面向腦機接口的柔性針尖微電極陣列（簡體書）

腦機接口需要穩定，可靠的電極陣列，本文介紹了微電極陣列的研究進展和意義，著重展示了三種基於柔性襯底的針尖電極陣列的設計背景、加工及應用，包括空心針尖神經電極陣列、基於SOI(silicon-on-insulator)的三維針尖電極陣列、基於矽玻璃鍵合片的三維針尖電極陣列，柔性襯底使得陣列能貼合組織自然曲面，針尖能更好地與組織接觸，以滿足不同的需求。

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 腦機接口 1
1.2 植入式神經電極 4
1.2.1 深腦刺激 4
1.2.2 運動康復 5
1.2.3 人工耳蝸 7
1.2.4 視覺修復 9
1.3 EEG信號記錄電極 11
1.4 本章小結 15
第2章 電極關鍵屬性 16
2.1 電極界面阻抗 16
2.1.1 電極-溶液界面阻抗模型 16
2.1.2 對電刺激的影響 17
2.1.3 對電記錄的影響 17
2.2 電荷注入量 17
2.3 電極表面修飾 18
2.4 柔性襯底與針尖 21
2.4.1 柔性襯底 21
2.4.2 剛性針尖 25
2.4.3 柔性襯底上的針尖 29
2.5 柔性材料與針尖材料 34
2.6 柔性襯底三維針尖 36
2.7 本章小結 37
第3章 空心針尖神經電極陣列 38
3.1 引言 38
3.2 加工與製備 38
3.2.1 材料選取 38
3.2.2 流程設計 39
3.2.3 矽模具的製備 40
3.2.4 金屬圖形化 43
3.2.5 派瑞林轉移工藝 46
3.2.6 芯片加工結果 48
3.3 阻抗測試 50
3.4 活體測試結果 51
3.4.1 脈絡膜下芯片植入 51
3.4.2 芯片生物兼容性 53
3.4.3 植入後電極形貌表徵 54
3.4.4 活體中電極阻抗 55
3.4.5 電生理測試 55
3.5 本章小結 57
第4章 基於SOI的三維神經電極陣列 58
4.1 引言 58
4.2 加工與製備 58
4.2.1 流程設計 58
4.2.2 矽針尖陣列的製備 60
4.2.3 芯片加工結果 64
4.3 阻抗測試 65
4.4 針尖機械性能 66
4.4.1 納米壓痕實驗 66
4.4.2 針尖受力-形變 67
4.4.3 刺入組織實驗 69
4.5 本章小結 71
第5章 基於矽玻璃鍵合片的三維電極陣列 72
5.1 引言 72
5.2 加工與製備 72
5.2.1 流程設計 72
5.2.2 KOH腐蝕-劃片-KOH腐蝕仿真 75
5.2.3 KOH凸角腐蝕分析 76
5.2.4 針尖陣列工藝 79
5.2.5 高台階的金屬圖形化 87
5.2.6 派瑞林圖形化 92
5.2.7 芯片加工結果 93
5.3 特徵表徵 94
5.3.1 阻抗性能 94
5.3.2 透皮實驗 96
5.4 在EEG信號記錄中的應用 96
5.4.1 EEG信號記錄裝置 96
5.4.2 電極-皮膚阻抗測試 97
5.4.3 皮膚動作仿真 100
5.4.4 EEG信號的記錄 101
5.5 在透皮電轉染的應用 103
5.5.1 活體透皮電轉染 103
5.5.2 電場仿真 106
5.5.3 RFP和Cy5-siRNA的電轉染 108
5.5.4 電轉染實驗後的針尖電極 111
5.6 本章小結 112
第6章 總結與展望 113
6.1 總結 113
6.2 展望 114
參考文獻 115