CN1168420A

CN1168420A - 使外科用针钝化的方法

Info

Publication number: CN1168420A
Application number: CN97113003A
Authority: CN
Inventors: R·维特辛; B·荷西
Original assignee: Ethicon SAS
Current assignee: Johnson and Johnson Medical SAS; Ethicon Inc
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1997-12-24
Also published as: ZA972628B; EP0798398A3; AU1640997A; EP0798398A2; JP3989585B2; BR9701468A; EP0798398B1; CA2201002A1; JPH1024041A; MX9702311A

Abstract

本发明公开了一种使金属合金外科用针以及金属合金外科器械表面钝化的方法。该方法包括：使金属合金外科用针或外科器械的表面在一气态等离子体中暴露足够长的一段时间，以便有效地钝化针或器械的表面。

Description

使外科用针钝化的方法

本发明的技术领域是关于外科用针，特别是涉及一种使外科用针钝化的方法。

外科用针通常是由不同等级的合金钢制成的，当针在制成之后以及使用之前和使用期间暴露到周围的环境状态中时这些合金钢不会腐蚀。金属合金通常包括型号为300和400的一系列不锈钢和其它常规合金(例如455、420和420F型等)。另外，含有镍和钛的马氏体不锈钢合金也是可用的，例如美国专利5,000,912中所公开的那些合金，该文献在此一并引用作为参考。在具有共同受让人、同在审理中的序号为08/405,554和08/429,446的美国专利申请中公开了外科用针以及制造外科用针的方法，该文献在此一并引用作为参考。为了使用上述这些金属合金制成的外科用针抗腐蚀，公知的方法是必须钝化针的外表面。

术语“钝化”一词的常规定义是指处理金属表面以便在表面上形成一个均匀的薄氧化层的方法。这个氧化层通过作为一层不透气的表面可防止置于其下的金属表面被腐蚀。有许多公知的用于使不锈钢合金和其它常规金属合金钝化的常规方法，这些方法包括各种各样的化学和电化学方法。

目前使用这些常规的钝化方法来钝化外科用针。最经常使用的常规钝化方法是化学钝化方法和电化学钝化方法。化学钝化方法利用酸和盐的水溶液的各种混合物来氧化外科用针的表面，借此生成一个氧化层并使针钝化。通常用的化学钝化混合物是处在水浴中的硫酸和重铬酸钾，或者硝酸。水浴最好保持在室湿之下(虽然也可用其它温度)。另一种经常使用的钝化方法，如前所述，是电化学钝化方法。在电化学钝化方法中，将针放入化学浴器中并使电流通过浴器。在这种方法中通常使用的电压在大约3伏至大约40伏的范围内，使用的高电流在大约5安培至大约175安培的范围内。

虽然现有的化学和电化学钝化方法可生产出具有被充分钝化的表面的针，但是使用这些方法还伴随着某些缺陷。这些方法要求使用产生化学烟雾和有害废物的化学浴器。化学浴器的使用寿命有限并且要有可观的花费。另外，化学或电化学钝化的浴器所要求使用的那些种类的化学药品伴随有不安全性，必须坚持不断地进行监测。而且，电化学方法使用了相当高的电压和电流，也一定要采取可靠的安全预防措施，以便保护操作者。

因此，本技术领域需要一种新的不用化学或电化学方法即可使金属合金外科用针和外科器械的表面钝化的方法。

本发明的一个目的是提供一种不用化学浴器即可使金属外科用针和外科器械的表面钝化的方法。

本发明的另一个目的是提供一种不用电化学浴器即可使外科用针和外科器械的钝化的方法。

本发明的又一目的是提供一种无需使电流通过针或器械即可使金属合金外科用针或外科器械的表面钝化的方法。

因此，本发明公开了一种金属合金外科用针和外科器械钝化的方法。金属外科器械或外科用针具有一个外表面。在足够高的温度下使金属外科用针或外科器械的外表面在气态等离子体中暴露足够长的一段时间，以便有效地使针或器械的外表面钝化。针或外科器械还可具有一个或多个内表面，这些内表面也可被钝化。

本发明的使金属合金外科用针或外科器械钝化的新方法具有许多优点。由于无需化学浴器，因此消除了使用化学浴器和电化学浴器所伴随的对环境的污染。另外，用于钝化外科器械和外科用针的外表面的气态等离子体在每次过程之后可以回收并反复应用。本发明的又一优点是无需使电流通过针，也没有伴随的不安全性。

