KR20230127545A

KR20230127545A - 뉴럴프로브

Info

Publication number: KR20230127545A
Application number: KR1020220024971A
Authority: KR
Inventors: 최헌진; 성재석; 채영철
Original assignee: 주식회사 엔포마레; 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2022-02-25
Filing date: 2022-02-25
Publication date: 2023-09-01
Also published as: WO2023163392A1

Abstract

본 발명은 생체내 삽입시 부담을 완화하며 뉴럴프로브의 취급을 편리하게 하는 것으로, 체내에 삽입되는 복수의 전극부를 포함하는 뉴럴프로브로, 상기 복수의 전극부는 유연성 기판, 상기 유연성 기판의 일면에 배치되는 전극, 상기 유연성 기판의 상기 일면을 커버하는 절연층을 포함하며, 상기 복수의 전극부는 적층되는 뉴럴프로브를 제공한다.

Description

뉴럴프로브{Neural probe}

본 발명은 적측 구조를 포함하는 뉴럴프로브에 관한 것이다.

뉴럴프로브(Neural probe, 신경 탐침)는 전자약 제품 최종단에서 신경신호를 측정하거나, 전류를 흘려서 신경 등을 자극할 수 있는 신경 인터페이스용 마이크로(미세) 전극 소자를 일컫는다. 뉴럴프로브는 회로 모듈에 연결되는 미세 전극 소자 혹은 미세 전극 소자와 연동되는 회로 모듈을 포함한다. 뉴럴프로브를 사용하면 신경관련 문제를 장단기적으로 치료할 수 있는 효과를 갖는다.

예로서, 뇌신호를 측정하기 위하여 과거에는 금속 전극을 뇌의 해당 부위에 삽입하여 액션 포텐셜(action potential)을 측정하였다. 그러나, 척추 동물의 뇌는 약 1,000억 개의 뉴런으로 구성되어 있을 정도로 복잡하여 뇌회로를 규명하기 위해서는 동시에 뇌의 여러 부위에서 신경 신호를 측정하기 위한 시스템이 요구되고 있고, 이를 위하여 뇌신호 측정용으로 뉴럴프로브를 사용하게 되었다.

뉴럴프로브의 몸체 중 끝부분에는 신호 측정을 위한 전극 어레이가 집적되어 있고, 전극으로부터 측정된 신호는 프로브를 따라서 형성된 도선을 통해 외부로 전달되며, 하나의 프로브 몸체에 수십개의 전극을 집적할 수 있으므로, 다수의 신경으로부터 동시에 신호를 측정할 수 있다. 이때 출력되는 신호의 형태는 전기적 신호, 광신호 등일 수 있으며, 신호의 형태는 특별한 제한이 없다. 아울러, 프로브가 약물 주입 채널을 구비하여 약물을 전달하는 매개체가 될 수도 있다.

뉴럴프로브의 몸체는 실리콘 재질을 주로 사용한다. 이는 도 1과 같은 MEMS(멤스) 타입의 뉴럴프로브(1)에서 채택하고 있는데, 프로브(1)는 신경 또는 세포로 삽입되는 전극부(10)와 전극부(10)와 연결되며 본체와 전극부(10)를 연결하기 위한 단자가 형성된 연결부(20)를 포함하며, 실리콘 재질의 기판에 형성되어 몸체가 어느 정도 두께를 가진 벌크 형태이며, 전극부(10)의 체내 삽입 및 유지시 또는 취급시 쉽게 부러진다는 문제가 있고, 또한 유연성이 부족하여 체내에서의 효과적인 위치 선정에 제한요소로 작용한다. 따라서 이에 대한 개선점을 필요로 한다.

한편, 뉴럴프로브를 제작함에 있어서, 유연성 확보를 위해 베이스 기판위에 전극이 형성된 유연성 뉴럴프로브를 제작하는데, 이 경우 필름 자체의 얇은 두께로 인하여 제작시 휨 등의 문제가 발생될 수 있고, 전극이 손상되거나 체내 삽입시 장기적 내구성을 확보하기 어려운 문제점이 존재한다. 그러므로 내구성의 확보를 위한 제조방법이나 구조를 갖는 뉴럴프로브를 제작하여야 하는데, 두께를 두껍게 하는 방법으로 내구성을 확보할 수는 있으나, 이 경우 실리콘 재질의 뉴럴프로브와 마찬가지고 유연성이 크게 저하되거나, 체내 많은 공간을 필요로 하여 조직 손실이 우려되는 문제점이 있다.

또한, 기존의 뉴럴프로브가 멤스(MEMS) 공정을 이용한 실리콘(silicone) 재질인 경우, 제품 전체가 연성보다는 경성이 우세하며, 특히 잘 깨지는(brittle) 특성을 가지고 있어 기계적 안정성이 매우 취약한 문제점이 있었다. 아울러, 뉴럴프로브를 유연성 있는 유연성태로 구현한 경우에는, 전체 제품이 연성을 가지고 있어 이 또한 강도면에서 특성이 좋지 않으며, 체내 삽입시 취급이 어려울 수 있고, 일부 강성이 필요한 부분은 구현이 불가능한 문제점이 있었다.

아울러, 기존의 뉴럴프로브가 멤스(MEMS) 공정을 이용한 실리콘(silicone) 재질인 경우, 잘 깨지는(brittle) 특성으로 인해, 외력에 의한 파손의 위험이 있으며, 따라서 외력으로부터의 안정성을 확보하기 위해 에어쿠션이나 완충재 등을 이용하여 개별포장 하여야 하고, 이로 인하여 포장에 소요되는 비용이 크며, 취급 또한 어려운 문제점이 있었다.

또한, 기존 뉴럴프로브 경우, 2차원 형태로 여러 전극들을 형성하여 신호를 측정하거나 자극하는 구조를 갖도록 하는데, 이는 전극을 운용하여 생체신호를 측정하거나 생체 자극용으로 사용하는 데 있어서 측정 또는 자극의 정밀도 면에서 한계가 있다. 멤스(MEMS) 형태의 뉴럴프로브에서는 전극을 3차원 형태로 구성할 수도 있으나, 3차원 전극의 제작이 어렵고, 각각의 전극을 연결하는 구조가 매우 복잡해 질 수 있다는 문제점이 있었다.

또한, 기존의 뉴럴프로브가 멤스(MEMS) 공정을 이용한 실리콘(silicone) 재질인 경우, 이를 생체내 삽입하기 위해서는 잘 깨지는(brittle) 프로브의 외력에 의한 파손의 위험을 예방하기 어렵고, 아울러, 체내 삽입시 삽입의 깊이를 스크류 등 구조물을 이용하여 조절하여야 하며, 이는 뉴럴프로브 구조의 복잡성을 야기하는 문제점이 있었다.

