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视网膜感光细胞进行性病变可导致人失明,在众多的医治方法中,利用植入式芯片和电极对视网膜残存的视细胞实施电刺激的方案能使患者的视力得到一定程度的恢复。
本文将微电子技术应用于生物医学工程,研制适用于视觉修复的感光器件及刺激电极。由于体内环境苛刻,电极要与组织长期共存并向组织提供适量的电刺激,因此必须要求其性质稳定,具有良好的生物相容性,能够长期工作而不易被体液腐蚀。
主要研究工作如下:
1、在系统调研了视觉修复的主要方法并比较各种方案的基础上,阐述了视皮层修复、视神经修复、视网膜下(外层)修复和视网膜上(表层)修复的特点。
2、针对现有的视网膜下修复器件光电二极管阵列(microphotodiode array,MPDA)产生的刺激电流无法达到神经节细胞动作电位所需阈值的缺点,设计一种多单元串联的MPDA,提高了输出电压,制作出了芯片并测量了串联单元的输出电特性。
3、利用金属有机化学气相沉积法(metal organic compounds vapor deposition,MOCVD)制作柔性衬底的非晶硅PiN太阳电池作为视网膜修复的一种备选器件,积累了相关的工艺经验。
4、设计了一种以聚酰亚胺为衬底、集植入部分和体外部分于一体的长期植入式有源柔性视网膜和视神经刺激电极。电极与外部刺激器的接口方便实验操作。对制备的电极进行了离体阻抗测试。