后，将神经电极结构01先穿过保护层02之后至少部分植入到目标物体中，目标物体例如为目标组织5。神经电极结构01整体上沿垂直于保护层02的表面远离目标组织5的表面的垂直方向依次进入保护层02和目标组织5中；或者说，在神经电极结构01依次进入保护层02和目标组织5中的过程中，神经电极结构01的移动方向具有沿垂直方向上的分量。在神经电极结构01穿过所保护层02的过程中，神经电极结构01的至少部分（需要被植入到目标组织5中的部分）的运动方向具有在横向上的分量而对保护层02施加沿与垂直方向相交的方向的切割力，横向与所述垂直方向相交例如垂直，神经电极结构01的进入目标组织5的部分在目标组织5中的运动方向为垂直方向且不具有在横向上的分量而不对目标组织5施加沿与垂直方向相交的方向的切割力，从而，避免了在神经电极结构植入目标组织的过程中，神经电极结构沿横向切割表层的目标组织。具体的技术效果，请参考之前的实施例中的描述，在此不再重复。
例如，在一些实施例中，如上所述，神经电极结构01包括辅助植入部，辅助植入部位于神经电极结构01的端部，例如辅助植入部包括上述的条形部2a，柔性神经电极结构01通过辅助植入部分被依次引入到保护层02和目标物体中；这种情况下，神经电极组件100的使用方法包括：将辅助植入部分转换到呈柱状的植入状态，然后直接将呈柱状的辅助植入部分插入到保护层02中，且穿过保护层02之后进入目标物体中从而使神经电极结构01依次进入保护层02和目标物体中。或者，辅助植入部分的端部具有植入孔，神经电极组件100的使用方法包括：将辅助植入部件插入植入孔中，将辅助植入部件插入到保护层02中，且穿过保护层02之后进入目标物体中以牵引神经电极结构01依次进入保护层02和目标物体中；以及去除辅助植入部件，并且将至少部分神经电极结构01保留在目标物体中。具体可参考之前对于图5A-5B的描述，在此不再重复。
例如，神经电极结构植入系统1000包括定位装置、以及牵引神经电极结构移动的辅助植入设备，以使得神经电极结构在穿过保护层之后进入目标物体中。在神经电极结构的植入过程中，辅助植入设备的移动速度由定位装置控制，神经电极结构沿垂直于目标物体的表面的方向移动过程中，朝向目标物体下降阶段的实际速度在100 μm/s以下（例如可以是100 μm/s、90 μm/s、80 μm/s、70 μm/s、60 μm/s、50 μm/s、40 μm/s、30 μm/s、20 μm/s、10 μm/s、5 μm/s、1 μm/s等），装置回撤的速度在200 μm/s以上（例如可以是200 μm/s、250μm/s、300 μm/s、350 μm/s、400 μm/s、500 μm/s等）。
在本发明中，辅助植入设备的植入速度优选为10~20 μm/s，例如可以是10 μm/s、12 μm/s、14 μm/s、16 μm/s、18 μm/s、20 μm/s等，以进一步减小神经电极结构植入过程中的横向切割力。
例如，在一些实施例中，神经电极组件100的使用方法还包括：在将至少部分神经电极结构01保留在目标物体中之后，消融保护层02，以避免保护层02给目标物体造成负担，尤其是在目标物体为人或动物的脑组织等目标组织的情况下。
例如，将保护层02溶解以消融保护层02，在给过程中，保护层02中的药物可以释放出来，以对目标组织起到消炎、镇痛等相应的作用。
例如，参考图7的（iv），消融保护层02包括：在保护层02上加入凝胶去除溶液333以与保护层02中的凝胶进行反应而使保护层02丧失三维交联网状结构，从而得到图7的（v）所示的凝胶解交联之后溶解成的前体液膜111。当然，图7只是将保护层置于基底000上作为示例，实际应用中保护层是在目标物体的表面上被解交联。例如，凝胶去除溶液333为置换剂溶液，以与保护层02进行置换反应而使保护层02丧失三维交联网状结构。
例如，置换剂溶液为柠檬酸钠溶液，置换剂溶液的浓度为0.001 mol/L~1 mol/L，例如可以是0.001 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L、0.4 mol/L、0.6 mol/L、0.8 mol/L、1mol/L等。
例如，包含凝胶的柔性的保护层和置换剂溶液的质量比为1:(0.1~10)，例如可以是1:0.1、1:1、1:2、1:4、1:6、1:8、1:10等。
