专利名称：提高金属表面扩散率的方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及提高金属表面扩散率的方法及其应用。具体而言，本发明涉及结合机 械方法和化学方法的表面处理方法，其中机械方法增加表面的扩散率而化学方法形成化学 改性的表面层用于改善适于特定应用(尤其在生物医药领域)的金属材料的性质。
背景技术：
不锈钢在日常生活和工业中被广泛使用。例如，不锈钢被广泛用于生物医药行业 以制造整形外科植入物、牙齿植入物和其他一些植入物，例如骨板、人造髋关节、骨髓内钉 等等，参见美国专利第4，964，925号、第4，718，908号和第4，775，426号。然而，众所周知， 不锈钢具有它的缺点。因为不锈钢的表面硬度低，植入物在体内的耐磨性差。差的耐磨性 可破坏植入物的固定并且磨损产物对宿主组织有害。此外，不锈钢具有低耐孔蚀性，尤其在 含有Cl—的温热的含盐体液中。为了克服不锈钢的一些弱点，美国专利第5，205，921号和第 5，482，731号描述了两个工艺以在金属植入物设备上涂覆用于金属植入物设备生物活性结 合的生物活性磷酸钙涂层。美国专利第5，057，108号公开了一种用于不锈钢整形外科植入 物设备的表面处理工艺，其中，在两个喷砂处理步骤、电抛光和钝化作用之后，形成了重冷 作外层，所述外层提高了所述设备的疲劳性能。在另一个生物医药领域中，随着介入治疗方法的快速发展，由于NiTi形状记忆合 金丝材极好的机械性能、强的形状记忆效果、超弹性性质、适度良好的耐化学性以及生物相 容性，NiTi形状记忆合金丝材被广泛用于生产心血管植入物、气管植入物、食管植入物以及 其他一些植入物，参见美国专利第6，375，458号、第6，224，625号、第5，882，444号、中国专 利第02124291. 7号、第02240165. 2号，等等。这些植入物的广泛应用意味着生物相容性方 面的两个关注问题。第一，植入之后，可能有不利的组织反应，这表明MTi丝材的生物相容 性不理想并且需要进一步改善。第二，NiTi植入物中有害的Ni+向外扩散，已发现在人体 内持久使用MTi植入物是致癌的，造成潜在的健康问题。美国专利第7，000, 305号描述了 热定型之后用膨胀的含氟聚合物涂覆MTi丝材或其他一些丝材以降低血小板粘附于支架 的工艺。在本领域所公开的内容中，未发现在MTi丝材上具有良好的血液相容性的其他无 机涂层(例如，二氧化钛或碳涂层)。通过加入不同于底层材料(例如，不锈钢或NiTi)的 单独涂覆材料层不是改性金属表面的理想方法，因此需要换个方向考虑不同的方案。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种新型表面改性方法，该方法不依赖于金属表 面上的单独涂层来提高不锈钢的硬度和耐腐蚀性能并且减少M从MTi金属丝材中的释 放。本发明的另一个目的是提供一种用于对金属表面进行机械再加工的自动设备。本发明上述目的和其他目的由下述方法实现通过提供将机械方法和化学方法相 结合的方法来提高金属表面的物理和化学性能以使其适合于特定的目的，例如用于作为植 入物的应用。实质上，本发明使用机械工艺以提高待处理金属表面的扩散率，然后实施化学工艺以从物理上和化学上改变所述表面。所述机械工艺有助于随后的所述化学工艺，以实 现单独的所述机械工艺和单独的所述化学工艺所无法实现的效果。认为所述机械工艺形成 特定的纳米晶体表面结构，其特征在于超细晶粒，通常所述超细晶粒在至少一个维度上的 尺寸小于lOOnm。不受理论的束缚，纳米晶体表面结构可以用作观察到的表面扩散率提高 的基础。已经发明了几种机械方法和机械设备，用于在金属片上形成纳米量级的微结构层 或纳米结构层，如本发明的发明人以前的美国专利(7，147，726和7，300，622)中所公开的。 