一种带有螺旋状微织构的医用穿刺针及其制备方法
【专利说明】
一、技术领域
[0001]本发明提供的一种带有螺旋状微织构的医用穿刺针及其制备方法，属于涉及静脉注射、活检穿刺、组织取样和脑深部刺激等用途的医疗穿刺器械领域。
二、【背景技术】
[0002]医用穿刺针是最常用的医疗设备之一，广泛应用于各种微创经皮过程，例如:深部脑活检、局部阻断性麻醉和血样采集等。随着社会和科技的发展，人们对增强穿刺过程的穿刺精度以及降低穿刺过程产生的疼痛感要求不断提高。目前，关于提高穿刺过程的穿刺精度以及降低穿刺过程产生的疼痛感的报道主要集中在减小针头直径、优化头锋利度以及表面涂覆润滑剂，但这些方法存在制作成本高、不能降低穿刺过程阻力和润滑涂层的稳定性不持久等缺点。
[0003]本发明公开的带有螺旋状微织构的医用穿刺针，其特点是通过改变穿刺针表面微观结构，改善其表面摩擦润滑性能，有效地降低穿刺过程阻力，从而提高穿刺精度，减少穿刺过程带来的疼痛感。目前常规医用穿刺针在出厂时表面普遍吸附医用润滑剂，其目的是提高表面润滑性，减少临床使用时的穿刺阻力，另外，穿刺组织中组织液也可起到润滑剂作用，但目前普遍存在润滑剂在穿刺针表面吸附不均匀以及稳定性较差等问题，无法有效长期保持润滑效果。
三、
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种带有螺旋状微织构的医用穿刺针。该穿刺针采用飞秒激光加工技术在穿刺针表面加工出螺旋状微织构，使其在穿刺过程能够有效吸附和存储润滑剂，有助于流体动力润滑的产生，降低穿刺过程阻力，实现医用穿刺针在穿刺过程中穿刺精度高、降低疼痛的目的。
[0005]本发明通过以下方式实现:
[0006]一种带有螺旋状微织构的医用穿刺针，材料为钨或不锈钢，其特征为在穿刺针表面加工出螺旋状微织构，微织构槽宽W为50-200nm，槽深D为10_30nm，槽间距P为300-500nm，螺旋线与穿刺针轴线夹角α为30-80°。
[0007]带有螺旋状微织构的医用穿刺针的制备方法，其制备方法为:
[0008]1.将穿刺针表面抛光处理，并分别在水和有机溶剂中超声清洗20min，进行表面清洁处理；
[0009]2.将穿刺针装夹于进给系统中，飞秒激光脉冲保持固定，利用穿刺针的旋转和轴向进给运动在穿刺针表面加工出螺旋状微织构，飞秒脉冲能量为0.5 - 2 μ J，频率为500-1000ΗΖ，扫描次数1-2遍；
[0010](1)3.将表面激光织构化处理后的穿刺针，先在去离子水中超声清洗20min，然后再将穿刺针浸入在无水乙醇中，利用超声波清洗20min，最后用队气吹干。
[0011]通过上述制备的带有螺旋状微织构的医用穿刺针，穿刺针表面有连续的螺旋状微织构，在穿刺过程中微织构与穿刺组织中组织液或润滑剂有机结合，在接触区域形成的润滑膜与微织构本身的降摩减磨作用有机结合，这种润滑效应能够有效地降低穿刺过程阻力，从而提高穿刺精度，减少穿刺过程带来的疼痛感。
四、【附图说明】
[0012]图1为螺旋状微织构医用穿刺针截面示意图，其中:1为穿刺针，W为微织构槽宽，D为微织构槽深，P为微织构间距。
[0013]图2为螺旋状微织构医用穿刺针表面微织构制备方法示意图，其中:2为飞秒激光脉冲，α为螺旋线与穿刺针轴线夹角。
五、【具体实施方式】
[0014]实例1:
[0015]一种带有螺旋状微织构的医用穿刺针的制备，穿刺针I选用医用316不锈钢活检穿刺针，微织构槽宽W为80nm左右，槽深D为20nm左右，槽间距P为300nm左右，螺旋线与穿刺针轴线夹角α为70°左右。其制备方法如下:
