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SISTEMA Y MÉTODO PARA LA FABRICACIÓN DE CUCHILLAS QUIRÚRGICAS
CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un sistema y método para la fabricación de instrumentos quirúrgicos. Más particularmente, la invención se refiere a un sistema y método para la fabricación de cuchillas de calidad quirúrgica fabricadas a partir de silicio y otros materiales cristalinos. Una materia relacionada se divulga en las solicitudes de patente provisionales norteamericanas co-pendientes No. de serie 60/362, 999, presentada el día 11 de Marzo de 2002, y No . de Serie 60/430,332, presentada el día 3 de Diciembre del 2002, cuyos contenidos enteros se incorporan expresamente aquí por referencia. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las cuchillas quirúrgicas existentes son fabricadas a través de varias metodologías diferentes, cada método teniendo sus ventajas y desventajas particulares. El método de fabricación más común es esmerilar mecánicamente el acero inoxidable. La cuchilla es subsiguientemente afilada (a través de varios métodos diferentes, por ejemplo, por aplicación de pasta ultrasónica, abrasión mecánica y pulido) o bien se pule electroquímicamente para lograr un borde filoso. La ventaja de estos métodos es que son procesos económicos comprobados que permiten la fabricación de cuchillas desechables en volúmenes importantes. La desventaja más importante de estos procesos es que la calidad del borde es variable, por lo que lograr una consistencia de filo mayor sigue siendo un reto. Esto se debe primariamente a las limitaciones inherentes del proceso mismo. Los radios de borde de cuchilla pueden estar dentro de un rango de 30 nm a 1000 nm. Un método relativamente nuevo de fabricación de cuchillas emplea el acuñado de acero inoxidable en lugar del pulido. La cuchilla es subsiguientemente pulida electroquímicamente para lograr un borde filoso. Este proceso es más económico que el método de pulido. Se ha encontrado también que produce cuchillas con una mayor consistencia de filo. La desventaja de este método es que la consistencia de filo sigue siendo inferior a la consistencia lograda a través de un proceso de fabricación de cuchilla de diamante. El uso de cuchillas de metal en intervenciones quirúrgicas en tejidos blandos es prevaleciente hoy en día debido a la calidad mejorada y al bajo costo de estas cuchillas. Las cuchillas de diamante son el estándar de oro en cuanto a filo en muchos mercados quirúrgicos, especialmente en el mercado de la cirugía oftálmica. Las cuchillas de diamante ofrecen un corte limpio de tejido blando con resistencia tisular mínima. El uso de cuchillas de diamante es también deseable debido a su filo consistente, corte tras corte. La mayoría de los cirujanos de altos volúmenes utilizan cuchillas de diamante puesto que el filo final y las variaciones de filo de las cuchillas de metal es inferior a lo obtenido en el caso de cuchillas de diamante. El proceso de fabricación utilizado para elaborar cuchillas de diamante emplea un proceso de pulido para lograr un filo de muy alta calidad y un radio de borde consistente. Los radios de borde de cuchilla resultante están dentro de un rango de 5 nm a 30 nm. La desventaja de este proceso es que es 'lento y como resultado directo, el costo de fabricación de tales cuchillas de diamante es de $500 a $5000. Por consiguiente, estas cuchillas son vendidas para aplicaciones en las cuales se re-utilizan. Este proceso está utilizando actualmente en otros materiales menos duros tales como rubí y zafiro, para lograr el mismo filo a un costo menor. Sin embargo, mientras son menos costosas que los diamantes, las cuchillas de calidad quirúrgica de rubi y/o zafiro siguen adoleciendo de la desventaja de un costo de fabricación relativamente elevado dentro de un rango de $50 a $500, y sus bordes duran solamente aproximadamente para doscientos intervenciones. Por consiguiente, estas cuchillas son vendidas para aplicaciones de re-utilización y re-utilización limitada. Ha habido algunas propuestas para la fabricación de cuchillas quirúrgicas que utilizan silicio. Sin embargo, de una forma u otra, estos procesos son limitados en cuanto a su capacidad de fabricar cuchillas en varias configuraciones y a costo de equipo desechable, muchas de las patentes de cuchillas de silicio se basan ataque químico anisotrópico de silicio. El proceso de ataque químico anisotrópico es un proceso en el cual el altamente direccional, con velocidades de ataque químicos diferentes en direcciones diferentes. Este proceso puede producir un borde cortante filoso. Sin embargo, debido a la naturaleza del proceso, es limitado por las formas de cuchilla y los ángulo de abiselado incluidos que pueden lograrse. Procedimientos de ataque químico anisotrópicos volumétricos tales como que emplean baños de hidróxido de potasio (KOH) , etileno/diamina/pircatecol (EDP) e hidróxido de trimetil-2-hidroxietilamonio (TMAH) , ataquen químicamente a lo largo de un plano cristalino particular para lograr un borde filoso. Este plano, típicamente el plano (111) en silicio <100>, presenta un ángulo de 54.7° con relación al plano de la superficie de las obleas de silicio. Esto crea una cuchilla con un ángulo abiselado incluido de 54.7°, que es clínicamente inaceptable en la mayoría de las aplicaciones quirúrgicas porque es demasiado obtuso. Esta aplicación es aún peor cuando se aplica esta técnica para la elaboración de cuchillas de doble bisel, puesto que el ángulo de bisel incluido es de 109.4°. El proceso es limitado adicionalmente a los perfiles de cuchilla que puede producir. Los planes de ataque químico están arreglados a 90° entre ellos en la cuchilla. Por consiguiente, se pueden producir solamente cuchillas con perfiles rectangulares.
Por consiguiente, existe la necesidad de fabricar cuchillas que resuelven las limitaciones de los métodos comentados arriba. Este sistema y método de la presente invención pueden elaborar cuchillas con el filo de las cuchillas de diamante al costo de las cuchillas desechables de los métodos de acero inoxidable. Además, el sistema y método de la presente invención puede producir cuchillas en grandes volúmenes y con un control estricto del proceso. COMPENDIO DE LA I VENCIÓN Las desventajas descritas arriba son superadas y se logran numerosas ventajas a través de la presente invención que se refiere a un sistema y método para la fabricación de cuchillas quirúrgicas a partir de material cristalino o poli-cristalino, por ejemplo, silicio, que proporciona el maquinado de ranuras en la oblea cristalina o policristalina, a través de varios medios, a cualquier ángulo de bisel deseado o en cualquier configuración de cuchilla. Las obleas cristalinas o poli-cristalinas maquinadas son después sumergidas en una solución de ataque químico isotrópico que remueve uniformemente capa tras capa de moléculas del material de oblea, con el objeto de formar un borde de corte de radio uniforme, y de una calidad suficiente para aplicaciones en cirugía de tejidos blandos. El sistema y método de la presente invención proporcionan un medio económico para la fabricación de tales cuchillas quirúrgicas de alta calidad. Por consiguiente es un objeto de la presente invención ofrecer un método para la fabricación de una cuchilla quirúrgica, que comprende los pasos de montar una oblea de silicio u otra oblea cristalina o poli-cristalina sobre un ensamble de montaje, maquinar una o varias ranuras en un primer lado de la oblea cristalina o poli-cristalina, atacar químicamente el primer lado de la oblea cristalina o poli-cristalina para formar una o varias cuchillas quirúrgicas, separar las cuchillas quirúrgicas, y ensamblar las cuchillas quirúrgicas . Es un objeto adicional de la presente invención proporcionar un método para la fabricación de una cuchilla quirúrgica, que comprende los pasos de montar una oblea cristalina o poli-cristalina en un ensamble de montaje, maquinar una o varias ranuras en un primer lado de la oblea cristalina o poli-cristalina, revestir el primer lado de la oblea cristalina o poli-cristalina con un revestimiento, desmontar la oblea cristalina o poli-cristalina del ensamble de montaje, y remontar el primer lado de la oblea cristalina o poli-cristalina sobre el ensamble de montaje, maquinar un segundo lado de la oblea cristalina o poli-cristalina, atacar químicamente el segundo lado de la oblea cristalina o poli-cristalina para formar una o varias cuchillas quirúrgicas, separar las cuchillas quirúrgicas, y ensamblar las cuchillas quirúrgicas . Es un objeto adicional de la presente invención proporcionar un método para fabricar una cuchilla quirúrgica, que comprende los pasos de montar una oblea cristalina o poli-cristalina sobre un ensamble de montaje, maquinar una o varias ranuras en un primer lado de la oblea cristalina o poli-cristalina, desmontar la oblea cristalina o poli-cristalina del ensamble de montaje, y remontar el primer lado de la oblea cristalina o poli-cristalina sobre el ensamble de montaje, maquinar un segundo lado de la oblea cristalina o poli-cristalina, atacar químicamente el segundo lado de la oblea cristalina o poli-cristalina para formar una o varias cuchillas quirúrgicas, convertir una capa del material cristalino o poli-cristalino para formar una superficie endurecida, separar las cuchillas quirúrgicas, y ensamblar las cuchillas quirúrgicas. