專利名稱：：無眼縫合針的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及醫(yī)療用縫合針的制造方法，特別是涉及針徑不到150μm的細(xì)的無眼縫合針的制造方法。
背景技術(shù)：
：在手術(shù)用無眼縫合針中，在基側(cè)的端面上沿其軸心形成規(guī)定深度的孔，將縫合線的端部插入該孔并進(jìn)行鉚接，以此將縫合線安裝在縫合針中。作為手術(shù)用無眼縫合針的孔加工方法，以往有鉆頭加工、放電加工、激光加工等方法。在鉆頭加工和放電加工的情況下，使用與孔徑相同直徑的鉆頭或放電用電極。因此，如果針徑變小，與此相對(duì)應(yīng)必須使鉆頭直徑或電極的直徑變細(xì)。如果形成0.3mm以下的細(xì)的針徑，則需要比它細(xì)的鉆頭或電極，這些鉆頭或電極的制作變得困難。另一方面，在激光加工的情況下，鉆頭或電極之類的工具統(tǒng)統(tǒng)不需要，而且可開非常小的孔。采用該加工法，利用激光的能量將針材的欲成為孔的部分瞬間加熱使之升華而開孔。但是，無眼縫合針的開孔加工，特別是以極細(xì)的針徑不到150μm的針為對(duì)象的加工與其他一般的激光加工相比，存在各種問題。例如，在針徑為100μm的針材上開60μm直徑的孔的情況下，孔壁的厚度才20μm。另外，孔的深度必須為孔徑的8～15倍左右。在孔徑為60μm的情況下，孔的深度為480～900μm。該孔不是從外部可看到的通孔，必須是除了入口以外、從外部看不到的有終點(diǎn)的孔。因此，在對(duì)針徑不到150μm的縫合針開孔的情況下，非常難做到孔的直徑、深度、形狀恒定，其他的制造商或者不制造上述尺寸的縫合針，或者以將孔部分?jǐn)U展為板狀包住縫合線的方式進(jìn)行鉚接。但是，采用該方法時(shí)，除了鉚接部較長、成為一節(jié)一節(jié)外，由于鉚接難以做到，故在針材的鉚接了線的部分與比它前面的部分的交界處形成開口的條紋等，容易傷害生物組織。另外，在激光加工的情況下，因受激光作用而升華的材料一定飛散到孔之外。但是，也往往引起附著并凝固于孔的內(nèi)壁而不飛散的所謂濺射現(xiàn)象，因孔被堵塞而縫合線的插入變得困難。圖5A、B、C是開孔不良的例子，其中，圖5A表示孔彎曲的例子，圖5B表示孔穿出的例子，圖5C表示孔破損的例子。在圖5A的孔彎曲的情況下，無法將縫合線插入到孔的深處，無法鉚接固定充分長的線。另外，有內(nèi)壁減薄的部位，也有使用前就破損的可能性。圖5B的孔穿出是孔深處的側(cè)部熔融開口了的狀態(tài)，圖5C的孔破損是從孔的入口部分到深處側(cè)部熔融消失了的狀態(tài)。在圖5B、圖5C的情況下，無法鉚接縫合線。另外，由于即使做了鉚接，線也從鉚接孔露出，故無法平滑地通過生物組織。作為這樣的開孔不良的原因，已知有如下所述的原因。在孔徑相對(duì)于針徑大的情況下，即使在孔的中心與針材的中心稍有偏離的情況下，孔的外側(cè)的壁厚度形成大的偏心，一方的厚度變薄。在照射了激光時(shí)，因該減薄的部位的溫度急劇上升而熔融，引起孔彎曲、孔穿出、孔破損等。一旦針徑減小，孔徑的比例必然增大，內(nèi)壁減薄，容易引起上述現(xiàn)象。一旦針徑減小，即使只照射1個(gè)脈沖的激光，也會(huì)過強(qiáng)，引起基端部整體熔融而消失。鑒于這些事實(shí)，在專利文獻(xiàn)1(特開昭63-140789號(hào))中提出了使孔的直徑、深度、形狀恒定的方法。這是在激光振蕩器與縫合針的基端部之間設(shè)置用電信號(hào)啟閉的電快門以切除掉激光輸出的上升部分和下降部分，僅使穩(wěn)定的中間部分透過而開孔的方法。按照該方法，在激光的脈沖之中，由于僅使用穩(wěn)定的部分，故可使照射到縫合針的基端部的激光強(qiáng)度恒定。