아울러, 뉴럴프로브에 생체신호를 측정하거나 자극하는 전극을 형성할 때, 원하는 적절한 낮은 임피던스를 얻는 것이 매우 중요하다. 그러나, 생체 삽입시 환자의 불편함을 최소화하고 신경, 세포 등 조직의 손상을 억제하기 위해서는 프로브의 크기가 매우 작아야 하는데, 이에 동반하여 형성되는 전극의 면적도 매우 작아서 임피던스가 높은 문제가 있고, 따라서 뉴럴프로브가 낮은 임피던스를 가짐과 동시에 환자의 신경, 세로 등 조직의 손상을 억제하는 기능을 모두 구현할 수 있는 뉴럴프로브 구조는 제안된 바 없다. 특히 기존의 실리콘 재질의 멤스(MEMS)형 뉴럴프로브에는 전극이 한면에만 형성되어 있어, 임피던스를 낮춤과 동시에 환자의 조직 손상 억제를 추구하는데 한계가 존재한다.

또한, 기존 뉴럴프로브 경우, 생체 삽입시 신경, 세포 등 조직의 손상을 최소화 하기 위해 뉴럴프로브의 크기를 최소화 해야 하는데, 그러면, 뉴럴프로브에 형성된 전극의 크기도 작아지며, 작은 크기의 전극은 생체신호 측정 또는 생체 자극시 측정 또는 자극하는 생체 범위도 한정적이라는 문제가 있다.

아울러, 기존 뉴럴프로브의 경우, 뉴럴프로브의 구동 모듈이 모두 외부에 설치되고 뉴럴프로브와 전기적으로 결선되기 때문에 외부 구동 모듈의 숫자가 많고, 시스템의 구조도 복잡해지며, 무게가 많아지고, 취급에 어려움이 예상된다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 뉴럴프로브를 예를 들어 필름 등을 사용한다든지 하여 유연성 있게 제작함으로써, 박형화가 가능하고, 생체내 삽입시 부담을 완화하며 뉴럴프로브의 취급을 편리하게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 위와 같은 과제를 달성하기 위하여 다음과 같은 뉴럴프로브를 제공한다.

일실시예에서 본 발명은 생체내 삽입시 부담을 완화하며 뉴럴프로브의 취급을 편리하게 하는 것으로, 체내에 삽입되는 복수의 전극부를 포함하는 뉴럴프로브로, 상기 복수의 전극부는 유연성 기판, 상기 유연성 기판의 일면에 배치되는 전극, 상기 유연성 기판의 상기 일면을 커버하는 절연층을 포함하며, 상기 복수의 전극부는 적층되는 뉴럴프로브를 제공한다.

일실시예에서, 본 발명은 체내에 삽입되는 전극부 및 상기 전극부에 연결되며 전극과 전기적으로 연결된 단자가 형성된 연결부를 포함하는 뉴럴프로브로, 상기 전극부와 상기 연결부는 유연성 기판, 상기 기판 상에 형성된 배선 및 상기 기판 및 배선을 커버하는 절연층을 포함하며, 상기 전극부는 상기 기판의 일면에 배치되며 상기 배선에 연결된 전극을 포함하며, 상기 연결부는 상기 기판의 일면에 형성되며 상기 배선과 연결된 단자를 포함하며, 상기 연결부는 전극 혹은 단자와 떨어진 더미패턴부를 포함하는 뉴럴프로브를 제공한다.

일실시예에서, 상기 연결부는 연결부 베이스 기판; 상기 연결부 베이스 기판의 일면 상에 형성된 상기 단자; 상기 연결부 베이스 기판 상기 일면 상에 상기 단자와 상기 전극부를 전기적으로 연결하는 배선 및 상기 단자 및 배선과 이격되어 상기 연결부 베이스 기판 상에 형성되는 상기 더미패턴부를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 절연층은 제 1 절연층과 상기 제 1 절연층보다 연성이 높은 제 2 절연층을 포함할 수 있으며, 상기 기판을 커버하는 절연층의 일부는 상기 제 2 절연층일 수 있고, 상기 연결부를 커버하는 절연층 및 상기 전극부에서 상기 연결부와 연결되는 부분을 커버하는 절연층은 제 1 절연층일 수 있다.

일실시예에서, 상기 제 1 절연층에 대응되는 위치에는 상기 전극과 연결되는 구동 회로가 실장될 수 다.

또한, 일실시예에서, 상기 전극부의 적어도 일면을 커버하는 보호필름을 더 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 전극은 상기 기판의 일면에 배치되는 제 1 전극과 타면에 배치되는 제 2 전극을 포함하며, 상기 기판의 일면에 배치되는 제 1 전극과 타면에 배치되는 제 2 전극은 서로 대응되는 위치에 배치될 수 있다.

일실시예에서, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극을 연결하며 상기 기판을 통과하여 형성되는 비아홀 혹은 쓰루홀을 더 포함할 수도 있다.

일실시예에서, 복수의 상기 전극부가 상기 연결부에 연결되며, 상기 복수의 전극부는 스페이서층 사이에 배치하며, 상기 복수의 전극부 사이에는 각각 스페이서층이 배치되되, 적어도 상기 스페이서층은 생체 불용해성 접착제로 형성된 제 1 스페이서부와 생체 용해성 접착제로 형성된 제 2 스페이서부를 포함하며, 상기 제 1 스페이서부와 상기 제 2 스페이서부는 각 스페이서층에 배치되되, 상기 제 2 스페이서부가 상기 체내에 삽입되는 단부쪽에 배치될 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 본 발명은 뉴럴프로브를 예를 들어 필름 등을 사용한다든지 하여 유연성 있게 제작함으로써, 박형화가 가능하고, 생체내 삽입시 부담을 완화하며 뉴럴프로브의 취급을 편리하게 할 수 있다.

