一种涂层材料及其在医疗器械领域的应用

文档序号:30696054发布日期:2022-07-09 17:15阅读:97来源:国知局

1.本发明涉及激光熔覆涂层领域,具体涉及一种涂层材料及其在医疗器械领域的应用。


背景技术:

2.组织钳又叫鼠齿钳,有长、短、粗齿之分。根据钳前端齿的深浅分为有损伤和无损伤两种:齿深的为有损伤组织钳,用于夹持软组织和皮瓣,如夹持牵引被切除的病变部位,以利于手术进行,齿浅的为无损伤组织,可钳夹闭合血管。医疗实践中,组织钳已广泛应用于各类外科手术,与此同时,其耐腐蚀性能和耐磨性能直接决定了组织钳的使用寿命。因此,有必要设计一种耐腐蚀性能和耐磨性能都优异的组织钳手术器具。


技术实现要素:

3.针对现有技术存在的问题,本发明旨在提供一种激光熔覆涂层材料及其在医疗器械领域的应用。
4.本发明提供了一种涂层材料,所述涂层材料采用激光熔覆工艺制备而得,制备过程包括以下步骤:基材选取:以医用不锈钢作为基材,通过机械线切割将其加工为合适的尺寸;基材预处理:对基材进行喷砂处理,而后依次选用丙酮和去离子水在超声辅助下清洗基材,然后在氮气下烘干待用;激光熔覆制备复合涂层:在氩气保护下进行激光熔覆,熔覆过程中激光功率为1200-1500w,扫描速度为700-800mm/min,送粉速度为5-6g/min,搭接率为30-40%,光斑直径为3.2-3.5mm,氩气流量为10-12l/min,激光熔覆的粉末原料为80-90重量份tin、10-12重量份sio2、3-9重量份ceo2和5-17重量份ws2;热处理:将沉积有复合涂层的医用不锈钢放入马弗炉中,于400-500℃下热处理3.5-4h,然后随炉冷却至室温。
5.优选地,所述衬底的尺寸为10cm
×
6cm
×
2cm。
6.优选地,所述激光熔覆采用dl-hl-t10000型高功率横流co2激光器。
7.进一步地,本发明还提供了一种涂层材料在医疗器械领域的应用,所述涂层材料选自上述涂层材料中的任意一种。
8.优选地,所述医疗器械为组织钳。
9.本发明以tin、sio2、ceo2和ws2为粉末原料,采用同步送粉法激光熔覆在医用不锈钢基体表面制备复合涂层,以tin为基础材料,搭配sio2、ceo2、ws2等辅助原料制备得到的复合涂层具有优异的耐腐蚀性能和耐磨性能。该复合涂层材料可以应用于组织钳等医用器械以延长其使用寿命。
具体实施方式
10.下面通过具体实施例来验证本发明的技术效果,但是本发明的实施方式不局限于此。
11.实施例1基材选取:以医用不锈钢作为基材,通过机械线切割将其加工为10cm
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6cm
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2cm;基材预处理:对基材进行喷砂处理,而后依次选用丙酮和去离子水在超声辅助下清洗基材,然后在氮气下烘干待用;激光熔覆制备复合涂层:采用dl-hl-t10000型高功率横流co2激光器,在氩气保护下进行激光熔覆,熔覆过程中激光功率为1500w,扫描速度为700mm/min,送粉速度为5g/min,搭接率为30%,光斑直径为3.2mm,氩气流量为10l/min,激光熔覆的粉末原料为80重量份tin、10重量份sio2、5重量份ceo2和5重量份ws2;热处理:将沉积有复合涂层的医用不锈钢放入马弗炉中,于500℃下热处理4h,然后随炉冷却至室温。
12.实施例2基材选取:以医用不锈钢作为基材,通过机械线切割将其加工为10cm
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6cm