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las características novedosas y ventajas de la presente invención se entenderán mejor con referencia a la descripción detallada de las modalidades preferidas que siguen, cuando se lean en combinación con los dibujos adjuntos, en los cuales: La figura 1 ilustra un diagrama de flujo de un método para la fabricación de una cuchilla quirúrgica de doble bisel a partir de silicio de conformidad con una primera modalidad de la presente invención;
s la figura 2 ilustra un diagrama de flujo de un método para la fabricación de una cuchilla quirúrgica de un solo bisel a partir de silicio de conformidad con una segunda modalidad de la presente invención; la figura 3 ilustra un diagrama de flujo de un método alternativo para la fabricación de una cuchilla quirúrgica de un solo bisel a partir de silicio de conformidad con una tercera modalidad de la presente invención; la figura 4 ilustra una oblea de silicio montada sobre un ensamble de montaje, vista superior; la figura 5 ilustra una oblea de silicio montada sobre un ensamble de montaje con cinta, vista superior; la figura 6 ilustra el uso de un chorro de agua láser para cortar previamente una oblea de silicio para ayudar a maquinar las ranuras en la oblea de silicio de conformidad con una modalidad de la presente invención; las figuras 7A-7D ilustran las configuraciones de hoja de sierra de diamante utilizadas para formar ranuras en una oblea de silicio de conformidad con una modalidad de la presente invención; la figura 8 ilustra la operación de una cuchilla de hoja de diamante a través de una oblea de silicio montada en un soporte de conformidad con una modalidad de la presente invención; las figuras 8A-8C ilustran el uso de hendiduras cuando se maquinan ranuras en una. oblea de silicio con una hoja de sierra de diamante de conformidad con una modalidad de la presente invención; la figura 9 ilustra una vista en corte transversal de una hoja de sierra de diamante que maquina una ranura en una oblea de silicio montada de conformidad con una modalidad de la presente invención; las figuras 10A y 10B ilustran una cuchilla quirúrgica de silicio con un borde de corte de bisel sencillo y una cuchilla quirúrgica de silicio con un borde de corte de bisel doble, respectivamente, fabricados de conformidad con una modalidad de la presente invención; la figura 11 ilustra un diagrama de bloques de un sistema láser utilizado para maquinar ranuras en una oblea de silicio de conformidad con una modalidad de la presente invención; la figura 12 ilustra un diagrama de bloques de un sistema de maquinado ultrasónico utilizado para maquinar ranuras en una oblea de silicio de conformidad con una modalidad de la presente invención; la figura 13 ilustra un diagrama de sistema de forjado en caliente utilizado para formar ranuras en una oblea de silicio de conformidad con una modalidad de la presente invención; la figura 14 ilustra una oblea de silicio con una sola ranura maquinada con un revestimiento sobre el lado maquinado de conformidad con una modalidad de la presente invención; la figura 15 ilustra una vista en corte transversal de una hoja de sierra de diamante que maquina una segunda ranura en una oblea de silicio montada con cinta de conformidad con una modalidad de la presente invención; la figura 16 ilustra una imagen en corte transversal de una oblea de silicio que tiene una ranura maquinada en ambos lados de conformidad con una modalidad de la presente invención; las figuras 17A y 17B ilustran un proceso de ataque químico isotrópico efectuado en una oblea de silicio con ranuras maquinadas en ambos lados de conformidad con una modalidad de la presente invención; las figuras 18A y 18B ilustran un proceso de ataque químico isotrópico en una oblea de silicio con ranuras maquinadas en ambos lados, y una capa de revestimiento en un lado de conformidad con una modalidad de la presente invención; la figura 19 ilustra un borde de corte resultante de una cuchilla quirúrgica de silicio de doble bisel con un revestimiento en un lado fabricado de conformidad con una modalidad de la presente invención; las figuras 20A-20G ilustran varios ejemplos de cuchillas quirúrgicas que pueden fabricarse de conformidad con el método de la presente invención; las figuras 21A y 21B ilustran una vista lateral del borde de cuchilla de una cuchilla quirúrgica de silicio fabricada de conformidad con una modalidad de la presente invención, y una cuchilla quirúrgica de acero inoxidable a una ampliación 5,000X, respectivamente; las figuras 22A y 22B ilustran una vista superior del borde de cuchilla de una cuchilla quirúrgica de silicio fabricada de conformidad con una modalidad de la presente invención, y una cuchilla de acero inoxidable, a una amplificación de ??,????, respectivamente; las figuras 23A y 23B ilustran el proceso de ataque químico isotrópico en una oblea de silicio con una ranura maquinada en un lado, y una capa de revestimiento en un lado opuesto de conformidad con una modalidad adicional de la presente invención; la figura 24 ilustra un ensamble post-hendidura de un sujetador y una cuchilla quirúrgica fabricada de conformidad con una modalidad de la invención; y las figuras 25A y 25B ilustran perspectivas de perfil de un ¦ borde de cuchilla fabricado a partir de un material cristalino, y un borde de cuchilla elaborado de un material cristalino que incluye un proceso de conversión de cuchilla, de conformidad con una modalidad de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Las varias características de las modalidades preferidas se describen a continuación con referencia a las figuras del dibujo en donde partes similares son identificadas con los mismos caracteres de referencia. La descripción siguiente de la modalidad actualmente preferida de la práctica de la presente invención no se considera en un sentido limitativo sino que se ofrece solamente con el objeto de describir los principios generales de la invención. El sistema y método de la presente invención ofrecen la fabricación de cuchillas quirúrgicas a utilizar para efectuar incisiones en tejido blando. Aún cuando la modalidad preferida se muestra en forma de una cuchilla quirúrgica, numerosos dispositivos de corte pueden también fabricarse de conformidad con los métodos comentados con detalles abajo. Por consiguiente, será aparente a una persona con conocimientos en la materia que aún cuando se hace referencia a "cuchillas quirúrgicas", en estos comentarios, numerosos otros tipos de dispositivos de corte pueden fabricarse, incluyendo, por ejemplo, rastrillos médicos, lancets, agujas hipodérmicas, cánulas de recolección de muestras, y otros aditamentos médicos filosos. El material de base preferido para las cuchillas es silicio cristalino con una orientación de cristal preferida. Sin embargo, otras orientaciones de silicio son adecuadas, asi como otros materiales que pueden ser atacados isotrópicamente . Por ejemplo, obleas de silicio con orientación <110> y <111> pueden también emplearse, asi como obleas de silicio dopadas en varias resistividades y varios niveles de contenido de oxigeno. Asi mismo, obleas elaboradas de otros materiales pueden utilizarse, por ejemplo, nitruro de silicio y arsenuro de galio. La forma de oblea es el formato preferido para el material de base. Además, de materiales cristalinos, materiales poli-cristalinos pueden también ser utilizados para fabricar cuchillas quirúrgicas. Ejemplos de estos materiales