根据本发明所产生的表面改性具有以下优点(1)纳米结构层直接形成在金属片的表面上 并且所述层具有与基底相同的材料，因此，纳米结构层的密度大且纯度高；(2)颗粒尺寸从 纳米结构表面层到底层基底具有平滑的过渡，不存在清晰的分界面，能够避免涂层材料经 常遭遇的粘结问题；以及(3)所述工艺借助机械方法在空气中或者在低真空条件下实施， 因此，避免了使用复杂的电气设备例如用于溅射或蒸发的设备以及高真空泵。对于操作环 境的较低要求有益于在工业应用中处理大型零件。作为特定的实例，由于经处理的不锈钢的硬度增大，现在较低镍含量的304不锈 钢可代替通常在植入物中使用的316不锈钢。而且，设计了新型表面处理设备，使得其能够容纳具有复杂形状和大尺寸的金属 医用植入物。在形成本公开的一部分的权利要求书中，非常详细地指出了描述本发明特性的新 颖性的各个特征。为了更好地理解本发明、其操作优点，以及通过其使用所实现的特定目 的，应当参看附图和下面的描述，其中示例和描述了本发明的优选实施方式。
图IA表示用于在不锈钢骨髓内钉上通过轰击形成纳米结构的设备示意图；图IB表示图IA中的设备在不带腔室盖子和球体的情况下的俯视图；图2A表示用于在长的不锈钢骨板上通过轰击形成纳米结构的设备示意图；图2B表示用于在两块短的不锈钢骨板上通过轰击形成纳米结构的设备示意图；图3A表示图3B中的设备盖子的俯视图；图3B表示用于形成纳米结构的设备示意图，其中一个空间的顶高可调节；图3C表示图3B中的设备的示意图，其中，两个人工关节通过固定装置安装，并且 分别在由栅栏隔开的两个空间内采用轰击进行处理；图4表示在NiTi丝材上通过轰击形成纳米结构的设备和固定装置；图5A表示在450°C下等离子氮化的原样不锈钢骨板的显微硬度和根据本发明通 过形成纳米结构的预处理以及在450°C下等离子氮化不同时间的不锈钢骨板的显微硬度；图5B表示图5A中的不锈钢骨板的氮化物层的厚度；图5C表示在450°C下等离子氮化的原样不锈钢骨板的动电位(potentiodynamic) 扫描图以及根据本发明通过形成纳米结构的预处理和在450°C下等离子氮化不同时间的不 锈钢骨板的动电位扫描图；图6A表示200mm原样NiTi丝材的氧化钛厚度以及根据本发明通过形成纳米结构 3分钟进行预处理并且在10% H2O2溶液中、80°C氧化24小时的NiTi丝材的氧化钛厚度；图6B表示在环境温度(20°C至25°C )下将20cm长的图6A中的NiTi丝材浸泡于50ml 0. 9% NaCl溶液中的Ni的释放。
具体实施例方式图IA表示了在不锈钢骨髓内钉(10)上通过轰击生成纳米结构的设备示意图以及 该设备在不带腔室(21)盖子(20)和球体(22)时的俯视图。通过螺母(201)将盖子(20) 紧固于所述腔室。根据图1，较长的旋转的不锈钢植入物(10)上通过轰击生成纳米结构的 原理是通过使用以给定频率运行的两个超声波发生器(23)使球体(22)运动，所述超声波 发生器(23)置于用于投射出具有完全球形的球体(22)的两个空间的底部。可选取的音极 (sonotrode) (23)的运动幅度为从几微米至几百微米。球体(22)从所述音极的运动获取能 量并以不定的和多个入射的角度撞击旋转着的所述植入物的表面许多次，使得每次撞击产 生在任一方向上的合金晶粒的弹性形变。接触所述植入物而失去能量的球体弹回所述音极 以获取新速度，从所述植入物看去所述速度的方向似乎随机，但所述速度的方向由物理定 律确定。如果所述球体失去能量，所述球体沿着所述空间的倾斜底面(24)滑下并被收集和 被再使用。所述植入物的每一端均由夹具(25)安装，并且所述夹具由插入物(26)固定，所 述插入物由螺母(28)固定于管(27)内。所述管由两个支撑件(29)支撑。电机(30)的转 动通过齿轮组(32)可以传递至位于所述管中部的齿轮(31)。在处理期间所述植入物以给 定速度转动，这样可以处理整个表面。音极(23)和被处理的植入物(10)之间的距离可通 过调整所述音极的垂直位置加以控制。在图1中，仅图示了用于处理细长植入物的两个空 间。在处理更长和更宽的植入物的情形中，空间的数量和排数能进一步增加。