在本发明中，包含凝胶的柔性的保护层和置换剂溶液的置换时间为1 min ~30min，例如可以是1 min、2 min、4 min、6 min、8 min、10 min、15 min、20 min、25 min、30min等。
上述置换剂溶液的浓度、保护层和置换剂溶液的质量比、置换时间的数值范围是实际应用过程中，针对同常保护层的质量、面积和性质，能够获得快速、有效的消融保护层的效果，但是不限于上述列举的范围，本领域技术人员可根据具体使用时保护层的具体性质来确定。
或者，在另一些实施例中，神经电极组件100的使用方法还包括：在将至少部分神经电极结构01保留在目标物体中之后，将保护层02保留在目标物体的表面。
例如，神经电极组件100的使用方法还包括：确定目标位置，将神经电极结构01移动到目标位置并在目标位置使神经电极结构01的至少部分穿过保护层02后被植入到目标物体中。例如通过定位装置确定目标位置。
下面介绍两个具体的神经电极组件100的制备方法和使用方法的示例。
示例一
参考图4A，1代表哺乳类啮齿动物例如大鼠的颅骨，2代表大脑（目标组织），3-I代表神经电极结构的初始位置，3-II、3-III分别代表神经电极结构电极植入过程中的位置，3-IV代表神经电极结构电极植入后的位置，001代表保护层02被神经电极结构01切割的部分，SS代表含凝胶的柔性的保护层02。图4A的（a）示出了神经电极结构处于3-II和3-IV的两个状态，图4A的（b）~4A的（e）示出了神经电极结构的植入过程。如图4A的（b），神经电极结构的前端到达目标位置；如图4A的（c）~4A的（d），神经电极结构在目标位置逐渐进入目标组织5，直到如4A的（e）最终整个待植入部分被植入到目标组织5中，在这个过程中，横向的切割力作用保护层02被神经电极结构01切割的部分001。
示例一提供的神经电极组件100的制备方法和使用方法包括以下步骤。
步骤i）小鼠麻醉、开颅，揭去硬脑膜。
步骤ii）制备并放置凝胶。
步骤iii）神经电极结构植入。
将柔性的神经电极结构01平铺至海藻酸钠凝胶表面。例如，辅助植入设备被固定在立体定位装置上以精确控制其三维移动。调节植入设备使其头部的固定结构与神经电极结构01的尖端固定，带动神经电极结构01在光滑的保护层02的表面上移动至待植入位置即目标位置。缓慢调节定位装置使其以10 ~ 20 μm/s的下降速度将神经电极结构01先进入包含凝胶的柔性的保护层02，再进入大脑2（也即目标组织5）中。图4A中的力F牵代表驱动神经电极结构01整体上沿垂直于目标组织的表面的垂直方向运动的沿垂直方向的牵引力。重复进行上述操作至全部电极完成植入。图4A展示了神经电极结构01的单根电极丝（单根电极丝代表神经电极结构）在穿透包含凝胶的保护层02之后进入目标组织5的植入过程。
步骤iv）凝胶溶解。
示例二
图4C是本发明实施例提供的另一种神经电极组件的使用过程的示意图。在图4C中，神经电极结构01整体上沿垂直于保护层02的表面远离目标组织5的表面的垂直方向依次进入保护层02和目标组织5中。
参考图4C，1代表非人灵长类例如猕猴的颅骨，2代表大脑（目标组织），3代表颅腔、5-I代表神经电极结构的初始位置，5-II代表神经电极结构电极植入后的位置，5-III代表保护层02被神经电极结构01切割的部分，SS代表转移到大脑表面的含凝胶的柔性的保护层02。示例二与示例一的区别在于，被植入神经电极结构的动物模型为猕猴，由于非人灵长类的脑组织与颅骨间存在明显的缝隙，因此采用体外形成保护层后将保护层转移到目标组织的表面的方法得到保护层。示例二提供的神经电极组件100的制备方法和使用方法包括以下步骤。
步骤i）动物麻醉、备皮、开颅，露出目标植入脑区。
步骤ii）制备并放置凝胶。
步骤iii）植入神经电极结构。
例如，以辅助植入部件牵引神经电极结构植入到目标组织中为例。将神经电极结构01与刚性的辅助植入部件分别固定在定位装置的两个定位臂上并移至恰当位置。
图4D是不包括保护层的神经电极结构的使用过程的示意图。在图4D中，不采用含有凝胶的保护层覆盖目标组织5的表面，直接将神经电极结构01植入到目标组织5中，表层的目标组织会被切割，无法达到上述保护目标组织的效果。图4D中的区域6-III代表的部分是在神经电极结构01的待植入部分从位置6-I移动到位置6-II的过程中，目标组织5被神经电极结构01切割到的部分。
