CN104190576A - 一种补片、用于制备补片的涂层设备及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种补片、用于制备复合型补片的涂层设备及其制备方法，所述涂层设备包括补片材料固定装置、喷头和喷头移动装置，所述喷头移动装置包括相连接的第一移动装置和第二移动装置，所述第一移动装置用于控制所述喷头沿着第一方向移动，所述第二移动装置用于控制所述喷头沿着第二方向移动。本发明提供的用于制备复合型补片的涂层设备及其制备方法，在喷涂过程中，可以自由调节喷头的移动轨迹，达到均匀涂层的效果；实现了复合型补片涂层厚度的可调，避免了生产过程中涂层过厚或者过薄的问题；制备的复合型补片表面平滑均匀，提高了涂层后复合型补片的手感，便于医生进行植入手术。

Description

一种补片、用于制备补片的涂层设备及其制备方法

技术领域

本发明属于生物医用材料加工领域，具体涉及一种补片、用于制备补片的涂层设备及其制备方法。

背景技术

生物型补片是新世纪人类的再生系统，它能促使人体修复功能完成新组织的再生。生物补片植入人体后，起到很好的支撑作用，填补受缺损部位的缺失组织，并在该材料的诱导下，人体自身修复功能能够在原来的位置逐渐生长出新的组织，替换生物材料，完成器官组织再生的过程。

在现阶段临床上普遍使用的是人工合成的高分子材料补片，然而这些高分子材料补片多为不可吸收材料，与人体生物不相容，存在永久性异物反应，并伴随一系列并发症。人们通过对补片材料进行涂层处理，改善材料的生物相容性，取得了较好的成果。目前主要采用的涂层制备方法为浸涂、刷涂或喷涂等。采用浸涂和刷涂方式对生物材料进行涂层处理时，涂层厚度和均一性不能控制，可调控能力差，涂层表面粗糙度大。喷涂法虽然能减少汇聚和凝结成滴现象，但是传统的喷涂方法仍然存在不足，一是容易出现材料汇聚现象，补片表面粗糙；二是喷涂时补片放置于平面上，处于静止状态，喷涂的溶液堆积于补片之上，严重影响涂层的均匀度，常常出现大量喷涂盲区，涂层未覆盖区域达20％以上，并且，在取下涂层后的生物材料时，容易将生物材料撕裂，从而造成浪费，增加成本。

目前，在对补片进行涂层处理时，如何有效的控制涂层的厚度和均一性，将涂层后的补片完整的取下来，是补片生产过程中急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种补片、用于制备复合型补片的涂层设备及其制备方法，使补片的涂层厚度可控，且涂层表面平滑均匀。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种用于制备补片的涂层设备，包括补片材料固定装置、喷头和喷头移动装置，所述喷头移动装置包括相连接的第一移动装置和第二移动装置，所述第一移动装置用于控制所述喷头沿着第一方向移动，所述第二移动装置用于控制所述喷头沿着第二方向移动，所述喷头连接在所述第二移动装置上，所述补片材料固定装置设置于所述喷头的下方。

上述的用于制备补片的涂层设备，其中，所述第一移动装置包括沿X向设置的一对导轨和沿Z向设置的一对支架,所述支架与所述导轨相连并可沿着所述导轨沿X向滑动，所述第二移动装置包括沿Y向设置的滑杆，所述滑杆的两端分别与两个所述支架相连，所述喷头连接在所述滑杆上并可沿Y向滑动，所述X向、Y向和Z向相互垂直。

上述的用于制备补片的涂层设备，其中，所述补片固定装置为一夹具，所述夹具包括夹具主体和固定部，所述固定部设置于所述夹具主体的周缘上，用于固定补片，所述夹具主体的中部镂空或夹具主体的中部相对于所述周缘向下凹陷；所述夹具主体设置在所述滑杆的下方。

上述的用于制备补片的涂层设备，其中，所述补片材料固定装置为一夹具，所述夹具包括夹具主体和固定部，所述固定部设置于所述夹具主体的周缘上，用于固定补片材料，所述夹具主体由防黏性材料制成；所述夹具主体设置在所述滑杆的下方。

上述的用于制备补片的涂层设备，其中，所述防黏性材料为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和乙烯聚四氟乙烯中的一种或几种。

上述的用于制备补片的涂层设备，其中，所述固定部为所述夹具主体的所述周缘上设置的多个第一针齿。

上述的用于制备补片的涂层设备，其中，所述第一针齿由金属材料制成。

上述的用于制备补片的涂层设备，其中，所述夹具主体包括上模具和下模具，所述固定部包括第一固定部和第二固定部，所述第一固定部设置于下模具的上表面的周缘上，所述第二固定部设置于上模具的下表面的周缘上。