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2cm;基材预处理:对基材进行喷砂处理,而后依次选用丙酮和去离子水在超声辅助下清洗基材,然后在氮气下烘干待用;激光熔覆制备复合涂层:采用dl-hl-t10000型高功率横流co2激光器,在氩气保护下进行激光熔覆,熔覆过程中激光功率为1500w,扫描速度为700mm/min,送粉速度为5g/min,搭接率为30%,光斑直径为3.2mm,氩气流量为10l/min,激光熔覆的粉末原料为80重量份tin、10重量份sio2、5重量份ceo2和12重量份ws2;热处理:将沉积有复合涂层的医用不锈钢放入马弗炉中,于500℃下热处理4h,然后随炉冷却至室温。
13.实施例3基材选取:以医用不锈钢作为基材,通过机械线切割将其加工为10cm
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6cm
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2cm;基材预处理:对基材进行喷砂处理,而后依次选用丙酮和去离子水在超声辅助下清洗基材,然后在氮气下烘干待用;激光熔覆制备复合涂层:采用dl-hl-t10000型高功率横流co2激光器,在氩气保护下进行激光熔覆,熔覆过程中激光功率为1500w,扫描速度为700mm/min,送粉速度为5g/min,搭接率为30%,光斑直径为3.2mm,氩气流量为10l/min,激光熔覆的粉末原料为80重量份tin、10重量份sio2、5重量份ceo2和17重量份ws2;热处理:将沉积有复合涂层的医用不锈钢放入马弗炉中,于500℃下热处理4h,然后随炉冷却至室温。
14.实施例4基材选取:以医用不锈钢作为基材,通过机械线切割将其加工为10cm
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6cm
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2cm;基材预处理:对基材进行喷砂处理,而后依次选用丙酮和去离子水在超声辅助下清洗基材,然后在氮气下烘干待用;激光熔覆制备复合涂层:采用dl-hl-t10000型高功率横流co2激光器,在氩气保护下进行激光熔覆,熔覆过程中激光功率为1500w,扫描速度为700mm/min,送粉速度为5g/
min,搭接率为30%,光斑直径为3.2mm,氩气流量为10l/min,激光熔覆的粉末原料为80重量份tin、10重量份sio2、3重量份ceo2和12重量份ws2;热处理:将沉积有复合涂层的医用不锈钢放入马弗炉中,于500℃下热处理4h,然后随炉冷却至室温。
15.实施例5基材选取:以医用不锈钢作为基材,通过机械线切割将其加工为10cm
×
6cm
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2cm;基材预处理:对基材进行喷砂处理,而后依次选用丙酮和去离子水在超声辅助下清洗基材,然后在氮气下烘干待用;激光熔覆制备复合涂层:采用dl-hl-t10000型高功率横流co2激光器,在氩气保护下进行激光熔覆,熔覆过程中激光功率为1500w,扫描速度为700mm/min,送粉速度为5g/min,搭接率为30%,光斑直径为3.2mm,氩气流量为10l/min,激光熔覆的粉末原料为80重量份tin、10重量份sio2、9重量份ceo2和12重量份ws2;热处理:将沉积有复合涂层的医用不锈钢放入马弗炉中,于500℃下热处理4h,然后随炉冷却至室温。
16.对比例1基材选取:以医用不锈钢作为基材,通过机械线切割将其加工为10cm
×
6cm
×
2cm;基材预处理:对基材进行喷砂处理,而后依次选用丙酮和去离子水在超声辅助下清洗基材,然后在氮气下烘干待用;激光熔覆制备复合涂层:采用dl-hl-t10000型高功率横流co2激光器,在氩气保护下进行激光熔覆,熔覆过程中激光功率为1500w,扫描速度为700mm/min,送粉速度为5g/min,搭接率为30%,光斑直径为3.2mm,氩气流量为10l/min,激光熔覆的粉末原料为80重量份tin、10重量份sio2和12重量份ws2;热处理:将沉积有复合涂层的医用不锈钢放入马弗炉中,于500℃下热处理4h,然后随炉冷却至室温。
