CN112294640B - 具有微纳表面结构的针灸针 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有微纳表面结构的针灸针，该针灸针的表面通过飞秒脉冲激光制有使针灸针具有微电势差的微纳米结构。这种微纳复合结构会对人体组织和细胞的具有一定的刺激作用，增强在人体穴位处的能量，进而提高治疗效果。

Description

具有微纳表面结构的针灸针
技术领域
本发明属于医疗器械领域，涉及针灸针，尤其是一种具有微纳表面结构的针灸针。
背景技术
针灸是中医治疗中常用的疗法之一，在临床上已普遍使用。针灸治疗过程中是将针灸针刺入患者不同的穴位位置，经过拈转针使周围组织产生缠绕刺激，引发反应并通过神经传导达到刺激治疗作用。中国古代人民很早以前就采用针灸方法保健强身，直到现在，针灸在医疗技术中仍然起着不可或缺的作用，为广大群众所信赖。
目前广泛使用的针灸针均为细长的具有一定弹性的金属针体，一端为针尖及针体，另一端为针柄，方便操作。这种针体表面光滑，对穴位刺激作用有限，为了提高治疗效果，可在表面制备微结构。
发明内容
本发明针对现有针灸针缺点，采用飞秒脉冲激光技术在针灸针上制备具有微纳结构的功能表面。
为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：
一种具有微纳表面结构的针灸针，该针灸针的表面制有使针灸针具有微电势差的微纳米结构。
而且，所述的电势差为0.05～0.25V。
而且，所述的微纳米结构为竹节状、螺旋状、斑点状、线条状。
而且，所述的微纳米结构通过飞秒脉冲激光加工实现。
而且，飞秒激光单脉冲能量为20～1000J、脉冲宽度为50～400fs、激光波长为400～1100nm、脉冲间距为0.1～10m、扫描线间距为50～200m。
而且，所述的激光波长为500～800nm。
而且，所述的脉冲宽度80～100fs。
而且，所述的单脉冲能量为300～600J。
而且，所述的激光脉冲间距为1～2m。
而且，所述的激光扫描线间距为50～100m。飞秒脉冲激光的具体的加工方法为：
(1)将表面光亮的普通针灸针固定在四轴运动平台上；(2)在计算机程序控制下使得四维平移台按一定的路径平移及转动，同时采用飞秒脉冲激光照射针体表面，实现不同花纹的表面加工过程；(3)改变激光处理技术参数，可得到不同微观结构的表面形貌；(4)本发明采用的激光参数为：激光波长400～1100nm，优选为500～800nm；脉冲宽度50～400fs，优选为80～100fs；单脉冲能量20-1000μJ，优选为300～600μJ；激光脉冲间距0.1～10μm，优选为1～2μm；激光光斑尺寸20-300μm，优选为50～100μm；激光扫描线间距为10-200μm，优选为50～100μm。
本发明适用于各种针灸用针，包括但不限于手持式针灸针，揿针等。
本发明的优点和有益效果在于：
(1)在不影响针体弹性和强度的条件下在针灸针表面制备具有微纳结构的功能层；
(2)处理区域可设计为不同的花纹和图案，使得已处理和未处理区域产生微电势差，增强在人体穴位处的能量，进一步提高治疗效果。
附图说明
图1为本发明所述的针灸针表面处理区域花纹形状示意图。
图2为本发明实施例3中得到的针灸针表面纳米条纹微观结构图。
图3为本发明实施例6中得到的针灸针表面微米岛+纳米条纹复合微观结构图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步的详细说明。
采用市面销售的直径为0.3mm的316L不锈钢针灸针为实施对象。首先测试了未进行激光处理的针灸针(对比例)弯曲强度和表面微电势，然后采用不同的激光处理工艺对针灸针进行表面加工处理(实施例1-10)，并与对比例进行了比较，具体如表1所示。
实施例1
将针灸针固定在四轴(X/Y/Z/θ，其中为θ旋转轴)运动平台上，并调整激光焦点与针灸针相对位置，使得针灸针表面处于激光加工区域内。在计算机程序控制下引导四轴运动平台按预先设计的三维路径移动，同时采用飞秒脉冲激光照射针体表面，从而实现不同花纹的针体表面区域加工。本实施例中的花纹形状为附图1所示的整体处理，激光单脉冲能量为20μJ，脉冲宽度为200fs，激光波长为1030nm，脉冲间距为0.1μm，扫描线间距为20μm。采用上述工艺参数加工后的针灸针已加工区域宏观颜色为灰黑色，微观结构为纳米条纹。已加工和未加工区域在模拟体液中存在0.05V的微电势差。
实施例2
其他步骤与同实施例1，不同之处在于加工花纹形状为附图1所示的均匀竹节状，激光单脉冲能量为50μJ，脉冲宽度为150fs，激光波长为1064nm，脉冲间距为0.5μm，扫描线间距为50μm。采用上述工艺参数加工后的针灸针已加工区域宏观颜色为灰黑色，微观结构为纳米条纹。已加工和未加工区域在模拟体液中存在0.09V的微电势差。
