一種鈦合金手術(shù)器械表面處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鈦合金手術(shù)器械表面處理工藝，包括以下步驟：分段式噴砂處理；化學(xué)拋光處理；陽極氧化處理；紫外光還原處理。本發(fā)明工藝簡單、重復(fù)性好、經(jīng)濟(jì)且生產(chǎn)效率高。使用本發(fā)明工藝制備的外科手術(shù)器械具有防滑，耐磨性，耐蝕性等特點(diǎn)。對常見細(xì)菌均具有很好的長期抗菌效果，并對常見炎性細(xì)菌也具有抗粘附作用。
【專利說明】一種鈦合金手術(shù)器械表面處理工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)用金屬表面處理工藝，尤其涉及一種鈦合金手術(shù)器械表面處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的醫(yī)療手術(shù)器械材料一般多為不銹鋼或碳鋼表面鍍鉻而成，這種材質(zhì)的手術(shù)器械相對較重，表面亮度高，易反光。由于鈦合金較其它金屬材料具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高等材質(zhì)性能優(yōu)勢，近些年來，被人們推廣到了外科手術(shù)醫(yī)療器械領(lǐng)域。但需要指出的是，鈦合金部件因表面硬度低而易于劃傷；長期使用會使鈦合金部件質(zhì)量逐漸下降，降低使用壽命；抗菌效果差，容易攜帶細(xì)菌。
[0003]鑒于上述問題，目前國內(nèi)外積極研究開發(fā)各種表面處理方法，以求提高鈦金屬耐磨、耐蝕性。目前利用等離子體化學(xué)氣相沉積、離子注入法、激光熔覆等方法已經(jīng)可以在鈦金屬基體表面得到打隊(duì)11(:、31(:、11((:，的等涂層，但是成膜速度比較慢，膜層厚度較小，制備效率較低，成本很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種鈦合金手術(shù)器械表面處理工藝，以提高鈦合金手術(shù)器械表面的耐磨性、耐蝕性，并同時改善其表面抗菌性能。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種鈦合金手術(shù)器械表面處理工藝，包括以下步驟:
[0007](I)分段式噴砂處理:對鈦合金手術(shù)器械手持段進(jìn)行噴砂處理；磨料大小40-80目，壓縮空氣壓力為4_6bar,噴射距離為40-120mm,噴射時間為5_20sec ；
[0008](2)化學(xué)拋光處理:將步驟(1)處理后的鈦合金手術(shù)器械置于拋光液中進(jìn)行化學(xué)拋光處理；所述拋光液由稀硝酸、氫氟酸和去離子水按體積比1-3:1-3:4-6組成；
[0009](3)陽極氧化處理:對步驟(2)處理后的鈦合金手術(shù)器械在常溫下陽極氧化15-90min,以5-10% (v/v)氫氟酸水溶液為電解液，電壓:20_100V ；
[0010](4)紫外光還原處理:將步驟(3)處理后的鈦合金手術(shù)器械置于0.05-0.2mol/LAgNO3穩(wěn)定分散水溶液中超聲處理1-1Oh ;去離子水清洗后，100-300mff/cm2紫外光輻射處理 10_30min。
[0011]優(yōu)選地，所述拋光液由稀硝酸、氫氟酸和去離子水按體積比3:2:5組成。
[0012]優(yōu)選地，所述磨料為金剛砂或氧化鈦。
[0013]優(yōu)選地，所述的手術(shù)器械為外科手`術(shù)器械。
[0014]優(yōu)選地，所述的外科手術(shù)器械為鉗子、鑷子、拉勾或牽開器。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]1、本發(fā)明鈦合金手術(shù)器械表面處理工藝將物理方法(噴砂)與化學(xué)方法(陽極氧化、紫外光還原處理)結(jié)合的表面處理方法應(yīng)用在鈦合金手術(shù)器械表面處理領(lǐng)域。[0017]2、本發(fā)明鈦合金手術(shù)器械表面處理工藝改善鈦合金手術(shù)器械表面的耐磨性、耐蝕性和抗菌性能；陽極氧化形成的二氧化鈦層可提高器械的耐磨性和耐蝕性；納米銀/ 二氧化鈦復(fù)合抗菌劑在醫(yī)療手術(shù)器械基體表面形成抗菌層，對常見細(xì)菌均具有很好的長期抗菌效果，并對常見炎性細(xì)菌也具有抗粘附作用。
[0018]3、醫(yī)療手術(shù)器械手持段噴砂處理，可起防滑作用，提高外科醫(yī)生手術(shù)操作的靈活性。
[0019]4、本發(fā)明鈦合金手術(shù)器械表面處理工藝可以適用于多種醫(yī)療手術(shù)器械、工藝簡單、重復(fù)性好、經(jīng)濟(jì)且生產(chǎn)效率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為鈦合金表面處理工藝示意圖。
[0021]圖2為鈦合金表面噴砂后的SEM圖片(500X )。鈦合金表面噴砂后，明顯出現(xiàn)凹凸不平的表面形貌。 [0022]圖3為陽極氧化處理后的SEM圖片(100000X )。陽極氧化處理后，鈦合金表面出現(xiàn)規(guī)整的納米管陣列。