根据图2A中所示的实施方式变体，待处理的植入物可为长骨板(11)。所述植入 物的每一端均由夹具(41)安装，并且所述夹具由插入物(42)固定，所述插入物(42)固定 于管(27)内，在处理期间旋转管(27)。在图2B中，两个短骨板(12)连接为长骨板进行处 理。其他处理情形类似于图1所示情形。根据图3中所示的另一实施方式变体，待处理的植入物可为人造髋关节(13)。由 于其复杂的形状，头部和柄部在两个空间内分别处理。在这种情形中，所述两个空间由栅栏 (51)分隔开。所述植入物的未处理部分在处理过程中由凹模(52)握持或仅夹至夹块。所 述凹模或所述夹块的垂直位置可由螺母(53)控制。对于大幅度的高度调节而言，在工作腔 室的盖子(20)上通过螺母(55)安装罩(54)。如果处理过程中所述植入物的垂直尺度过于 大，填入盖子的孔的板(56)可被模具(52)或连接至所述植入物的夹块替换。在图3C中， 左侧的人造髋关节在处理过程中可以以给定速度旋转。其他处理情形类似于图1中所示的 情形。图4表示了在NiTi丝材的卷上通过轰击生成纳米结构的设备和固定装置。左侧 固定装置(14)能释放和收集NiTi丝材(15)，右侧固定装置(16)反转所述丝材的运动方 向。最初的丝材从左侧固定装置的上卷轴(61)释放出来，并且下卷轴(62)由电机(63)驱 动以收集处理后的丝材。电机(63)的动力由左侧固定装置(14)上的两个金属环(64)提 供，所述金属环与固定在座台(33)上的两个弹性电极(65)接触。滑片(66)通过弹簧压于 上卷轴(61)的轮缘以对所述丝材施加可调的张应力。所述两个固定装置和填充物(67)固 定于管(27)，所述管在处理过程中以给定速度旋转。在图4中，所述丝材的片段借助辊轮 组(68)通过工作腔室两次，因此处理时间加倍。通过进一步折叠所述丝材可以增加处理时间，例如三倍或更多倍。通过所述丝材通过所述腔室的次数X(单个空间的宽度X所述空 间的数量/所述丝材的线性移动速度)计算所述丝材的片段的总处理时间。其他处理情形 类似于图1中所示的情形。所述设备不限于上述的实施方式，而是包括通过机械方法在金属植入物上生成纳 米结构层的所有可能的实施方式。选取参数以根据本发明在植入物上生成纳米结构的基本原理在于所述球体的动 能越大，底层内产生的应力水平越高。动能上限具体由加热和所述球体的机械强度和构成 所述植入物的材料的机械强度确定，所述加热由在被处理的表面撞击过程中这种动能的释 放所导致。所述球体的硬度起作用，尤其是在从所述球体向所述植入物的表面的动能传递 中。经验表明，所使用的球体的直径越大(在大约几百微米至几毫米的尺度范围内)，所获 得的纳米结构层越大。同样，处理时间与确定纳米结构的厚度有关。已经注意到在给定的时间值(该值 会有所不同并依赖于所述球体的尺寸)内，所用时间越长，纳米结构层的厚度越厚，直至对 应于饱和并且纳米层厚度不能再发生变化的时刻。这一给定值或者由经验获得，或者从给 定材料的数学模型得到。然而，当时间超出所述给定时间后，所述纳米结构层的厚度减少。 这一现象归因于下述事实所述球体对处理过的表面撞击产生热量的释放，所述热量的释 放对材料加热。从某阈值开始，所述热量的结果是金属晶粒的尺寸增大。被处理的植入物的转速(例如从0. 5rpm至5rpm)是另一参数。旋转帮助降低被 处理植入物的局部温度提升，因为背对音极的一侧的轰击更少，并且有时间间隔供植入物 释放热能。转速越高，单位时间内积聚在被处理表面的局部区域的热能越少，所述转速应较 高以避免轰击产生的局部过热。对于具有大尺寸的植入物而言，转速可以较低，但是由局部 温度快速提升导致的晶粒生长也应避免。其他参数也可能对处理过程中纳米结构形成起作用。在使用超声波发生器以使球 体运动的设备中，声波产生的声压可影响纳米结构生长过程。借助冷却系统可降低植入物 的温升从而避免对所述植入物晶粒生长产生的过热效应。所述设备也可置于惰性气体环境 中或真空中以避免被处理的金属植入物的表面氧化。在植入物的被处理表面上生成纳米结构导致在被处理区域的扩散定律的修正。