도 1은 종래 맴스 방식의 뉴럴프로브를 나타내는 도면이다.
도 2 및 3 은 본 발명의 일실시예에 뉴럴프로브의 전극 구조를 나타내는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 뉴럴프로브의 전극 구조의 부분 단면도 및 평면도이다.
도 5 및 도 6 은 전극에서 절연층이 없는 경우와 관통공을 포함하는 절연층에 커버된 경우의 시뮬레이션 결과를 보이는 도면이다.
도 7 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 뉴럴프로브의 전극 구조의 부분 단면도 및 평면도이다.
도 8 은 복수의 관통공을 포함하는 절연층에 커버된 경우의 시뮬레이션 결과를 보이는 도면이다.
도 9 는 본 발명의 일실시예에 따른 뉴럴프로브의 개략도이다.
도 10 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 뉴럴프로브의 전극부의 단면도이다.
도 11 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 뉴럴프로브의 전극부의 단면도이다.
도 12 는 도 11 의 뉴럴프로브의 전극부의 사시도이다.
도 13 은 도 11의 뉴럴프로브가 신체에 삽입될 때의 모습의 개략도이다.
도 14 는 본 발명의 다른 실시예의 뉴럴프로브의 개략도이다.
도 15 는 도 14 의 뉴럴프로브가 신체에 삽입될 때의 개략도이다.
도 16 은 본 발명의 또 다른 실시예의 뉴럴프로브의 개략도이다.
도 17 은 본 발명의 또 다른 실시예의 뉴럴프로브의 전극부의 단면도이다.
도 18 은 본 발명의 또 다른 실시예의 뉴럴프로브의 전극부의 단면도이다.
도 19 는 도 18 의 뉴럴프로브가 신체에 삽입될 때의 개략도이다.
도 20 은 다른 실시예의 뉴럴프로브가 신체에 삽입될 때의 개략도이다.
도 21 은 본 발명의 또 다른 실시예의 뉴럴프로브의 개략도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 또한, 본 명세서에서, '상', '상부', '상면', '하', '하부', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 소자나 구성요소가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 뉴럴프로브의 전극 구조는 전극부(10)와 연결부(20)를 포함하며, 전극부(10)와 연결부(20)는 필름 형태의 베이스 필름을 기판으로 구현된다. 전극부(10)는 베이스 필름(11; 도 4 참고), 베이스 필름(11) 상에 형성된 전극(30); 상기 전극(30)과 연결되며 전극 구조의 외부, 전극부(10) 혹은 연결부(20) 상에 구성되는 측정 회로(70; 도 13 참고) 혹은 자극 회로(80; 도 13 참고)와 연결시키는 배선(40)를 포함한다. 전극부(10)는 신경 등에 삽입될 수 있으며, 전극부(10)는 별도의 전극 모듈 본체와 연결되기 위한 연결부(20)가 연결되거나, 전극 모듈의 본체와 직접 연결될 수 있다. 연결부(20)의 경우에 전극 모듈의 본체와 와이어 본딩등으로 연결될 수 있도록 단자를 포함할 수 있다.

전극(30)은 도 2(c) 와 같이 테트로드 타입(tetrode type) 혹은 도 3(c) 과 같이 리니어 타입(linear type)으로 배치될 수 있다.

본 발명에서 전극 구조는 신체에 삽입되는 전극부(10)의 구조를 의미하는 것으로 별도의 본체와 결합되는 경우에는 전극부(10)와 본체에 결합되기 위한 연결부(20)를 포함하는 것일 수 있으며, 전극부(10)에 본체가 일체로 연결되는 경우에는 전극부(10)만을 전극 구조로 포함할 수도 있다.

도 4 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 뉴럴프로브의 전극 구조의 부분 단면도 및 평면도가 도시되어 있다.

전극 구조인 전극부(10)는 베이스 필름(11); 상기 베이스 필름(11)의 일면에 형성된 전극(30); 및 상기 베이스 필름(11)과 전극(30)의 일부를 커버하는 절연층(15)을 포함한다.

베이스 필름(11)은 폴리이미드와 같은 폴리머로 형성될 수 있으며, 1㎜ 이하의 얇은 두께를 가질 수 있으나 형성 재료나 두께는 요구되는 조건에 따라서 변경될 수 있다. 전극(30)과 절연층(15)은 베이스 필름(11)에 반도체 공정을 적용하여 형성될 수 있다.

베이스 필름(11)은 유연성을 가지는 재질로 형성된 베이스 필름(11)을 사용 하여 유연성 있게 제작함으로써, 박형화가 가능하고, 생체내 삽입시 부담을 완화하며 뉴럴프로브의 취급을 편리하게 할 수 있다.

베이스 필름(11)에는 전극(30)이 형성되며, 도시되지는 않았지만 전극(30)과 연결되는 배선(40)도 함께 형성된다. 전극(30)은 전도성 재질이 베이스 필름(11)에 코팅, 증착 혹은 도금 형성되는 것이나, 제조 방법은 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 방식이 적용될 수 있다.

전극(30)은 크게 형성되는 경우에 임피던스가 낮아질 수 있으나, 전극의 크기를 크게 할수록 생체신호 측정 대상 신경 또는 세포를 특정하기 어렵기 때문에 특정 신경 또는 세포의 문제점을 파악하기 어렵다. 이 실시예에서는 전극(30)을 절연층(15)으로 덮고, 절연층(15)에 관통공(16)을 형성하여 전극(30)의 일부를 외부로 노출시키며, 전극(30)은 이렇게 노출된 표면, 즉 노출면으로 신경 또는 세포를 측정 혹은 자극한다.

관통공(16)은 절연층(15)을 코팅 또는 적층한 후 노출되어야 하는 전극 부위만을 레이저, 리소그래피, 에칭 등의 방법을 이용하여 국부적으로 노출시킴으로써 형성된다. 이러한 관통공(16)의 형성은 레이저의 초점 및 강도를 조절하거나 리소그래피의 포토 강도를 조절하거나, 에천트(etchant)의 농도를 조절함으로써, 관통공(16)에 의해 노출되는 전극의 크기 및 깊이를 용이하게 조절할 수 있다.

전극(30)의 면적은 관통공(16)의 면적보다 크며, 따라서 전극(30)의 표면 중 일부는 관통공(16)에 의해서 덮히게 된다. 전극(30)이 원형인 경우에 전극(30)의 직경(D)은 관통공(16)의 직경(d) 보다 크다. 전극(30)의 평면 형상은 원형으로 제한되는 것은 아니며, 사각형, 다각형 타원 등 다양한 형상을 가질 수 있음은 물론이다. 관통공(16)의 면적이 전극(30)의 면적의 90%이하인 것이 바람직할 수 있으나, 전극부(10)의 형상에 따라서, 그 크기는 변경될 수 있다.

도 5 및 도 6 에는 관통공(16)에 따른 전류 밀도를 시뮬레이션한 결과가 도시되어 있다. 도 5 의 경우에는 절연층(15)으로 전극(30)을 덮지 않았으며, 도 6 에서는 절연층(15)으로 전극(30)을 커버한 후 관통공(16)을 형성하였다. 관통공(16)의 면적은 대략 도 5 의 전극(30) 면적의 4% 정도였다. 동일한 조건에서 실험하였을 때, 도 6 에서 보이듯이, 관통공(16)을 중심으로 전류 밀도가 높게 나타나는 것을 확인할 수 있으며, 도 5 에 비교하여 도 6 의 관통공(16)에서 도 5 의 전류 밀도의 대략 80배 이상의 전류 밀도가 확인되었다. 따라서, 정확한 위치에서 정확한 자극 혹은 정확한 측정이 가능하다.

도 7 에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 뉴럴프로브의 전극 구조의 부분 단면도 및 평면도가 도시되어 있다.