poli-cristalinos incluyen silicio poli-cristalino. Se entenderá que el término "cristalino" como se emplea aqui será utilizado para referirse tanto a materiales cristalinos como poli-cristalinos . Por consiguiente, será a una persona con conocimientos en la materia que aún cuando se hace referencia a "obleas de silicio" en estos comentarios, cualquiera de los materiales antes mencionados en combinación con varias orientaciones puede utilizarse de conformidad con las varias modalidades de la presente invención asi como otros materiales adecuados y orientaciones que pueden volverse disponibles. La figura 1 ilustra un diagrama de flujo de un método para fabricar una cuchilla quirúrgica de doble bisel a partir de silicio de conformidad con una primera modalidad de la presente invención. El método de las figuras 1, 2 y 3 describen procesos generales que pueden ser utilizados en la fabricación de cuchillas quirúrgicas de silicio de conformidad con la presente invención. Sin embargo, el orden de los pasos del método ilustrado en las figuras 1, 2 y 3 puede ser variado con el objeto de crear cuchillas quirúrgicas de silicio con criterios diferentes o bien para satisfacer entornos de fabricación diferentes. Como tal, el método de las figuras 1, 2 y 3 es representativo de las modalidades generales del método de conformidad con la presente invención en la medida en que existen numerosas permutas diferentes que incluyen los mismos pasos que pueden resultar en una cuchilla quirúrgica de silicio fabricada de conformidad con el espíritu y alcance de la presente invención. El método de la figura 1 es utilizado para fabricar una cuchilla quirúrgica de doble bisel, preferentemente con un material cristalino, por ejemplo, silicio, de conformidad con una modalidad de la presente invención, y empieza con el paso 1002. En el paso 1002, la oblea de silicio es montada en un ensamble de montaje 204. En la figura 4, la oblea de silicio 202 se muestra montada en un ensamble de estructura de oblea/cinta UV (ensamble de montaje) 204. El ensamble de montaje 204 es un método común para manejar material de oblea de silicio en la industria de los semi-conductores . Una persona con conocimientos en la materia puede observar que el montaje de la oblea de silicio (cristalino) 202 sobre un ensamble de montaje de oblea 204 no es necesario para la fabricación de las cuchillas quirúrgicas de conformidad con las modalidades preferidas de la presente invención. La figura 5 ilustra la misma oblea de silicio 202 montada en el mismo ensamble de montaje 204 pero en una vista lateral (izquierda o derecha; es simétrica aún cuando no tiene que ser el caso) . En la figura 5, una oblea de silicio 202 se monta sobre la cinta 308 la cual es después montada en un ensamble de montaje 204. Una oblea de silicio 202 tiene un primer lado 304 y un segundo lado 306. Con referencia otra vez a la figura 1, el paso decisión 1004 sigue al paso 1002. El paso de decisión 100 determina si un precorte opcional debe efectuarse, en una oblea de silicio 202, en el paso 1006, si se desea. Este pre-corte puede ser efectuado a través de un chorro de agua láser 402, como se muestra en la figura 6. En la figura 6, un chorro de agua láser 402 es mostrado dirigiendo el haz láser 402 sobre una oblea de silicio 202, la cual esta montada en el ensamble de montaje 204. Como se puede observar en la figura 6, varios orificios pre-cortados (o bien referencia de orificios pasantes) 406 pueden ser creados en una oblea de silicio 202 como resultado del impacto del haz láser 404 con la oblea de silicio 202. La oblea de silicio 202 es cortada por el haz láser 404 en la oblea de silicio 202. La capacidad del haz láser 404 para cortar la oblea de silicio 202 se relaciona con la longitud de onda ? del láser. En una modalidad preferida, que utiliza una oblea de silicio, la longitud de onda que proporciona los mejores resultados es 1064 nanómetros, típicamente proporcionados por un láser YaG aún cuando se pueden utilizar también otros tipos de láser. Si se utiliza un material poli-cristalino o cristalino diferente, entonces otras longitudes de onda y otros tipos de láser serán más apropiados . Las referencias de orificios pasantes resultantes 406 (varios orificios pueden ser cortados de esta forma) pueden utilizarse como guías para el maquinado de las ranuras (se comenta con detalles con relación al paso 1008 abajo) , especialmente si se debe utilizar una hoja de sierra de diamante para maquinar las ranuras. Referencias de orificios pasantes 402 pueden también cortarse mediante el uso de cualquier haz láser (por ejemplo, un láser excímero, o bien chorros de agua láser 402) para el mismo propósito. Las referencias de orificios pasantes pre-cortados se cortan típicamente en forma de un símbolo de o un circulo. Sin embargo, la elección de la forma de referencia de orificio pasante depende de las herramientas de fabricación específicas así como del entorno y por consiguiente no tiene que limitarse a las dos formas que mencionamos arriba. Además del uso de haz láser para pre-cortar las referencias de orificios pasantes, se pueden utilizar también otros métodos de maquinado mecánico. Estos métodos incluyen, por ejemplo, sin limitarse a estos ejemplos, herramientas de perforación, herramientas de esmerilado mecánico, así como maquinas y herramientas ultrasónicas 100. Mientras que el uso de los dispositivos es novedoso con relación a las modalidades preferidas de la invención, los dispositivos y su uso general son bien conocidos por parte de las personas con conocimientos en la materia. El corte previo puede efectuarse sobre oblea de silicio 202 antes del maquinado de las ranuras para que la oblea de silicio 202 conserve su inteqridad y no se deshaga durante el proceso de ataque químico. Un haz láser (un chorro de agua láser 402 o láser excímero) puede utilizarse para abrir hendiduras de orificios pasantes elípticos para la cuchilla de diamante 502 (se comenta con detalle con referencia a las figuras 7A-7C) para empezar a maquinar las ranuras en la oblea de silicio 202 dentro de su perímetro. Los dispositivos y métodos de maquinado mecánico (comentados arriba) utilizados para crear las referencias de orificios pasantes pueden también utilizarse para crear las hendiduras de orificios pasantes. Con referencia otra vez a la figura 1, el siguiente paso es el paso 1008 que puede seguir ya sea el paso 1006 (si se cortan referencias de orificios pasantes 406 en oblea de silicio 202), o los pasos 1002 y 1004, que es el paso de montaje de oblea de silicio (Mel paso" 1004 no es un paso de fabricación física, estos- pasos de decisión están incluidos para ilustrar el proceso completo de fabricación y sus variaciones) . En el paso 1008, se maquinan ranuras en el primer lado 304 de una oblea de silicio 202. Existen varios métodos que pueden ser utilizados para maquinar las ranuras, según las condiciones de fabricación y el diseño deseado del producto terminado de cuchilla quirúrgica de silicio. Los métodos para maquinar pueden emplear ya sea una hoja de sierra de diamante, sistema láser, una herramienta de maquinado ultrasónico o bien un proceso de forjado en caliente. Otros métodos para maquinar pueden también utilizarse. Cada uno será comentado a su turno. La ranura maquinada por cualquiera de estos métodos ofrece el ángulo (ángulo de bisel) de la cuchilla quirúrgica. Conforme la maquina para formar ranura opera en la oblea de silicio 202, se remueve material de silicio, ya sea en forma de la hoja de sierra de diamante, el patrón formado por el láser excímero, o el patrón formado por la maquina herramienta ultrasónica, en la forma deseada de la pre-forma de cuchilla quirúrgica. En el caso de una hoja de sierra de diamante, las cuchillas quirúrgicas de silicio tendrán solamente bordes rectos; en los últimos dos métodos, las cuchillas tendrán esencialmente cualquier forma deseada. En el caso de proceso de forjado en caliente, la oblea de silicio es calentada para que se vuelva maleable, después es prensada entres dos dados, cada uno teniendo una forma tridimensional de las ranuras que se desea "moldear" en la oblea de silicio calentada, maleable. Para los propósitos de este comentario, el "maquinado" de ranuras abarca todos los métodos de fabricación de ranuras en una oblea de silicio, incluyendo los métodos específicamente mencionados, ya sea a través de una hoja de sierra de diamante, láser excímero, maquina ultrasónica, o