其結(jié)果是，只要是針徑為300μm左右的無眼縫合針，沒有孔彎曲、孔穿出、孔破損的良好的開孔成為可能。另外，也可防止濺射引起的孔堵塞。但是，一旦成為針徑不到150μm的粗細(xì)度，通過用上述專利文獻(xiàn)1的激光和電快門的開孔，無法打穿良好的孔。這是由于針徑變細(xì)致使孔的外側(cè)的壁厚度減薄、熱容量減小的緣故。由于孔的外側(cè)的熱容量小，即使形成孔，也會(huì)或者容易形成壁熔融而消失的孔穿出，或者容易形成濺射將孔堵塞。因此，如專利文獻(xiàn)1所述，以僅僅使用激光脈沖之中穩(wěn)定的部分的方法不能形成良好的孔。另外，如上所述，只要不使激光的光軸與針材的端面的中心一致，就成為因偏心而使壁熔融造成孔穿出的原因。因此，利用可視激光器用顯微鏡等確認(rèn)針材的端面的位置并定位之后，利用加工用激光器進(jìn)行激光加工，而在加工用激光的光路內(nèi)如果有光學(xué)元件，則會(huì)妨害激光輸出的穩(wěn)定性。因此，在專利文獻(xiàn)2(特開昭63-171235號(hào))中，在加工用激光振蕩器的一側(cè)放置針材，在另一側(cè)設(shè)置可視用激光振蕩器，形成在加工用激光的光路內(nèi)完全不設(shè)置可視用激光振蕩器的光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)激光輸出的穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是根據(jù)上述事實(shí)而考慮的，其目的在于，提出一種在針徑不到150μm的細(xì)縫合針的端面上可開良好的孔的無眼針的制造方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第一方面是在不銹鋼制無眼縫合針的端面上形成用于插入并鉚接固定縫合線的一端的孔來進(jìn)行制造的無眼針的制造方法，其特征在于，通過對(duì)于比不到150μm的所希望的縫合針的針徑粗6～20μm的針材的端面一次照射激光來開孔，其后，除去比上述所希望針徑粗的部分。作為除去粗的部分的方法，并無特別限定，雖然可用滾磨加工，但電解研磨或化學(xué)研磨也均適用。本發(fā)明的第二方面是在不銹鋼制無眼縫合針的端面上形成用于插入并鉚接固定縫合線的一端的孔來進(jìn)行制造的無眼針的制造方法，其特征在于，通過對(duì)所希望的針徑為不到150μm的針材的端面一次照射整個(gè)脈沖寬度為35μs以下的激光來形成上述孔。本發(fā)明的第三方面是在不銹鋼制無眼縫合針的端面上形成用于插入并鉚接固定縫合線的一端的孔來進(jìn)行制造的無眼針的制造方法，其特征在于，通過對(duì)所希望的針徑為不到150μm的針材的端面一次照射由多個(gè)微小寬度脈沖所形成的激光來形成上述孔。按照上述第一方面，得到以下那樣的作用。從激光振蕩器發(fā)射一次的激光。激光由電快門變換為所希望的微小寬度脈沖的激光，照射到比不到150μm的所希望的針徑粗6～20μm的針材的端面上。針材的受激光照射的部分瞬間達(dá)到高溫而升華，形成所希望的直徑和深度的孔。由于對(duì)于比所希望的針徑粗一定量的針材開孔，所以沒有壁厚變薄、熱容量減小的情形，不會(huì)引起孔彎曲或孔穿出等情況。其后，利用化學(xué)研磨或電解研磨等方法研磨外徑，形成所希望針徑的無眼縫合針。通過將此時(shí)的研磨量定為比所希望的針徑粗出的6～20μm，可使研磨后的精加工呈良好的狀態(tài)。按照上述第二方面，得到以下那樣的作用。從激光振蕩器發(fā)射一次的激光。激光由電快門變換為整個(gè)脈沖寬度為35μs以下的激光，成為所希望的激光，照射到針材的端面上。針材的受激光照射的部分瞬間達(dá)到高溫而升華。由于微小寬度脈沖的激光的照射時(shí)間為35μs以下，不會(huì)引起孔彎曲或孔穿出，能夠形成所希望的直徑和深度的孔。