从 本质上，金属晶粒的成倍增加也增加了晶粒间的边界数。这些边界构成了让化合物扩散的 纳米通道。因此，这些化合物能更深和更完全地渗入植入物的被处理表面，这使得获得具有 优异机械性能和化学性能的化合物层成为可能。举例而言，图5A和图5B表示了在450°C下被等离子氮化的原样不锈钢骨板和通 过生成纳米结构预处理的骨板的显微硬度和氮化物层厚度。不锈钢骨板预处理0. 5分钟、 1分钟、2分钟、4分钟、8分钟、15分钟和30分钟。所述原样骨板(未预处理骨板)和所述 预处理骨板分别进行等离子氮化30分钟、60分钟和120分钟。在维氏显微硬度测试仪上 测试IOOgf压痕力下原样骨板和被氮化骨板的硬度。在显微镜下测量横截面的氮化厚度。 从图5A可以看出等离子氮化骨板的硬度高于原样骨板的硬度，所述原样骨板的硬度仅为 253Hv。在4分钟之前硬度值随预处理时间而升高，并且所述硬度值在1分钟表面机械研磨 处理(也称表面纳米化，简称SMAT)之后接近或超过ΙΟΟΟΗν。在相同的预处理时间，硬度值 随氮化时间的增加而升高。预处理显著地增加了氮化层的厚度。例如，未预处理的骨板的氮化层厚度仅为8. 5mm，而预处理30分钟的骨板在等离子氮化120分钟后氮化层厚度增加 为16.3mm。既然氮化层有比不锈钢基底更高的硬度，有理由相信预处理骨板相比未预处理 骨板在等离子氮化后具有更高的硬度。因此生成的具有高硬度的纳米结构层对提升植入物 的耐磨性和疲劳寿命有益。实际上，纳米结构的存在，具体而言是纳米扩散通道的存在，让化合物更快速地扩 散进入金属器件的表面层。上述结果证实了在通过生成纳米结构预处理的不锈钢骨板上生 长氮化物层要快于在未预处理的骨板上生长氮化物，也即加速了氮化动力学过程。此外，光 学显微镜观察表明预处理的骨板的氮化层比未预处理的骨板的氮化层要更为均勻和致密。图5C表示450°C经120分钟等离子体氮化的原样不锈钢骨板的动电位扫描图和根 据本发明通过形成纳米结构预处理和450°C经120分钟等离子体氮化的板的动电位扫描曲 线。环境条件下，在50ml0. 9% NaCl溶液中用0. 5cm2试验面积执行腐蚀试验。原样板具有 0. 31V的击穿电压并且试验后具有腐蚀凹，所述腐蚀凹表明耐孔蚀性低。通过比较电位-电 流曲线和显微观察，可以看出，通过0. 5分钟至4分钟预处理和120分钟等离子氮化处理的 板表现出良好的耐孔蚀性；但是通过8分钟至30分钟预处理以及120分钟等离子氮化的样 品表现出全腐蚀。因此，通过0. 5分钟至4分钟预处理和等离子氮化的不锈钢植入物具有 高表面硬度和良好的耐凹腐蚀性。图6A表示200mm原样NiTi丝材的氧化层厚度以及通过经3分钟生成纳米结构的 预处理的和80°C经24小时在10% H2O2溶液中氧化的丝材的氧化层厚度。由此可见，NiTi 丝材上自然的氧化钛层确实薄，仅约50nm。该厚度由DSIMS(动态二级离子质谱)曲线确 定。氧化钛层形成是由于Ti较Ni具有更高的0亲和性。在H2O2溶液中，0原子富集于NiTi 丝材表面，并且合金基底中的Ti原子可向外扩散至表面依据强化学驱动力以形成氧化钛 化合物，留下富有Ni的亚层(sub-layer)。由于氧化钛层和基底在本质上不同，厚的氧化 钛层可导致系统的裂纹和结合问题。通过改变氧化参数可调节氧化钛厚度。如图6A所示 的氧化钛厚度是最佳厚度，根据我们的经验该厚度不导致层开裂或层剥离。所述氧化钛层 可作为防护物起作用以阻止丝材植入物中Ni原子向外扩散至周围体液。由图6B示例该效 果，其代表在环境温度(20°C至25°C)下，图6A的20cm长的NiTi丝材在浸泡6个月之后 50ml0.9% NaCl溶液中的Ni释放。通过原子吸收光谱测量溶液中Ni含量。Ni释放减低， 从原样丝材的26ppb减少至已处理丝材的仅5ppb。有害Ni离子的释放降低有助于改善由 NiTi丝材制成的支架植入物的生物相容性。同时，NiTi丝材的抗腐蚀性的增加有利于人体 内支架植入物的稳定性，人体是多方面结合的复杂环境。