图4E是本发明实施例提供的另一种神经电极组件的结构以及使用过程示意图。图4E所示的神经电极组件的保护层02的结构与之前的实施例的保护层不同。参考图4E，保护层02包括片状主体和贯穿主体的开口OP。片状主体的材料等特征与之前实施例中的保护层的材料相同，片状主体是柔性的，例如包括凝胶层等等，也可以添加有上述镇痛药物、消炎药物、凝血药物和神经营养类药物中的一种或多种药物的组合，具体可参考之前实施例中对。
对于图4E所示的神经电极结构组件，在将神经电极结构植入目标组织的方法中，将神经电极结构01穿过开口OP，从而经开口OP植入到目标组织5中。例如，上述刚性辅助植入部件与辅助植入结构配合，例如刚性辅助植入部件插入端部的植入孔，在刚性辅助植入部件的带动下，刚性辅助植入部件与图4E中神经电极结构的设置有辅助植入结构（例如植入孔）的端部一同进入开口OP，神经电极结构在穿过保护层02的开口OP之后进入目标组织5中；在神经电极结构01植入目标组织5中的目标位置之后，将刚性辅助植入部件从目标组织5中拔出，柔性的神经电极结构01留存于目标组织5中。在该神经电极结构的植入过程中，神经电极结构01穿过开口OP的部分接触到目标组织5，由于神经电极结构是柔性的，或者在神经电极结构是带有电极位点12的单根电极丝的情况下，未进入到开口OP中的待植入部分（即位于目标组织5外部的待植入的部分）会接触到主体的设置有开口OP的表面，从而在神经电极结构01移动的过程中，待植入部分会与主体的表面发生摩擦，而不会与目标组织5的表面发生摩擦，并且，由于开口OP的限制和缓冲，神经电极结构01对目标物体例如目标组织5基本不会产生横向切割力，从而，保护层02的片状主体和开口OP的相互配合而达到在神经电极结构01顺利植入到目标组织5的过程中，保护了目标组织5，尤其是在保护层是采用具有较好的生物相融性的凝胶的情况下，不仅起到较好的缓冲性，与目标物体尤其生物体的目标组织具有很好的生物相适应性，避免对目标物体造成刺激，引发不适，提高神经电极结构的植入成功率，既能降低对表层目标组织的损害、减少植入后并发症，又能不损伤与保护层接触的神经电极结构，植入的神经电极结构能够在目标组织中长期稳定工作。
例如，可以是一个神经电极结构01经一个开口OP被植入，或者，多个神经电极结构01分别经过多个开口OP被植入。
例如，在图4E中，保护层02包括贯穿主体的多个开口OP，在其他实施例中，保护层02可以只具有贯穿主体的一个开口OP。
例如，继续参考图9，存储器120用于存储非暂时性计算机可读指令（例如一个或多个计算机程序模块）。处理器110用于运行非暂时性计算机可读指令，非暂时性计算机可读指令被处理器110运行时可以执行上文所述的超声手术器械的控制方法中的一个或多个步骤。存储器120和处理器110可以通过总线系统和/或其它形式的连接机构（未示出）互连。
例如，处理器110可以是中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）或者具有数据处理能力和/或程序执行能力的其它形式的处理单元。例如，中央处理单元（CPU）可以为X86或ARM架构等。处理器110可以为通用处理器或专用处理器，可以控制神经电极结构植入系统1000中的其它组件以执行期望的功能。
例如，存储器120可以包括一个或多个计算机程序产品的任意组合，计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。易失性存储器例如可以包括随机存取存储器（RAM）和/或高速缓冲存储器（cache）等。非易失性存储器例如可以包括只读存储器（ROM）、硬盘、可擦除可编程只读存储器（EPROM）、便携式紧致盘只读存储器（CD-ROM）、USB存储器、闪存等。在计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序模块，处理器110可以运行一个或多个计算机程序模块，以实现神经电极结构植入系统1000的各种功能。在计算机可读存储介质中还可以存储各种应用程序和各种数据以及应用程序使用和/或产生的各种数据等。