上述的用于制备补片的涂层设备，其中，所述第一固定部为多个孔，所述第二固定部为与所述孔匹配的第二针齿，所述第二针齿适于对应地插入所述孔中。

上述的用于制备补片的涂层设备，其中，所述第一固定部为设置在所述下模具上表面四周的凹槽，所述第二固定部为与所述凹槽相匹配的一个嵌入部，所述嵌入部适于对应地嵌入到所述凹槽中。

本发明为解决上述技术问题而采用的另一技术方案是提供一种补片的制备方法，采用上述的涂层设备制备,包括以下步骤：a)提供补片材料和涂层溶液；b)将所述补片固定在所述补片材料固定装置的周缘上，并将所述涂层溶液注入所述喷头；c)移动所述第二移动装置从而设定所述喷头与所述补片材料固定装置之间的距离，并分别移动所述第一移动装置和所述喷头，使所述喷头按预定喷涂轨迹在所述补片材料固定装置范围内运动；d)使所述涂层溶液经由所述喷头喷涂到所述补片材料表面，形成补片；e)将所述补片从所述夹具上取下并干燥。

上述的补片的制备方法，其中，所述补片材料固定装置为一夹具，由防黏性材料制成，所述防黏性材料为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和乙烯聚四氟乙烯中的一种或几种。

上述的补片的制备方法，其中，所述补片材料固定装置为一夹具，步骤b)还包括使所述补片材料的周缘固定在所述夹具上，并使所述补片材料的中间部分悬空。

上述的补片的制备方法，其中，其中所述夹具包括夹具主体和固定部，所述固定部设置于所述夹具主体的周缘上，步骤b)还包括通过所述夹具上的固定部将所述补片材料固定在所述夹具上。

上述的补片的制备方法，其中，所述固定部为针齿。

上述的补片的制备方法，其中，所述固定部包括第一固定部和第二固定部，所述第一固定部为凹槽，所述第二固定部为与所述凹槽相匹配的一个嵌入部，所述嵌入部适于对应地嵌入到所述凹槽中

本发明为解决上述技术问题而采用的第三种技术方案是提供一种补片，由上述制备方法制取。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的补片、用于制备复合型补片的涂层设备及其制备方法，所述涂层设备采用可沿多方向自由移动的活动式喷头装置，在喷涂过程中，可以自由调节喷头的移动轨迹，达到均匀涂层的效果；特别是通过可支撑的夹具固定补片，在夹具的作用下，补片始终处于悬空状态，补片一般为高分子材料，具有网孔结构，在悬空状态下，多余的涂层溶液能够均匀渗透到补片网孔中，并从补片网孔中向下流动，从而使补片保持均匀恒定的涂层厚度；因此，本发明提供的涂层设备实现了补片涂层厚度的可调，避免了生产过程中涂层过厚或者过薄的问题，且解决了涂层不均匀的问题；夹具采用防黏连性材料制作而成，避免补片涂层后产生黏连，使补片表面平滑均匀，提高了涂层后补片的手感，便于医生进行植入手术。

附图说明

图1为本发明涂层设备的整体结构示意图；

图2(a)为本发明实施例的涂层设备中的第一种夹具的结构示意图；图2(b)为本发明实施例的涂层设备中的第二种夹具的结构示意图；图2(c)为本发明实施例中的涂层设备中的第三种夹具的结构示意图；

图中：

1 喷头移动装置     11 导轨          12 支架      13 滑杆

14 喷头            2 夹具           21 下模具    22 上模具

23 第一针齿        24 第二针齿      25 孔        26 凹槽

27 支撑脚

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明的较佳实施方式中的涂层设备的整体结构示意图。

请参见图1，较佳实施方式提供的用于制备复合型补片的涂层设备包括喷头移动装置1、喷头14和夹具2，喷头移动装置1包括沿X向平行设置的导轨11、沿Z向平行设置的支架12、沿Y向设置的滑杆13，支架12与导轨11滑动连接并可沿着X向滑动，滑杆13的两端分别与平行设置的两个支架12滑动连接并可沿着Z向滑动，喷头14连接在滑杆13上并可沿Y向滑动，喷头14朝向夹具2设置，当滑竿13沿着Z向移动时，喷头14距离夹具2的高度随之发生变化；所述X向、Y向和Z向相互垂直。当然，在其它实施方式中，滑杆13的两端也可以固定于两侧的支架12，本发明对此不做限制。

