CN111012581A - 一种医用耳钩及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的医用耳钩包括普通医用钛合金耳钩、形成在钛合金耳钩外表面且用以提高钛合金耳钩外表面结合力的中间层、以及形成在中间层外表面且用以提高钛合金耳钩的耐磨损性能和抗菌性的功能层。该医用耳钩有效隔绝医用耳钩的钛合金基体与外界环境的直接接触，避免铝离子或钒离子的析出并对人体产生伤害，提高了医用耳钩耐磨损性能和抗菌性，延长了医用耳钩的使用寿命；此外，中间层与钛合金基体结合牢固，并且中间层增大功能层在其表面的结合面，提高了功能层在钛合金耳钩外表面的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种医用耳钩及其制备方法。
背景技术
随着医用材料科技的发展，金属医疗器械所使用的金属材料已不再局限于传统的不锈钢。钛合金具有质量轻、韧性高、耐腐蚀性强、生物相容性好等优点，自上世纪末以来成为医用金属材料领域的关注热点。现今在医疗领域中广泛使用的普通医用钛合金大多含有铝、钒等合金元素，在医疗使用过程当中会析出一定量的铝离子或钒离子。这两种离子的产生会降低其细胞适应性，并在一定程度上对人体造成伤害。
医用耳钩是耳鼻喉科常用的一种手术操作器械，在使用过程中将会与人体耳部的生理组织直接接触。含有铝、钒等合金元素的普通医用钛合金制成的医用耳钩，在使用、清洗、消毒的过程中与液体介质接触，不可避免的在其表面会产生铝离子或钒离子，并且医用耳钩放置于大气环境中，也存在沾染细菌或滋生细菌的风险。此外，由于钛合金的表面硬度不高，制成的医用耳钩在反复使用的过程中会发生表面磨损，导致使用寿命降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种外表面具有耐磨损性、抗菌性以及可防止表面铝离子或钒离子析出的医用耳钩。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种医用耳钩包括普通医用钛合金耳钩、形成在所述钛合金耳钩外表面且用以提高所述钛合金耳钩外表面结合力的中间层、以及形成在所述中间层外表面且用以提高所述钛合金耳钩的耐磨损性能和抗菌性的功能层。
进一步地，所述中间层为纳米多孔结构的TiO2陶瓷层。
进一步地，所述TiO2陶瓷层的厚度为3um-5um。
进一步地，所述功能层为Cu/TiN涂层。
进一步地，所述Cu/TiN涂层的厚度为2um-3um。
进一步地，所述Cu/TiN涂层包括Cu颗粒层和TiN涂层，所述Cu颗粒层存在所述TiO2陶瓷层与所述TiN涂层之间。
进一步地，所述Cu颗粒的尺寸为0.05um-0.2um。
本发明还提供了一种用以制备所述医用耳钩的制备方法，所述制备方法如下：
S1、提供钛合金耳钩，所述钛合金耳钩外表面制备TiO2陶瓷层，所述TiO2陶瓷层的厚度为3um-5um；
S2、在所述TiO2陶瓷层表面沉积Cu颗粒层，所述Cu颗粒的尺寸为0.05um-0.2um；
S3、在所述Cu颗粒层表面沉积TiN涂层。
进一步地，所述TiO2陶瓷层由阳极氧化法原位所制备形成。
进一步地，所述Cu颗粒层和所述TiN涂层由磁控溅射技术所沉积制备形成。
本发明的有益效果在于：本发明所提供的医用耳钩的外表面形成一层提高附着力的中间层并且在中间层上形成一层具有耐磨损性能和抗菌性的功能层，该医用耳钩有效隔绝医用耳钩的钛合金基体与外界环境的直接接触，避免铝离子或钒离子的析出并对人体产生伤害，提高了医用耳钩耐磨损性能和抗菌性，延长了医用耳钩的使用寿命；此外，中间层与钛合金基体结合牢固，并且中间层增大功能层在其表面的结合面，提高了功能层在钛合金耳钩外表面的稳定性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明一实施例中表面形成有中间层和功能层的医用耳钩的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
请参见图1，本发明一实施例所示的医用耳钩，包括普通医用钛合金耳钩1、形成在钛合金耳钩1外表面且用以提高钛合金耳钩外表面结合力的中间层2、以及形成在中间层2外表面且用以提高钛合金耳钩的耐磨损性能和抗菌性的功能层3。具体的，中间层2为纳米多孔结构的TiO2陶瓷层2，TiO2陶瓷层2的厚度为3um-5um。功能层为Cu/TiN涂层3，Cu/TiN涂层3的厚度为2um-3um。
TiO2陶瓷层2的纳米多孔结构，在钛合金耳钩1外表面附着力高，并且提高了TiO2陶瓷层2的比表面积，从而增大了Cu/TiN涂层3在TiO2陶瓷层2表面的结合面，进而提高了TiO2陶瓷层2与Cu/TiN涂层3之间的结合力。