按照上述第三方面，得到以下那樣的作用。從激光振蕩器發(fā)射一次的激光。激光由電快門變換為微小脈沖寬度的激光，照射到針材的端面上。用微小脈沖的第1發(fā)或第2發(fā)將針的端面熔融而使表面均勻，用后續(xù)的微小脈沖進(jìn)行開孔。發(fā)明的效果按照本發(fā)明，可收到能在150μm以下的粗細(xì)度的縫合針上穩(wěn)定地形成具有所希望的孔徑和深度的孔這樣優(yōu)異的效果。通過使激光成為多個(gè)微小寬度脈沖，可使孔入口的變形減少，難以伴生濺射，能夠減少偏差。圖1是表示在本發(fā)明的無眼縫合針的制造方法中在縫合針的端面上開孔的加工裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示從激光一次照射的輸出能量中取出用于開孔加工的部分的狀態(tài)的圖，是微小寬度脈沖為1個(gè)的情況。圖3是表示從激光一次照射的輸出能量中取出用于開孔加工的部分的狀態(tài)的圖，是微小寬度脈沖為多個(gè)的情況。圖4是將開孔后的針材的基端部放大了的剖面圖。圖5A表示孔彎曲的例子。圖5B表示孔穿出的例子。圖5C表示孔破損的例子。具體實(shí)施例方式以下，參照本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是表示在本發(fā)明的無眼縫合針的制造方法中在縫合針的端面上開孔的加工裝置10的結(jié)構(gòu)的圖。發(fā)射加工用的激光的激光振蕩器11具有燈12和受到來自該燈12的光激發(fā)而輸出激光的YAG棒13。這些燈12和YAG棒13被水平地配置。燈12具有封入了氙氣的燈泡。激光振蕩器11被激光振蕩器驅(qū)動(dòng)裝置16驅(qū)動(dòng)。在YAG棒13兩端的附近，配置全反射鏡14和半反射鏡15。在YAG棒13的光軸方向，配置聚光透鏡18，在該聚光透鏡18的焦點(diǎn)位置附近設(shè)置作為縫合針的針材20的端面20a。此時(shí)，設(shè)置針材20，使針材20的軸心與激光的光軸準(zhǔn)確地重合。針材20的前端側(cè)如果是圓針則削尖為圓錐狀，或者如果是方針則呈棱錐狀，雖然有形成由棱錐的棱線構(gòu)成的邊沿和削尖了的前端這種情形，但也有尚未將前端削尖的狀態(tài)的情形。在上述激光振蕩器11的半反射鏡15與聚光透鏡18之間，設(shè)置電快門22。該電快門22例如有2塊偏振鏡23、24和介入在該偏振鏡23、24之間的晶體單元25。在對(duì)該晶體單元25施加電壓時(shí)激光被阻斷，在未施加電壓時(shí)激光可透過。電快門22被電快門驅(qū)動(dòng)裝置27驅(qū)動(dòng)。激光振蕩器驅(qū)動(dòng)裝置16和電快門驅(qū)動(dòng)裝置27受控制裝置30控制，由該控制裝置30控制整個(gè)開孔裝置。將計(jì)算機(jī)用于控制裝置30。再有，雖然圖示予以省略，但在與激光振蕩器11的與針材20相反的一側(cè)可設(shè)置專利文獻(xiàn)2中所述的可視用激光振蕩器。如果瞬間將高電壓施加于燈12的觸發(fā)電極，則在燈12的陽極電極與陰極電極之間產(chǎn)生瞬間的放電。該放電成為觸發(fā)手段，在陽極電極與陰極電極之間流過主電流，燈12發(fā)光。燈12的光被未圖示的反射鏡聚集于YAG棒13而被供給。在YAG棒13內(nèi)，被上述光激發(fā)出的釹離子的電子轉(zhuǎn)移到高能級(jí)的軌道上，在該電子返回到通常的能級(jí)上時(shí)，發(fā)出激光，該激光通過在全反射鏡14與半反射鏡15之間來回反射而被放大，成為大輸出的激光透過半反射鏡15，輸出到激光振蕩器11之外。該激光一次(一個(gè)脈沖)照射的輸出能量與時(shí)間的特性線圖用圖2中的曲線X表示。