夹具2设置在滑杆13的下方，用于支撑并固定补片，夹具2包括夹具主体和固定部，所述夹具主体的中部镂空或凹陷，并且所述夹具主体优选为长方形，长边尺寸小于导轨11的长度，短边尺寸小于两根导轨11之间的距离。较佳地，夹具主体由防黏性材料制成，所述防黏性材料可以为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和乙烯聚四氟乙烯中的一种或几种,该防黏连性材料可使经涂覆后的补片容易地从夹具2上取出，特别在其它实施例中，当夹具主体无镂空或凹陷时，所述防黏性材料制成的夹具能够起到很好的防黏作用，可使经涂层后的补片完整均匀地从涂层设备上取出，确保涂层表面平滑均匀。支架12与导轨11通过滚轮(图未示)相连，所述滚轮设置在导轨11的轨道内并可沿X向滑动，支架12固定在所述水平滑块上。当然,在其它实施例中,也可以不设置滚轮,只要能够实现支架12沿着导轨11滑动即可。

较佳实施方式的涂层设备摒弃了传统的固定式喷头，设计了可沿多方向自由移动的活动式喷头,可通过电动设备控制支架12沿着X方向前后移动，控制滑杆13沿z方向上下滑动，控制喷头14在滑竿13上横向移动，因此，在喷涂过程中，可以自由调节喷头14的移动轨迹，达到均匀涂层的效果。本实施方式中的电动设备包括在x方向、y方向和z方向分别配置的三台步进电机，三台步进电机分别通过皮带与支架12、喷头14及滑杆13相连接，并驱动支架12、喷头14及滑杆13移动。电机可以正转或反转，使得喷头或滑杆可以来回往复移动。通过调节每个方向上的两个限位装置的距离，还可以控制支架12、喷头14及滑杆13的最大平移距离。具体地，可以通过电动设备控制滑杆13在Z方向上移动，确定喷头14距离夹具2的距离，继而通过电动设备交替控制支架12和喷头14在x方向和y方向上移动，完成涂层的涂覆工作，进一步来说，可控制喷头14在y方向上往复移动，每一次喷头14移动后，先控制支架12在x方向上移动，继而继续控制喷头14在y方向上相对上一次移动反方向移动，使得喷头14形成连续s型的喷涂轨迹。

当然，在其它实施方式中，也可以先控制支架12在x方向上移动,再控制喷头在y方向上移动,继而继续控制支架12在x方向上相对上一次移动反方向移动,也可以通过电动设备控制两个方向的自动移动，其他方向进行手动，例如手动控制滑杆13在Z方向上的移动，也可以通过其他电动设备控制支架12和喷头13在x方向和y方向上移动，本发明对此不做限制。

本较佳实施方式的涂层设备的可支撑的夹具2底部设置有支撑脚27，在其它实施例中，也可以不设置支撑脚27。复合型补片固定在夹具2上，根据需要，可调节喷头14距离夹具主体的高度，调节范围为5cm-50cm。在夹具2的作用下，补片始终处于悬空状态，并保持均匀恒定的涂层厚度。

以下介绍三种夹具2的结构设计。图2(a)为第一种夹具的结构示意图；图2(b)为第二种夹具的结构示意图；图2(c)为第三种夹具的结构示意图。

请参见图2(a)、2(b)和2(c)，图2(a)中的夹具主体的上表面的四周部分设有多个竖立的第一针齿23，用于固定补片的四个边缘，从而将补片固定于夹具2上，夹具主体的中部镂空，较佳地，第一针齿23由金属制成。在图2(a)中，仅示出了一个下模具作为夹具2，在其它实施方式中，也可以增加一个上模具，并使得上模具具有与下模具的针齿23相对应的孔，使得上模具和下模具相配合，并夹紧补片，从而更牢固地固定补片。

图2(b)中的夹具2的夹具主体包括下模具21和上模具22，下模具22的上表面的四周部分上设置有多个孔25，上模具22为杆型部件，其下表面上设置有与孔25匹配的第二针齿24，将补片平铺在下模具21上，用带二针齿24的上模具22插入补片的孔和下模具21的孔25中，从而固定补片。在其它实施方式中，上模具22也可以为一个四根杆型部件形成的口型部件，只要上模具22能够与下模具21的四周部分相配合，固定补片即可，本发明对此不做限制。夹具2的中部相对于四周部分向下凹陷。