proceso de forjado en caliente, y métodos equivalentes no mencionados. Estos métodos de maquinado de las ranuras se comentarán a continuación con detalles. Las figuras 7A-7D ilustran configuraciones de hoja de sierra de diamante utilizadas para maquinar ranuras en una oblea de silicio, de conformidad con una modalidad de la invención. En la figura 7A, una primera hoja de sierra de diamante 502 presenta un ángulo F que será esencialmente el ángulo resultante de la cuchilla quirúrgica después de terminar el proceso de fabricación completo. La figura 7B ilustra una segunda hoja de sierra de diamante 504, con dos superficies de corte que presentan ángulos, cada una presentando un ángulo de corte F. La figura 7C ilustra una tercera hoja de sierra de diamante 506 que tiene también un ángulo de corte F pero tiene una configuración ligeramente diferente de la configuración de la primera hoja de sierra de diamante 502. La figura 7D ilustra una cuarta hoja de sierra de diamante 508 con dos superficies de corte que forman un ángulo, de manera similar a la figura 7B, cada una presentando un ángulo de corte F. Aún cuando las hojas de sierra de diamante 502, 504, 506 y 508 ilustradas en las figuras 7A-7D tienen el mismo ángulo de corte F, será aparente a una persona con conocimientos en la materia que el ángulo de corte puede ser diferente para usos diferentes de las cuchillas quirúrgicas basadas en silicio. Además, como se comentará más adelante, una cuchilla quirúrgica de silicio individual puede tener diferentes bordes de corte con ángulos diferentes incluidos ahi. Una segunda hoja de sierra de diamante 504 puede ser utilizada para incrementar la capacidad de fabricación de un diseño particular de cuchilla quirúrgica basada en silicio o para producir cuchillas quirúrgicas de silicio que tienen dos o tres bordes de corte. Varios ejemplos de diseños de cuchilla se comentarán con detalles con referencia a las figuras 20A-20G. En una modalidad preferida de la invención, la hoja de sierra de diamante será una hoja de sierra de arenisca de diamante . Una hoja de sierra de diamante especial se utiliza para maquinar canales en el primer lado 304 de la oblea de silicio 202. La composición de la hoja de sierra de diamante se selecciona específicamente para proporcionar el mejor acabado superficial resultante mientras se mantiene una vida de desgaste aceptable. El borde de la hoja de sierra de diamante tiene la forma de un perfil que dará la forma del canal resultante en la oblea de silicio 202. Esta forma se correlacionará con la configuración de bisel de cuchilla resultante. Por ejemplo, cuchillas quirúrgicas han incluido típicamente ángulos de bisel dentro de un rango de 15° a 45° para cuchilla de bisel sencillo y han incluido ángulos de bisel dentro de un rango de 15° a 45° en el caso de cuchillas de bisel doble. La selección de una hoja de sierra de diamante en combinación con las condiciones de ataque químico ofrece un control preciso del ángulo de bisel. La figura 8 ilustra la operación de una hoja de sierra de diamante a través de una oblea de silicio montada en un soporte de conformidad con una modalidad de la invención. La figura 8 ilustra la operación de una maquina de hoja de sierra de diamante que esta maquinando ranuras en un primer lado 304 de una oblea de silicio 202. En este ejemplo, cualquiera de las obleas de sierra de diamante de las figuras 7A-7B (502, 504, 506 ó 508) puede utilizarse para crear los bordes de cuchilla quirúrgica basada en silicio. Se entenderá también que las configuraciones de cuchilla de las figuras 7A-7D no son las únicas configuraciones posibles que pueden ser creadas para las hojas de sierra de diamante. La figura 9 ilustra una vista en corte transversal de una hoja de sierra de diamante que esta formando una ranura en una oblea de silicio montada con cinta de conformidad con una modalidad de la presente invención. La figura 9 ilustra una vista acercada de corte transversal del mismo ensamble de hoja de sierra de diamante mostrada en la figura 8 que esta penetrando en la oblea de silicio 202. Se puede ver que la hoja de sierra de diamante 502 no penetra totalmente a través de la oblea de silicio 202, sino que, para un corte de bisel sencillo, penetra aproximadamente 50-90% del espesor de la oblea de silicio 202. Esto aplica para cualquier método utilizado para maquinar (o moldear, a través de forjado en caliente) una ranura de bisel sencillo. En el caso de corte de bisel doble mediante cualquier hoja de sierra de diamante o bien cualquiera de los métodos de maquinado, aproximadamente 25-49% del espesor de la oblea de silicio 202 será removida (o moldeado) en un lado de la oblea de silicio 202. Las figuras 10A y 10B ilustran una cuchilla quirúrgica de silicio con un borde de corte de bisel sencillo y una cuchilla quirúrgica de silicio con un borde de corte de bisel doble, respectivamente, fabricadas de conformidad con una modalidad de la presente invención. De conformidad con lo comentado arriba, hendiduras pueden también ser cortadas en la oblea de silicio 202, especialmente si se utiliza una hoja de sierra de diamante para maquinar las ranuras. Las hendiduras pueden ser cortadas en la oblea de silicio 202 de manera similar a las referencias de orificios pasantes, es decir, con el chorro de agua láser o láser excimero, pero tienen un propósito muy diferente. Recuerde que las referencias de orificios pasantes se utilizan por parte de la maquina para elaborar ranuras con el objeto de colocar con precisión la oblea de silicio 202 sobre la maquina para elaborar ranuras. Esto es especialmente útil cuando se hacen cuchillas de bisel doble, puesto que el segundo maquinado (en el lado opuesto de la oblea de silicio 202) debe ser colocado con precisión para asegurar una cuchilla de doble bisel correctamente fabricada. Sin embargo se usan hendiduras para un propósito diferente. Las hendiduras permiten que la hoja de sierra de diamante empiece a cortar la oblea de silicio 202 alejándose del borde (como se muestra en la figura 8), sin astillar ni romper la oblea de silicio 202. Es una modalidad preferida como se muestra en la figura 8A. Con referencia a la figura 8, es aparente que si no se usan hendiduras, y si las ranuras son fabricadas como se muestra, la oblea de silicio maquinada 202 será susceptible a ruptura a lo largo de las ranuras maquinadas puesto que la oblea de silicio es significativamente más delgadas en estas áreas, y esfuerzos pequeños pueden provocar su ruptura. Es decir, la oblea de silicio maquinado de la figura 8 no tiene rigidez estructural. A continuación vamos a comparar esto con la oblea de silicio de la figura 8C. La oblea de silicio maquinada 202 de la figura 8C es mucho más rígida y conlleva un rendimiento de fabricación mejorado.
Menos obleas de silicio 202 fabricadas de conformidad con la figura 8C se romperán que las obleas de silicio de la figura 8. Como se muestra en las figuras 8A y 8B, la hendidura es más ancha que la hoja de sierra de diamante y suficientemente larga para permitir la inserción de la hoja de sierra de diamante en ella y para que empiece a maquinar a la profundidad correcta. Por consiguiente, la hoja de sierra de diamante no intenta cortar la oblea de silicio 202 mientras se esta desplazando hacia abajo, lo que provoca formación de astillas y ruptura. La hoja de sierra de diamante empieza a cortar cuando se desplaza en forma horizontal, como era diseñado. La figura 8C ilustra una serie de hendiduras y ranuras maquinadas en un primer lado de una oblea de silicio 202. La figura 11 ilustra un diagrama de bloques de un sistema láser utilizado para maquinar ranuras en una oblea de silicio de conformidad con una modalidad de la presente invención. Las ranuras pueden también ser maquinadas en forma ultrasónica de conformidad con lo descrito con referencia a la figura 12, como se comenta con detalles abajo. Las ventajas de estos dos métodos es que cuchillas pueden ser fabricadas con perfiles de borde de corte no lineales y complejos, por ejemplo, cuchillas en forma de media luna, cuchillas de cuchara asi como1 cuchillas de esclerotoma. La figura 11 lustra un ensamble de maquina láser simplificado 900. El ensamble de maquina láser 900 consiste de un láser 9023 que emite un haz láser 904, y un mecanismo de control de ejes múltiples 906 que se apoya en la base 908. Evidentemente, el ensamble de maquina láser 900 comprende también una computadora, y