一种提高镍钛记忆合金缝合线表面性能方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及一种提高镍钛记忆合金缝合线表面性能方法，尤其涉及一种提高镍钛 记忆合金缝合线表面生物相容性的处理方法。
【背景技术】
[0003] 生物医学材料是一类用于诊断、治疗或替换人体组织、器官或增进其功能的新型 高新技术材料，是材料科学、工程学、医学和生物学的综合领域。生物医学材料不仅技术含 量和经济价值高，而且与患者生命和健康密切相关。
[0004] 在生物医学材料领域，应用得最多的是镍钛形状记忆合金。这是由于镍钛合金具 有特殊的生物相容性，使其在生物医学方面的应用是其它形状记忆合金无法替代的。生物 医学材料植入机体以后，通过材料与机体组织的直接接触与相互作用而产生宿主反应和材 料反应。宿主反应是机体组织与生物活体系统对材料作用的反应，材料反应是材料对机体 生理环境作用的反应。生物医学材料与生命系统接触并发生相互作用，能对细胞、组织和器 官进行诊断治疗、替换修复和诱导再生。作为生物医学材料，除了要具备必要的理化特性 外，还需要满足在生理环境下工作的生理学需求。良好的生物医学材料要求所引起的宿主 反应能够保持在可以接受的水平，同时产生的材料反应也不会使材料本身发生破坏。也就 是说，生物医学材料需要较佳的生物相容性。这也是生物医学材料区别于其它材料的基本 特征。生物相容性包括生物力学相容性和生物化学相容性。人体的体液是约含0.9%质量 浓度的氯化钠溶液，还含有其它类型的盐、有机化合物、血液、淋巴液和酶等。在37 ° C的 条件下对镍钛形状记忆合金来说是相当强的腐蚀环境，加上人体的不断运动和生理变化， 极易使合金材料产生应力腐蚀及腐蚀疲劳现象，对合金的力学性能产生强烈的影响。此外， 镍钛形状记忆合金作为缝合线植入体内，人体组织在生长过程中会和缝合线产生粘连，缝 合线在术后取出时存在阻力，会影响到伤口的愈合。合金材料的表面性质对其力学性能起 着重要作用，因此在不损害镍钛合金材料性能的前提下对其表面改性，提高生物相容性，具 有重要的意义。
【发明内容】
[0005] 为了解决现有技术问题，本发明提供一种提高镍钛记忆合金缝合线表面性能方 法，包括预处理、固溶热处理、热磁复合时效处理、低温等离子体处理，所述预处理为将合金 放在含有表面活性剂的溶液中超声清洗，所述热磁复合时效处理为热时效处理和磁时效处 理同时进行，所述低温等离子体是由介质阻挡放电产生。
[0006] 所述提高镍钛记忆合金缝合线表面性能方法，还包括恒温处理，恒温时间为10-30 h，恒温温度为150-350 ° C。
[0007] 作为本发明一种优选的技术方案，所述固溶热处理步骤为将合金以70-100 ° C / h的加热速率升温至800-840 ° C，保温0.5-5 h，炉冷至400-500 ° C，水淬。
[0008] 作为本发明一种优选的技术方案，所述固溶热处理步骤为将合金以80-90 ° C/h 的加热速率升温至820-840 ° C，保温1-3 h，炉冷至420-460 ° C，水淬。
[0009] 作为本发明一种优选的技术方案，所述热磁复合时效处理的步骤为，将合金在磁 场中以60-90 ° C/h的加热速率升温至280-320 ° C，保温0.5-3 h，以10-50 ° C/h的加 热速率升温至450-550 ° C，保温3-12 h，空冷，去磁场。
[0010] 作为本发明一种优选的技术方案，所述热磁复合时效处理的步骤为，将合金在磁 场中以70-80 ° C/h的加热速率升温至290-310 ° C，保温1-2 h，以20-40 ° C/h的加热 速率升温至480-520 ° C，保温5-10 h，空冷，去磁场。
[0011] 作为本发明一种优选的技术方案，所述热磁复合时效处理的磁场强度为0. 3-10 T0
[0012] 作为本发明一种优选的技术方案，所述低温等离子体处理中的介质选自石英玻 璃、聚四氟乙烯中的一种。
[0013] 作为本发明一种优选的技术方案，所述低温等离子体处理的放电时间为1-3 min。
[0014] 作为本发明一种优选的技术方案，产生所述低温等离子体选用输出频率为8-16 kHz的正弦波电源。
[0015] 参考以下详细说明更易于理解本发明的上述及其它特征、方面和优点。
【具体实施方式】
[0016] 参考以下本发明的优选实施方式的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发 明所公开的内容。在以下说明书和权利要求书中将提及大量的术语，这些术语被定义为具 有下列含义。