17.对比例2基材选取:以医用不锈钢作为基材,通过机械线切割将其加工为10cm
×
6cm
×
2cm;基材预处理:对基材进行喷砂处理,而后依次选用丙酮和去离子水在超声辅助下清洗基材,然后在氮气下烘干待用;激光熔覆制备复合涂层:采用dl-hl-t10000型高功率横流co2激光器,在氩气保护下进行激光熔覆,熔覆过程中激光功率为1500w,扫描速度为700mm/min,送粉速度为5g/min,搭接率为30%,光斑直径为3.2mm,氩气流量为10l/min,激光熔覆的粉末原料为80重量份tin、10重量份sio2、20重量份ceo2和5重量份ws2;热处理:将沉积有复合涂层的医用不锈钢放入马弗炉中,于500℃下热处理4h,然后随炉冷却至室温。
18.对比例3基材选取:以医用不锈钢作为基材,通过机械线切割将其加工为10cm
×
6cm
×
2cm;基材预处理:对基材进行喷砂处理,而后依次选用丙酮和去离子水在超声辅助下清洗基材,然后在氮气下烘干待用;激光熔覆制备复合涂层:采用dl-hl-t10000型高功率横流co2激光器,在氩气保护
下进行激光熔覆,熔覆过程中激光功率为1500w,扫描速度为700mm/min,送粉速度为5g/min,搭接率为30%,光斑直径为3.2mm,氩气流量为10l/min,激光熔覆的粉末原料为80重量份tin、10重量份sio2和5重量份ceo2;热处理:将沉积有复合涂层的医用不锈钢放入马弗炉中,于500℃下热处理4h,然后随炉冷却至室温。
19.对比例4基材选取:以医用不锈钢作为基材,通过机械线切割将其加工为10cm
×
6cm
×
2cm;基材预处理:对基材进行喷砂处理,而后依次选用丙酮和去离子水在超声辅助下清洗基材,然后在氮气下烘干待用;激光熔覆制备复合涂层:采用dl-hl-t10000型高功率横流co2激光器,在氩气保护下进行激光熔覆,熔覆过程中激光功率为1500w,扫描速度为700mm/min,送粉速度为5g/min,搭接率为30%,光斑直径为3.2mm,氩气流量为10l/min,激光熔覆的粉末原料为80重量份tin、10重量份sio2、5重量份ceo2和30重量份ws2;热处理:将沉积有复合涂层的医用不锈钢放入马弗炉中,于500℃下热处理4h,然后随炉冷却至室温。
20.接下来,我们对实施例1-5和对比例1-4中样品的耐腐蚀性能和耐磨性能进行测试,具体如下:耐腐蚀性测试:在模拟体液(sbf)中,37℃下对样品长期保护能力的测试。本发明将包含涂层的不锈钢片进行封装,防止边缘效应,而后将其各自置于盛有模拟液的烧杯中,用保鲜膜封住烧杯口,放入37℃的恒温水浴锅中,每两天更新一次模拟体液,并记录样品开始发生腐蚀的情况;耐磨性测试:采用cetr-3型摩擦磨损试验机评价各样品的耐磨性能,载荷为5n,摩擦副为直径5mm的gcr15钢球,摩擦频率为8hz,摩擦行程3mm,摩擦时间60min,并用电子天平称量磨损前后的质量以计算磨损量。
21.各样品的实验结果如表1所示,表中用“√”表示优秀,用
“○”
表示合格,用
“×”
表示不合格。其中,开始发生腐蚀的时间大于550h评级为优秀,开始发生腐蚀的时间介于480-550h之间评级为合格,开始发生腐蚀的时间小于480h评级为不合格;磨损量小于0.5mg评级为优秀,磨损量介于0.5-0.8mg之间评级为合格,磨损量大于0.8mg评级为不合格。
22.表1 各样品实验数据编号硬度磨损量实施例1√

实施例2√√实施例3√√实施例4

√实施例5

√对比例1
×
√对比例2
○×
对比例3
××
对比例4
×

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
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