3D微丝电极阵列固定装置及3D微丝电极阵列裁剪方法

摘要

本发明实施例公开一种3D微丝电极阵列固定装置及3D微丝电极阵列裁剪方法，该3D微丝电极阵列固定装置包括灌注腔、底座、电极插头、微丝电极阵列插座和微丝电极阵列，其中：灌注腔下端与底座密封连接，灌注腔上端设有开口；底座固定连接电极插头，电极插头位于灌注腔内；电极插头与微丝电极阵列插座下表面插接连接，微丝电极阵列插座上表面焊接微丝电极阵列，微丝电极阵列插座和微丝电极阵列位于灌注腔内。实施本发明实施例，可以实现对微丝电极阵列的精确无损剪裁，得到满足不同实验需求的微丝电极阵列。

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种3D微丝电极阵列固定装置及3D 微丝电极阵列裁剪方法。

背景技术

随着生活节奏的加快和人口结构的老龄化，神经精神疾病发病率不断增高， 为了改善神经精神疾病的诊疗现状，目前普遍的做法是将电极植入在模型动物 特定的脑区，通过电极记录到不同刺激条件下的电生理信号，从而研究模型动 物特定行为学与电生理信号放电模式的联系，为了提高记录质量，需要提高电 极的空间分辨率。

为了提高电极的空间分辨率，目前普遍采用微丝电极阵列的方式来记录电 生理信号，为了满足不同实验的需求，需要对微丝电极进行裁剪以得到不同长 度的微丝电极阵列，由于微丝电极的直径通常只有二十微米左右，且一个微丝 电极阵列可以多达128条微丝电极，微丝电极的裁剪非常困难，目前采用方法 主要是精密剪刀手工裁剪，该方法容易损坏微丝电极的绝缘层，且裁剪时没有 参照，无法准确定位微丝电极的长度和角度，导致微丝电极的一致性较差。

发明内容

本发明实施例提供一种3D微丝电极阵列固定装置及3D微丝电极阵列裁剪 方法，可以实现对微丝电极阵列的精确无损剪裁，得到满足不同实验需求的微 丝电极阵列。

本发明实施例第一方面提供一种3D微丝电极阵列固定装置，可包括：灌注 腔、底座、电极插头、微丝电极阵列插座和微丝电极阵列，其中：

所述灌注腔下端与所述底座密封连接，所述灌注腔上端设有开口；

所述底座固定连接所述电极插头；所述电极插头位于所述灌注腔内；

所述电极插头与所述微丝电极阵列插座下表面插接连接，所述微丝电极阵 列插座上表面焊接所述微丝电极阵列，所述微丝电极阵列插座和所述微丝电极 阵列位于所述灌注腔内。

本发明实施例第二方面提供一种3D微丝电极阵列裁剪方法，所述3D微丝 电极阵列固定装置包括灌注腔、底座、电极插头、微丝电极阵列插座和微丝电 极阵列，其中：

所述灌注腔下端与所述底座密封连接，所述灌注腔上端设有开口；

所述底座固定连接所述电极插头，所述电极插头位于所述灌注腔内；

所述电极插头与所述微丝电极阵列插座下表面插接连接，所述微丝电极阵 列插座上表面焊接所述微丝电极阵列，所述微丝电极阵列插座和所述微丝电极 阵列位于所述灌注腔内；

所述方法包括：

将灌注液倒入所述3D微丝电极阵列固定装置的灌注腔内，以使所述灌注液 没过所述微丝电极阵列；

将所述3D微丝电极阵列固定装置放入零下20度以下的环境保存，以使所 述微丝电极阵列与所述灌注液固化成包埋电极；

打开冰冻切片机，将所述冰冻切片机温度降到零下20度以下；

将所述包埋电极放入所述冰冻切片机的水平切割台上，调整冰冻切片机切 刀的角度和高度，对所述包埋电极进行切割；

将切割后的包埋电极放入零下20度以下的环境储存。

在本发明实施例中，通过提供一种3D微丝电极阵列固定装置及3D微丝电 极阵列裁剪方法，解决目前神经电生理研究中微丝电极阵列一致性差、结构不 可控等问题，可以实现对微丝电极阵列的精确无损剪裁，得到满足不同实验需 求的微丝电极阵列。

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，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种3D微丝电极阵列固定装置结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种3D微丝电极阵列裁剪方法流程图；

图3是本发明实施例提供的一种3D微丝电极阵列裁剪示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种3D微丝电极阵列裁剪示意图。

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例提供的一种3D微丝电极阵列固定装置结构示意图。如 图1所示，该3D微丝电极阵列固定装置包括灌注腔101、底座102和电极插头 103、微丝电极阵列插座104和微丝电极阵列105。

