TWI640658B - 微創手術刀刃口形狀之優選方向氧化鉻層的電解製備方法及其微創手術刀 - Google Patents

微創手術刀刃口形狀之優選方向氧化鉻層的電解製備方法及其微創手術刀 Download PDF

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薛富盛
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Abstract

本發明提供一種微創手術刀刃口形狀之優選方向氧化鉻層的電解製備方法，其包含步驟：(a).浸泡：提供一微創手術刀，將微創手術刀之刀刃口浸泡在一電解液中，電解液為比重為1.2至1.7之磷酸/硫酸，其中，微創手術刀之刀刃口的材質為鐵及鉻；(b).電解：微創手術刀的刀刃口接在陽極中進行電解反應，其中，電解的反應電流為25至40A，反應電壓為1.5至3V及電解時間為3至18分鐘；以及(c).溶出：於電解過程中，微創手術刀經氧化反應會溶出鐵離子，且鉻溶解慢而形成三價鉻離子，三價鉻離子與氧反應形成氧化鉻，微創手術刀之表面形成優選方向的氧化鉻層；藉此，微創手術刀之表面的氧化鉻層結構較緻密，進而提高抗腐蝕能力且具有抗沾黏之功效。

Description

微創手術刀刃口形狀之優選方向氧化鉻層的電解製備方 法及其微創手術刀
本發明為一種氧化鉻層之電解製備方法，尤指一種利用微創手術刀刃口形狀之優選方向氧化鉻層的電解製備方法及其微創手術刀。
按，習知微創手術刀刃與醫療器材為鋁材，於電解時將微創手術刀刃或醫療器材接著在陽極，並以化學性質較安定的導電材料作為陰極，置入酸性電解液中進行電化學陽極氧化法，此時微創手術刀刃的表面即會產生反應生成鋁氧化層，在醫療器材產業中，是用來抗高溫氧化及抗腐蝕的技術，而且因為腐蝕形態有許多種，在生物醫學手術過程中，細胞組織容易沾黏在刀刃表面上，可能會影響手術甚至增加清潔刀刃的困難度。
為解決上述課題，本發明提供一種微創手術刀刃口形狀之優選方向氧化鉻層的電解製備方法及其微創手術刀，其微創手術刀刃表面之氧化鉻 層結構較緻密可提高抗腐蝕能力及應用於生物醫學抗沾黏之功效。
本發明之一項實施例提供一種微創手術刀刃口形狀之優選方向氧化鉻層的電解製備方法，其包含步驟：(a)浸泡：提供一微創手術刀，將微創手術刀之刀刃口浸泡在一電解液中，電解液比重為1.2至1.7之磷酸/硫酸，其中，微創手術刀之刀刃口的材質為鐵及鉻；(b)電解：微創手術刀的刀刃口接在陽極中進行電解反應，其中，電解的反應電流為25至40A，反應電壓為1.5至3V及電解時間為3至18分鐘；以及(c)溶出：於電解過程中，微創手術刀經氧化反應會溶出鐵離子，且鉻溶解慢而形成三價鉻離子，三價鉻離子與氧反應形成氧化鉻，微創手術刀之表面形成優選方向的氧化鉻層。
其中，電流為30A、電壓為2.5V、溫度為50℃及電解時間為6分鐘。
本發明之又一項實施例提供一種微創手術刀，微創手術刀之刀刃口包含一基層及優選方向之一氧化層，氧化層設於基層之表面，氧化層為氧化鉻層。
其中，基層之厚度大於氧化層之厚度，氧化層之厚度為30μm。
藉此，本發明功效，本發明電解時間短且低耗能，可有效提高製備效率，而且微創手術刀之刀刃口的氧化鉻層結構較緻密，進而提高抗腐蝕能力及應用於生物醫學抗沾黏之功效。
10‧‧‧基層
20‧‧‧氧化層
S1、S2、S3、S4‧‧‧繞射強度
圖1係為本發明微創手術刀在不同實施例之氧化鉻層分析圖。
圖2係為本發明實施例1之橫截面分析圖。
圖3A係為未進行氧化反應之微創手術刃口的表面掃描分析圖。
圖3B係為本發明實施例1之微創手術刃口的表面掃描分析圖。
圖4A係為本發明實施例1之微創手術刃口外觀示意圖。
圖4B係為本發明實施例2之微創手術刃口外觀示意圖。
圖4C係為本發明實施例3之微創手術刃口外觀示意圖。
圖5係為本發明微創手術刀之刀刃口之剖面示意圖。
為便於說明本發明於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。
本發明提供一種微創手術刀刃口形狀之優選方向氧化鉻層的電解製備方法，其包含步驟：
(a)浸泡：提供一微創手術刀，將微創手術刀之刀刃口浸泡在一電解液中，電解液比重為1.2至1.7之磷酸/硫酸，其中，微創手術刀之刀刃口的材質為鐵及鉻，於本發明實施例中，微創手術刀刃之刀刃口為不鏽鋼材質。
(b)電解：將微創手術刀的刀刃口接在陽極中進行電解反應，其中，電解的反應電流為25至40A、反應電壓為1.5至3V及電解時間為3至18分鐘，於本發明實施例中，反應電流為30A、反應電壓為2.5V及反應溫度為50℃，電解時間為18分鐘，較佳地為6分鐘。
(c)溶出：於電解過程中，微創手術刀經氧化反應會溶出鐵離子，且鉻溶解慢而形成三價鉻離子，三價鉻離子與氧反應形成氧化鉻(Cr2O3)，微創 手術刀之表面形成優選方向(preferred orientation)的氧化鉻層。
請參閱圖5所示，本發明之又一實施例提供一種應用上述電解製備方法所製備出的微創手術刀，微創手術刀之刀刃口包含一基層10及優選方向之一氧化層20，氧化層20設於基層10之表面，基層10之厚度大於氧化層20之厚度，其中，氧化層20為氧化鉻層且厚度為30μm，因而氧化層20結構較緻密，進而提高微創手術刀之刀刃口的抗腐蝕能力及應用於生物醫學抗沾黏之功效。
以下實施例將提供所屬技術領域之通常知識者一完整揭露與描述物品、裝置及/或於此申請專利範圍之方法製作與評估，而其係純粹例示本發明並不用來限制本發明之範疇。
實施例1
將微創手術刀刃口形狀接於陽極，並置於比重約1.7之磷酸/硫酸電解液進行低溫氧化反應，其中，氧化反應條件為反應電流30A，反應電壓為2.5V，反應溫度為50℃，電解時間為6分鐘。
實施例2
將微創手術刀刃口形狀接於陽極，並置於比重約1.7之磷酸/硫酸電解液進行低溫氧化反應，其中，氧化反應條件為反應電流30A，反應電壓為2.5V，反應溫度為50℃，電解時間為12分鐘。
實施例3
將微創手術刀刃口形狀接於陽極，並置於比重約1.7之磷酸/硫酸電解液進行低溫氧化反應，其中，氧化反應條件為反應電流30A，反應電壓為2.5V，反應溫度為50℃，電解時間為18分鐘。
實驗結果：針對本發明實施例1、2及3與未進行電解反應之微創 手術刀刃進行如下分析：
1.X光繞射分析(XRD)
如圖1所示，於本發明實施例1、2及3皆形成具有優選方向氧化鉻晶體之結構，但於本發明實施例1之氧化鉻層的繞射強度S1與實施例2之氧化鉻層的繞射強度S2及實施例3之氧化鉻層的繞射強度S3相較，繞射強度S1之波峰高度高於繞射強度S2及繞射強度S3，而且本發明實施例1之繞射強度S1明顯高於對照組之氧化鉻層的繞射強度S4，其中，對照組係為未進行電解反應之微創手術刀刃口，因此本發明實施例1之氧化鉻層結構較緻密，可提高抗腐蝕能力；另外，微創手術刀刃口形狀會因加工形狀變形而會發生異相性，進而出現優選方向。
2.掃描式電子顯微鏡分析(SEM)
a.橫截面分析
如圖2所示，於本發明實施例1中，微創手術刀刃口形狀之橫截面的氧化鉻層厚度為30μm。
b.表面形貌分析
如圖3A所示，微創手術刀刃在未進行製備優選方向氧化鉻層，經由掃描分析後微創手術刀刃口的表面粗糙且具有複數個孔洞，相對的，如圖3B所示，本發明實施例1之微創手術刃口的表面為平整且結構緊密。
3.外觀顏色變化
如圖4A所示，本發明實施例1之微創手術刀刃口的外觀顏色為淡灰黃色，如圖4B所示，本發明實施例2之微創手術刀刃口的外觀顏色為灰黃色，如圖4C所示，本發明實施例3之微創手術刀刃口的外觀顏色為灰白色。
藉此，由上述分析証明本發明實施例中，電解時間較佳為6分鐘，微創手術刀刃口形成優選方向氧化鉻層晶體結構，氧化鉻層的繞射強度較強，俾使氧化鉻層結構較緻密，進而可提高抗腐蝕能力且具有抗沾黏之功效。
對於所屬技術領域之人許多改良及變化在不脫離本發明之範疇和精神內是明顯地。本發明之其他實施例對於所屬技術領域之人從說明書思考及於此所揭露本發明之作法係明顯地。說明書及實施例僅為例示性，本發明之真實範疇及精神將於以下申請專利範圍指出。