전극 구조인 전극부(10)는 베이스 필름(11); 상기 베이스 필름(11)의 일면에 형성된 전극(30); 및 상기 베이스 필름(11)과 전극(30)의 일부를 커버하는 절연층(15)를 포함한다.

기본적으로 전극(30)과 관통공(16)을 제외하고는 도 4 의 실시예와 동일하므로, 차이점을 중심으로 설명한다.

베이스 필름(11)에 형성되는 전극(30)은 절연층(15)에 의해서 커버되며, 절연층(15)은 상기 전극(30)에 대응되는 위치에 복수의 관통공(16)을 포함한다. 따라서, 전극(30)의 면적(A1)은 대응하는 복수의 관통공(16)의 면적(a1)을 합친 것보다 크다.

이러한 구조 역시 관통공(16)이 없이 전극(30) 전체 면적이 노출되는 것보다 전류 밀도를 증대시킬 수 있으며, 따라서, 정확한 위치에서 정확한 자극 혹은 정확한 측정이 가능하다.

도 8 에는 하나의 전극에 복수의 관통공(16)이 형성된 경우의 전류 밀도를 시뮬레이션한 결과가 도시되어 있다. 상기 도 5 및 6 과 동일 조건으로 시뮬레이션하였다. 도 8 에서는 절연층(15)에 복수의 관통공(16)을 형성하였으며, 관통공(16)의 면적은 전극(30) 면적의 대략 20%정도 였으며, 이 경우에 절연층(15)으로 커버 하지 않은 경우에 비하여 평균 전류 밀도는 2 배 정도 증가하였다. 따라서, 복수의 관통공(16)을 형성하는 경우에도 정확한 측정 및 자극을 가능하며, 뉴럴프로브의 전극구조를 개선하여 자극과 생체신호 측정 기능을 단일의 뉴럴프로브에 구현할 수 있다.

위와 같이, 본 발명의 일실시예에서 전극(30)의 임피던스를 낮추기 위하여 전극(30)의 크기를 가급적 크게 구성하고, 노출된 영역만 작게 구성할 수 있다. 전극의 임피던스는 전극의 접촉면적이 클수록 낮아지므로, 전극의 크기를 크게하여 임피던스를 낮추도록 하는 것을 전제로 함으로써, 높은 에너지가 전달될 수 있는 환경을 구성하였으며, 특히 노출된 영역만 작게 구성함으로써, 임피던스가 낮은 전극으로부터 높은 에너지를 집중하여 생성 및 전달할 수 있다.

도 4 및 도 7 의 각 실시예 별로 이와 같이 전극의 크기에 비하여 노출된 영역의 크기가 작도록 전기 절연층으로 도포한 전극프로브의 단면도를 나타내었는데, 이와 같이 전극의 일부만 노출되도록 하는 경우에는, 특히 생체 자극용 전극의 자극 에너지가 노출된 영역으로 집중된 결과, 국부적인 신경 또는 세포에 대하여 높은 자극값을 갖는 에너지를 집중적으로 전달함으로써 효과적인 자극을 수행할 수 있다. 아울러, 노출된 영역을 복수개 마련함으로써 동시에 여러 신경 및 세포를 높은 에너지로 자극할 수 있다.

한편, 도 9 에는 본 발명의 일실시예에 따른 뉴럴프로브의 개략도가 도시되어 있다. 도 9 의 (a)는 전극이 형성된 일면에서 본 뉴럴프로브이며, (b)는 상기 일면의 반대면에서 본 뉴럴프로브의 개략도이다.

뉴럴프로브(1)는 전극부(10)와 연결부(20)를 포함하며, 전극부(10)에는 전극(30; 도 4 참고)이 형성되며, 연결부(20)에는 단자(21)가 형성된다. 전극부(10)의 전극(30)과 연결부(20)의 단자(21)는 배선(40)에 의해서 연결되며, 연결부(20)의 단자(21)에 뉴럴프로브의 전극(30)과 연결되는 본체가 와이어 본딩됨으로써, 전극(30)에서 측정한 신체의 측정 신호가 본체로 전달되며, 반대로 본체의 자극 신호가 전극을 통하여 신체로 전달된다. 연결부(20)와 전극부(10)는 하나의 베이스 필름(11; 도 4 참고)으로 연결될 수 있다. 즉, 하나의 베이스 필름(11)에서 일부는 전극(30)과 배선(40)을 형성하고 신체에 삽입되기 용이하도록 제단되어 전극부(10)가 되며, 다른 부분은 배선(40)과 단자(21)를 형성하여 연결부(20)가 된다.

본 발명에서는 베이스 필름(11)이 유연성 재질로 형성된 유연성 베이스 필름(11)이나, 신체에 삽입되는 전극부(10)가 아닌 연결부(20)의 경우에는 유연성 베이스 필름(11)이 유리하지 않을 수 있다. 즉, 유연함은 곧 바람직한 내구성의 확보와는 배치되는 특성이므로, 유연성을 어느 정도 희생하는 대신 내구성의 확보를 위한 조치가 필요하다.

이를 위하여 전극부(10) 보다 경성을 부여하기 위하여 연결부(20)에는 더미패턴(25)가 형성될 수 있다. 더미패턴(25)은 뉴럴프로브(1) 중 전극(30) 혹은 배선(40)이 형성되지 못하여 내구성 면에서 취약한 영역에 형성되는 것이 바람직하다. 더미패턴(25)의 방향성에 특별한 제한은 없으나, 뉴럴프로브(1)상의 전극(30), 배선(40)의 방향성을 고려하여 방향성을 결정하는 것이 더 바람직하다. 예를 들어서, 전극(30) 및 배선(40)이 세로방향의 패턴을 가졌다면 더미패턴(25)은 가로방향의 패턴을 가질 수 있다. 이 경우 유연함의 정도가 각 패턴의 방향별로 상이하여 내구성의 확보 측면에서 서로 보완하는 관계가 설정될 수 있다.

본 발명은 유연성 뉴럴프로브 표면에 전기적으로 연결되지 않고 패턴만 갖는 더미패턴(25)을 더 형성함으로써, 두께는 그대로 유지하면서도 휨 특성을 제어할 수 있으며, 만족하는 최적의 휨 특성을 보유할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전극(30)은 상기 뉴럴프로브의 일면에만 형성되며, 상기 더미패턴(25)은 상기 뉴럴프로브 반대면에 형성된다. 그러나, 더미패턴(25)는 뉴럴프로브의 양면에 모두 형성될 수도 있다. 전극(30)이 베이스 필름(11)의 양면에 형성되는 경우에 전극(30)과 배선(40)이 형성된 부분 이외의 적절한 부분, 예를 들어 연결부(20)의 외곽 둘레를 따라서 더미패턴(25)이 형성될 수도 있다.