图10是本发明一实施例提供的神经电极结构植入系统的再一种框架示意图。图10所示的神经电极结构植入系统400例如适于用来实施本发明实施例提供的超声手术器械的控制方法。神经电极结构植入系统400可以是终端设备等。需要注意的是，图10示出的神经电极结构植入系统400仅仅是一个示例，其不会对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图10所示，神经电极结构植入系统400可以包括处理装置（例如中央处理器、图形处理器等）410，其可以根据存储在只读存储器（ROM）420中的程序或者从存储装置480加载到随机访问存储器（RAM）430中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 430中，还存储有神经电极结构植入系统400操作所需的各种程序和数据。处理装置410、ROM 420以及RAM 430通过总线440彼此相连。输入/输出（I/O）接口450也连接至总线440。
通常，以下装置可以连接至I/O接口450：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置460；包括例如液晶显示器（LCD）、扬声器、振动器等的输出装置470；包括例如磁带、硬盘等的存储装置480；以及通信装置490。通信装置490可以允许神经电极结构植入系统400与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图10示出了具有各种装置的神经电极结构植入系统400，但应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置，神经电极结构植入系统400可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
例如，根据本发明的实施例，上述超声手术器械的控制方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在非暂态计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包括用于执行上述超声手术器械的控制方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置490从网络上被下载和安装，或者从存储装置480安装，或者从ROM 420安装。在该计算机程序被处理装置410执行时，可以实现本发明实施例提供的超声手术器械的控制方法中限定的功能。
本发明实施例还提供一种存储介质，该存储介质是计算机可读存储介质且用于存储非暂时性计算机可读指令，当非暂时性计算机可读指令由计算机执行时可实现根据本发明实施例提供的任一神经电极组件100的使用方法。
图11是根据本发明实施例的计算机可读存储介质的示意图。参照图11，本发明实施例提供的计算机可读存储介质200，用于存储非暂时性计算机可读指令210，当所述非暂时性计算机可读指令210由计算机执行时可实现上述超声手术器械的控制方法。该计算机可读存储介质200的工作原理和技术效果可以参照如上所述的超声手术器械的控制方法，在此不再赘述。
例如，该存储介质200可以应用于上述神经电极结构植入系统1000中。例如，存储介质200可以为图9所示的神经电极结构植入系统1000中的存储器120。
例如，存储介质200可以包括智能电话的存储卡、平板电脑的存储部件、个人计算机的硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM）、便携式紧致盘只读存储器（CD-ROM）、闪存、或者上述存储介质的任意组合，也可以为其他适用的存储介质。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。
Claims (26)
1.一种神经电极组件，其特征在于，包括：
神经电极结构，包括数据信号线和绝缘部，其中，所述数据信号线包括电极位点，所述绝缘部包裹至少部分所述数据信号线且暴露所述电极位点；以及
柔性的保护层，其中，所述神经电极结构被配置为包括所述电极位点的至少部分在穿过所述保护层之后进入到目标物体中；
在所述目标物体的表面上形成所述保护层之后，将所述神经电极结构先穿过所述保护层之后至少部分植入到所述目标物体中；在所述神经电极结构穿过所述保护层之后至少部分进入所述目标物体中的过程中，所述保护层与所述目标物体的表面贴合，以在所述神经电极结构进入所述目标物体的过程中保护所述目标物体。
2.根据权利要求1所述的神经电极组件，其特征在于，所述柔性的保护层包括凝胶。
3.根据权利要求2所述的神经电极组件，其特征在于，所述保护层包括质地均匀的凝胶层，所述凝胶层包括固-液分散系统、固-气分散系统和固-液-气分散系统中的一种。