设备实施例在金属植入物上生成给定的厚度纳米结构的设备包括可分为多个空间的工作腔 室，用于在每个空间中使给定量的给定尺寸的具有完全球形的球体以给定速度运动持续的 给定时间的装置、用于在每个空间中连续反复使用所述球体的装置以及用于安装植入物和 以给定速度旋转植入物以在相同碰撞点获得可变入射角度的装置，这样所述碰撞点成群地 覆盖整个植入物的表面。用于金属植入物表面改性的方法包括在密封腔室中形成保护性化 合物层或在给定条件的化学溶液中通过使用纳米结构层的高扩散性质来形成保护化合物 层。在另一种实施方式中，工作腔室具有两个空间，用栅栏分隔所述空间并且至少一个空间具有可调节的顶高。在另一种实施方式中，用于使所述球体运动的装置包括每个空间底部的超声波发 生器，该超声波发生器导致所述球体以随机的方向运动，用于反复使用所述球体的装置是 每个空间的倾斜底面。在另一种实施方式中，待处理的植入物是不锈钢骨髓内钉，该骨髓内钉的直径为 IOmm,长度为 240mm。在另一种实施方式中，待处理的植入物是不锈钢骨板，所述骨板的宽度为40mm，长 度为220mm。在另一种实施方式中，待处理的植入物是不锈钢骨板，所述骨板的宽度为50mm，长 度为120mm。在另一种实施方式中，待处理的植入物是不锈钢人造髋关节，所述髋关节柄部长 为90mm，头部直径为28mm。在另一种实施方式中，待处理的植入物是NiTi丝材，所述丝材的直径为0. Imm至 0. 5mm。在另一种实施方式中，通过夹具或其他一些固定装置固定所述植入物，所述夹 具或其他一些固定装置安装在管内，所述管由电机通过齿轮驱动，所述管的旋转速率为 0. 5rpm 至 5rpm。在另一种实施方式中，NiTi丝材的线性移动速度为10cm/min至40cm/min。在另一种实施方式中，具有完全球形的球体由不锈钢制成。在另一种实施方式中，具有完全球形的球体由氧化锆制成。在另一种实施方式中，根据用户所需要的纳米结构的厚度，所述球体的直径为 0. 3mm 至 3mmο在另一种实施方式中，所述球体的数量为当利用超声使所述球体运动的装置停 止工作时，这些球体所占的表面积大于音极表面的30%。在另一种实施方式中，所述球体速度为5mps至lOOmps。在另一种实施方式中，对于给定球体尺寸和给定材料组成的具有给定尺寸的植入 物而言，根据用户所需要的纳米结构层厚度确定投射时间。在另一种实施方式中，所述球体的投射时间为30秒至1800秒。在另一种实施方式中，用于生成纳米结构的设备包括用于调节球体的投射时间和 球体的速度的装置。在另一种实施方式中，所述设备包括用于调节球体的喷射源与待处理的植入物之 间的距离的装置。在另一种实施方式中，所述距离为20mm至80mm。在另一种实施方式中，用于形成纳米结构的设备包括用于对所述植入物的被处理 区域进行局部冷却的装置。在另一种实施方式中，所述的投射步骤在对所述腔室填充惰性气体之后进行。在另一种实施方式中，所述设备封闭于真空箱内。在另一种实施方式中，所述设备封闭于隔音室内。在另一种实施方式中，在不锈钢植入物上形成保护性氮化物层的步骤是等离子氮化，其中包括将植入物放置氮气气氛中，给定温度为450°C左右、持续时间为30分钟至120 分钟。在另一种实施方式中，在NiTi丝材上形成保护性氧化层的步骤包括将NiTi丝材 放在浓度为10%至30%、温度为60°C至100°C的H2O2溶液中，给定时间为12小时至24小 时。尽管以上记载和强调了本发明的基本新特征应用于优先实施方式，可以理解，在 不偏离本发明的实质的情况下，本领域技术人员可以对其中举例说明的实施方式的形式和 细节进行各种省略、替换和变化。上述实施方式仅用作示例，对本发明不构成限定，在所附 的专利权利要求限定的保护范围内可以以各种不同方式进行修改。
权利要求
一种提高金属表面扩散率的方法，所述方法包括以下步骤通过表面机械研磨处理来生成晶体表面结构。