[0017] "任选的"或"任选地"是指其后描述的事件或事项可以发生或不发生，而且该描述 包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
[0018] 说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体 数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相 应的，用"大约"、"约"等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近 似用语可能对应于测量数值的设备的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可 以组合和、或互换，如果没有另外说明，这些范围包括其间所含有的所有子范围。
[0019] 如本文所用术语"由……制备"与"包含"同义。本文中所用的术语"包含"、"包 括"、"具有"、"含有"或其任何其它变形，意在覆盖非排他性的包括。例如，包含所列要素的 组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要 素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0020] 连接词"由……组成"排除任何未指出的要素、步骤或成分。如果用于权利要求 中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关 的常规杂质除外。当短语"由……组成"出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题 之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要 求之外。
[0021] 当量、浓度或者其它值或参数以范围、优选范围或一系列上限优选值和下限优选 值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下 限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开 了范围"1至5"时，所描述的范围应被解释为包括范围"1至4"、"1至3"、"1-2"、"1-2和 4-5"、"1-3和5"等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括 其端值和在该范围内的所有整数和分数。
[0022] 此外，本发明要素或组分前的"一种"和"一个"对要素或组分的数量要求（即出 现次数）无限制性。因此"一个"或"一种"应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形 式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显指单数形式。
[0023] 一种提高镍钛记忆合金缝合线表面性能方法，包括预处理、固溶热处理、热磁复合 时效处理、低温等离子体处理，所述预处理为将合金放在含有表面活性剂的溶液中超声清 洗，所述热磁复合时效处理为热时效处理和磁时效处理同时进行，所述低温等离子体是由 低气压大气辉光放电产生。
[0024] 预处理 预处理是镍钛记忆合金缝合线表面处理方法的第一道重要工序，所述预处理步骤为将 合金放在含有表面活性剂的水溶液中超声清洗5-20 min，再依次用水、乙醇冲洗干净。
[0025] 所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂。
[0026] 所述阴离子表面活性剂可以是高级脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、磷酸酯盐。所述 高级脂肪酸盐的通式为RC00M，R为含有碳原子数8-22的停机，M为钠、钾或胺类。所述磺 酸盐的通式为RSO 3M, R为碳原子数8-20的烃基，M为钠、钾或胺类。磺酸盐可以是烷基苯 磺酸盐、烷基磺酸盐、石油磺酸盐。所述石油磺酸盐是各种磺酸盐的混合物，主要成分为复 杂的烷基苯磺酸盐和烷基萘磺酸盐，其次则为脂肪烃的磺酸盐和环烃的磺酸盐及其氧化物 等。所述硫酸酯盐的通式为ROSO 3M, M为钠、钾或胺类，R为碳原子数8-18的烃基。脂肪酸 硫酸酯盐是以脂肪醇、脂肪醇醚或脂肪酸单甘油酯经硫酸酸化反应然后用碱中和制得。所 述磷酸酯盐可以是单酯盐和双酯盐，磷酸酯盐是由醇与聚磷酸反应再以碱中和制得的。磷 酸酯盐也可以是