posiblemente una interfaz de red, que han sido omitidos para mayor claridad. Cuando se maquinan ranuras con el ensamble de maquina láser 90, la oblea de silicio 202 esta montada sobre el ensamble de montaje 204 que es también adaptable para ser manipulado por el mecanismo de control de ejes múltiples 906. A través del uso de ensamble de maquina láser 900 y varias técnicas de enmascaramiento de haz luminosa, un conjunto de perfiles de cuchilla pueden maquinarse. La máscara de haz luminosa se localiza dentro del láser 902, y a través de un diseño cuidadoso, impide que el láser 902 corte material de silicio en donde no debe cortar. En el caso de cuchillas de bisel doble, el lado opuesto es maquinado de la misma manera utilizando los chaflanes precortados 206A, 206B o las referencias 406 para alineación. El láser 902 es utilizado para maquinar con precisión y esmero los patrones de ranuras (se conoce también como "perfil de corte" con referencia al uso de un láser) ya sea en un primer lado 304 o en un segundo lado 306 de una oblea de silicio 202 en preparación del paso de ataque isotrópico húmedo (que se comenta con detalles con referencia a la figura 1, paso 1018) . Se utilizan el control de ejes múltiples y el uso de máscaras de haz de luz láser internas para diseñar los perfiles de corte mencionados arriba en oblea de silicio 202. Como resultado, se logra una ranura con contorno que tiene pendientes con ángulos bajos que corresponden a lo requerido para el producto de cuchilla quirúrgica. Varios patrones de perfiles curvilineales pueden lograrse a través de este proceso. Los varios tipos de láser pueden ser utilizados en este paso de maquinado. Por ejemplo, un láser excimero o un chorro de agua láser 402 puede emplearse. La longitud de onda del láser excimero 902 puede estar dentro de un rango de 157 nm a 248 nm. Otros ejemplos incluyen un láser YaG y lásers con longitudes de onda de 355 nanómetros. Evidentemente, una persona con conocimientos en la materia observará que haces láser con ciertas longitudes de onda dentro del rango de 150 nm a 11,000 nm pueden emplearse para maquinar los patrones de ranuras. La figura 12 ilustra un diagrama de bloques de un sistema de maquinado ultrasónico utilizado para maquinar ranuras en una oblea de silicio de conformidad con una modalidad de la presente invención. El maquinado ultrasónico se efectúa mediante la utilización de una herramienta ultrasónica de maquinado preciso 104 que es utilizado para maquinar, con pasta abrasiva 102, un primer lado 304 o un segundo lado 306 de la oblea de silicio 202. El maquinado se efectúa un lado a la vez. En el caso de cuchillas de doble bisel, el lado opuesto es maquinado de la misma manera utilizando las referencias 406 de orificios pasantes para alineación. El maquinado ultrasónico es utilizado para maquinar con precisión y esmero patrones de ranura en la superficie de oblea de silicio 202 en preparación del paso de ataque isotrópico húmedo. El maquinado ultrasónico es efectuado mediante la vibración ultrasónica de un mandril/herramienta (herramienta) 104. La herramienta 104 no entra en contacto con la oblea de silicio 202, pero se coloca en cercanía estrecha con la oblea de silicio 202 y excita la pasta abrasiva 102 mediante la operación de ondas ultrasónicas emitidas por la herramienta 104. Las ondas ultrasónicas emitidas por la herramienta 104 fuerzan la pasta abrasiva 102 a erosionar la oblea de silicio 202 hasta obtener el patrón correspondiente que es maquinado en la herramienta 104. La herramienta 104 es maquinada, a través de pulido, esmerilado, o maquinado por descarga electrostática (EDM) para crear el patrón de ranura. El patrón resultante en la oblea de silicio maquinado 202 corresponde a lo que fue maquinado en la herramienta 104. La ventaja de utilizar un método de maquinado ultrasónico en comparación con un láser excímero es que un lado entero de la oblea de silicio 202 puede tener numerosos patrones de ranura de cuchilla maquinados ultrasónicamente al mismo tiempo. Así, el proceso es rápido y relativamente económico. Así mismo, como el caso del proceso de maquinado láser excímero, varios patrones de perfiles curvilineales pueden lograrse a través de este proceso . La figura 13 ilustra un diagrama de un sistema forjado en caliente utilizado para formar ranuras en una oblea de silicio de conformidad con una modalidad de la invención. Las configuraciones de oblea pueden también ser forjadas en caliente en la superficie de oblea. Este proceso emplea el calentamiento de la oblea hasta lograr una condición maleable. Las superficies de oblea son subsiguientemente prensadas entre dos dados que incorporan el patrón negativo al patrón de las ranuras resultantes. La oblea de silicio 202 es pre-calentada en una cámara de calentamiento o bien puede ser calentada totalmente mediante la operación de un miembro de base calentada 1054 en el cual se coloca la oblea de silicio 202. Después del paso de un tiempo suficiente a temperaturas elevadas, la oblea de silicio 202 se vuelve maleable. Después, un dado calentado 1052 es empujado sobre la oblea de silicio 202 con una presión suficiente para imprimir la imagen negativa del dado calentado 1052 en un primer lado 304 de una oblea de silicio 202. El diseño del dado 1052 puede ser tal que existen numerosas ranuras de varios ángulos, profundidades, longitudes, y perfiles de bisel con el objeto de crear virtualmente cualquier diseño de cuchilla imaginable. El diagrama ilustrado en la figura 13 es muy simplificado y exagerado para mostrar claramente las características pertinentes del proceso de forjado en caliente. Después de haber comentado los varios métodos para maquinar ranuras, se prestará atención otra vez a la Figura 1. Después del paso 1008, en donde las ranuras maquinadas en el primer lado 304 de la oblea de silicio 202, se debe tomar una decisión, en el paso de decisión 2001, en cuanto a si se debe revestir la oblea de silicio 202. La Figura 14 ilustra una oblea de silicio con una sola ranura maquinada con un revestimiento aplicado sobre el lado maquinado, de conformidad con una modalidad de la presente invención. Si se aplica un revestimiento, entonces el revestimiento 1102 puede ser aplicado sobre un primer lado 304 de una oblea de silicio 202 en el paso 2002 de conformidad con una de muchas técnicas conocidas por parte de las personas con conocimientos en .la materia. El revestimiento 1102 es suministrado para facilitar el control del ataque químico y para proporcionar resistencia adicional al borde de cuchilla resultante. Se coloca una oblea de silicio 202 en una cámara de depósito en donde todo el primer lado 304 de la oblea de silicio 202 - incluyendo el área plana y el área de ranura - es revestido con una capa delgada de nitruro de silicio (SÍ3N4) . El espesor del revestimiento resultante 1102 puede estar dentro de un rango de 10 nm a 2 mieras. El revestimiento 1102 puede comprender cualquier material más duro que la oblea de silicio
(cristalina) 202. Específicamente, el revestimiento 1102 puede comprender también nitruro de titanio (TiN) , nitruro de aluminio titanio (AlTiN) , dióxido de silicio (S1O2) , carburo de silicio (SiC) , carburo de titanio (TiC) , nitruro de boro
