一種設有多個金屬鍍層的導電光纖生物電極及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種導電光纖，確切的說是一種在單根光纖上設置多個導電鍍層的導電光纖及制備方法，可用于神經學提供導電導光功能。
【背景技術】
[0002]光纖是一種導體，其主要功能是導光，也就是將光信號傳輸到所需的位置。光纖傳輸的距離不僅遠，而且還同時具有一定的可集成性能，在光子生物學中得到越來越多的應用。最近幾年，人們開始使用光纖傳導激光脈沖，觸發各類神經組織產生神經反應。其原理主要是利用光物理和光化學等作用引起神經細胞膜的特定變化，從而開啟細胞膜離子通道，引發神經反應。利用激光觸發神經反應的研究剛剛起步，還處于研究階段，具有很好的應用前景。因此得到了人們越來越多的重視。
[0003]相對于激光觸發神經，電流觸發神經的研究比較成熟，部分研究成果已經成功應用到臨床醫學中。比如，目前臨床上植入的人工耳蝸，就是利用在耳蝸中植入導電電極，利用電流脈沖刺激耳蝸內的螺旋神經節細胞產生聽覺。另外，利用電刺激治療，在醫學上也得到臨床使用。
[0004]電流觸發和激光觸發兩種方案分別具有各自不同的優點和缺點。比如，電流觸發的研究比較成熟，觸發機理明確，可以有效控制。但是在介質中電流具有不可避免的擴散特性，從而限制了電流觸發的分辨率。激光具有很好的方向性，介質中擴散效應較小，能精確聚焦，具有較高的分辨率。但兩者觸發的機理不同。比如在耳蝸內，電流觸發的是螺旋神經節細胞，而激光觸發的是耳蝸內殘留的具有聽覺功能的部分毛細胞。因此開發一種既能用電流觸發，又能用激光觸發的裝置，有助于人們綜合利用兩者觸發優勢獲得更有效的神經觸發。因此急需一種既能導電，又能導光的裝置，特別是在單根光纖制備正極和負極兩個電極。
[0005]目前在光纖外皮層鍍膜工藝中，一般采用濺射鍍膜法、物理氣象沉積法、化學電鍍法、靜電紡絲法鍍膜法等在光纖表面鍍一層金屬或介電薄膜，以獲得導電性。這些方法雖然可以制備良好導電、導光特性的光纖，但是工藝復雜，生產環節較多，對實驗設備的要求較高，而且其中的部分方法比如化學電鍍法等還會產生較多的化學廢液。現有導電光纖的制備方法主要是物理方法，目前與本發明最接近的現有技術有方案有三種。
[0006]第一種是一種透明導電光纖及其制備方法，中國專利公開號CN103646720A，公開了一種透明導電光纖及其制備方法。該透明光纖包括裸光纖及包裹在其外側皮層的透明導電氧化物納米纖維膜組成。導電氧化物的成分為Sn02、Cd0、Zn0、Ga203、Cu20或SrTi04中的任意一種。該發明給出了兼具透明、導電和導光三重特征的光纖，在光催化和傳感領域具有潛在應用。
[0007]第二種是中國專利公開號CN103014649A，公開了一種光纖鍍膜工藝，該發明通過采用成本低廉的硅材質固定板實現對光纖的夾持，并使用錫箔或鋁箔對光纖上不需要鍍膜的區域進行保護，使得原本非光纖鍍膜用的普通光學鍍膜機可以用作為光纖鍍膜，價格低廉可重復使用，操作簡單、易行。
[0008]第三種是中國專利號201410834086.6，一種導電、導光的人工耳蝸電極及其制備技術。該發明主要是在光纖外表面上涂覆一定厚度的納米銀漿，在500度左右的烤爐中燒結成導電涂層的方法。該方法不需要真空設備，無污染，性能可靠，適合制備不同長度的導電光纖。
[0009]上述三種方案都可以在光纖上制備導電薄膜，其不足之處在于這些方案制備的導電薄膜都是均勻的涂覆在光纖外表面卻不能導通。也就是說，如果想實現導電功能，往往還需要另外再配一根電極實現電流回路。如增加另外一個電極會引起較大的電流擴散，空間分辨率也會受到一定限制。而在單根光纖表面上制備兩個獨立的電極，則兩者就可以構成電流回路，對神經組織進行較高分辨的電流觸發。

【發明內容】

[0010]因此，人們對設有多個金屬鍍層的導光光纖存在極大的需求，目前為止，還沒有發現關于本發明的有關報道，本發明人經過反復的研究、試驗，終于成功的研制出設有多個金屬電極的導電光纖，從而完成了本發明。
[0011]本發明的目的就是提供了一種在光纖表面上分別制備兩個或多個獨立導電電極的制備方法，使單根光纖既具備激光觸發功能，又具備電流觸發功能，為生物學、神經科學研究和未來臨床應用提供更大便利。
[0012]本發明的方案是由纖芯、包層、金屬鍍層及絕緣層組成，其結構特點是在纖芯的外側設有包層，包層的左右側設有左右兩個金屬鍍層，金屬鍍層的外側設有絕緣層。
[0013]本發明采用真空鍍膜技術，在單根光纖上通過兩次金屬鍍膜在光纖上先后制備兩個導電金屬電極，工藝制作簡單，性能可靠，既能導電又能導光，兼具電流觸發和激光觸發的雙重功能，還可根據需要在單根光纖上制備多個金屬鍍層，供基礎醫學研究和臨床研究使用。
[0014]下面結合附圖作進一步詳細說明。
【附圖說明】
[0015]圖1為導電光纖排列鍍膜示意圖；
圖2為導電光纖第一次噴鍍示意圖；
圖3為導電光纖縱向觀察不意圖；
圖4為導電光纖的橫截面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]圖1-2中示出的光纖1排列固定在硅片或玻璃載玻片2上，光纖下側的金屬蒸汽束由下向上噴射在光纖的下側面，獲得金屬鍍層3。
[0017]圖3-4中示出的纖芯4的外側設有包層5，包層的左右兩側分別噴涂有左右兩個金屬鍍層3，金屬鍍層的外側噴涂有硅膠絕緣層6。
[0018]本發明利用真空鍍膜技術在光纖外表面上分別制備兩條厚度和寬度可控的金屬鍍膜。能與神經組織一起構成回路，起到電流刺激神經反應