더미패턴(25)은 전극(30)과 동일한 방식으로 전극(30)과 동일한 재료 혹은 다른 재료를 베이스 필름(11)에 증착/적층/코팅/에칭 함으로써 형성된다. 더미패턴(25)의 경우에 통전되지 않으므로, 전극(30)의 구동과 무관하므로 재료의 선택은 자유로울 수 있다. 이렇게 유연성의 베이스 필름(11)에 더미패턴(25)이 형성되는 경우에 더미패턴(25)이 형성된 부분은 형성되지 않은 부분에 비하여 경성이 생기므로, 뉴럴프로브의 연성부, 즉, 전극부(10)는 안정적으로 생체삽입이 가능하게 되고, 경성부, 즉, 연결부(20)는 삽입 후 안전한 고착이 가능하며, 연결부(20)에 측정 회로나 자극 회로같은 구동 회로가 실장되는 것도 가능하다. 또한 제조시에도 휨 등의 문제를 방지할 수도 있다.

도 10 에는 본 발명의 다른 실시예의 뉴럴프로브의 전극부(10)의 단면도가 도시되어 있다. 도 10에서 (a)와 (b)는 다른 실시예이다.

도 10 의 실시예에서 보이듯이, 전극부(10)는 유연성 베이스 필름(11); 상기 베이스 필름(11)의 일면에 형성된 전극(30); 및 상기 베이스 필름(11)을 커버하는 절연층(15)을 포함한다. 도 10 의 실시예에서는 절연층(15)이 제 1 절연층(15a)과 상기 제 1 절연층(15a) 보다 연성의 제 2 절연층(15b)을 포함하며, 베이스 필름(11)의 위치에 따라서, 제 1 절연층(15a)과 제 2 절연층(15b)이 구분되어 형성된다. 즉, 유연성이 필요한 부분에는 제 2 절연층(15b)을 배치하고 경성이 필요한 부분에는 제 1 절연층(15a)을 배치하며, 유연성 베이스 필름(11)을 보완한다.

유연성이 필요한 부분으로는 신체에 삽입되는 전극부(10), 즉 전극부(10)에서 연결부(20)와 연결되는 부분의 반대쪽 부분에 제 2 절연층(15b)이 배치되며, 연결부(20)와 연결되는 부분 및 연결부(20)에는 제 1 절연층(15a)이 배치되어 뉴럴프로브(1)의 내구성을 확보할 수 있다.

도 10의 (a) 에서는 절연층(15)은 전극(30)을 둘러싸며 베이스 필름(11)을 커버하는데, 삽입쪽 선단부인 좌측에는 제 2 절연층(15b)가 배치되고, 연결부(20)쪽인 우측에는 제 1 절연층(15a)가 배치된다. (a) 에서는 절연층(15)이 전극(30)을 커버하지 않는 것으로 도시하고 있으나, 도 4 에 도시되는 것처럼 절연층(15)이 전극(30)을 일부 커버하는 경우에도 동일하게 제 1 절연층(15a) 혹은 제 2 절연층(15b)이 적용될 수 있다.

한편, (b)에는 베이스 필름(11)에서 전극(30)이 형성되는 면에는, 동일한 재질의 절연층(15)이 형성되고, 전극(30)이 형성되지 않는 베이스 필름(11)의 반대면에 절연층(15)을 형성하고 반대면에서 유연성이 필요한 부분에는 제 2 절연층(15b)을 배치하고 경성이 필요한 부분에는 제 1 절연층(15a)을 배치하는 것이 도시되어 있다. (b)의 구조에서는 활용되지 않는 베이스 필름(11)의 일면을 활용하여 제 1 절연층(15a)과 제 2 절연층(15b)를 배치함으로써, 베이스 필름(11)의 내구도/유연성을 확보할 수 있으며, 구조가 복잡하지 않아서 제작이 용이하다.

특히, 구동 회로의 경우에 유연성의 베이스 필름(11)에 배치되는 경우에 베이스 필름(11)과의 유연성 차이로 인하여 내구도에 문제가 발생할 수 있는데, 베이스 필름(11)에 대하여 상대적으로 경성의 제 1 절연층(15a)을 통하여 경성을 확보한다면 유연성의 베이스 필름(11)에 배치되더라도 내구도 확보가 가능할 수 있어서, 구동 회로의 전부 혹은 일부가 유연성의 베이스 필름(11)에 배치되는 것도 가능하다. 구동 회로는 측정 회로, 자극 회로를 포함하며, 저장 회로나 충전 회로를 포함할 수도 있다.

예를 들어 유연성의 베이스 필름(11)으로는 폴리이미드 (poyimide), 폴리에스터 (polyester), 폴리페닐렌설파이드 (polyphenylene sulfide) 등이 있을 수 있으며, 상대적으로 경성의 제 1 절연층으로는 에폭시 (epoxy), 페놀 (phenolic) 등이 있을 수 있고, 상대적으로 연성의 제 2 절연층으로는 액상 폴리이미드 (liquid polyimide) 등이 있을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 재질이 적용될 수 있음은 물론이다.

이러한 절연층(15)은 단독으로 적용될 수도 있지만, 앞에서 말한 더미패턴(25)과 함께 적용될 수도 있다. 예를 들어, 베이스 필름(11)의 반대면에 더미패턴(25)이 배치되고, 더미패턴(25)과 베이스 필름(11)의 반대면을 커버하는 상대적으로 경성의 제 1 절연층(15a)이 형성될 수 있다.

또한, 절연층(15)은 전극부(10)뿐만 아니라 연결부(20)에도 형성될 수 있으며, 전극(30)이 배치되는 일면 및 그 반대면에 제 1 절연층(15a)과 제 2 절연층(15b)이 구분 배치될 수 있다.

본 발명에서는 유연성 전극을 둘러싸는 절연층 중 필요한 영역에 경성 재질을 형성하고, 그 외의 영역에는 연성 재질을 부여하여 경성과 연성을 모두 갖는 복합구조의 뉴럴프로브를 제공할 수 있다.

도 11 에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 뉴럴프로브의 전극부의 단면도가 도시되어 있으며, 도 12 에는 도 11 의 실시예의 사시도가 도시되어 있으며, 도 13 에는 도 11 의 실시예가 신체에 삽입되는 모습의 개략도가 도시되어 있다.

도 11 의 실시예에서 보이듯이, 전극부(10)는 유연성 베이스 필름(11); 상기 베이스 필름(11)의 일면에 형성된 전극(30); 상기 베이스 필름(11)을 커버하는 절연층(15) 및 상기 베이스 필름(11)의 일면 및 반대면의 최외곽에 배치되는 보호 필름(19)을 포함한다.

