CN106581783A - 一种瓷涂层手术刀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种瓷涂层手术刀，其特征在于，以金属或塑料手术刀片为基体，在其表面涂覆有陶瓷涂层，所述陶瓷涂层的成分为：ZrO2质量分数92%‑96%；Y203质量分数4%‑8%，其余均为杂质。本发明公开的一种瓷涂层手术刀，能充分发挥金属手术刀的弹性性能和陶瓷手术刀的锋利度、生物兼容性等性能，可兼容二者的优良性能。具体来说，在金属或塑料手术刀的表面附着一层陶瓷涂层，在发挥陶瓷的优良性能的同时，满足行业标准对手术刀的弹性试验的要求，以满足行业标准对手术刀的所有性能指标的要求。

Description

一种瓷涂层手术刀
技术领域
本发明涉及医疗手术刀技术领域，尤其涉及一种瓷涂层手术刀。
背景技术
用于医药领域的外科手术或解刨时切割软组织的常规手术刀，刀片的材料为金属材料。手术刀片产品标准有中华人民共和国医药行业强制标准YY 0174-2005手术刀片。金属手术刀片具有一定硬度、良好的弹性等性能，但是存在生物兼容性差、锋利度低、表面带电荷、带磁性等缺陷，会出现切口发炎、切口不易愈合等问题。
另一方面,我国已经研发了陶瓷手术刀并申请了专利，经试验证明，陶瓷手术刀具有组织损伤小、切口整齐、伤疤较小、锋利，且无磁、无电荷可以使用于有磁场、电场的场合等优点，但是存在脆性大、弹性小等问题，其性能还不能全部满足YY 0174-2005手术刀片的要求。
由此可见,单纯的金属手术刀片或陶瓷手术刀刀片在使用中都存在各自性能上的缺陷或者弊端。
发明内容
为解决现有技术和实际情况中存在的上述问题，本发明提供了一种瓷涂层手术刀，以金属或塑料手术刀片为基体，在其表面涂覆有陶瓷涂层，所述陶瓷涂层的成分为：ZrO2质量分数92%-96%；Y203质量分数4%-8%，其余均为杂质。
优选地，所述陶瓷涂层厚度为0.1µm-1µm。
优选地，杂质质量分数≤0.5%。
有益效果：
本发明公开的一种瓷涂层手术刀，能充分发挥金属手术刀的弹性性能和陶瓷手术刀的锋利度、生物兼容性等性能，可兼容二者的优良性能。具体来说，在金属或塑料手术刀的表面附着一层陶瓷涂层，在发挥陶瓷的优良性能的同时，满足行业标准对手术刀的弹性试验的要求，以满足行业标准对手术刀的所有性能指标的要求。
具体实施方式
下面详细介绍本发明技术方案。
本发明提供一种瓷涂层手术刀，以金属或塑料手术刀片为基体，在其表面涂覆有陶瓷涂层，所述陶瓷涂层的成分为：ZrO2质量分数92%-96%；Y203质量分数4%-8%，其余均为杂质。
优选地，杂质的质量分数≤0.5%。
在此需要说明的是，陶瓷的种类很多，如氧化物、氮化物、硼化物、硅化物等，其中氧化锆陶瓷具有较高的抗弯强度和断裂韧性，在氧化锆陶瓷中添加4%-8%的Y203稳定剂，可以避免氧化锆陶瓷从高温降温到室温过程中发生相变产生的组织应力而导致的开裂，从而使氧化锆陶瓷发挥其良好的韧性。
为进一步使手术刀达到最佳性能，瓷涂层手术刀的陶瓷涂层应具有细小的晶粒尺寸和表面粗糙度。一般情况下，晶粒尺寸应控制在200nm以下，涂层表面的粗糙度应控制在15nm以下。
金属或塑料手术刀基体上附着陶瓷涂层，陶瓷涂层的厚度对刀片整体性能的影响很大。具体来说，陶瓷涂层太薄，不能实现组织和陶瓷的完整接触，不能发挥陶瓷对组织的优良特性；陶瓷涂层太厚，又不能发挥金属或塑料基体的良好弹性性能。经反复实践确定，陶瓷涂层厚度在0.1µm-1µm时，陶瓷涂层手术刀具有两种材料最佳的综合性能。
优选地，陶瓷涂层厚度为0.1µm；或者，陶瓷涂层厚度为0.3µm，又或者，陶瓷涂层厚度为0.5µm，还或者，陶瓷涂层厚度为1µm，这些厚度下，陶瓷涂层手术刀均具有两种材料最佳的综合性能。
关于本发明公开的一种瓷涂层手术刀的刀片成型工艺的具体实施方式如下文所述。
