一种牙科根管锉的制作方法

1.本实用新型涉及一种牙科根管锉，属于医疗器械表面处理技术领域。


背景技术：

2.根管治疗是口腔医学中治疗牙髓病和根尖周病的治疗的有效方式，利用器械将根管内的感染物清除、成形、消毒灭菌，然后严密地填充根管，达到控制感染、促进原有根尖周病变愈合的目的。然而在根管治疗中，根管预备是治疗成败的关键步骤。而根管锉是根管预备中使用的主要器械。所以根管锉的性能直接关乎根管治疗的效果。
3.目前，临床上使用的根管锉主要为ni-ti合金根管锉和不锈钢根管锉。ni-ti合金根管锉在使用时具有良好的韧性和弹性，但是ni-ti合金根管锉在使用中容易发生器械分离，并且ni-ti根管锉耐腐蚀性能差，在消毒过程中易发生腐蚀。同时ni离子对于人体是一种致敏因子，在生物体内聚集会产生一定的毒性效果。然而不锈钢根管锉在使用过程中的器械分离率要远远低于ni-ti合金根管锉，同时不锈钢材料价格低廉并且综合性能良好，被广泛用于医疗器械中。但是口腔环境较为复杂，不锈钢材料在口腔环境中使用时，容易发生腐蚀，导致不锈钢的耐腐蚀性能进一步降低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种具有耐腐蚀性、高硬度、使用安全性和使用寿命长的牙科根管锉。
5.为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种牙科根管锉，包括基底、形成在所述基底表面的过渡层、形成在所述过渡层表面的中间层以及形成在所述中间层表面的功能层，所述过渡层为ti层，所述中间层为tic层，所述功能层为ta2o
5-ag复合层，
6.其中，ta2o
5-ag复合层包括四层ta2o5层，相邻两层所述ta2o5层之间均设置有ag粒子层。
7.进一步地，所述基底为不锈钢材质的牙科根管锉。
8.进一步地，所述牙科根管锉表面具有螺旋槽。
9.进一步地，所述螺旋槽的坑槽深度为30-50μm。
10.进一步地，所述ti层的厚度为50-100μm。
11.进一步地，所述tic层的厚度为30-50μm。
12.进一步地，所述ta2o
5-ag复合层厚度为75-100μm。
13.进一步地，所述ta2o5层的厚度为20-30μm。
14.进一步地，所述ag粒子层的厚度为5-10μm。
15.进一步地，所述ta2o
5-ag复合层通过磁控溅射方法将所述ta2o5层和ag粒子层交替构筑三次，最后再构筑一层所述ta2o5层进行封装形成，其中，ag粒子以分散形态包裹在ta2o5当中。
16.本实用新型的有益效果在于：本实用新型所提供的牙科根管锉，其在基底表面制
备ti层，涂层和基底具有更好的结合力，之后在ti层表面依次形成中间层tic层和功能层ta2o
5-ag复合层。牙科根管锉中的基底与tic-ta2o
5-ag层具有优异的结合力，具有tic-ta2o
5-ag功能涂层的牙科根管锉具有很好的硬度、耐腐蚀性以及抗菌能力，能够有效的满足口腔治疗中的使用效果及使用安全性。
17.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
18.图1本实用新型所示的牙科根管锉的结构示意图；
19.图2为本实用新型所示的牙科根管锉的涂层结构示意图。
20.其中，1-不锈钢基底；2-ti层；3-tic层；4-ta2o
5-ag复合层；41-ta2o5层；42-ag粒子层。
具体实施方式
21.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
23.请参见图1和图2，本实用新型所示的牙科根管锉，包括基底1、形成在基底1表面的过渡层、形成在过渡层表面的中间层以及形成在中间层表面的功能层。
24.其中，基底1为不锈钢材质的牙科根管锉。其中，不锈钢基底1的牙科根管锉表面具有螺旋槽，其中坑槽深度为30-50μm。需要说明的是，基底1需要经过预处理后才可以在基底1表面形成过渡层，预处理包括：将不锈钢基底1置于无水乙醇、丙酮溶液中，采用交替超声清洗30min，各3次，去除表面油污、杂质。然后使用激光-磨削设备在不锈钢基底1表面进行刻蚀，在其表面形成30-50μm深的坑槽，提升涂层与基底1的结合作用。
25.过渡层为ti层2，ti层2的厚度为50-100μm。为了获得更高的结合力，使用磁控溅射技术沉积在不锈钢基底1表面。需要注意的是，磁控溅射法为现有技术，在此不进行赘述，需要说明的是，ti层2与基底1之间的连接方式，对本技术形成的牙科根管锉没有影响，在此也不做限定，还可以使用其他方式制备得到，比如将ti层2粘连在基底1上，本实施方式中使用磁控溅射方式，可提高ti层2和基底1的连接稳定性。
26.中间层为tic层3，tic层3的厚度为30-50μm。通过微波等离子体化学气相沉积工艺在ti层2表面反应形成。tic为面心立方结构，具有高硬度、化学稳定性高的特点，常用作高硬度的耐磨陶瓷材料，并且与ti金属具有很好的相容性，能够避免接界处裂纹的产生。