图2(c)中的夹具2的夹具主体包括下模具21和上模具22，下模具21上表面的四周部分设置有凹槽26，将补片平铺在下模具21上，上模具22为杆型部件，其形状和尺寸与凹槽26相应，将上模具22扣在下模具21的凹槽26里，将补片的边缘的一部分嵌入凹槽26中，从而固定补片。在其它实施方式中，上模具22也可以为一个四根杆型部件形成的口型部件，只要上模具22能够与下模具21的四周部分相配合，固定补片即可，本发明对此不做限制。夹具2的中部相对于四周部分向下凹陷。

在图2(a)、2(b)和2(c)中，夹具2的下模具的中部相对于四周部分向下凹陷或镂空，具有第一针齿23、第二针齿24或凹槽26的四周部分所在的水平面高于中间部分所在的水平面，从而使得固定于下模具上的补片的中间部分始终处于悬空状态，涂层溶液能够均匀渗透到补片网孔中，使补片保持均匀恒定的涂层厚度。

采用本发明涂层设备制备复合型补片的具体制备过程请参见如下实施例，实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例1

聚丙烯补片材料分别用1％浓度的曲拉通、去离子水超声波振荡清洗15分钟，吹干、备用。按鱼油：交联剂＝100：21的比例将两者混合在一起，100℃下反应40h，得到涂层溶液，取出涂层溶液，备用。在通风橱中将涂层溶液灌制于注射器中，调节注射器中涂层溶液的注入速度为0.08ml/min以及压缩气体压力为8psi；将补片材料固定在聚四氟乙烯夹具上，并用图2(a)中的可支撑的夹具夹住,调节喷头14离夹具2的距离为30cm；调节可移动喷头运动往复次数为15次，启动喷涂程序，涂层溶液经由可移动喷头喷涂到补片材料表面，形成补片；将补片从聚四氟乙烯夹具上取下，放在烘箱里，70℃干燥处理5h。利用表面粗糙度测量系统，结果显示Ra值为0.009，而裸补片的Ra值为0.105，说明涂层均一性很高。

实施例2

大小为10cm×10cm的聚酯裸补片材料分别用3％浓度的曲拉通、去离子水超声波振荡清洗20分钟，吹干、备用。按鱼油：交联剂＝100：15的比例将两者混合在一起，90℃下反应60h，取出涂层溶液，备用。在通风橱中将涂层溶液灌制于注射器中，调节注射器中涂层溶液的注入速度为0.01ml/min以及压缩气体压力为3psi；将补片材料固定在聚偏氯乙烯夹具上，并用图2(b)中的可支撑的夹具夹住，调节喷头14离夹具2的距离为10cm；调节可移动喷头运动往复次数为20次，启动喷涂程序，涂层溶液经由可移动喷头喷涂到补片材料表面，形成补片；将补片从聚偏氯乙烯夹具上取下，放在烘箱里，70℃干燥处理10h。利用表面粗糙度测量系统，结果显示Ra值为0.002，而裸补片的Ra值为0.08，说明涂层均一性很高。

实施例3

膨化聚四氟乙烯补片材料分别用1％浓度的曲拉通、去离子水超声波振荡清洗15分钟，吹干、备用。按鱼油：交联剂＝100：30的比例将两者混合在一起，110℃下反应48h，取出涂层溶液，备用。在通风橱中将涂层溶液灌制于注射器中，调节注射器中涂层溶液的注入速度为0.008ml/min以及压缩气体压力为5psi；将补片材料固定在聚偏四氟乙烯夹具上，并用图2(c)中的可支撑的夹具夹住，调节喷头14离夹具2的距离为20cm；调节可移动喷头运动往复次数为30次，启动喷涂程序，涂层溶液经由可移动喷头喷涂到补片材料的表面，形成补片；将补片从聚四氟乙烯板上取下，放在烘箱里，70℃干燥处理5h。利用表面粗糙度测量系统，结果显示Ra值为0.005，而裸补片的Ra值为0.04，说明涂层均一性很高。

综上，本发明提供的用于制备复合型补片的涂层设备及制备方法，实现了复合型补片涂层厚度的可调，避免了生产过程中涂层过厚或者过薄的问题；解决了涂层不均匀的问题；解决了复合型补片涂层后产生黏连的问题，使补片表面平滑均匀；提高了涂层后复合型补片的手感，便于医生进行植入手术。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (18)