通过以下的描述及附图，本发明的前述及其它性质和优点将变得更加显而易见。

图1是本发明的钝化方法的流程图。

用于本发明的等离子体的气体包括氧气、氦气、四氟化碳、氮气、氩气以及类似气体和上述这些气体的混合物，还有它们的等效物，最好使用氧气或者诸如氧气、氦气和四氟化碳这些气体的混合物。当使用氧气、氦气和四氟化碳的混合物时，每一组分的用量要充足，以便产生有效的等离子体混合物。在此混合物中氧气的常用量是大约50％至大约99％，更常用的量是大约60％至大约99％，最好是大约70％至大约99％。在此混合物中氦气的常用量是大约1％至大约50％，更常用的量是大约10％至大约40％，最好是大约10％至大约30％。在一优选的混合物中四氟化碳的常用量是大约1％至大约40％，更常用的量是大约15％至大约35％，最好是大约10％至大约30％。此处所用的百分比是重量百分比。特别可取的是利用氧气形成等离子体，或者是利用氧气和氦气的混合物，或者是利用氧气和四氟化碳的混合物。当利用氧气和氦气的混合物时，氧气的用量为大约50％至大约80％，最好是大约80％，而氦气的用量为大约10％至大约50％，最好是大约为20％。当利用氧气和四氟化碳混合物时，氧气的用量为大约50％至大约80％，最好是大约为80％，而四氟化碳的用量为大约10％至50％，最好是大约为20％。

在本发明的方法中通常使用常规的等离子体处理装置。等离子体装置一般具有一个能经得起压力和真空的容量室。在这个室中至少安装一个电极。优选的装置是由Gasonics/IPL，San Jose California制造的Gasonics ^L等离子体装置，然而，任何常规的或等效的气体等离子体装置都可以利用。通过将气体暴露给足够的电磁能例如无线电频率电磁波、微波等以便有效地诱发等离子态的方式通常可以在这些装置中使气态混合物或气体进入等离子态。然而，将气体激发成等离子态的其它手段也可以利用，其中包括直流电、激光能量、它们的等同物以及类似物。需要的话，可将针或外科器械暴露到传统的等离子焰炬中。

对气体施加足够的电磁能中，以便有效使之地进入等离子态。所用能量的常用量是大约250W(0.12 watts/M²)至大约2500W(1.2watts/M²)，更常用的是大约300W(0.14 watts/M²)至大约1000W(0.46 watts/M²)最好的是大约400W(0.18 watts/M²)至大约900(0.42 watts/M²)。当然，本领域的普通技术人员会理解，根据方法参数(包括气体流量、气体种类、电极面积和真空度等)以及等离子体装置的类型、尺寸、条件和结构的不同，所用能量的用量也会有所改变。

气体将以足够的容量流速流进等离子体处理装置中，以便有效地产生等离子体。处理装置的室容量足以有效地容纳被处理的针或器械。这些参数将根据此方法的具体参数不同而有所改变，并且本领域的普通技术人员易于确定。

图1示出了本发明的钝化方法的典型流程图，尽管本领域的普通技术人员将明白不同的步骤可以取消或增加到本发明的方法中。如图1所示，此方法的初始步骤是将针或外科器械10装载到等离子体处理装置20的室25内。其次将一个足够大的真空装置30接在室25上，以便有效地抽空空气室并产生足够的真空度，从而诱发等离子体。常用的真空度为大约0.25至大约1乇，更常用的为大约0.25至大约0.75乇，最好为大约0.3至大约0.5乇，然而，此真空度还随着所用等离子体装置的类型和结构的不同而有所改变。随后，用所选择的气体或气体混合物40充满室25，从而使室25中有足够量的气体40，以便有效地形成气体等离子体50。所用的气流40的流速常用的为大约50至大约500毫升/分钟，更常用的为大约100至大约500毫升/分钟，最好是大约200至大约500毫升/分钟，不过，此流速根据所用等离子体装置的类型和结构朱同而有所改变。然后，给气体等离子体装置接通电源，借此启动能源60并形成等离子体50，将针或外科器械10在气体等离子体50中暴露一段足够长的时间，以便在针或外科器械10的表面上有效的产生一个明显钝化的涂层。等离子体的循环时间常用的为大约10至大约60分钟，更常用的为大约20至大约40分钟，最好为大约30至大约45分钟，不过，此时间根据方法的周期、方法的参数、以及所用等离子体装置的类型和结构的不同而有所改变。再者，通过排气口80排出气体40并且用惰性气体70(例如氮气)回充室25，而且室25在足够的压力下保持一段足够长的时间，以便有效地冷却针或器械。例如，将针或器械10置于冷却态中大约3至10分钟，更常用的是大约3至大约7分钟，最好是在约3至大约5分钟。惰性气体的压力例如可以是大约0.05乇至大约1.0乇。最后，将钝化的针或器械10从气体等离子体装置20的室25中拿出来。通过排气口80排出的气体40可再循环，用于此方法中。

