CN104971406A - 一种表面具有微反射器结构的医学用针及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于医学器械激光微制造领域，具体涉及一种表面具有微反射器结构的医学用针及其制备方法。本发明通过激光微加工技术在医学用针表面加工带有混合圆弧特征的微反射器结构阵列，减小穿刺过程中医学用针与软组织间的相互作用力，减小软组织变形及移动、医学用针的弯曲，改善穿刺过程中的超声可视性效果，提高穿刺过程中的放置精度。该表面具有微反射器结构的医学用针可广泛用于皮下注射、局部麻醉、血液取样、穿刺活检、放射治疗等微小创伤外科手术中，实现穿刺过程中医学用针的准确放置，提高医学用针微创介入检查及治疗的有效性。

Description

一种表面具有微反射器结构的医学用针及其制备方法

技术领域

本发明属于医学器械激光微制造领域，具体涉及一种表面具有微反射器结构的医学用针及其制备方法。

背景技术

医学用针被广泛用于皮下注射、局部麻醉、血液取样、穿刺活检、放射治疗等微小创伤外科手术中。医学用针穿刺过程中会导致软组织变形、医学用针弯曲，进而引起医学用针放置的位置误差，导致较高的误诊率或者不能有效杀伤肿瘤细胞。医学用针位置的准确放置是决定医学用针微创介入检查及治疗有效性的重要因素。

临床医学研究结果揭示，引起医学用针的位置放置误差原因主要包括软组织的不均匀及各向异性、软组织变形及移动、医学用针的弯曲及难操作性、穿刺过程中缺失可视化图像等。其中，穿刺过程中软组织变形及移动、医学用针的弯曲等因素直接受穿刺力的影响。因此，减小穿刺过程中穿刺力是提高医学用针位置精度的重要手段。同时，提高穿刺过程中的可视性是提高位置精度的另一重要手段。目前，医学用针表面加工出螺纹形、波纹形、锯齿形或凹坑形的仿生结构，实现减少医学用针与软组织间摩擦阻力的目的。但是此方法只考虑到医学用针穿刺过程中的穿刺力，没有兼顾穿刺力与可视性的要求。因此，我们此次提出的发明能够减小医学用针穿刺过程中与软组织间的相互作用力，同时提高医学用针的超声可视性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种表面具有微反射器结构的医学用针及其制备方法。通过改变医学用针的表面形态，改善其穿刺过程中与软组织间的相互作用力，减小软组织的变形及医学用针的弯曲，同时提高穿刺过程中医学用针的超声可视性，实现医学用针穿刺过程中位置精度的提高。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种表面具有微反射器结构的医学用针，其特征是在医学用针表面加工出微反射器结构阵列，所述微反射器结构呈倒置立方体结构，边缘带有混合圆弧特征，其排布方式为圆周向均匀分布，轴向错开角度间隔分布。

表面具有微反射器结构的医学用针及其制备方法，其制备方法的步骤为：

1.医学用针装夹在精密回转工作台上，皮秒激光器产生激光束，激光束在光路的引导下聚焦到医学用针表面进行激光微织构加工；其具体参数为：激光波长532nm，脉宽8ps，频率100kHz，激光脉冲能量3μJ，光斑直径10μm，微反射器结构边长为100～200μm，混合圆弧特征半径50μm，微反射器结构深30～40μm。

2.每当加工完一个微反射器结构后，控制回转工作台使医学用针旋转45°继续打下一个微反射器结构，直到在医学用针表面打出一圈微反射器结构；医学用针表面每圈微反射器数量为8个。

3.回转工作台轴向移动0.4mm，同时回转工作台旋转22.5°，继续打一圈微反射器，直至整个医学用针所需区域表面加工出微反射器结构阵列。

根据医学用针尺寸，通过改变微反射器结构尺寸及数量，可得到具有不同性能的表面具有微反射器结构的医学用针。

通过上述方法制备的医学用针，表面具有带有混合圆弧特征的微反射结构阵列，具有如下技术效果：

1.本发明首先利用超短脉冲激光在医学用针表面制备带有混合圆弧特征的微反射器结构，具有热影响区小、加工形状复杂、加工精度高、无污染等优点。

2.医学用针表面微反射器结构的混合圆弧特征可减小穿刺过程中微结构的边缘效应，进一步减小与软组织间的相互作用力，减小软组织变形及移动、医学用针的弯曲，提高穿刺过程中的放置精度，同时能减小患者的疼痛感。

3.医学用针微创介入检查及治疗的穿刺过程中，表面微反射器结构可有效反射超声波，改善穿刺过程中的超声可视性效果，提高穿刺过程中的放置精度。

附图说明

图1为本发明的表面具有微反射器结构的医学用针示意图

图2为本发明的微反射器结构示意图

图3为本发明的医学用针表面微反射器结构阵列平面示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例做进一步的说明。

如图1所示，一种表面具有微反射器结构的医学用针，在医学用针表面1制作出微反射器结构阵列2。

采用超短脉冲8ps激光器，设定激光工艺参数，加工微反射器结构边长为100～200μm，微反射器结构深30～40μm，通过控制进给方向脉冲重叠率加工混合圆弧特征半径50μm，如图2所示。

如图3所示，微反射器结构阵列分布在医学用针表面，圆周方向均匀分布8个微反射器阵列，相邻圆周间微反射器结构错开一定角度分布，轴向间隔0.4mm。

Claims (2)

1.一种表面具有微反射器结构的医学用针，其特征在于：在医学用针表面制作微反射器结构阵列，微反射器结构呈倒置立方体结构，边缘带有混合圆弧特征，其排布方式为圆周向均匀分布，轴向错开角度间隔分布。

2.根据权利要求1所述的表面具有微反射器结构的医学用针，其特征是通过以下方式制备：

(1)医学用针装夹在精密回转工作台上，皮秒激光器产生激光束，激光束在光路的引导下聚焦到医学用针表面进行激光微织构加工：激光波长532nm，脉宽8ps，频率100kHz，激光脉冲能量3μJ，光斑直径10μm，微反射器结构边长为100～200μm，混合圆弧特征半径50μm，微反射器结构深30～40μm。

(2)微反射器结构阵列分布在医学用针表面，圆周方向均匀分布8个微反射器阵列，相邻圆周间微反射器结构错开一定角度分布，轴向间隔0.4mm。