2.一种用于在金属植入物上形成给定厚度的纳米结构的设备，所述设备包括可分成 多个空间的工作腔室、用于在每个空间中使给定量的给定尺寸的具有完全球形的球体以给 定速度运动持续给定的时间的装置、用于在每个空间中连续地反复使用所述球体的装置， 以及用于安装所述植入物和以给定速率旋转所述植入物以在同一碰撞点获得可变的入射 角的装置，这样所述碰撞点成群地覆盖所述植入物的整个表面。
3.根据权利要求2所述的用于在金属植入物上形成给定厚度的纳米结构的设备，所述 设备还包括栅栏以分隔所述工作腔室的所述空间。
4.根据权利要求3所述的用于在金属植入物上形成给定厚度的纳米结构的设备，其 中，至少一个空间具有可调节的顶高。
5.根据权利要求4所述的用于在金属植入物上形成给定厚度的纳米结构的设备，所述 设备还包括位于每个所述房间底部的超声发生器，以使所述球体运动，导致所述球体以随 机方向运动。
6.根据权利要求4所述的用于在金属植入物上形成给定厚度的纳米结构的设备，所述 设备还包括每个空间的倾斜底面以反复使用所述球体。
7.根据权利要求6所述的用于在金属植入物上形成给定厚度的纳米结构的设备，其 中，所述植入物是由不锈钢和MTi金属丝材制成的骨髓内钉、骨板、人工髋关节，等等。
8.根据权利要求6所述的用于在金属植入物上形成给定厚度的纳米结构的设备，所述 设备还包括夹具或其他一些固定装置以固定所述植入物，所述夹具或其他一些固定装置安 装在管内，所述管由电机通过齿轮驱动，所述管的旋转速率为0. 5rpm至5rpm。
9.根据权利要求6所述的用于在金属植入物上形成给定厚度的纳米结构的设备，所述 设备还包括固定装置以使NiTi金属丝材以lOcm/min至40cm/min的线性速率运动。
10.根据权利要求6所述的用于在金属植入物上形成给定厚度的纳米结构的设备，其 中，所述具有完全球形的球体由不锈钢或氧化锆制成，根据用户所需的所述纳米结构的厚 度，所述球体的直径为0. 3mm至3mm。
11.根据权利要求6所述的用于在金属植入物上形成给定厚度的纳米结构的设备，其 中，所述球体的数量为当利用超声使所述球体运动的装置不工作时，所述球体占据的表面 积大于超声音极的表面的30%。
12.根据权利要求6所述的用于在金属植入物上形成给定厚度的纳米结构的设备，其 中，所述球体的速率为5mps至lOOmps。
13.根据权利要求6所述的用于在金属植入物上形成给定厚度的纳米结构的设备，其 中，对于给定的球体尺寸和构成具有给定尺寸的植入物的给定材料而言，根据用户所需的 纳米结构层的厚度确定的投射时间是30秒至1800秒。
14.根据权利要求13所述的用于在金属植入物上形成给定厚度的纳米结构的设备，所 述设备还包括用于调节所述球体的投射时间的装置。
15.根据权利要求6所述的用于在金属植入物上形成给定厚度的纳米结构的设备，其 中，所述球体的发射源与待处理的所述植入物之间的距离为20mm至80mm。
16.根据权利要求15所述的用于在金属植入物上形成给定厚度的纳米结构的设备，所2述设备还包括用于调节所述距离的装置。
17.根据权利要求6所述的用于在金属植入物上形成给定厚度的纳米结构的设备，所 述设备还包括用于对所述植入物已处理区域进行局部冷却的装置。
18.根据权利要求6所述的用于在金属植入物上形成给定厚度的纳米结构的设备，其 中，在使用惰性气体填充所述腔室之后执行投射步骤。
19.根据权利要求5所述的用于在金属植入物上形成给定厚度的纳米结构的设备，其 中，将所述设备封闭于真空橱柜中。
全文摘要
一种提高金属表面扩散率的方法及其在金属植入物的表面处理方面的应用，所述方法结合机械方法和化学方法，其中所述机械方法增加表面扩散率而所述化学方法形成化学改性的表面层用于改善适于特定应用(尤其在生物医药领域)的金属材料的性质。该表面处理可增加不锈钢的硬度和耐腐蚀性并且降低由NiTi丝材制成的植入物中Ni的释放。
文档编号A61F2/32GK101899554SQ201010148369
公开日2010年12月1日 申请日期2010年4月14日 优先权日2009年4月14日
发明者付涛, 吕坚, 李廷烽, 温春生 申请人:香港理工大学