[0023]圖4為Ag負(fù)載后的陽極氧化處理表面SEM圖片(100000X )。Ag負(fù)載紫外光還原后，納米管填充有含Ag的氧化物。
[0024]圖5為AgNO3處理后的EDS譜圖。EDS譜圖出現(xiàn)T1、O、Ag元素峰，表明鈦合金表面主要元素為T1、O、Ag，其中Ag質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.8%。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說明。本發(fā)明中使用的各種試劑均為市售試劑，試劑的等級以滿足本發(fā)明要求為準(zhǔn)。本發(fā)明中的某些實(shí)驗(yàn)方法、檢測方法，因?yàn)楸绢I(lǐng)域的常規(guī)方法，未在此贅述。
[0026]實(shí)施例一
[0027]如圖1所示，本發(fā)明鈦合金手術(shù)器械表面處理工藝包括分段式噴砂處理、化學(xué)拋光處理、陽極氧化處理和紫外光還原處理4個步驟，具體如下:(I)分段式噴砂處理:采用80目TiO2顆粒對鈦合金手術(shù)器械手持段進(jìn)行噴砂處理，噴砂處理的工藝條件:壓縮空氣壓力為6bar，噴射距離為40mm，噴射時間為IOsec ;如圖2所示，鈦合金表面噴砂后，明顯出現(xiàn)凹凸不平的表面形貌；
[0028](2)化學(xué)拋光處理:將步驟(1)處理后的鈦合金手術(shù)器械置于稀硝酸:氫氟酸:水體積比為3:2:5的拋光液中進(jìn)行化學(xué)拋光處理2min ;除去表面雜質(zhì)；處理后的鈦合金手術(shù)器械分別置于丙酮、95%乙醇、去離子水中分別超聲清洗lOmin，干燥；
[0029](3)陽極氧化處理:對步驟(2)處理后的鈦合金手術(shù)器械進(jìn)行陽極氧化，以含5%(v/v)氫氟酸水溶液為電解液，電壓:20V，在常溫條件下，陽極氧化時間為30min，形成二氧化鈦層；處理后的鈦合金手術(shù)器械分別置于丙酮、95%乙醇、去離子水中分別超聲清洗lOmin，干燥；如圖3所示，鈦合金表面出現(xiàn)規(guī)整的納米管陣列；
[0030](4)紫外光還原處理:將步驟(3)處理后的鈦合金手術(shù)器械置于0.5mol/LAgN03穩(wěn)定分散水溶液中超聲處理5h ;去離子水清洗后，100mff/cm2紫外光福射處理20min,形成抗菌層；處理后的鈦合金手術(shù)器械分別置于丙酮、95%乙醇、去離子水中分別超聲清洗lOmin，干燥；如圖4所示，所述抗菌層由規(guī)整的二氧化鈦納米管陣列及納米銀顆粒組成，納米管填充有含Ag的氧化物；如圖5所示，鈦合金表面主要元素為T1、0、Ag。
[0031]使用上述處理工藝得到的鈦合金手術(shù)器械，不同處理階段的金屬膜層性能如表1所示。
[0032]表1不同處理階段金屬膜層性能比較
【權(quán)利要求】
1.一種鈦合金手術(shù)器械表面處理工藝，包括以下步驟: (O分段式噴砂處理:對鈦合金手術(shù)器械手持段進(jìn)行噴砂處理；磨料大小40-80目，壓縮空氣壓力為4-6bar，噴射距離為40-120mm，噴射時間為5_20sec ； (2)化學(xué)拋光處理:將步驟(1)處理后的鈦合金手術(shù)器械置于拋光液中進(jìn)行化學(xué)拋光處理；所述拋光液由稀硝酸、氫氟酸和去離子水按體積比1-3:1-3:4-6組成； (3)陽極氧化處理:對步驟(2)處理后的鈦合金手術(shù)器械在常溫下陽極氧化15-90min，以5-10% (v/v)氫氟酸水溶液為電解液，電壓:20-100V ； (4)紫外光還原處理:將步驟(3)處理后的鈦合金手術(shù)器械置于0.05-0.2mol/L AgNO3穩(wěn)定分散水溶液中超聲處理1-1Oh ;去離子水清洗后，100-300mW/cm2紫外光輻射處理10_30min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦合金手術(shù)器械表面處理工藝，其特征在于，所述拋光液由稀硝酸、氫氟酸和去離子水按體積比為3:2:5組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦合金手術(shù)器械表面處理工藝，其特征在于，所述磨料為金剛砂或氧化鈦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦合金手術(shù)器械表面處理工藝，其特征在于，所述的手術(shù)器械為外科手術(shù)器械。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鈦合金手術(shù)器械表面處理工藝，其特征在于，所述的外科手術(shù)器械為鉗子、鑷子、拉勾`或牽開器。
【文檔編號】C25D11/26GK103526259SQ201310463985
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】歐陽江林, 孫學(xué)通, 陳賢帥 申請人:廣州中國科學(xué)院先進(jìn)技術(shù)研究所