27.功能层为ta2o5-ag复合层4，ta2o
5-ag复合层4包括四层ta2o5层41，相邻两层ta2o5层41之间均设置有ag粒子层42。即ta2o5层41和ag粒子层42交互层叠，最后以一层ta2o5层41封装。其中，ta2o5层41的厚度为20-30μm，ag粒子层42的厚度为5-10μm，制备形成的ta2o
5-ag
复合层4厚度为75-100μm。
28.ta2o5是金属钽最为常见的氧化物，也是钽的最终氧化物。ta2o5具有优异的化学稳定性能、热稳定性能以及耐磨性，被广泛用于防腐蚀领域，是优异的植入体表面材料。银离子抗菌技术和材料是目前世界上公认的最安全的抗菌技术和材料，在涂层中加入微量的ag粒子，在使用时可以长效释放具有抗菌作用的ag
+
，使得复合涂层具有广泛的抗菌性能。呈上述，ta2o5层41为耐腐蚀、硬质涂层，ag粒子层42为抗菌性涂层。ta2o
5-ag复合层4在tic层3表面三次交替构筑ta2o5层和ag粒子层42，最后通过ta2o5层41封装形成。其中，ta2o5层41、tic层3、ag粒子层42之间的连接方式对本技术形成的牙科根管锉没有影响，在此也不做限定，还可以使用其他方式制备得到，比如将ta2o5层41粘连在tic层3上，本实施方式中使用磁控溅射方式，可提高ta2o5层41和tic层3的连接稳定性。即ta2o5层41采用磁控溅射技术沉积于tic层3表面，ta2o5层41采用磁控溅射技术沉积于tic层3表面，ag粒子层42通过磁控溅射技术制备于ta2o5层41表面。连接方式对形成的牙科根管锉的功能不会造成决定性影响，即不同连接方式连接形成的牙科根管锉都具有高硬度和高耐蚀性。
29.呈上述，不锈钢基底1、ti层2、tic层3以及ta2o
5-ag复合层4各涂层之间不会发生反应，且ta2o
5-ag复合层4中的成分不会相互反应，即ta2o5层41和ag粒子层42之间不会发生反应。
30.制备上述牙科根管锉的方法，下面以具体实施例进行说明。
31.步骤一、对不锈钢基底1进行预处理，用无水乙醇、丙酮超声清洗3次，每次30min；使用激光-磨削复合加工设备在不锈钢基底1表面刻蚀坑槽，提升涂层与基底1的结合作用。
32.步骤二、利用磁控溅射设备，在预处理后的基底1表面制备ti层2。具体为：将预处理后的基底1安装在磁控溅射设备的夹具上，选取99.9at.％的ti靶，将真空度设置为2
×
10-4
pa，同时进行加热，加热温度300℃。通入纯度为99.999％的氩气(ar),室内气压达到0.5pa，打开偏压电源。将石墨靶设定为恒定溅射功率250w，沉积时间30min，得到过渡层ti层2。
33.步骤三、采用化学气相沉积法在ti层2表面制备tic层3。具体为：采用微波等离子体化学气相沉积工艺，将表面具有ti过渡层的牙科根管锉置于微波等离子体化学气相沉积设备工作台上，通入h2、ar和ch4(1:6:3)的混合气体，反应时间25min，将ti转化为tic层3。
34.步骤四、在tic层3表面制备ta2o
5-ag复合层4。具体为：将真空室设备抽真空至1
×
10-3
pa，选取99.9at.％的陶瓷ta2o5靶，通入纯度为99.999％的氩气(ar)，室内气压达到0.5pa，打开偏压电源，溅射功率200w，同时设定靶材和基底1距离70mm，工作时基底1台转速30r/min，基底1和真空室不加热，沉积30min。之后，选取纯度为99.999％的ag靶材，将基底1和真空室加热到300℃，在ta2o5表面磁控溅射ag粒子，沉积时间10min。采用ta2o5层41和ag粒子层42交替沉积，最后通过ta2o5层41封装构成ta2o
5-ag复合层4。
35.使用上述制备方法制备得到的牙科根管锉，表面涂层的厚度约为120-150μm，tic-ta2o
5-ag功能涂层与基体的结合力为18n，磨损率为10-6
mm-3
/nm数量级，具体磨损率为3.5
×
10-5
mm-3
/nm数量级，弯曲强度为68mpa，并且电化学测试表面具有tic-ta2o
5-ag功能涂层的牙科根管锉具有极低的腐蚀电流密度。在其表面进行微生物培养，经过24小时无明显的菌落生长。由此说明，表面具有tic-ta2o
5-ag功能涂层的牙科根管锉具有很好的硬度、耐腐蚀性以及抗菌能力，能够有效的满足口腔治疗中的使用效果及使用安全性。
36.综上，本实用新型所提供的牙科根管锉，其在基底表面制备ti层，涂层和基底具有更好的结合力，之后在ti层表面依次形成中间层tic层和功能层ta2o
5-ag复合层。牙科根管锉中的基底与tic-ta2o
5-ag层具有优异的结合力，具有tic-ta2o
5-ag功能涂层的牙科根管锉具有很好的硬度、耐腐蚀性以及抗菌能力，能够有效的满足口腔治疗中的使用效果及使用安全性。
37.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
38.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。