本文關鍵詞：基于MEMS技術的高密度視網膜假體柔性微電極陣列的研制

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【摘要】：視覺是人各種感覺中最重要的一種，正常獲得視覺的前提是具備完整有效的視覺通路。研究表明，大部分盲人的視覺通路并非完全損毀，通過電刺激視覺通路尚具有功能的部分，視覺假體能幫助假體植入者得到一定程度的人工視覺。視覺假體依靠作為神經接口的微電極陣列實現(xiàn)假體和患者之間的聯(lián)接，根據(jù)微電極陣列植入部位的不同，視覺假體可以分為視皮層假體、視神經假體和視網膜假體三種，這其中視網膜假體由于其刺激位點與視野的拓撲對應關系好、刺激器對組織損傷小，且最大限度保留視覺通路的功能等優(yōu)點，成為不同類型視覺假體中最具應用前景的一種。 為了使假體植入者獲得良好的人工視覺，視網膜假體必須具有足夠高分辨率，對應的微電極陣列必須具有足夠高密度的刺激位點�；贛EMS技術，我們設計并制作了兩種不同規(guī)格的微電極陣列，都采用光敏型聚酰亞胺（PI）作為絕緣材料，金屬鉑（Pt）作為導電材料，在聚合物和導電金屬層之間加入鈦（Ti）層增加粘附性。其中采用傳統(tǒng)工藝制作了30通道的微電極陣列，刺激點的直徑為350μm，以56的矩陣式排布。電極線寬和最小線間距分別為30μm和40μm。在對傳統(tǒng)工藝制作微電極陣列過程中Lift-Off方法出現(xiàn)的問題做了總結和分析后，我們提出采用離子束刻蝕（Ion Beam）的方法制作金屬導電層。利用新工藝制作的微電極陣列通道數(shù)達到121個，微電極陣列采用單層布線，刺激點以1012的矩陣式排布，直徑為280μm，在底端加入了一個700μm直徑的回收電極，，導線寬度和線間距都是10μm。經過力學性能、電學性能、電化學分析和生物相容性等測試，結果表明，采用新工藝制作的微電極陣列不僅具有和傳統(tǒng)工藝同樣優(yōu)良的力學、電化學等性能，且刺激點密度得到了有效提升，這為視網膜假體分辨率的提高奠定了基礎。
【關鍵詞】：視覺假體 視網膜假體 微電極陣列 MEMS 高密度
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：R318.18
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 圖錄9-11
• 表錄11-12
• 第一章 緒論12-28
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 應用于視網膜假體的微電極陣列13-23
• 1.2.1 幾種不同的視網膜假體13-21
• 1.2.2 用于制作視網膜假體微電極陣列的材料21-23
• 1.3 MEMS 技術概述及在神經電極中的應用23-27
• 1.3.1 MEMS 技術發(fā)展歷程24-25
• 1.3.2 MEMS 技術加工手段與在神經電極中的應用25-26
• 1.3.3 MEMS 技術前景與發(fā)展難題26-27
• 1.4 課題來源與研究內容27-28
• 1.4.1 課題來源27
• 1.4.2 研究內容27-28
• 第二章 應用于脈絡膜上腔的 30 通道柔性微電極陣列28-52
• 2.1 微電極陣列的設計28-34
• 2.1.1 材料28-30
• 2.1.2 電極尺寸和結構30-34
• 2.2 基于光敏型聚合物的加工工藝34-42
• 2.2.1 實驗材料與設備35
• 2.2.2 基于光敏型聚合物的微電極加工工藝流程35-38
• 2.2.3 關于 Lift-Off 方法的討論38-42
• 2.3 微電極陣列的性能測試42-49
• 2.3.1 表面形貌測試43-44
• 2.3.2 結構與力學性能測試44-45
• 2.3.3 電學和電化學性能測試45-48
• 2.3.4 生物相容性測試48-49
• 2.4 本章小結49-52
• 第三章 基于聚酰亞胺的高密度柔性微電極陣列52-78
• 3.1 電極材料52
• 3.2 總體尺寸設計52-53
• 3.3 表面參數(shù)設計53-61
• 3.3.1 決定刺激點半徑的生理學因素53-54
• 3.3.2 決定刺激點半徑的工藝因素54-58
• 3.3.3 兩種不同密度微電極陣列的比較58-61
• 3.4 加工工藝61-65
• 3.4.1 實驗器材61-62
• 3.4.2 基于光敏型聚合物的微電極加工工藝流程62-65
• 3.5 微電極陣列的測試65-69
• 3.5.1 表面形貌測試65
• 3.5.2 結構與力學性能測試65
• 3.5.3 電學和電化學性能測試65-69
• 3.5.4 生物相容性測試69
• 3.6 離子束刻蝕方法的優(yōu)勢69-76
• 3.7 本章小結76-78
• 第四章 總結與展望78-80
• 4.1 全文總結78-79
• 4.2 展望79-80
• 參考文獻80-84
• 致謝84-85
• 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文85-87

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