4.根据权利要求1所述的神经电极组件，其特征在于，所述保护层在垂直于所述目标物体的表面的方向上的厚度的范围是0.05 mm ~ 5 mm。
5.根据权利要求1所述的神经电极组件，其特征在于，所述保护层的杨氏模量为1KPa ~100 KPa。
6.根据权利要求3所述的神经电极组件，其特征在于，所述凝胶包括胶粒和分散质，所述胶粒和/或所述分散质相互连接以构成三维交联网状结构，所述分散质包括高聚物分子，所述三维交联网状结构具有空隙，在所述三维交联网状结构的孔隙中充满分散质。
7.根据权利要求2所述的神经电极组件，其特征在于，所述凝胶包括光固化制备得到的凝胶、温度固化制备得到的凝胶和化学交联制备得到的凝胶中的至少一种或多种的组合。
8.根据权利要求2所述的神经电极组件，其特征在于，所述凝胶包括水凝胶；
所述水凝胶包括明胶水凝胶、温水凝胶、多糖水凝胶、透明质酸水凝胶、葡聚糖水凝胶、共聚物水凝胶、有机金属框架（MOFs）水凝胶、环境响应型水凝胶中的一种或多种的组合。
9.根据权利要求8所述的神经电极组件，其特征在于，所述水凝胶是可逆水凝胶或不可逆水凝胶；所述可逆水凝胶是指在改变温度、压力和化学环境时，溶胶与凝胶可发生相互转变的凝胶体系。
10.根据权利要求1所述的神经电极组件，其特征在于，所述保护层还包括药物，所述药物包括镇痛药物、消炎药物、凝血药物和神经营养类药物中的一种或多种药物的组合。
11.根据权利要求10所述的神经电极组件，其特征在于，所述镇痛药物包括对乙酰氨基酚、氨基比林、布洛芬、双氯芬酸二乙胺、洛索洛芬、曲马多和可待因中的一种或多种的组合；
所述消炎药物包括抗生素、合成的抗菌药物和抗厌氧菌药物中的一种或多种的组合；
所述凝血药物包括止血敏、氨基己酸或氨甲环酸中的一种或多种的组合；
所述神经营养类药物包括神经生长因子、表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、血小板源生长因子、转化生长因子、神经节苷酯和B族维生素中的一种或多种的组合。
12.根据权利要求10所述的神经电极组件，其特征在于，所述药物的质量占所述保护层的材料的总质量的0~20%。
13.根据权利要求1所述的神经电极组件，其特征在于，在所述神经电极结构依次进入所述保护层和所述目标物体中的过程中，所述神经电极结构的移动方向具有沿垂直于所述保护层的表面的垂直方向上的分量；
在所述神经电极结构穿过所述保护层的过程中，所述神经电极结构的至少部分的运动方向具有在横向上的分量，所述横向与所述垂直方向相交。
14.根据权利要求1所述的神经电极组件，其特征在于，所述神经电极结构包括辅助植入部分，所述神经电极结构通过所述辅助植入部分被依次引入到所述保护层和所述目标物体中；
所述辅助植入部分的端部具有辅助植入结构，所述辅助植入结构包括植入孔、凹槽和凸起中的至少之一，将刚性的辅助植入部件与所述辅助植入结构连接组合后，所述刚性的辅助植入部件依次进入所述保护层和所述目标物体中以驱使所述神经电极结构依次进入所述保护层和所述目标物体中。
15.根据权利要求2-14任一所述的神经电极组件，其特征在于，所述保护层是经过对前体溶液进行处理后得到，所述前体溶液包括前体溶质；所述对前体溶液进行处理包括：
对所述前体溶液经过温度改变处理后得到所述保护层，其中，所述前体溶质包括琼脂和/或明胶；或者，
对所述前体溶液经过光照处理后得到所述保护层，其中，所述前体溶质包括光固化丝素蛋白溶液和/或光固化胶原蛋白；或者，
在所述前体溶液中加入交联剂后，由所述前体溶液中的前体溶质和所述交联剂发生交联反应后得到所述保护层。
16.一种神经电极组件的制备方法，所述制备方法用于制备根据权利要求2-15任一所述的神经电极组件，其特征在于，所述制备方法包括：
提供所述神经电极结构；以及
形成所述柔性的保护层，包括：
形成前体溶液，所述前体溶液包括前体溶质；以及
对所述前体溶液进行处理后形成所述保护层。
17.根据权利要求16所述的神经电极组件的制备方法，其特征在于，
所述对前体溶液进行处理包括：
对所述前体溶液经过温度改变处理后得到所述保护层，其中，所述前体溶液包括琼脂和/或明胶；或者，
所述对前体溶液进行处理包括：
对所述前体溶液经过光照处理后得到所述保护层，其中，所述前体溶液包括光固化丝素蛋白溶液、光固化胶原蛋白；或者，
所述对前体溶液进行处理包括：