Cu/TiN涂层3包括Cu颗粒层31和TiN涂层32，Cu颗粒层31由多个Cu颗粒组成，并且存在TiO2陶瓷层与TiN涂层之间，Cu颗粒的尺寸为0.05um-0.2um。
Cu/TiN涂层3中添加少量的铜元素，利用铜元素缓慢氧化析出的铜离子杀灭细菌，相对于铝离子或钒离子而言，铜离子对人体的伤害是比较微弱的。因此，当Cu/TiN涂层3当中存在少量的铜，Cu/TiN涂层3也会产生一定的抗菌性。
本发明还提供了一种用以制备上述医用耳钩的制备方法，制备方法如下：
S1、提供钛合金耳钩1，钛合金耳钩1外表面制备TiO2陶瓷层2。具体的，利用阳极氧化法原位制备TiO2陶瓷层2，制备条件为：电解液组成包括8g/L-24g/L的氢氧化钾和2g/L-5g/L的硼酸钠，电解液温度为25℃-50℃，阳极氧化电压为12V-20V，阳极氧化时间为1min-3min。制得的TiO2陶瓷层2的厚度为3um-5um。
S2、在TiO2陶瓷层2表面沉积Cu颗粒层31。具体的，利用磁控溅射技术制备Cu颗粒层31，将磁控溅射设备的真空度抽到1.0x10-3Pa以上，通入设备的氩气的纯度为99.999％，压力控制在0.2Pa-2Pa，开启金属Cu靶电源，将负偏压控制在80V-200V，占空比控制在20％-50％，溅射功率密度为10W/cm2-20W/cm2，溅射时长20s-50s。制得的Cu颗粒的尺寸为0.05um-0.2um。
S3、在Cu颗粒层31表面沉积TiN涂层32。具体的，利用磁控溅射技术制备TiN沉积层32。将磁控溅射设备的真空度抽到1.0x10-3Pa以上，通入设备的氮气的纯度为99.999％，压力控制在0.4Pa-1.5Pa，开启金属Ti靶电源，负偏压控制在50V-600V，占空比控制在50％-80％，溅射功率密度为20W/cm2-60W/cm2，溅射时长10min-30min。金属Ti在氮气氛围下溅射，制备TiN涂层32。Cu颗粒层31和TiN涂层32形成Cu/TiN涂层3，Cu/TiN涂层3的厚度为2um-3um。
综上，本发明所提供的医用耳钩的外表面形成一层提高附着力的中间层并且在中间层上形成一层具有耐磨损性能和抗菌性的功能层，该医用耳钩有效隔绝医用耳钩的钛合金基体与外界环境的直接接触，避免铝离子或钒离子的析出并对人体产生伤害，提高了医用耳钩耐磨损性能和抗菌性，延长了医用耳钩的使用寿命；此外，中间层与钛合金基体结合牢固，并且中间层增大功能层在其表面的结合面，提高了功能层在钛合金耳钩外表面的稳定性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种医用耳钩，其特征在于，所述医用耳钩包括普通医用钛合金耳钩、形成在所述钛合金耳钩外表面且用以提高所述钛合金耳钩外表面结合力的中间层、以及形成在所述中间层外表面且用以提高所述钛合金耳钩的耐磨损性能和抗菌性的功能层。
2.如权利要求1所述的医用耳钩，其特征在于，所述中间层为纳米多孔结构的TiO2陶瓷层。
3.如权利要求2所述的医用耳钩，其特征在于，所述TiO2陶瓷层的厚度为3um-5um。
4.如权利要求1所述的医用耳钩，其特征在于，所述功能层为Cu/TiN涂层。
5.如权利要求4所述的医用耳钩，其特征在于，所述Cu/TiN涂层的厚度为2um-3um。
6.如权利要求4所述的医用耳钩，其特征在于，所述Cu/TiN涂层包括Cu颗粒层和TiN涂层，所述Cu颗粒层存在所述TiO2陶瓷层与所述TiN涂层之间。
7.如权利要求6所述的医用耳钩，其特征在于，所述Cu颗粒的尺寸为0.05um-0.2um。
8.一种用以制备权利要求1至7项中任一项所述的医用耳钩的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下：
S1、提供钛合金耳钩，所述钛合金耳钩外表面制备TiO2陶瓷层，所述TiO2陶瓷层的厚度为3um-5um；
S2、在所述TiO2陶瓷层表面沉积Cu颗粒层，所述Cu颗粒的尺寸为0.05um-0.2um；
S3、在所述Cu颗粒层表面沉积TiN涂层。
9.如权利要求8所述的医用耳钩的制备方法，其特征在于，所述TiO2陶瓷层由阳极氧化法原位所制备形成。
10.如权利要求8所述的医用耳钩的制备方法，其特征在于，所述Cu颗粒层和所述TiN涂层由磁控溅射技术所沉积制备形成。
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- 2019-12-17 CN CN201911298909.9A patent/CN111012581A/zh active Pending
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