(BN) o cristales de tipo diamante (DLC) . Los revestimientos para cuchillas quirúrgicas de doble bisel se comentarán otra vez con mayores detalles abajo, con referencia a las Figuras 18A y 18B. Después del revestimiento 1102 aplicado en el paso opcional 2002, el paso siguiente es el paso 2003, desmontaje y remontaje (paso 2003 puede también seguir el paso 2008 si no se aplica ningún revestimiento) . En el paso 2003, la oblea de silicio 202 es desmontada de la cinta 308 utilizando la misma maquinaria de montaje estándar. La máquina desmonta la oblea de silicio 202 mediante la irradiación de luz ultra violeta (UV) sobre la cinta sensible a UV 308 para reducir su pegajosidad. Se puede utilizar también una cinta de baja pegajosidad o bien de liberación térmica en lugar de una cinta sensible a UV 308. Después de una exposición suficiente a la luz UV, la oblea de silicio 202 puede ser fácilmente desprendida del montaje con cinta. La oblea de silicio 202 es después montada de nuevo, con el segundo lado 306 hacia arriba, en preparación para la elaboración de ranuras con máquina en el segundo lado 306. El paso 2004 es después efectuado en la oblea de silicio 202. En el paso 2004, las ranuras son maquinadas en el segundo lado 306 de la unidad de silicio 202 , como se efectúa en el paso 1006, para crear unas cuchillas quirúrgicas basadas en silicio de doble bisel. La Figura 15 ilustra una vista en corte transversal de una hoja de sierra de diamante 502 que maquila una segunda ranura en la oblea de silicio 202 montada en cinta, de conformidad con una modalidad de la invención. Evidentemente, se puede utilizar también un láser excimero 902, o una máquina herramienta ultrasónica 100 o bien un proceso de forjado en caliente para maquinar la segunda ranura en la oblea de silicio 202. En la Figura 15, una hoja de sierra de diamante 502 se muestra maquinando una segunda ranura en el segundo lado 306 de una oblea de silicio 202. Se muestra el revestimiento 1102 opcionalmente aplicado en el paso 2002. Las Figuras 10A y 10B muestran los cortes de bisel sencillo y doble resultantes, respectivamente. En la Figura 10A, se ha efectuado un corte sencillo en la oblea de silicio 202 lo que resulta en un ángulo de f en un solo ensamblaje de cuchilla. En la Figura 10B, se ha maquinado una segunda ranura en la oblea de silicio 202 (a través de cualquier proceso de maquinado de ranura antes mencionado) con el mismo ángulo que en la primera ranura. El resultado es una cuchilla quirúrgica basada en silicio de doble bisel con cada borde de corte presentando un ángulo de corte de f, proporcionando un ángulo de bisel doble de 2 f. La Figura 16 ilustra una imagen en corte transversal de una oblea de silicio que ha sido maquinada en forma de ranura en ambos lados, de conformidad con una modalidad de invención. Después del paso de maquinado de ranura 2004, se debe tomar una decisión en el paso de decisión 2005, en el sentido de atacar químicamente la oblea de silicio con ranura doble maquinada 202 en el paso 1018, o bien cortar la oblea de silicio de ranura de doble maquinado 202 en el paso 1016. El paso de cortar 1016 puede ser efectuado por una hoja de sierra de diamante, haz láser, (por ejemplo, láser excímero o bien chorro de agua láser 402). El corte proporciona tiras resultantes a atacar químicamente (en el paso 1018) en aditamentos habituales en lugar de artesas de oblea (se comenta con detalles abajo). Las Figuras 17A y 17B ilustran un proceso de ataque isotrópico efectuado en una oblea de silicio con ranuras maquinadas en ambos lados, de conformidad con una modalidad de la presente invención. En el paso de ataque químico 1018, la oblea de silicio maquinada 202 es desmontada de la cinta 308. La oblea 202 es después colocada en una artesa para oblea y sumergida en un baño de ácido isotrópico 1400. La temperatura, concentración y agitación del agente de ataque 1402 se controlan para optimizar la uniformidad del proceso de ataque químico. El agente de ataque isotrópico preferido 1402 utilizado consiste de ácido fluorhídrico, ácido nítrico, y ácido acético (NHA) . Otras combinaciones y concentraciones pueden utilizarse para lograr el mismo propósito. Por ejemplo, se puede intercambiar agua por ácido acético. El ataque por rociado, ataque con gas difluoruro de xenón isotrópico y ataque clorhídrico, en lugar de ataque por inmersión, puede también utilizarse para lograr los mismos resultados. Otro ejemplo de un compuesto que puede utilizarse en ataque con gas es hexafluoro de azufre, u otros gases fluorinados similares. El proceso de ataque químico atacará químicamente uniformemente ambos lados de la oblea de silicio 202 y sus ranuras respectivas hasta la intersección de los perfiles de ranuras opuestas. La oblea de silicio 202 será inmediatamente removida del agente de ataque químico 1402 y enjuagada una vez que esto ocurra. El radio de borde de corte esperado alcanzado por este proceso está dentro de un rango de 5 nm a 500 nm. El ataque químico isotrópico es un proceso utilizado para remover silicio de manera uniforme. En el proceso de fabricación de conformidad con una modalidad de la presente invención, el perfil de la superficie de la oblea que fue producido con el maquinado descrito arriba es uniformemente bajado hasta la intersección con el perfil en el lado opuesto de la oblea (si se desean cuchillas de bisel sencillo, en la superficie de oblea de silicio opuesta no maquinada será intersecada) . El ataque isotrópico es utilizado con el objeto de lograr el filo deseado de cuchilla mientras se conserva el ángulo de cuchilla. Intentos para intersecar los perfiles de oblea mediante el maquinado solo fallan puesto que la geometría de borde deseado es excesivamente delicada para resistir las fuerzas mecánicas y térmicas del maquinado. Cada uno de los componentes ácidos del agente de ataque isotrópico (agente de ataque) 1402 tiene una función específica en un baño de ácido isotrópico 1400. Primero, el ácido nítrico oxida el silicio expuesto, y segundo, el ácido fluorhídrico remueve el silicio oxidado. El ácido acético actúa como diluyente durante el proceso. El control preciso de la composición, temperatura y agitación es necesario para lograr resultados repetidos. En la Figura 17A, una oblea de silicio 202, sin revestimiento 1102, ha sido colocada en un baño de agente de ataque isotrópico 1400. Obsérvese que cada cuchilla quirúrgica, primera cuchilla quirúrgica 1404, segunda cuchilla quirúrgica 1406, y tercera cuchilla quirúrgica 1408, están conectadas entre ellas. Conforme el agente de ataque químico 1402 está operando sobre el silicio, una capa de moléculas después de otras es removida con el tiempo, disminuyendo el ancho del silicio (es decir, la cuchilla quirúrgica) hasta que los dos ángulos 1410 y 1412 (de la primera cuchilla quirúrgica 1404), se intersecan en el punto en el cual están unidos a la siguiente cuchilla quirúrgica (segunda cuchilla quirúrgica 1406). El resultado es que varias cuchillas quirúrgicas ( 1404 , 1406 y 1408) se forman. Obsérvese que los mismos ángulos han sido mantenidos a través de todo el proceso de ataque isotrópico, excepto que una menor cantidad de material de silicio permanece puesto que el material de silicio ha sido disuelto por el agente de ataque químico 1402. Las Figuras 18A y 18B ilustran el proceso de ataque isotrópico en una oblea de silicio con ranuras maquinadas en ambos lados, y una capa de revestimiento en un lado, de conformidad con otra modalidad de la presente invención. En las Figuras 18A y 18B, la cinta 308 y el revestimiento 1102 se han dejado en la oblea de silicio 202 de tal manera que el proceso de ataque químico actúe solamente sobre el segundo lado 306 de la oblea de silicio 202. No es necesario que la oblea sea montada en cinta durante el proceso de ataque químico; es solamente una opción de fabricación. Otra vez, el material de ataque químico isotrópico 1402 funciona sobre la oblea de silicio expuesta 202 solamente, removiendo el material de silicio (una capa tras otra) , pero manteniendo el mismo ángulo que fue maquinado en el paso 2004 (puesto que es el segundo lado 306) . Como resultado, en la Figura 18B, cuchillas quirúrgicas basadas en silicio 1504, 1506 y 1508 tienen el mismo ángulo que fue maquinado en los pasos 1008 y 2004, en el primer lado 304, debido a la cinta 308 y el revestimiento opcional 1102, y en el segundo lado 306, debido al hecho que el agente de ataque isotrópico 1402 remueve capas uniformes de moléculas de silicio a lo largo de la superficie de ranura maquinada. El primer lado 304 de la oblea de silicio 202 no ha sido atacado químicamente, proporcionando resistencia adicional a la cuchilla quirúrgica basada en silicio terminado. Otro beneficio de la utilización del paso opcional 2002, aplicar revestimiento 1102 sobre el primer lado 304 de la oblea de silicio 202, es que el borde de corte (el primer lado de ranura maquinada) consiste de revestimiento 1102 (que comprende preferentemente una capa de nitruro de silicio) que posee propiedades de material más fuertes que el material de silicio de base. Por consiguiente, el proceso de aplicar un revestimiento 1102 resulta en un borde de corte que es más fuerte y más duradero. El revestimiento 1102 ofrece también una barrera al desgaste a la superficie de cuchilla que puede ser deseable en el caso de cuchillas que entran en contacto con acero en dispositivo de cuchilla reciprocantes electromecánicos. La Tabla I ilustra las especificaciones típicas de indicación de resistencia de una cuchilla quirúrgica basada en silicio fabricada sin revestimiento 1102 (silicio) y con revestimiento 1102· (nitruro de silicio) .