보호 필름(19)은 제 1 보호 필름(19a)과 제 2 보호 필름(19b)을 포함하며, 제 1 보호 필름(19a)은 전극(30)과 절연층(15)을 커버하며, 제 2 보호 필름(19b)은 베이스 필름(11)의 반대면을 커버한다. 보호 필름(19)은 필름층과 전극(30), 절연층(15) 및 베이스 필름(11)으로부터 탈리가 용이한 점착층을 포함하는 것일 수 있다.

이러한 보호 필름(19)을 사용함으로써, 오염을 방지하고, 전극 표면을 물리 화학적으로 보호할 수 있으며, 특히 이와 같이 보호하는 경우, 간단한 포장만으로도 제품의 이동이나 취급이 훨씬 용이해지기 때문에, 종래에 다량 사용되었던 포장재를 궁극적으로 단순화 및 절약할 수 있고, 포장에 소요되는 각종 자원도 필요치 않게 된다.

또한, 보호 필름(19)가 전극(30), 절연층(15) 및 베이스 필름(11)으로부터 탈리가 용이한 접착층을 포함하는 경우에, 도 13 에서 보이듯이, 보호 필름(19) 전체를 제거하지 않고 일부만 벗긴 상태에서 신체로 삽입하고, 삽입에 의해서 자연스럽게 보호 필름(19)의 탈리가 이루어질 수도 있다.

보호 필름(19)으로 인하여 시간이 지남에 따라 전극(30)이 산화되어 성능이 저하되는 문제를 해결할 수 있으며, 아울러, 본 발명은 유연성 있게 제작된 뉴럴프로브(1)의 전극부(10)에 보호필름(19)이 부착되고, 생체내 삽입함과 동시에 점착형 보호 필름(19)을 벗겨내는 방식을 이용함으로써 간단한 방법으로 뉴럴프로브의 생체삽입을 가능하다.

도 14 에는 본 발명의 다른 실시예의 뉴럴프로브(1)가 도시되어 있다.

도 14 에서 보이듯이, 뉴럴프로브(1)는 전극부(10)와 전극부(10)와 연결된 연결부(20)를 포함하며, 전극부(10), 연결부(20)는 유연성의 베이스 필름(11)에 전극(30), 배선(40), 단자(21; 도 9 참고)가 배치된다.

도 14 의 실시예에서 전극부(10)에서 베이스 필름(11)에 배치되는 전극(30)이 상기 베이스 필름(11)의 일면에 배치되는 제 1 전극(30a)과 타면에 배치되는 제 2 전극(30b)을 포함한다. 제 1 전극(30a)과 제 2 전극(30b)은 베이스 필름(11)을 사이에 두고 서로 대응되는 위치에 배치되며, 대응되는 위치의 제 1 전극(30a)과 제 2 전극(30b)는 비아홀(33) 혹은 쓰루홀(34)을 통하여 서로 연결된다. 다만, 제 1 전극(30a)과 제 2 전극(30b)의 연결은 이에 제한되는 것은 아니다.

도 15 에는 도 14 의 뉴렬프로브(1)의 전극부(10)가 신체에 삽입되는 모습이 도시되어 있다.

이 실시예에서 보이듯이, 뉴럴프로브의 전극부(10) 양면에 전극(30)을 형성한 후, 이 전극(30)을 전기적으로 연결시켜 임피던스를 낮출 수 있도록 하며, 이로써, 생체 신호 측정 및 자극의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 16 에는 뉴럴프로브(1)의 다른 실시예의 개략도가 도시되어 있다. 도 16 에서 보이듯이, 뉴럴프로브(1)는 전극부(10)와 연결부(20)를 포함하며, 전극부(10)는 전극(30)을 포함한다.

도 16 의 실시예에서, 전극(30)은 도 14 와 같이 양면에 형성되는 전극(30)이나, 이에 제한되는 것은 아니며, 일면에 형성되는 전극 혹은 양면에 형성되되 전극(30)간에 비아홀(33)이나 쓰루홀(34)로 서로 연결되지 않는 전극(30)이 될 수도 있다. 연결부(20)는 스위칭 소자(60)가 배치되며, 스위칭 소자(60)에는 전극(30)이 연결된다. 스위칭 소자(60)와 전극(30)의 연결 방식에 따라서 전극간 병렬구조를 형성할 수 있으며, 병렬구조의 형성으로부터 전극이 갖는 임피던스를 낮출 수 있고, 이로부터 생체 신호 측정의 정밀성 향상, 생체 자극의 넓은 강도 범위 확보 등의 장점을 갖는다. 전극간 병령구조는 스위칭 소자(60) 뿐만 아니라 구동 회로와의 연결에 적용될 수도 있다.

두 종류의 전극(30)이 베이스 필름(11)의 일면 및 타면에 각각 위치되고 서로 연결되지 않는 경우, 스위치 소자(60) 역시 연결부(20)의 베이스 필름의 일면 및 타면에 각각 배치되고, 각 면에 배치되는 전극(30)이 동일한 면에 배치되는 스위칭 소자(60)에 연결되어 각 면의 전극(30)이 개별적으로 작동하도록 역할하기도 한다.

도 17 에는 본 발명의 다른 실시예의 뉴럴프로브(1)의 전극부(10)의 단면도가 도시되어 있다.

도 17 에서 보이듯이, 이 실시예에서, 전극부(10)는 복수의 전극부(10a, 10b)를 포함하며, 각 전극부(10a, 10b)는 베이스 필름(11)이 나란히 배치되되 상기 베이스 필름(11)에서 서로 마주보지 않는 면에 전극(30)이 형성되며, 전극(30)을 둘러싸고 상기 베이스 필름(11)을 커버하는 절연층(15)을 포함한다. 각 전극부(10a, 10b)는 스페이서층(12)으로 연결된다. 즉, 전극부(10a, 10b)에서 마주보는 면 사이에 스페이서층(12)이 배치되며, 상기 스페이서층(12)으로 전극부(10a, 10b)가 떨어져 배치될 수 있다.

따라서, 2차원 구조가 형성된 복수의 전극부(10a, 10b)가 적층 형성됨으로써, 3차원 전극 구조를 형성할 수 있다. 전극부(10a, 10b) 사이에 공간이 확보되도록 스페이서층(12)을 포함한다. 이 실시예는 3차원 구조의 전극부(10)를 간단하게 실용화할 수 있다.

또한, 본 발명은 베이스 필름(11)을 적층하는 방법으로 3차원 전극부(10)를 형성함으로써, 두께가 증가하게 되며, 생체내 삽입시 세포에 손상이 커지는 경향이 있으나, 이를 방지하기 위하여 베이스 필름(11)간 간격을 형성하기 위한 스페이서층(12)를 개재하여 세포 손상이 최소화할 수 있다.