实施例3
其他步骤与同实施例1，不同之处在于加工花纹形状为附图1所示的非均匀竹节状，激光单脉冲能量为100μJ，脉冲宽度为80fs，激光波长为400nm，脉冲间距为1μm，扫描线间距为100μm。采用上述工艺参数加工后的针灸针已加工区域宏观颜色为灰黑色，微观结构为纳米条纹。已加工和未加工区域在模拟体液中存在0.23V的微电势差。
实施例4
其他步骤与同实施例1，不同之处在于加工花纹形状为附图1所示的螺旋状，激光单脉冲能量为200μJ，脉冲宽度为50fs，激光波长为800nm，脉冲间距为1μm，扫描线间距为100μm。采用上述工艺参数加工后的针灸针已加工区域宏观颜色为黑色，微观结构为微米锥+纳米条纹复合结构。已加工和未加工区域在模拟体液中存在0.25V的微电势差。
实施例5
其他步骤与同实施例1，不同之处在于加工花纹形状为附图1所示的斑点状，激光单脉冲能量为400μJ，脉冲宽度为300fs，激光波长为532nm，脉冲间距为2μm，扫描线间距为200μm。采用上述工艺参数加工后的针灸针已加工区域宏观色为灰黑色，微观结构为微米岛+纳米条纹复合结构。已加工和未加工区域在模拟体液中存在0.18V的微电势差。
实施例6
其他步骤与同实施例1，不同之处在于加工花纹形状为附图1所示的线条状，激光单脉冲能量为600μJ，脉冲宽度为400fs，激光波长为520nm，脉冲间距为5μm，扫描线间距为100μm。采用上述工艺参数加工后的针灸针已加工区域宏观颜色为黑色，微观结构为微米岛+纳米条纹复合结构。已加工和未加工区域在模拟体液中存在0.22V的微电势差。
实施例7
其他步骤与同实施例1，不同之处在于加工花纹形状为附图1所示的均匀竹节状，激光单脉冲能量为1000μJ，脉冲宽度为200fs，激光波长为1030nm，脉冲间距为10μm，扫描线间距为50μm。采用上述工艺参数加工后的针灸针已加工区域宏观颜色为黑色，微观结构为微米锥+纳米条纹复合结构。已加工和未加工区域在模拟体液中存在0.13V的微电势差。
实施例8
其他步骤与同实施例1，不同之处在于加工花纹形状为附图1所示的均匀竹节状，激光单脉冲能量为600μJ，脉冲宽度为50fs，激光波长为800nm，脉冲间距为7μm，扫描线间距为100μm。采用上述工艺参数加工后的针灸针已加工区域宏观颜色为黑色，微观结构为微米岛+纳米条纹复合结构。已加工和未加工区域在模拟体液中存在0.22V的微电势差。
实施例9
其他步骤与同实施例1，不同之处在于加工花纹形状为附图1所示的非均匀竹节状，激光单脉冲能量为300μJ，脉冲宽度为80fs，激光波长为400nm，脉冲间距为2μm，扫描线间距为200μm。采用上述工艺参数加工后的针灸针已加工区域宏观颜色为黑色，微观结构为微米岛+纳米条纹复合结构。已加工和未加工区域在模拟体液中存在0.09V的微电势差。
实施例10
其他步骤与同实施例1，不同之处在于加工花纹形状为附图1所示的螺旋状，激光单脉冲能量为200μJ，脉冲宽度为80fs，激光波长为400nm，脉冲间距为5μm，扫描线间距为50μm。采用上述工艺参数加工后的针灸针已加工区域宏观颜色为灰黑色，微观结构为纳米条纹。已加工和未加工区域在模拟体液中存在0.11V的微电势差。
表1不同激光加工参数条件下的实施例
Figure BDA0002750164350000041
需要指明的是上述实施例只是选取固定的特征参数，用于解释本发明，但不能限定本发明。凡是采用激光处理针灸表面的方法均属于本发明专利保护范畴。

Claims (6)

1.一种具有微纳表面结构的针灸针，其特征在于：该针灸针的表面制有使针灸针具有微电势差的微纳米结构，处理区域设计为不同的花纹和图案，使得已处理和未处理区域产生微电势差，所述的电势差为0.05~0.25V，所述的微纳米结构为竹节状、螺旋状、斑点状、线条状，所述的微纳米结构通过飞秒脉冲激光加工实现，飞秒激光单脉冲能量为20~1000mJ、脉冲宽度为50~400fs、激光波长为400~1100nm、脉冲间距为0.1~10mm、扫描线间距为50~200mm。
2.根据权利要求1所述的具有微纳表面结构的针灸针，其特征在于：所述的激光波长为500~800nm。
3.根据权利要求1所述的具有微纳表面结构的针灸针，其特征在于：所述的脉冲宽度80~100fs。
4.根据权利要求1所述的具有微纳表面结构的针灸针，其特征在于：所述的飞秒激光单脉冲能量为300~600mJ。
5.根据权利要求1所述的具有微纳表面结构的针灸针，其特征在于：所述的脉冲间距为1~2mm。
6.根据权利要求1所述的具有微纳表面结构的针灸针，其特征在于：所述的扫描线间距为50~100mm。
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