TABLA I Propiedad Silicio Nitruro de Silicio+
Módulo de Young (GPa) 160 323 Resistencia a la 7 14 Deformación (GPa) El módulo de Young (conocido también como módulo de elasticidad) es una medición de la rigidez inherente del material. Entre más alto es el módulo, más rígido es el material. La resistencia a la deformación es el punto en el cual un material, bajo carga, pasará de deformación elástica a deformación plástica. En otras palabras, es el punto en el cual el material ya no será flexible, sino que se doblará permanentemente o se romperá. Después del ataque químico (con o sin revestimiento 1102), la oblea de silicio atacada químicamente 202 es enjuagada completamente y limpiada para remover todos los agentes químicos de ataque residuales 1402. La Figura 19 ilustra un borde de corte resultante de una cuchilla quirúrgica de silicio de doble bisel con un revestimiento en un lado fabricada de conformidad con una modalidad de presente invención. El borde de corte 1602 tiene típicamente un radio de 5 a 500 nanómetros lo que es similar a lo de una cuchilla quirúrgica de diamante, pero se fabrica a un costo mucho menor. Después el proceso de ataque químico del paso 1018, cuchillas quirúrgicas basadas en silicio pueden ser montadas de conformidad con el paso 1020, que es el mismo que el paso de montaje 1002 y paso 2003. Después del paso de montaje 1020, las cuchillas quirúrgicas basadas en silicio (cuchilla de silicio) pueden ser separadas en el paso 1022, lo que significa que cada cuchilla de silicio es separada mediante el uso de una hoja de sierra de diamante haz láser (por ejemplo, chorro de agua láser 402 o un láser excimero) , u otro dispositivo adecuado para separar las cuchillas de silicio entre ellas. Como lo puede observar una persona con experiencia en la materia, lásers con cierta longitud de onda dentro del rango de 150 nm a 11,000 nm pueden también utilizarse. Un ejemplo de un láser en este rango de longitud de onda es un láser excimero. El carácter único del chorro de agua láser (un láser YAG) es que puede formar patrones curvilineales interrumpidos en la oblea. Esto proporciona al fabricante la flexibilidad de hacer virtualmente un número ilimitado de perfiles de cuchillas de borde no cortante. El chorro de agua láser utiliza una corriente de agua como guia de onda que permite al láser cortar como una sierra de banda. Esto no puede lograrse con el estado actual de las máquinas de sierra de diamante conocidas que, como se mencionó arriba, solamente pueden cortar en patrones continuos de linea recta. En el paso 1024, las cuchillas de silicio quirúrgicas separadas son recogidas y colocadas en ensambles de manejo de cuchillas, de conformidad con los deseos particulares de los clientes. Antes de "recoger y colocar" realmente las cuchillas, sin embargo, las obleas de silicio atacadas químicamente 202 (montadas en cinta o marco o en cinta/marco de oblea) son irradiadas con luz ultravioleta (UV) en la máquina de montaje de oblea para reducir la pegajosidad de la cinta 308. Las obleas de silicio 202 todavía en la cinta de "pegajosidad reducida" y marco, o bien en cinta/marco de oblea, son después cargadas en un sistema de ensamblaje de fijación de dado comercialmente disponible. Recuerde a partir de lo anterior que se comentó que el orden de ciertos pasos puede ser cambiado de conformidad con varios entornos de fabricación. Un ejemplo de este tipo son los pasos de separación y radiación por luz UV: estos pasos pueden ser intercambiados, en caso necesario. El sistema de ensamble de fijación de dado removerá cuchillas quirúrgicas de silicio atacadas químicamente individuales de la cinta de "pegajosidad reducida" y oblea o estructura de cinta/oblea, y fijar las cuchillas quirúrgicas de silicio sobre sus soportes respectivos dentro de la tolerancia deseada. Una sustancia epóxica o un adhesivo se utilizará para montar los dos componentes. Otros métodos de ensamblaje pueden ser utilizados para fijar la cuchilla quirúrgica de silicio sobre su sustrato respectivo, incluyendo sujeción térmica, sujeción ultrasónica, soldadura ultrasónica, soldadura láser o enlace eutéctico. Finalmente, en el paso 1206, las cuchillas quirúrgicas de silicio totalmente ensambladas con sujetadores son empacadas para asegurar la esterilidad y seguridad, y transportadas para su uso de conformidad con el diseño de la cuchilla quirúrgica de silicio. Otro método de ensamblaje que puede ser utilizado para montar la cuchilla quirúrgica sobre su sujetador incluye otro uso de hendiduras. Las hendiduras, como se comentó arriba, pueden ser creadas por chorros de agua láser o láser excimero, y se utilizaron para proporcionar una abertura para que la hoja de sierra de diamante enganche la oblea de silicio 202 cuando se maquinan ranuras. Un uso adicional de las hendiduras puede ser para proporcionar un receptáculo en la cuchilla para uno o varios postes en el sujetador. La Figura 24 ilustra un arreglo de este tipo. En la Figura 24, una cuchilla quirúrgica terminada 2402 ha tenido dos hendiduras 2404a, 2404b creadas en la región de interfaz de sujetador 2406. Estas hendiduras conectan con postes 2408a, 2408b del sujetador de cuchilla 2410. Las hendiduras pueden ser cortadas en la oblea de silicio 202 en cualquier punto en el proceso de fabricación, pero preferentemente se puede efectuar antes de la separación de las cuchillas quirúrgicas. Antes de la conexión, un adhesivo puede ser aplicado sobre las áreas apropiadas, asegurando una sujeción apretada. Después, la cubierta 2412 puede ser pegada como se muestra, para proporcionar una apariencia terminada al producto final. El propósito de implementar el ensamble post-hendidura es que proporciona una resistencia adicional a cualquier fuerza de tracción que la cuchilla 2402 pueda encontrar durante un procedimiento de corte. Después de haber descrito el proceso de fabricación para una cuchilla quirúrgica basada en silicio de doble biselado, se presta atención ahora a la Figura 2 que ilustra un diagrama de flujo de un método para fabricar una cuchilla quirúrgica de biselado simple a partir de silicio de conformidad con una segunda modalidad de la presente invención. Los pasos 1002, 1004, 1006, 1008 de la Figura 1 son los mismos que para el método ilustrado en la Figura 2, y por consiguiente no se repetirán. Sin embargo, el método para la fabricación de una cuchilla quirúrgica de biselado sencillo difiere en el paso siguiente, paso 1010, del método para la fabricación de una cuchilla de bisel doble, y por consiguiente se comentará con detalles . Después de paso 1008, el paso de decisión 1010 determina si la oblea de silicio maquinada 202 será desmontada del ensamble de montaje de oblea de silicio 204. Si las obleas de silicio de una sola ranura 202 son desmontadas (en el paso 1012), entonces una opción adicional es cortar las obleas de una sola ranura en el paso 1016. En un paso de desmontaje opción 1012, la oblea de silicio 202 es desmontada de la cinta 308 empleando la misma máquina de montaje estándar. Si la oblea de silicio 202 fue desmontada en el paso 1012, entonces opcionalmente la oblea de silicio 202 puede ser cortada (es decir, la oblea de silicio 202 puede ser cortada en tiras), en el paso 1016. El paso de cortar 1016 puede ser efectuado por una cuchilla de diamante, láser excimero 902, o bien chorro de agua láser 402. El corte con diamante proporciona que las tiras resultantes puedan ser atacadas químicamente (en paso 1018) en aditamentos habituales en lugar de artesas para oblea (se comenta con detalles abajo) . Después de cualquiera del paso de corte 1016, paso de desmontaje 1012, o paso de formación de ranuras con máquina 1008, el paso siguiente en el método de fabricación de una cuchilla quirúrgica basada en silicio de un solo bisel es el paso 1018. El paso 1018 es el paso de atacar químicamente, que ya ha sido comentado con detalles arriba. Después, los pasos 1020, 1022, 1024 y 1026 siguen, todos los que cuales han sido descritos con detalles arriba, con referencia a la fabricación de la cuchilla quirúrgica basada en silicio de doble bisel, y por consiguiente no hay necesidad de comentarlos otra vez. La Figura 3 ilustra un- diagrama de flujo del método alternativo para fabricar una cuchilla quirúrgica de bisel sencillo a partir de silicio, de conformidad con una tercera modalidad de la presente invención. El método ilustrado en la Figura 3 es idéntico al método utilizado en la Figura 2, a través de los pasos 1002, 1004, 1006, 1008. Después del paso 1008 en la Figura 3, sin embargo, se emplea un paso de revestimiento 2002. El paso de revestimiento 2002 fue descrito arriba con referencia a la Figura 1 y no tiene que ser comentado con detalles otra vez. El resultado del paso de revestimiento es igual que los descritos previamente: el lado maquinado de una oblea de silicio 202 tiene una capa 1102 sobre él. Después del paso de revestimiento 2002, la oblea de silicio 202 es desmontada y montada otra vez en el paso 2003. Este paso es también idéntico a lo previamente comentado con referencia a la Figura 1 (paso 2003). El resultado es que el lado revestido de la oblea de silicio 202 hace frente hacia abajo en el ensamble de montaje 204. Después, los pasos 1018, 1020, 1022, 1024 y 1026 se llevan a cabo, todos los cuales han sido descritos con detalles arriba. El resultado neto es una cuchilla quirúrgica de un solo bisel con el primer lado 303 (lado maquinado) proporcionado con una capa de revestimiento 1102 para mejorar la resistencia y durabilidad de la cuchilla quirúrgica. Las Figuras 23A y 23B ilustran y describen la cuchilla quirúrgica revestida con un solo bisel con mayores detalles. Las Figuras 23A y 23B ilustran un proceso de ataque isotrópico en una oblea de silicio con una ranura maquinada en un lado, y una capa de revestimiento en un lado opuesto de conformidad con una modalidad