이때, 스페이서층(12)은 전극부(10) 전 영역에 배치될 수도 있으나, 일부 영역에만 배치되는 것도 가능하며, 일부 영역에 배치되는 경우에 연결부(20)와 연결되는 단부쪽, 즉, 신체에 삽입되는 단부의 반대쪽에 스페이서층(12)이 배치되는 것이 바람직하다. 이렇게 스페이서층(12)이 일측에만 배치되면 연결부(20)와의 연결강도도 확보하기 용이하면서도 전극부(10) 사이의 간격 확보도 용이하다는 이점이 있다.

이 실시예에서는 2개의 전극부(10a, 10b)가 적층되는 구조를 도시하고 있으나, 3개 이상이 적층되는 것도 가능하며, 중간에 위치하는 전극부(10)의 경우에 스페이서층(12)에 의해서 확보된 공간으로 신체가 삽입되어 신호의 측정 및 신체 자극이 가능하다.

한편, 도 18 에는 본 발명의 또다른 실시예의 뉴럴프로브의 전극부의 단면도가 도시되어 있다.

도 18 에서 보이듯이, 전극부(10)는 복수의 전극부(10a, 10b)를 포함하며, 각 전극부(10a, 10b)는 베이스 필름(11)이 나란히 배치되되 상기 베이스 필름(11)에서 서로 마주보지 않는 면에 전극(30)이 형성되며, 전극(30)을 둘러싸고 상기 베이스 필름(11)을 커버하는 절연층(15)을 포함한다. 각 전극부(10a, 10b)는 스페이서층(12)으로 연결된다. 즉, 전극부(10a, 10b)에서 마주보는 면 사이의 전영역에 스페이서층(12)이 배치되며, 상기 스페이서층(12)으로 전극부(10a, 10b)가 연결된다.

스페이서층(12)은 생체 불용해성 접착제로 형성된 제 1 스페이서부(12a)와 생체 용해성 접착제로 형성된 제 2 스페이서부(12b)를 포함하며, 상기 제 1 스페이서부(12a)와 상기 제 2 스페이서부(12b)는 각 스페이서층에 배치되되, 상기 제 2 스페이서부(12b)가 상기 체내에 삽입되는 단부쪽에 배치된다.

도 18 의 실시예의 경우에 스페이서층(12)이 있지만, 전극부(10a, 10b) 간에 이격되는 거리가 작아서 전극부(10a, 10b)의 끝이 서로 붙을 우려가 있으며, 붙은 상태에서 삽입되는 경우에 전극부(10a, 10b) 사이로 신체가 삽입되지 못하여 사이에 위치하는 전극부(10a, 10b)의 전극(30)은 신체와 접촉하지 못할 우려가 있어서, 도 17 의 실시예에서는 전극부(10)의 전영역에 스페이서층(12)이 배치되되, 삽입되는 측의 단부로부터일정 거리는 생체 용해성 접착제로 형성된 제 2 스페이서부(12b)를 배치하여 신체에 삽입된 후 용해되어 신체 조직이 전극부(10a, 10b) 사이의 공간으로 들어오게 한다.

도 19 에는 스페이서층(12)으로 연결된 전극부(10)가 신체에 삽입되는 개략도가 도시되어 있다.

뉴럴프로브(1)의 전극부(10)는 복수의 전극부(10a, 10b)를 포함하며, 각 전극부(10a, 10b)는 베이스 필름(11)이 나란히 배치되되 상기 베이스 필름(11)에서 서로 마주보지 않는 면에 전극(30)이 형성되며, 전극(30)을 둘러싸고 상기 베이스 필름(11)을 커버하는 절연층(15)을 포함한다. 각 전극부(10a, 10b)는 스페이서층(12)으로 분리된다. 즉, 전극부(10a, 10b)에서 마주보는 면 사이의 전영역에 스페이서층(12)이 배치되며, 상기 스페이서층(12)으로 전극부(10a, 10b)가 연결된다.

전극부(10a, 10b)와 연결부(20)는 이어진 베이스 필름(11)에 형성되며, 연결부(20)도 스페이서층(12)으로 연결되며, 연결부(20)의 스페이서층(12) 생체 불용해성 접착제가 사용될 수 있으나, 연결부(20)는 신체에 삽입되는 부분이 아니므로 다른 접착체, 심지어 생체 용해성 접착제가 사용되는 것도 가능하다.

스페이서층(12)은 생체 불용해성 접착제로 형성된 제 1 스페이서부(12a)와 생체 용해성 접착제로 형성된 제 2 스페이서부(12b)를 포함하며, 상기 제 1 스페이서부(12a)와 상기 제 2 스페이서부(12b)는 스페이서층(12)에 배치되되, 상기 제 1 스페이서부(12a)는 전극부(10)에서는 연결부(20)측 단부측에만 배치되고, 대부분의 영역은 제 2 스페이서부(12b)가 배치된다.

한편, 절연층(15)은 제 1 절연층(15a)과 상기 제 1 절연층(15a) 보다 연성의 제 2 절연층(15b)을 포함하며, 전극부(10)에서 연결부(20)에 가까운 위치 제 1 절연층(15a)이 배치되고, 삽입되는 단부 쪽에는 제 2 절연층(15b)이 배치할 수도 있다. 즉, 유연성이 필요한 삽입 단부에는 제 2 절연층(15b)을 배치하고 연결부(20)와 연결되는 부분에는 제 1 절연층(15a)을 배치하며, 유연성 베이스 필름(11)을 보완할 수도 있다.

도 19 의 실시예에서 삽입되기 전에는 전극부(10a, 10b)는 일체화된 상태를 유지하여, 전극부(10)의 크기를 최소화하여 생체 삽입시 신경, 세포 등 조직의 손상이 최소화되도록 하고, 삽입 이후에는 생체 용해성 접착제인 제 1 스페이서부(12a)가 용해되면서 전극부(10a, 10b) 간에 간격이 생겨서 생체내 삽입이 용이해지고, 이에 따라 3차원 배열로 더욱 많은 전극 배치가 가능하더 더욱 효과적으로 진단 및 치료를 수행할 수 있다.

이때, 도 20 과 같이 체내에서 전극부(10a, 10b)가 벌어질 수 있도록 각 전극부(10a, 10b)는 온도의 변화시 각각 변형되는 정도를 달리하는 재질층을 포함하도록 구성할 수도 있다. 체내에 삽입된 후 제 2 스페이서부(12b)는 용해되고, 체온에 의해서 전극부(10a, 10b)가 변형되며, 그에 따라서 전극부(10a, 10b)가 벌어질 수 있다.

각 단위 전극부(10) 도포된 전극(30)의 재질은 동일하되, 베이스 필름(11)의 재질을 다르게 할 수 있고, 각 재질은 서로 다른 열팽창계수를 가지므로 변형의 정도가 달라 서로 이격될 가능성이 크다.