1.一种用于制备补片的涂层设备，其特征在于，包括补片材料固定装置、喷头和喷头移动装置，所述喷头移动装置包括相连接的第一移动装置和第二移动装置，所述第一移动装置用于控制所述喷头沿着第一方向移动，所述第二移动装置用于控制所述喷头沿着第二方向移动，所述喷头连接在所述第二移动装置上，所述补片材料固定装置设置于所述喷头的下方。

2.如权利要求1所述的用于制备补片的涂层设备，其特征在于，所述第一移动装置包括一对沿X向设置的导轨和一对沿Z向设置的支架,所述支架与所述导轨相连并可沿着所述导轨沿X向滑动，所述第二移动装置包括沿Y向设置的滑杆，所述滑杆的两端分别与两个所述支架相连，所述喷头连接在所述滑杆上并可沿Y向滑动，所述X向、Y向和Z向相互垂直。

3.如权利要求1所述的用于制备补片的涂层设备，其特征在于，所述补片材料固定装置为一夹具，所述夹具包括夹具主体和固定部，所述固定部设置于所述夹具主体的周缘上，用于固定补片材料，所述夹具主体的中部镂空或所述夹具主体的中部相对于所述周缘向下凹陷；所述夹具主体设置在所述滑杆的下方。

4.如权利要求1所述的用于制备补片的涂层设备，其特征在于，所述补片材料固定装置为一夹具，所述夹具包括夹具主体和固定部，所述固定部设置于所述夹具主体的周缘上，用于固定补片材料，所述夹具主体由防黏性材料制成；所述夹具主体设置在所述滑杆的下方。

5.如权利要求4所述的用于制备补片的涂层设备，其特征在于，所述防黏性材料为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和乙烯聚四氟乙烯中的一种或几种。

6.如权利要求3或4所述的用于制备补片的涂层设备，其特征在于，所述固定部为多个第一针齿。

7.如权利要求6所述的用于制备补片的涂层设备，其特征在于，所述第一针齿由金属材料制成。

8.如权利要求3或4所述的用于制备补片的涂层设备，其特征在于，所述夹具主体包括上模具和下模具，所述固定部包括第一固定部和第二固定部，所述第一固定部设置于所述下模具的上表面的周缘上，所述第二固定部设置于所述上模具的下表面的周缘上。

9.如权利要求8所述的用于制备补片的涂层设备，其特征在于，所述第一固定部为多个孔，所述第二固定部为与所述孔匹配的第二针齿，所述第二针齿适于对应地插入所述孔中。

10.如权利要求8所述的用于制备补片的涂层设备，其特征在于，所述第一固定部为凹槽，所述第二固定部为与所述凹槽相匹配的一个嵌入部，所述嵌入部适于对应地嵌入到所述凹槽中。

11.一种补片的制备方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述的涂层设备制备,其特征在于，包括以下步骤：

a)提供补片材料和涂层溶液；

b)将所述补片材料固定在所述补片材料固定装置上，并将所述涂层溶液注入所述喷头；

c)移动所述第二移动装置从而设定所述喷头与所述补片材料固定装置之间的距离，并分别移动所述第一移动装置和所述喷头，使所述喷头按预定喷涂轨迹在所述补片材料固定装置的范围内运动；

d)使所述涂层溶液经由所述喷头喷涂到所述补片材料的表面，形成补片；

e)将所述补片从所述夹具上取下并干燥。

12.如权利要求11所述的补片的制备方法，其特征在于，其中所述补片材料固定装置为一夹具，由防黏性材料制成。

13.如权利要求12所述的补片的制备方法，其特征在于，其中所述防黏性材料为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和乙烯聚四氟乙烯中的一种或几种。

14.如权利要求11所述的补片的制备方法，其特征在于，其中所述补片材料固定装置为一夹具，步骤b)还包括使所述补片材料的周缘固定在所述夹具上，并使所述补片材料的中间部分悬空。

15.如权利要求14所述的补片的制备方法，其特征在于，其中，其中所述夹具包括夹具主体和固定部，所述固定部设置于所述夹具主体的周缘上，步骤b)还包括通过所述夹具主体上的所述固定部将所述补片材料固定在所述夹具主体上。

16.如权利要求14所述的补片的制备方法，其特征在于，其中，所述固定部为针齿。

17.如权利要求14所述的补片的制备方法，其特征在于，其中，所述固定部包括第一固定部和第二固定部，所述第一固定部为凹槽，所述第二固定部为与所述凹槽相匹配的一个嵌入部，所述嵌入部适于对应地嵌入到所述凹槽中。

18.一种补片，其特征在于，由权利要求11-17任一项所述的制备方法制得。