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1、上海交通大学硕士学位论文人造视网膜生物微电极阵列研究姓名：刘舒维申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：陈迪20080101上海交通大学硕士学位论文人造视网膜生物微电极阵列研究摘要人工耳蜗证明电子设备能够支持或替代那些有缺陷的组织的功能。视觉假体远比人工耳蜗等要复杂、困难得多。视网膜将来自1.3亿感光器的视觉信号压缩编码成电信号,经过120万神经节细胞传入视神经纤维,然后经过外膝状体传入大脑中枢视神经,产生视觉。只要视觉传导通路：眼睛、视网膜、视神经、视皮层,或者是有关处理视觉信息的大脑皮质区域,以上任何一部分出错都可能导致失明。视网膜色素变性(RP)和老年性黄斑变性(AMD)则
2、是两种主要的致盲疾病；药物疗法或是外科手术很难将视力恢复到“能用”的水平。通过植入微电子器件来恢复病人的视力是一种潜在的解决办法。MEMS技术是近年来随着硅微加工技术发展起来的一种微加工技术，通过光刻等技术，可以在微米甚至纳米尺度上制备元器件。近几年来，在MEMS领域中出现了柔性MEMS和Bio-MEMS技术。柔性MEMS技术在柔性基底上加工出微米尺度的器件，这样制备的器件具有能经受冲击、能够折叠弯曲等优点；而Bio-MEMS技术利用MEMS技术制造体外分析诊断器件和体内植入器件。本文的研究内容包括：第一，基于微机电系统（MEMS）工艺以及眼球视网膜生理特点设计了基于柔性聚酰亚胺衬底的微电极阵
3、列。刺激电极阵列为4×5，每个刺激电极的直径为100µm。电极阵列的刺激窗口面积为3mm×4mm。第二，我们设计了微电极阵列的MEMS加工工艺，5上海交通大学硕士学位论文利用溅射、刻蚀、光刻、电镀等工艺实现了微电极阵列的制备。在制备过程中，提出了三种不同的电极结构材料方案，实现了不同的工艺流程，并进行工艺后分析。在溶液浓度0.9%的生理盐水中制备出的单个电极阻抗在0.1Hz到100kHz之间的最优情况达到了750k～7kΩ。第三，进行了活体动物实验，检测到视皮质反应EEP（Electricalevokedcorticalpotentials）。关键词：人工视网膜，MEMS技术,微电极，聚酰亚胺
4、6上海交通大学硕士学位论文STUDYOFMICROELECTRODEARRAYFORRETINALPROSTHESISABSTRACTThesuccessofthecochlearimplantisoftencitedwhenmakingthecaseforthefeasibilityofthereplacementofdefectivetissuebyelectricdevice.However,retinalprosthesisisfarmorecomplexanddifficultthanthecochlearimplant.Ifanypartofthevisualpathway,inc
5、ludingeye,retina,opticalnerve,andcorticallayer,goeswrong,thevisionwillbelost.Thetwomostcommonouterretinaldegenerativediseasesareage-relatedmaculardegeneration(AMD)andretinitispigmentosa(RP).AnumberoftreatmentshaveshownsomeeffectivenessinslowingtheprogressionofAMD,butnocureexistsforAMDorRP.Theimplant
6、ationofMicrodevicetorestorethesightcouldbeapotentialwaytoresolvethisproblem.MEMStechnologyisakindofmicromanufacturetechnologywhichdevelopsalongwithsiliconmicromanufacturetechnology.Byfabricationprocesssuchasphotolithograph,wecanmanufacturedeviceinmicroornanodimension.Inrecentyears,FlexibleMEMSandBio
7、-MEMShaveemerged.Basedonflexiblesubstrate,deviceinmicrometerdimensioncanbefabricatedbyMEMStechnology,andthesedevicescanbearimpactandcan7上海交通大学硕士学位论文becurved.Invitrodiagnosticdeviceandvivoimplanteddevi