由本发明的等离子体处理钝化方法产生的氧化物层的厚度足以保护置于其下的金属不被腐蚀。通常，氧化层具有常规的厚度，例如单原子的。

能用本发明的方法钝化的外科用针包括任何具有刺穿尖端、尖或钝的以及缝合线穿线端的常规外科用针。缝合线穿线端具有一通孔或盲钻孔，用于接收缝合线。可用本发明的方法钝化的外科器械包括常规器械及其部件例如针柄、剪刀、镊子、解剖刀、导管、切割工具、夹子、锯、以及类似器械。此处所用的外科器械一词定义为包括外科器械的金属部件。针和外科器械一般具有外表面。可用本发明的方法钝化其外表面，然而，这些针和外科器械还可具有也能被钝化的内表面。

以下的例子说明了本发明的原理和实践。

将大约3000根用型号为420的不锈钢金属合金制成的外科用针放入Gasonics等离子体装置的室中。这个室的体积大约为4英尺3。装置的门是密封的，室在大约0.15乇的真空度下抽空大约1分钟，以便清除挥发物和污染物。其次，用流速为50毫升/分钟的氧气和50毫升/分钟的氮气的混合物将室回充到大约0.3至大约0.5乇的压力。在打开之间气态混合物在室中保持大约2分钟。随后，给装置接通电源，并且将针暴露到所生成的气态等房子体中，此气态等离子体在30分钟内保持大约主500瓦的功率电平。然后，关掉电源并将气态混合物从室中抽空。下一步是，用氮气充满室并在大约1.0乇的压力下放置大约3-5分钟，直到针冷得可以用手拿为止。然后，将针从气体等离子体装置的室中拿出。据检查，针的表面被钝化并且针具有一个常规厚度的均匀的氧化涂层。

本发明的用于钝化金属合金外科用针和外科器械的表面的方法具有许多优点。令人惊奇和意想不到的是，现在可用一种受控方法钝化金属合金处科用针和外科器械的表面，此方法不用化学或电化学浴器，而且不产生相关的烟雾、放射物和有害废气。利用本发明的等离子体方法，可循环使用气态等离子体试剂。另外，无需为了电子钝化针而使用大电流量。本发明的又一优点是在本发明的气体等离子方法中处理的针没有金属脱落，而这恰恰是化学或电化学方法的特征缺陷。本发明方法的另一优点是它比已有技术领域中的常规钝化方法明显地更经济，成本更低。本发明的方法还消除了常规的钝化方法伴随的不安全性。

虽然此处已经参照详细的实施例对本发明进行了说明和描述，但是本领域的普通技术人员应该理解，在其形式和细节上所做的各种变化都不脱离本发明的权利要求书的精髓和范围。

Claims

1.一种使金属外科用针的表面钝化的方法，该方法包括：

在足够高的温度下使具有一个外表面的金属外科用针在气态等离子体中暴露足够长的一段时间，以便有效地钝化针的外表面。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是所述气态等离子体是氧气、氦气和四氟化碳的混合物。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是所述气态等离子体是一种由氧气、氩气和四氟化碳组成的混合物。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是所述等离子体混合物包括大约50重量％至大约99重量％的氧气和大约1重量％至大约50重量％的氦气以及大约1重量％至大约40重量％的四氟化碳。

5.如权利要求1所述的方法，其特征是所述金属针由从T-420型不锈钢、T-420F型不锈钢、T-455型不锈钢以及钛镍马氏不锈钢合金组成的组中选择的一种合金制成。

6.如权利要求1所述的方法，其特征是由一能源激发气态等离子体，其中所述能源包括从由无线电频率电磁波、微波以及直流放电组成的组中选择的一种。

7.如权利要求1所述的方法，其特征是所述等离子体是氧气。

8.如权利要求1所述的方法，其特征是所述等离子体是氧气和氦气的混合物。

9.如权利要求1所述的方法，其特征是所述混合物是氧气和四氟化碳的混合物。

10.一种钝化金属外科器械表面的方法，该方法包括：

在足够高的温度下使具有一外表面的金属外科器械在一气态等离子体中暴露足够长的一段时间，以便有效地钝化针的外表面。

11.如权利要求10所述的方法，其特征是所述气态等离子体是一种氧气和氦气以及四氟化碳的混合物。

12如权利要求10所述的方法，其特征是所述气态等离子体是一种氧气和氩气以及四氟化碳的混合物。