adicional de la presente invención. De conformidad con lo descrito arriba, una oblea de silicio 202 tiene un revestimiento 1102 aplicado sobre un primer lado 304 que es después montada en una cinta 304, entrando asi en contacto con ella, como se muestra en la Figura 23A. La oblea de silicio 202 es después colocada en un baño 1400 que contiene un agente de ataque químico 1402, de conformidad con lo comentado con detalles arriba. El agente de ataque químico 1402 empieza a atacar el segundo lado 306 ("lado superior") de la oblea de silicio 202, removiendo una capa tras otra de moléculas de silicio. Después de un período de tiempo, la oblea de silicio 202 tiene un espesor reducido por el- agente de ataque químico 1402 hasta que el segundo lado 306 entra en contacto con el primer lado 304 y revestimiento 1102. El resultado es una cuchilla quirúrgica basada en silicio de un solo bisel revestida con nitruro de silicio. Todas las ventajas mencionadas arriba de tener un borde de cuchilla de nitruro de silicio (o bien revestido con nitruro de silicio) aplican también a este tipo de cuchillas como se muestra y comenta con referencia a las Figuras 18A, 18B y 19. Las Figuras 20A-20G ilustran varios ejemplos de cuchillas quirúrgicas basadas en silicio que pueden ser fabricadas de conformidad con el método de la presente invención. Varios diseños de cuchilla pueden ser fabricados utilizando este proceso. Se pueden producir cuchillas con biseles sencillos, biseles dobles simétricos y asimétricos, así como bordes de corte curvilineales pueden. En el caso de biseles sencillos el maquinado es efectuado solamente en un lado de la oblea. Varios perfiles de cuchilla pueden ser elaborados, como por ejemplo cincel de borde sencillo (Figura 20A) , cincel de tres bordes (Figura 20B), hendiduras, dos bordes filosos (Figura 20C), hendidura, cuatro bordes filosos (Figura 20D) , estocada, un borde filoso (Figura 20E), queratoma, un borde filoso (Figura 20F) , y un borde filoso curvilineal en forma de media luna (Figura 20G) . Los ángulos, anchos, longitudes, espesores de perfil y ángulos de bisel pueden variar con este proceso. Este proceso puede ser combinado con fotolitografía tradicional para producir más variaciones y características. Las Figuras 21A y 21B ilustran una vista lateral de una cuchilla quirúrgica de silicio fabricada de conformidad con una modalidad de la presente invención, y una cuchilla quirúrgica de acero inoxidable, a ampliaciones de 5,000X, respectivamente. Obsérvese la diferencia entre las Figuras 21A y 21B. La Figura 21A es mucho más lisa y mucho más uniforme. Las Figuras 22A y 22B ilustran vistas superiores del borde de cuchilla de una que cuchilla quirúrgica de silicio fabricada de conformidad con una modalidad de la presente invención y una cuchilla de acero inoxidable, a una amplificación de ??,????, respectivamente. Otra vez, la diferente entre la Figura 22A y la Figura 22B es que en la primera el resultado del método de conformidad con una modalidad de la invención es mucho más suave y mucho más uniforme que la cuchilla de acero inoxidable de la Figura 22B. Las Figuras 25A y 25B ilustran perspectivas de perfil de un borde de cuchilla fabricado de un material cristalino y un borde de cuchilla fabricado de un material cristalino que incluye un proceso de conversión de capa de conformidad con una modalidad de la presente invención. En otra modalidad de la invención, es posible convertir químicamente la superficie del material de sustrato a un nuevo material 2504 después de atacar químicamente la oblea de silicio. Este paso puede conocerse también como paso de "oxidación térmica, conversión de nitruro" o paso de "conversión de carburo de silicio de la superficie de silicio". Otros compuestos pueden ser creados según los elementos que se dejan interactuar con el material de sustrato/cuchilla. El beneficio de convertir la superficie de la cuchilla en un compuesto del material de sustrato es que el nuevo material/superficie puede seleccionarse de tal manera que se crea un borde de corte más duro. Pero a diferencia del revestimiento, el borde de corte de la cuchilla conserva la geometría y filo del paso de ataque posterior. Obsérvese que en la Figura 25A y en la Figura 25B, la profundidad de la cuchilla de silicio no cambia debido al proceso de conversión; XD1" (la profundidad de la que cuchilla de silicio solamente) es igual a "D2" (la profundidad de la cuchilla de silicio con una capa de conversión 2504). Con referencia a la Figura 1, después del paso 1018, se toma la decisión de convertir la superficie (paso de decisión 1019) . Si una capa de conversión debe ser agregada (ruta "Sí" a partir del paso de decisión 1019), se agrega una capa de conversión en el paso 1021) . El método avanza después hasta el paso 1020. Si no se agrega ninguna capa de conversión (ruta "No" a partir del paso de decisión 1019), el método avanza hasta el paso 1020. El proceso de conversión requiere de hornos de difusión o de altas temperaturas. El sustrato es calentado bajo vacío o en un entorno inerte a una temperatura por encima de 500°C. Los gases seleccionados son medidos en el horno en concentraciones controladas y como resultado de la temperatura elevada se difunden en el silicio. Conforme se difunden en el silicio, reaccionan con el silicio para formar un nuevo compuesto. Puesto que el nuevo material es creado por difusión y reacción química con el sustrato en vez de aplicar un revestimiento, la forma geométrica original (filo) de la cuchilla de silicio se conserva. Un beneficio adicional del proceso de conversión es que el índice óptico de refracción de la capa convertida es diferente del índice de refracción del sustrato de tal manera que la cuchilla parezca ser coloreada. El color depende tanto de la composición del material convertido como de su espesor. Un material de sustrato de cristal individual que ha sido convertido en la superficie muestra también una mayor resistencia a fractura y desgaste que una cuchilla no convertida. Mediante el cambio de la superficie a un material más duro, se reduce la tendencia del sustrato a formar sitios de inicio de grietas y rupturas a lo largo de los planos cristalinos. Un ejemplo adicional de un paso de fabricación que puede ser efectuado con cierta intercambiabilidad es el paso de acabado mate. Frecuentemente, especialmente cuando se fabrica de conformidad con una modalidad preferida de cuchillas quirúrgicas, la superficie de silicio de la que cuchilla será altamente reflectora. Esto puede ser una fuente de distracción para el cirujano si la cuchilla se está utilizando bajo un microscopio con una fuente de iluminación. Por consiguiente, la superficie de la cuchilla puede presentar un acabado mate que difunde la luz incidente (de una lámpara de alta intensidad utilizada durante una intervención quirúrgica, por ejemplo), haciendo que aparezca mate y no brillante. El acabado mate es creado mediante la irradiación de la superficie de la cuchilla con un láser adecuado, para remover regiones en la superficie de la cuchilla de conformidad con patrones y necesidades específicos. Las regiones removidas se elaboran en forma de un círculo puesto que es generalmente la forma del haz láser emitido, aún cuando no tiene que ser el caso. La dimensión de las regiones removidas circulares están dentro de un rango de 25-50 mieras de diámetro y otra vez depende del fabricante y del tipo de láser utilizado. La profundidad de las regiones circulares removidas está dentro de un rango de 10 a 25 mieras . La "densidad" de las regiones circulares removidas se refiere al área de la superficie porcentual total cubierta por las regiones circulares removidas. Una "densidad de región removida" de aproximadamente 5% hace que la cuchilla sea notablemente mate, en comparación con su apariencia normalmente lisa de tipo espejo. Sin embargo, la colocalización de todas las regiones removidas no afecta el efecto de tipo espejo del resto de la cuchilla. Por consiguiente, las regiones removidas circulares son aplicadas en toda el área superficial de la cuchilla, pero de manera aleatoria. En la práctica, un archivo gráfico puede ser generado que localiza aleatoriamente las depresiones pero logra el efecto deseado de una densidad específica de regiones removidas y carácter aleatorio de patrón. Este archivo gráfico puede ser creado manualmente o bien automáticamente a través de un programa de cómputo. Una característica adicional que puede ser implementada es la inscripción de números de serie, logotipos de fabricante, o bien nombre del cirujano o del hospital en la cuchilla misma. Típicamente, un láser de tipo pórtico puede ser utilizado para crear el acabado mate en las cuchillas, o bien una máquina láser de cabeza de galvanómetro. El primero es lento pero extremadamente preciso y el segundo es rápido pero no tan preciso como el primero. Puesto que la precisión global no es vital, y la velocidad de fábrica afecta directamente el costo, la máquina láser de cabeza de galvanómetro es la herramienta preferida. Puede avanzar miles de milímetros por segundo, para proporcionar un tiempo de ataque de región removida global de aproximadamente cinco segundos en el caso de una cuchilla quirúrgica típica. La presente invención ha sido descrita con referencia a ciertas modalidades de ejemplo de la misma. Sin embargo, será fácilmente aparente a una persona con conocimientos en la materia que es posible incorporar la invención en formas específicas otras que las de las modalidades de ejemplo descritas arriba. Esto puede efectuarse sin salirse del espíritu y alcance de la invención. La modalidad de ejemplo es simplemente ilustrativa y no debe considerarse como restrictiva de ninguna manera. El alcance de la presente invención es definido por las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes y no por la descripción anterior.