양방향 신축성 신경 섬유 인터페이스 및 이의 제조방법
Bidirectional stretchable nerve fiber interface and its manufacturing method
특허 요약
본 발명의 일 실시예는 양방향 신축성 신경 인터페이스 및 이의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 양방향 신축성 신경 인터페이스는 신축성을 가지며 전기적 및 기계적으로 높은 내구성을 가지면서도 자극 및 신경 신호 계측 성능이 뛰어난, 섬유 기반 양방향 신축성 신경 인터페이스를 제공할 수 있다.
청구항
번호청구항
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복수의 자가치유 고분자 필름 각각의 층 사이에 신축성 섬유가 위치된 신축성 기판;및상기 신축성 기판 상에 위치되고, 자가치유 고분자와 금속-금속 복합체가 포함된 전도성 잉크가 코팅된 전도성 섬유로 구성된 신경 전극을 포함하고,상기 신축성 기판과 상기 신경 전극은 자가 결합(self-bonding) 된 것을 특징으로 하는 양방향 신축성 신경 인터페이스.

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제1항에 있어서,상기 신축성 섬유는 폴리프로필렌(Polypropylene), 나일론(Nylon), 폴리비닐리덴플로우라이드(PVDF), 비스코스(viscose), 초고분자량 폴리에틸렌(ultra-high-molecular-weight polyethylene, UHMWPE), 폴리테트라 플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리글리콜산(PGA), 장선(Catgut), 크로믹 장선(Catgut Chromic), 폴리글락틴 910(Polyglactin 910), 실크(Silk), 폴리글카프론(Poliglecaprone), 폴리다이옥신(Polydioxanone), 폴리우레탄(Polyurethane), 스판덱스(spandex), 폴리글리콜산(polyglycolic acid) 및 폴리에스터(polyester)로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 신축성 신경 인터페이스.

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제1항에 있어서,상기 자가치유 고분자는 polydimethylsiloxane (PDMS), polyethyleneoxide (PEO), Perfluoropolyether (PFPE), polybutylene (PB), poly(ethylene-co-1-butylene), poly(butadiene), hydrogenated poly(butadiene), poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide) block copolymer, random copolymer 및 poly(hydroxyalkanoate) 로 구성된 군에서 선택된 어느 하나를 주쇄(backbone)로 하는 탄성중합체(elastomer material) 인 것을 특징으로 하는 양방향 신축성 신경 인터페이스.

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제1항에 있어서,상기 전도성 섬유는 Polypropylene, Nylon (polyamide), PVDF, viscose, UHMWPE, PTFE, PGA, Catgut, Catgut Chromic, Polyglactin 910, Silk, Poliglecaprone, Polydioxanone, Polyurethane, spandex, polyglycolic acid 및 polyester 로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 생체 삽입이 가능한 섬유와 전도성 물질이 결합된 복합체인 것을 특징으로 하는 양방향 신축성 신경 인터페이스.

6

제1항에 있어서,상기 금속-금속 복합체는 금속 플레이크에 금속 나노 껍질이 코팅된 복합체인 것을 특징으로 하는 양방향 신축성 신경 인터페이스.

7

제6항에 있어서,상기 금속 플레이크는 은, 구리 및 알루미늄으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 신축성 신경 인터페이스.

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제6항에 있어서,상기 금속 나노 껍질은 백금, 금 및 이리듐으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 신축성 신경 인터페이스.

9

제6항에 있어서,상기 금속 나노 껍질의 두께는 20nm 내지 30nm 인 것을 특징으로 하는 양방향 신축성 신경 인터페이스.

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제1항에 있어서,상기 양방향 신축성 신경 인터페이스의 변형률은 10% 이상인 것을 특징으로 하는 양방향 신축성 신경 인터페이스.

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신축성 섬유를 감싸도록 자가치유 고분자 필름을 코팅하여 신축성 기판을 제조하는 단계;자가치유 고분자, 금속-금속 복합체, 용매를 혼합하여 전도성 잉크를 제조하는 단계;전도성 섬유를 감싸도록 상기 전도성 잉크를 코팅하여 신경 전극을 제조하는 단계;및상기 신축성 기판 및 신경 전극을 결합시켜 신축성 신경 인터페이스를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 신축성 신경 인터페이스 제조방법.

12

제11항에 있어서,상기 신축성 기판을 제조하는 단계에서,상기 신축성 섬유는 폴리프로필렌(Polypropylene), 나일론(Nylon), 폴리비닐리덴플로우라이드(PVDF), 비스코스(viscose), 초고분자량 폴리에틸렌(ultra-high-molecular-weight polyethylene, UHMWPE), 폴리테트라 플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리글리콜산(PGA), 장선(Catgut), 크로믹 장선(Catgut Chromic), 폴리글락틴 910(Polyglactin 910), 실크(Silk), 폴리글카프론(Poliglecaprone), 폴리다이옥신(Polydioxanone), 폴리우레탄(Polyurethane), 스판덱스(spandex), 폴리글리콜산(polyglycolic acid) 및 폴리에스터(polyester)로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 신축성 신경 인터페이스 제조방법.

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제11항에 있어서,상기 신축성 기판을 제조하는 단계에서,상기 자가치유 고분자는 polydimethylsiloxane (PDMS), polyethyleneoxide (PEO), Perfluoropolyether (PFPE), polybutylene (PB), poly(ethylene-co-1-butylene), poly(butadiene), hydrogenated poly(butadiene), poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide) block copolymer, random copolymer 및 poly(hydroxyalkanoate) 로 구성된 군에서 선택된 어느 하나를 주쇄(backbone)로 하는 탄성중합체(elastomer material) 인 것을 특징으로 하는 양방향 신축성 신경 인터페이스 제조방법.

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제11항에 있어서,상기 전도성 잉크를 제조하는 단계에서,상기 금속-금속 복합체는 금속 플레이크에 금속 나노 껍질을 코팅한 복합체인 것을 특징으로 하는 양방향 신축성 신경 인터페이스 제조방법.

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제14항에 있어서,상기 금속 플레이크는 은, 구리 및 알루미늄으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 신축성 신경 인터페이스 제조방법.

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제14항에 있어서,상기 금속 나노 껍질은 백금, 금 및 이리듐으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 신축성 신경 인터페이스 제조방법.

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제14항에 있어서,상기 금속 나노 껍질의 두께는 20nm 내지 30nm 인 것을 특징으로 하는 양방향 신축성 신경 인터페이스 제조방법.

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제11항에 있어서,상기 신경 전극을 제조하는 단계에서,상기 전도성 섬유는 Polypropylene, Nylon (polyamide), PVDF, viscose, UHMWPE, PTFE, PGA, Catgut, Catgut Chromic, Polyglactin 910, Silk, Poliglecaprone, Polydioxanone, Polyurethane, spandex, polyglycolic acid 및 polyester 로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 생체 삽입이 가능한 섬유와 전도성 물질이 결합된 복합체인 것을 특징으로 하는 양방향 신축성 신경 인터페이스 제조방법.

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제11항에 있어서,상기 신축성 신경 인터페이스를 제조하는 단계에서,상기 신축성 기판과 상기 신경 전극은 자가 결합(self-bonding) 되는 것을 특징으로 하는 양방향 신축성 신경 인터페이스 제조방법.