Claims (5)

  1. 一種微創手術刀刃口形狀之優選方向氧化鉻層的電解製備方法，其包含步驟：(a)浸泡：提供一微創手術刀，將該微創手術刀之刀刃口浸泡在一電解液中，該電解液為比重1.2至1.7，並由磷酸及硫酸混合而成，其中，該微創手術刀之刀刃口鐵-鉻合金之不鏽鋼材質；(b)電解：該微創手術刀的刀刃口接在陽極中進行電解反應，其中，電解的反應溫度為50℃、反應電流為25A至40A、反應電壓為1.5V至3V及電解時間為6分鐘；以及(c)溶出：於電解過程中，該微創手術刀經氧化反應會溶出鐵離子，且鉻溶解慢而形成三價鉻離子，三價鉻離子與氧反應形成氧化鉻，該微創手術刀之表面形成優選方向的氧化鉻層，且氧化鉻層之厚度為30μm。
  2. 如請求項1所述之微創手術刀刃口形狀之優選方向氧化鉻層的電解製備方法，其中，反應電流為30A。
  3. 如請求項1所述之微創手術刀刃口形狀之優選方向氧化鉻層的電解製備方法，其中，反應電壓為2.5V。
  4. 一種應用如請求項1之電解製備方法所製成的微創手術刀，該微創手術刀之刀刃口包含一基層及優選方向之一氧化層，該氧化層設於該基層之表面，該氧化層為氧化鉻層。
  5. 如請求項4所述之微創手術刀，其中，該基層之厚度大於該氧化層之厚度，該氧化層之厚度為30μm。
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