在該例中，激光的輸出在對(duì)燈12施加觸發(fā)電壓之后經(jīng)過100μs(微秒)后開始上升，從施加觸發(fā)電壓開始經(jīng)900μs后結(jié)束。該激光輸出的上升部分Xs和下降部分Xf在各次照射中輸出變動(dòng)大，特別是在下降部分Xf處變動(dòng)大，而在中間部分Xm處頗為穩(wěn)定。在本發(fā)明中，通過電快門22的啟閉，取出上述激光輸出之中穩(wěn)定的中間部分Xm的一部分用于開孔，照射到針材20的端面20a上。圖2的打陰影部分是為了照射而取出的部分，Ts是照射時(shí)間。另外，陰影部分的高度(能量的大小)之所以比Xm的高度低是由于電快門22的透射率不到1的緣故，陰影部分的高度由透射率決定。圖3是將取出部分分割為多個(gè)微小寬度脈沖的例子。在此處，在照射時(shí)間Ts內(nèi)設(shè)置4個(gè)微小寬度脈沖。如果將圖3定為多個(gè)微小寬度脈沖，則圖2的情形可以說是1個(gè)微小寬度脈沖。圖4是將開孔后的針材20的基端部放大了的剖面圖。針材20的直徑D比縫合針20’的直徑D0粗6～20μm左右。縫合針20’的直徑D0不到150μm?？?1的直徑d為50μm左右，深度h為孔徑的大約10倍，為500μm左右。例如，縫合針20’的直徑為D0＝100μm，如果取孔徑d＝50μm，則孔21的壁厚度為25μm。由于激光開孔依賴于在高溫下使由不銹鋼構(gòu)成的針材20升華，故不僅孔的部分，外側(cè)也處于高溫下。如果壁厚度薄，外側(cè)也易于熔融。因此，壁厚度要盡可能增厚。因此，要使針材20的直徑D比縫合針20’的直徑D0大。開孔后，厚的部分用化學(xué)研磨或電解研磨等除去，形成所希望的直徑D0的縫合針20’。希望針材20的直徑D比縫合針20’的直徑D0大6～20μm。由于縫合針20’的直徑D0不到150μm，故作為工件的針材20的直徑D變得不到170μm。首先，說明上限的20μm。如果是原先，為準(zhǔn)確地進(jìn)行開孔，希望直徑D越大，壁厚度變得越厚。但是，在化學(xué)研磨中引起下述問題。首先，在化學(xué)研磨等的情況下，針材20的整個(gè)表面未必被均勻地除去，會(huì)產(chǎn)生偏差。研磨量越多，偏差變得越大，針的形狀本身發(fā)生變形。或者，縫合針20’的外徑細(xì)的部分和粗的部分變得顯著。針的前端也往往變得纖細(xì)。其次，在三角針等帶邊沿的縫合針的情況下，邊沿部分也被化學(xué)研磨掉，在研磨量超過20μm時(shí)，邊沿呈圓形并且不斷地變圓。此外，針材20的硬度在從表面進(jìn)入一點(diǎn)點(diǎn)的部位最硬，在其以上的深度，越向針芯變得越柔軟。因此，一旦研磨量增多，就會(huì)低到所希望的硬度以下。發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)上看到，不發(fā)生這種缺點(diǎn)的最大數(shù)值是20μm。接著，說明下限的6μm。在經(jīng)激光開孔加工后的針材20的表面上有在針材制造時(shí)所形成的凹凸。該凹凸是拉絲加工時(shí)鑄模造成的傷痕(鑄模印記)或小的裂痕等，其深度多為1～2μm左右。另一方面，不銹鋼在其表面上形成三氧化鉻(Cr2O3)的鈍化覆膜。該鈍化覆膜的厚度達(dá)數(shù)nm，非常薄。不銹鋼通過被該鈍化覆膜覆蓋，變得耐銹蝕。雖然在開孔加工后的針材20的表面上形成該鈍化覆膜，但是以沿著凹凸形狀的形式在上述凹凸的表面上形成的。因此，如果削除該凹凸使之變平，則可重新形成鈍化覆膜，覆蓋整個(gè)表面。為此，有必要在單側(cè)削除3μm，在直徑上削除6μm的厚度。作為在該直徑上削除6μm的方法，雖然可用滾磨法，但電解研磨或化學(xué)研磨也均適用。