또한, 상기 단위 전극부(10)는 형상기억재료로 형성되어 체내 삽입전에는 최소의 크기를 유지하여 침습 범위를 줄이고, 체내 삽입 후에는 단위 전극프로브간 간격이 넓어지는 방향으로 변화되어 보다 넓은 범위에서 생체신호의 측정 또는 생체 자극이 수행되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 스페이서(spacer) 재질을 생체용해성 재질로 형성하여 생체내 삽입 후 용해되도록 하며, 이로써 세포 손상이 최소화되도록 하며, 전극프로브와 세포의 접촉 면적을 더 넓히고 접촉의 용이성을 제고할 수 있다.

도 21 에는 본 발명의 또 다른 실시예의 뉴럴프로브의 개략도이다.

도 21 의 경우 전극부(10)와 연결부(20)는 동일한 베이스 필름(11)에 전극(30) 또는 구동 회로(90)가 배치됨으로써 구성되며, 전극부(10)의 전극(30)이 배선(40)을 통하여 구동 회로(90)에 연결된다. 전극(30)은 양면에 형성되며 비아홀(33) 혹은 쓰루홀(34)로 양면의 전극(30)이 연결된다. 연결부(20)에는 도시되지는 않았지만, 더미패턴(25; 도 9 참고)이 형성되며, 연결부(20)에는 상대적으로 경성의 제 1 절연층(15a; 도 10 참고)이 형성된다.

본 발명은 구동 회로를 뉴럴프로브에 설치하고, 뉴럴프로브와 전기적으로 도통되도록 함으로써, 기존에 뉴럴프로브의 외부에 설치되어 유선에 의하여 연결되었던 구동 회로의 연결구조를 생략함으로써 뉴럴프로브를 포함하는 시스템의 구조를 단순화, 경량화함은 물론 취급의 용이성도 확보할 수 있으며, 경성 영역상에는 신경신호 기록장치 등 뉴럴프로브 구동 회로를 실장할 수 있어 별도의 제어부가 필요치 않아 전체적으로 장치의 크기를 소형화할 수 있다.

이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 뉴럴프로브 10: 전극부
11: 베이스 필름 12: 스페이서층
15: 절연층 16: 관통공
20: 연결부 30: 전극
33: 비아홀 34: 쓰루홀
40: 배선 60: 스위칭 소자
90: 구동 회로

Claims

체내에 삽입되는 복수의 전극부를 포함하는 뉴럴프로브로,
상기 복수의 전극부는 유연성 기판, 상기 유연성 기판의 일면에 배치되는 전극, 상기 유연성 기판의 상기 일면을 커버하는 절연층을 포함하며,
상기 복수의 전극부는 적층되는 뉴럴프로브.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 전극부 사이에서 체내에 삽입되는 단부의 반대쪽에 스페이서층이 배치되는 뉴럴프로브.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 전극부 사이에는 각각 스페이서층이 배치되되, 적어도 상기 스페이서층은 생체 불용해성 접착제로 형성된 제 1 스페이서부와 생체 용해성 접착제로 형성된 제 2 스페이서부를 포함하며, 상기 제 1 스페이서부와 상기 제 2 스페이서부는 각 스페이서층에 배치되되, 상기 제 2 스페이서부가 상기 체내에 삽입되는 단부쪽에 배치되는 뉴럴프로브.
제 1 항에 있어서,
상기 절연층은 제 1 절연층과 상기 제 1 절연층보다 연성이 높은 제 2 절연층을 포함하는 뉴럴프로브.
제 4 항에 있어서,
상기 기판을 커버하는 절연층의 일부는 상기 제 2 절연층인 뉴럴프로브.
제 5 항에 있어서,
상기 전극부에 연결되며 전극과 전기적으로 연결된 단자가 형성된 연결부를 더 포함하며,
상기 연결부를 커버하는 절연층 및 상기 전극부에서 상기 연결부와 연결되는 부분을 커버하는 절연층은 제 1 절연층인 뉴럴프로브.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 절연층에 대응되는 위치에는 상기 전극과 연결되는 구동 회로가 실장되는 뉴럴프로브.
제 7 항에 있어서,
상기 전극과 상기 구동 회로를 연결하며, 상기 기판 상에 형성된 배선을 더 포함하며,
상기 배선은 상기 구동 회로에 적어도 일부의 전극을 병렬 연결하는 뉴럴프로브.
제 1 항에 있어서,
상기 전극부 및 연결부는 상기 기판의 타면에서 상기 기판을 커버하는 추가 절연층을 포함하는 뉴럴프로브.
제 9 항에 있어서,
상기 추가 절연층은 제 1 절연층과 상기 제 1 절연층보다 연성이 높은 제 2 절연층을 포함하는 뉴럴프로브.
제 10 항에 있어서,
상기 연결부를 커버하는 추가 절연층 및 상기 전극부에서 상기 연결부와 연결되는 부분을 커버하는 추가 절연층은 제 1 절연층인 뉴럴프로브.
제 11 항에 있어서,
상기 제 1 절연층에 대응되는 위치에는 상기 전극과 연결되는 구동 회로가 실장되는 뉴럴프로브.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연층은 상기 전극의 일부를 커버하며, 상기 전극이 노출면을 가지도록 관통공을 포함하는 뉴럴프로브.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전극부의 적어도 일면을 커버하는 보호필름을 더 포함하는 뉴럴프로브.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전극은 상기 기판의 일면에 배치되는 제 1 전극과 타면에 배치되는 제 2 전극을 포함하는 뉴럴프로브.
제 15 항에 있어서,
상기 기판의 일면에 배치되는 제 1 전극과 타면에 배치되는 제 2 전극은 서로 대응되는 위치에 배치되는 뉴럴프로브.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극을 연결하며 상기 기판을 통과하여 형성되는 비아홀 혹은 쓰루홀을 더 포함하는 뉴럴프로브.
체내에 삽입되는 전극부를 포함하는 뉴럴프로브로,
상기 전극부는
유연성 기판,
상기 유연성 기판의 일면에 배치되는 전극,
상기 일면에서 상기 유연성 기판을 커버하는 절연층을 포함하며,
상기 전극은 상기 기판의 일면에 배치되는 제 1 전극과 타면에 배치되는 제 2 전극을 포함하는 뉴럴프로브.
제 18 항에 있어서,
상기 기판의 일면에 배치되는 제 1 전극과 타면에 배치되는 제 2 전극은 서로 대응되는 위치에 배치되는 뉴럴프로브.
제 19 항에 있어서,
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극을 연결하며 상기 기판을 통과하여 형성되는 비아홀 혹은 쓰루홀을 더 포함하는 뉴럴프로브.
제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전극부의 적어도 일면을 커버하는 보호필름을 더 포함하는 뉴럴프로브.