灌注腔101下端与底座102密封连接，灌注腔101上端设有开口。

具体的，灌注腔101下端与底座102连接方式可以为凹槽连接，卡扣连接 或螺纹连接，只需保证灌注腔101与底座102接触处密封连接即可，底座102 可以为方形或圆形，本发明不做限制。灌注腔101的横截面可以为方形，也可 以为圆形。灌注腔101的材质为软质透明材料，可以为软质透明塑料。灌注腔 101上端的开口形状不做限制，可以为任意形状。

底座102固定连接电极插头103，电极插头103位于灌注腔101内。

具体的，底座102与电极插头103的连接方式可以为螺纹连接。

电极插头103与微丝电极阵列插座104下表面插接连接，微丝电极阵列插 座104上表面焊接微丝电极阵列105，微丝电极阵列插座104和微丝电极阵列 105位于灌注腔101内。

具体的，微丝电极阵列105可以由长短不一的微丝电极组成,这些长短不一 的微丝电极包括绝缘层和导电部，绝缘层可以包覆在导电部的表面，形成类似 漆包线的微丝电极，微丝电极的直径可以为20微米左右，与动物神经细胞的大 小相当，微丝电极的直径太小会导致阻抗太大，接收到的电信号较弱，微丝电 极的直径太大又无法记录到单个细胞的电信号，微丝电极的绝缘层大约为2-3 微米厚，这些微丝电极可以等距离的排列成方形阵列，微丝电极之间距离可以 为100微米左右。通过这些微丝电极可以探测神经细胞的电信号。

本发明实施例提供了一种3D微丝电极阵列固定装置，采用该装置，通过固 定在底座上的微丝电极插座可以实现对微丝电极阵列的有效固定，为后续对微 丝电极阵列的裁剪提供方便。

图2是本发明实施例提供的一种3D微丝电极阵列裁剪方法流程图。如图2 所示，该3D微丝电极阵列裁剪方法包括如下步骤：

S201，将灌注液倒入3D微丝电极阵列固定装置的灌注腔内，以使灌注液没 过微丝电极阵列。

具体的，灌注液106的温度可以为室温。灌注液106为水、水溶性高分子 聚合物中的一种或多种，例如，灌注液106可以为水或者高分子量的聚乙二醇。

S202，将3D微丝电极阵列固定装置放入零下20度以下的环境保存，以使 微丝电极阵列与灌注液固化成包埋电极。

具体的，将3D微丝电极阵列固定装置放入零下20度以下的环境保存是为 了使灌注液能够凝固，零下20度以下的环境可以为电冰箱的冷冻室，设置环境 温度零下20度以下，是为了与冰冻切片机的工作温度一致。

S203，打开冰冻切片机，将冰冻切片机温度降到零下20度以下。

具体的，冰冻切片机的工作温度为一般为零下20度以下。

S204，将包埋电极放入冰冻切片机的水平切割台上，调整冰冻切片机切刀 的角度和高度，对包埋电极进行切割。

具体的，调整冰冻切片机的角度和高度可以实现对包埋电极的形状进行控 制，参照图3，具体实施过程可包括：首先将微丝电极阵列与灌注液固化成包埋 电极，然后对包埋电极进行水平切割，以使微丝电极阵列的所有微丝电极的长 度一致，最后将切割后的包埋电极进行解冻，即可得到满足实验需求的微丝电 极阵列，长度一致的微丝电极阵列可以记录到相同深度的神经细胞的电信号； 还可以参照图4，具体实施过程可包括：首先将微丝电极阵列与灌注液固化成包 埋电极，然后对包埋电极进行有角度的切割，以使微丝电极阵列的微丝电极的 长度呈梯度变化，最后将切割后的包埋电极进行解冻，即可得到满足实验需求 的微丝电极阵列，长度呈梯度变化的微丝电极阵列可以记录到不同深度的神经 细胞的电信号。冰冻切片机的切割精度可以达到1-5微米，包埋电极的直径为 20微米左右，可以实现对包埋电极的精准切割。

S205，将切割后的包埋电极放入零下20度以下的环境储存。

具体的，切割后的包埋电极放入零下20度以下的环境储存可以方便下一次 继续裁剪切割，也方便运输，包埋电极溶化后，微丝电极阵列不易保存，容易 受到外力导致微丝电极弯曲而无法记录到电信号。

本发明实施例提供了一种3D微丝电极阵列裁剪方法，采用该方法，可以有 效解决目前神经电生理研究中微丝电极阵列一致性差、结构不可控等问题，可 以实现对微丝电极阵列的精确无损剪裁，得到满足不同实验需求的微丝电极阵 列。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之 权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。