微小寬度脈沖的數(shù)目可以是1個(gè)，但更希望是多個(gè)。這被認(rèn)為有下述原因。在針材20的端面上有在切斷時(shí)形成的每個(gè)針材20的橫紋、縱紋、砂輪造成的條紋等。微小寬度脈沖的第1～2發(fā)熔融它們的表面形成均勻的端面。由此，端面20a上的激光的吸收率變得均勻，利用后續(xù)的微小寬度脈沖可形成偏差少的均勻的孔。實(shí)際上如果用X射線觀察孔的內(nèi)部，則在孔入口處變形少，也無濺射的伴生，形成均勻的直徑和深度的孔。以下敘述用圖1所示的加工裝置進(jìn)行了開孔加工的試驗(yàn)例。其中，以下所述的脈沖寬度是圖2、圖3中所示的Ts。另外，在所有的試驗(yàn)例中，針材直徑D＝160μm、縫合針直徑D0＝140μm、孔徑d為50μm，孔的深度h＝500μm。根據(jù)以上的結(jié)果，認(rèn)為脈沖寬度與微小脈沖的數(shù)目無關(guān)，只要為35μs以下即可，為25μs以下更好。微小脈沖的數(shù)目雖然可以是1個(gè)，但如為多個(gè)，則可確認(rèn)因偏差變少而更好。表1<tablesid="table1"num="001"><tablewidth="770">序號(hào)脈沖寬度微小寬度評(píng)價(jià)備注180-1006×開比通常長2.5倍的孔，形成孔堵塞240-506×開比通常長2.5倍的孔，形成孔堵塞340-506×將焦點(diǎn)錯(cuò)開3mm?？纂m變短，但有孔穿出430-37.56×孔深，堵塞520-256○良好</table></tables>權(quán)利要求1.一種無眼縫合針的制造方法，在不銹鋼制無眼縫合針的端面上形成用于插入并鉚接固定縫合線的一端的孔來進(jìn)行制造，其特征在于，通過對(duì)于比不到150μm的所希望的縫合針的針徑粗6～20μm的針材的端面一次照射激光來開孔，其后，除去比所述所希望的針徑粗的部分。2.一種無眼縫合針的制造方法，在不銹鋼制無眼縫合針的端面上形成用于插入并鉚接固定縫合線的一端的孔來進(jìn)行制造，其特征在于，通過對(duì)所希望的針徑為不到150μm的針材的端面一次照射整個(gè)脈沖寬度為35μs以下的激光來形成所述孔。3.一種無眼縫合針的制造方法，在不銹鋼制無眼縫合針的端面上形成用于插入并鉚接固定縫合線的一端的孔來進(jìn)行制造，其特征在于，通過對(duì)所希望的針徑為不到150μm的針材的端面一次照射由多個(gè)微小寬度脈沖所形成的激光來形成所述孔。4.按照權(quán)利要求1或者2所述的無眼縫合針的制造方法，其特征在于，所述激光的一次照射是從由激光振蕩器發(fā)射的一次激光中按規(guī)定時(shí)間取出而獲得的。5.按照權(quán)利要求1或者2所述的無眼縫合針的制造方法，其特征在于，所述多個(gè)微小寬度脈沖的激光是進(jìn)一步分割從由激光振蕩器發(fā)射的一次激光中按規(guī)定時(shí)間取出的激光而獲得的。全文摘要本發(fā)明提出了可在針徑不到150μm的細(xì)縫合針的端面上開良好的孔的無眼針的制造方法。在不銹鋼制無眼縫合針的端面上形成用于插入并鉚接固定縫合線的一端的孔的制造無眼針的制造方法中，對(duì)于比不到150μm的所希望的縫合針的針徑粗6～20μm的針材的端面，通過一次照射激光來開孔，其后，用電解研磨或者化學(xué)研磨除去比上述所希望的針徑粗的部分。文檔編號(hào)B23K26/36GK1839763SQ200610066488公開日2006年10月4日申請(qǐng)日期2006年3月31日優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日發(fā)明者松谷貫司,增子政樹,橫山裕次,赤羽美惠子,八木沢宏,赤塚正雄,福田祥一申請(qǐng)人:馬尼株式會(huì)社