一种超声驱动的柔性植入式电刺激器及其控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114796865A(43)申请公布日2022.07.29(21)申请号202210428418.7(22)申请日2022.04.22(71)申请人厦门大学地址361000福建省厦门市思明南路422号(72)发明人罗涛周伟陈锐胡骐麟王锦成陈松月谢瑜吴粦静(74)专利代理机构厦门市首创君合专利事务所有限公司35204专利代理师陈丹艳(51)Int.Cl.A61N1/36(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种超声驱动的柔性植入式电刺激器及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种超声驱动的柔性植入式电刺激器及其控制方法。该电刺激器包括微流道，所述微流道为环形，内部填充有含自由离子的溶液；所述微流道的内壁设置有微悬臂梁阵列；所述微流道内沿其走向铺设有导电薄膜，所述导电薄膜向微流道外引出一对刺激电极。本发明通过调节超声波频率和幅值控制所述微流道内溶液的流向与流速，进而控制电刺激器的输出电压的大小和极性，基于“声‑流‑电”转换的新型超声换能机制，可解决现有超声驱动的植入式电刺激器机械柔性差的问题。CN114796865ACN114796865A权利要求书1/1页1.一种超声驱动的柔性植入式电刺激器，其特征在于：包括微流道，所述微流道为环形，内部填充有含自由离子的溶液；所述微流道的内壁设置有微悬臂梁阵列；所述微流道内沿其走向铺设有导电薄膜，所述导电薄膜向微流道外引出一对刺激电极。2.根据权利要求1所述的一种超声驱动的柔性植入式电刺激器，其特征在于：还包括石墨烯，所述石墨烯位于微流道的底部表面。3.根据权利要求1所述的一种超声驱动的柔性植入式电刺激器，其特征在于：所述导电薄膜设有上游端和下游端，所述上游端和下游端分别向微流道外引出刺激电极。4.根据权利要求1所述的一种超声驱动的柔性植入式电刺激器，其特征在于：所述微悬臂梁阵列由若干倾斜设置的微悬臂梁组成，所述微悬臂梁在竖直面上与微流道内壁呈一定夹角，所述夹角为10°～60°。5.根据权利要求4所述的一种超声驱动的柔性植入式电刺激器，其特征在于：所述微悬臂梁的长度为10～999μm。6.根据权利要求4所述的一种超声驱动的柔性植入式电刺激器，其特征在于：所述微悬臂梁的自由端为尖形结构，其顶尖角度为5°～45°。7.根据权利要求4所述的一种超声驱动的柔性植入式电刺激器，其特征在于：所述微悬臂梁阵列至少为两组，设置于微流道两侧内壁，且阵列中微悬臂梁数量为1‑100。8.根据权利要求1所述的一种超声驱动的柔性植入式电刺激器，其特征在于：所述含自由离子的溶液包括NaCl溶液、KCl溶液或CaCl2溶液。9.根据权利要求1所述的一种超声驱动的柔性植入式电刺激器，其特征在于：所述导电薄膜的材料包括金属或导电金属氧化物。10.根据权利要求1所述的一种超声驱动的柔性植入式电刺激器，其特征在于：所述微流道宽度为10μm～9mm、高度为10～999μm，所述微悬臂梁的长度为10～999μm，所述导电薄膜的厚度为10～999nm，所述刺激电极厚度为10～999nm。11.根据权利要求1所述的一种超声驱动的柔性植入式电刺激器，其特征在于：所述刺激电极的表面通过生物兼容修饰有导电聚合物。12.一种超声驱动的柔性植入式电刺激器，其特征在于：包括微流道、微悬臂梁阵列、导电薄膜和一对刺激电极，通过超声激励使所述微通道内含自由离子的溶液形成定向循环流动的流体并与微流道发生剪切运动产生流动电势，通过导电薄膜的等电位导电连接使刺激电极输出电刺激信号。13.如权利要求1～12所述的一种超声驱动的柔性植入式电刺激器的控制方法，其特征在于：通过调节超声波频率和幅值控制所述微流道内溶液的流向与流速，进而控制电刺激器的输出电压的大小和极性。14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于：通过调节含自由离子的溶液类型和浓度、调节微流道的尺寸、调节微悬臂梁阵列的尺寸、分布、数量或微悬臂梁的倾斜角度，与超声激励条件协同控制电刺激器的输出电压的大小和极性。2CN114796865A说明书1/5页一种超声驱动的柔性植入式电刺激器及其控制方法技术领域[0001]本发明具体涉及一种超声驱动的柔性植入式电刺激器及其控制方法。背景技术[0002]将电刺激器植入到体内特定部位进行非药理性电刺激被公认是一种可用于组织再生修复、神经调控的有效疗法，是现代医学治疗诸多慢性疾病的重要手段。[0003]依赖大体积电池长期供能的传统植入式电刺激器存在电池寿命有限、更换电池会带来二次手术风险等问题，且其体积大、机械柔性差，会产生较大手术创面，难以与组织共形贴附，导致电刺激信号传导的稳定性差。同时，其在植入后易引起患者不适和生理排斥反应，研究表明电刺激器囊袋、导线相关并发症的发生率高达