首先，按照YY 0174-2005手术刀片标准要求制造满足结构要求的金属手术刀片或塑料手术刀片，厚度、硬度等指标可适当降低；
采用浸渍、等离子喷涂、溶胶凝胶、物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积(CVD)等工艺方法，在金属或塑料刀片上涂覆一层陶瓷涂层；
对附着陶瓷涂层的手术刀进行适当加工，使手术刀片的几何尺寸、外观、使用性能、物理性能指标满足YY 0174-2005手术刀片要求；
对加工好的附着陶瓷涂层的刀片进行灭菌处理，形成全部指标满足YY 0174-2005手术刀片的陶瓷涂层手术刀片。
实施例1
以Cr 23（不锈钢23#）刀片为例，Cr 23刀片性能指标：硬度700HV，锋利度0.71N，弹性试验合格。先采用电子束物理气相沉积方法在Cr 23刀片沉积氧化锆和氧化钇陶瓷，形成陶瓷涂层手术刀片。
其中，靶材成分包括（按照质量百分比）：氧化锆94.0 %，氧化钇5.5%，氧化铝0.2%，二氧化硅0.3%。
采用电子束物理气相沉积方法的沉积工艺参数为：保持基体（刀片）温度700℃，真空度0.78×10-2Pa，靶-基体距离400mm，沉积时间20s，沉积厚度0.5µm。
如此方法，所获得的陶瓷涂层刀片的性能指标，经过检测：硬度1200HV，锋利度0.50N，弹性试验合格。经外观检查：所述刀片外观无破损和凹坑，检验合格。
实施例2
以Cr 23（不锈钢23#）刀片为例，Cr 23刀片性能指标：硬度700HV，锋利度0.71N，弹性试验合格。先采用电子束物理气相沉积方法在Cr 23刀片沉积氧化锆和氧化钇陶瓷，形成陶瓷涂层手术刀片。
其中，靶材成分包括（按照质量百分比）：氧化锆95.0 %，氧化钇4.5%，氧化铝0.2%，二氧化硅0.17%，氧化镁0.13%。
采用电子束物理气相沉积方法的沉积工艺参数为：保持基体（刀片）温度800℃，真空度1.5×10-2Pa，靶-基体距离300mm，沉积时间20s，沉积厚度0.6µm。
如此方法，所获得的陶瓷涂层刀片的性能指标，经过检测：硬度1210HV，锋利度0.48N，弹性试验合格。经外观检查：所述刀片外观无破损和凹坑，检验合格。
实施例3
以Cr 23（不锈钢23#）刀片为例，Cr 23刀片性能指标：硬度700HV，锋利度0.71N，弹性试验合格。先采用电子束物理气相沉积方法在Cr 23刀片沉积氧化锆和氧化钇陶瓷，形成陶瓷涂层手术刀片。
其中，靶材成分包括（按照质量百分比）：氧化锆94.5 %，氧化钇5.0%，氧化铝0.2%，二氧化硅0.2%，氧化钡0.1%。
采用电子束物理气相沉积方法的沉积工艺参数为：保持基体（刀片）温度500℃，真空度1.0×10-2Pa，靶-基体距离300mm，沉积时间40s，沉积厚度0.4µm。
如此方法，所获得的陶瓷涂层刀片的性能指标，经过检测：硬度1150HV，锋利度0.52N，弹性试验合格。经外观检查：所述刀片外观无破损和凹坑，检验合格。
有益效果：
本发明公开的一种瓷涂层手术刀，能充分发挥金属手术刀的弹性性能和陶瓷手术刀的锋利度、生物兼容性等性能，可兼容二者的优良性能。具体来说，在金属或塑料手术刀的表面附着一层陶瓷涂层，在发挥陶瓷的优良性能的同时，满足行业标准对手术刀的弹性试验的要求，以满足行业标准对手术刀的所有性能指标的要求。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种瓷涂层手术刀，其特征在于，以金属或塑料手术刀片为基体，在其表面涂覆有陶瓷涂层，所述陶瓷涂层的成分为：ZrO2质量分数92%-96%；Y203质量分数4%-8%，其余均为杂质。
2.根据权利要求1所述的瓷涂层手术刀，其特征在于，所述陶瓷涂层厚度为0.1µm-1µm。
3.根据权利要求1所述的瓷涂层手术刀，其特征在于，所述杂质质量分数≤0.5%。
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