在所述前体溶液中加入交联剂，其中，由所述前体溶液和所述交联剂发生交联反应而形成凝胶；以及
半固化所述交联反应的产物以得到所述保护层。
18.根据权利要求17所述的神经电极组件的制备方法，其特征在于，所述形成所述柔性的保护层包括：
将所述前体溶液添加到所述目标物体的表面以使所述前体溶液在所述目标物体的表面上铺展开；以及
对在所述目标物体的表面上铺展开的前体溶液进行所述处理以在所述目标物体的表面上形成所述保护层；或者，
所述形成所述保护层包括：
将所述前体溶液添加到辅助转移基底上以使所述前体溶液在所述辅助转移基底上铺展开；
对在所述辅助转移基底上铺展开的前体溶液进行所述处理以在所述辅助转移基底上形成所述保护层；以及
将所述保护层从所述辅助转移基底上转移到所述目标物体的表面上；或者，
在所述对前体溶液进行处理包括在所述前体溶液中加入交联剂的情况下，所述形成所述柔性的保护层包括：
将所述前体溶液与所述交联剂在高温环境下混合，通过对所述前体溶液进行降温过程而发生交联反应以形成块状的凝胶；
通过对所述块状的凝胶进行切割而得到具有目标厚度的多个所述保护层；以及
将切割后得到的具有所述目标厚度的所述保护层转移到所述目标物体的表面上。
19.根据权利要求18所述的神经电极组件的制备方法，其特征在于，在所述对前体溶液进行处理包括在所述前体溶液中加入交联剂的情况下，所在所述前体溶液中加入交联剂包括：
利用所述交联剂制备交联剂溶液，并将所述交联剂溶液喷洒到所述铺展开的所述前体溶液的表面。
20.一种神经电极结构植入系统，其特征在于，所述神经电极结构植入系统包括：
处理器；以及
存储器，包括一个或多个计算机程序模块，
其中，所述一个或多个计算机程序模块被存储在所述存储器中并被配置为由所述处理器执行，所述一个或多个计算机程序模块包括用于实现根据权利要求1-15任一所述的神经电极组件的使用方法的指令和/或包括用于实现根据权利要求16-19任一所述的神经电极组件的制备方法的指令，其中，
所述神经电极组件的使用方法包括：
在所述目标物体的表面上形成所述保护层之后，将所述神经电极结构先穿过所述保护层之后至少部分植入到所述目标物体中。
21.根据权利要求20所述的神经电极结构植入系统，其特征在于，所述神经电极结构包括辅助植入部分，所述柔性神经电极结构通过所述辅助植入部分被依次引入到所述保护层和所述目标物体中；
所述神经电极组件的使用方法包括：将所述辅助植入部分转换到呈柱状的植入状态，然后直接将呈柱状的所述辅助植入部分插入到所述保护层中，且穿过所述保护层之后进入所述目标物体中从而使所述神经电极结构依次进入所述保护层和所述目标物体中；
或者，所述辅助植入部分的端部具有辅助植入结构，所述神经电极组件的使用方法包括：
将辅助植入部件与所述辅助植入结构可拆卸地连接，将所述辅助植入部件插入到所述保护层中，且穿过所述保护层之后进入所述目标物体中以牵引所述神经电极结构依次进入所述保护层和所述目标物体中；以及
去除所述辅助植入部件，并且将至少部分所述神经电极结构保留在所述目标物体中。
22.根据权利要求21所述的神经电极结构植入系统，其特征在于，所述神经电极组件的使用方法还包括：
在将至少部分所述神经电极结构保留在所述目标物体中之后，消融所述保护层，或者，将所述保护层保留在所述目标物体的表面。
23.根据权利要求22所述的神经电极结构植入系统，其特征在于，所述消融所述保护层包括：
在所述保护层上加入凝胶去除溶液以与所述保护层进行反应而使所述保护层丧失三维交联网状结构。
24.根据权利要求23所述的神经电极结构植入系统，其特征在于，所述凝胶去除溶液为置换剂溶液以与所述保护层进行置换反应而使所述保护层丧失三维交联网状结构。
25.根据权利要求20所述的神经电极结构植入系统，其中，在所述神经电极结构依次进入所述保护层和所述目标物体中的过程中，所述神经电极结构的移动方向具有沿垂直于所述保护层的表面的垂直方向上的分量；
在所述神经电极结构穿过所述保护层的过程中，所述神经电极结构的至少部分的运动方向具有在横向上的分量，所述横向与所述垂直方向相交。
26.根据权利要求20所述的神经电极结构植入系统，其特征在于，所述神经电极组件的使用方法还包括：
确定目标位置，将所述神经电极结构移动到所述目标位置并在所述目标位置使所述神经电极结构的至少部分穿过所述保护层后被植入到所述目标物体中。
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