[0016](I)将材料为316不锈钢的穿刺针表面抛光处理，去除表面污染层，并在去离子水中超声清洗20min，再将穿刺针浸入在无水乙醇中，利用超声波清洗20min，进行表面清洁处理；
[0017](2)将穿刺针装夹于飞秒激光加工器系统中，飞秒激光脉冲2保持固定，调整激光脉冲能量为I μ J，频率为500Hz，扫描I遍，利用穿刺针的旋转和进给运动在穿刺针表面加工出螺旋状微织构；
[0018](3)将表面激光织构化处理后的穿刺针，先在去离子水中超声清洗20min，然后再将穿刺针浸入在无水乙醇中，利用超声波清洗20min，最后用N2气吹干；
[0019]该穿刺针在穿刺过程时，微织构与穿刺组织中组织液有机结合，有利于流体动力润滑的产生，能够有效地降低穿刺过程阻力，从而提高穿刺精度。
[0020]实例2:
[0021]一种螺旋状微织构医用穿刺针的制备，穿刺针I选用材料为钨的医用注射针，微织构槽宽W为150nm左右，槽深D为30nm左右，槽间距P为400nm左右，螺旋线与注射针轴线夹角α为50°左右。其制备方法如下:
[0022](I)将材料为钨的注射针表面抛光处理，去除表面污染层，并在去离子水中超声清洗20min，再将穿刺针浸入在无水乙醇中，利用超声波清洗20min，进行表面清洁处理；
[0023](2)将注射针装夹于飞秒激光加工器系统中，飞秒激光脉冲2保持固定，调整激光脉冲能量为1.5 μ J，频率为1000Hz，扫描2遍，利用注射针的旋转和进给运动加工出覆盖穿刺针表面的螺旋状微织构；
[0024](3)将表面激光织构化处理后的穿刺针，先在去离子水中超声清洗20min，然后再将穿刺针浸入在无水乙醇中，利用超声波清洗20min，最后用N2气吹干；
[0025]当采用表面润滑剂的注射针时，由于微织构的存在润滑剂更易在注射针表面均匀吸附和存储，并且持续效果更可靠，从而有效降低注射过程带来的疼痛感。
【主权项】
1.一种带有螺旋状微织构的医用穿刺针，材料为钨或不锈钢，其特征为在穿刺针表面加工出螺旋状微织构，微织构槽宽W为50-200nm，槽深D为10_30nm，槽间距P为300_500nm，螺旋线与穿刺针轴线夹角α为30-80°。
2.一种带有螺旋状微织构的医用穿刺针制备方法，其主要制备方法如下: (1)将穿刺针表面抛光处理，并分别在水和有机溶剂中超声清洗20min，进行表面清洁处理； (2)将穿刺针装夹于进给系统中，飞秒激光脉冲保持固定，利用穿刺针的旋转和轴向进给运动在穿刺针表面加工出螺旋状微织构，飞秒脉冲能量为0.5 - 2 μ J，频率为500-1000Ηζ，扫描次数1-2遍； (3)将表面激光织构化处理后的穿刺针，先在去离子水中超声清洗20min，然后再将穿刺针浸入在无水乙醇中，利用超声波清洗20min，最后用队气吹干。
【专利摘要】本发明属于医疗穿刺器械领域，特别是涉及一种带有螺旋状微织构的医用穿刺针及其制备方法。本发明采用飞秒激光加工技术，在加工过程中保持飞秒激光脉冲固定，通过控制穿刺针的旋转和进给运动在穿刺针表面加工出螺旋状微织构。该医用穿刺针在穿刺过程中，微织构与穿刺组织中组织液或润滑剂有机结合，有利于润滑剂的吸附和存储，从而有助于流体动力润滑的产生，有效地降低穿刺过程阻力，提高穿刺精度，减少穿刺过程带来的疼痛感。
【IPC分类】A61B17-34
【公开号】CN104825212
【申请号】CN201510252777
【发明人】张克栋, 邓建新, 李岩, 邢佑强
【申请人】山东大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月18日