本發(fā)明涉及醫(yī)療外科器械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及復(fù)合涂層骨針及其制備方法。

背景技術(shù)：

根據(jù)世界衛(wèi)生組織頒布的《院內(nèi)感染防治實用手冊》中的有關(guān)數(shù)據(jù)，全世界每天有超過1400萬人在遭受院內(nèi)感染的痛苦，其中60％的細(xì)菌感染與臨床使用的醫(yī)療器械有關(guān)。也就是說，目前臨床使用的醫(yī)療器械，大到手術(shù)刀和骨鉆，小到骨針和麻醉針，因無法滿足抗菌要求而在與人體直接接觸時使患者遭受細(xì)菌感染。

因而，現(xiàn)有的醫(yī)療器械亟需改進，以提升醫(yī)療器械的抗菌效果，降低患者感染細(xì)菌的風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一在于提供一復(fù)合涂層骨針，其具有有效的抗菌功能。

根據(jù)本發(fā)明的一實施例，一復(fù)合涂層骨針，其包括：骨針；骨針的表面依次附著滲氮層、物理氣相沉積pvd涂層和抗菌納米粒子改性的pvd涂層，其中pvd涂層為包括alcrn、craln、crn、tin、altin、tialn、tialcrn、tisin、tisialn、tialwn或其混合物的納米硬質(zhì)涂層。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例還提供了復(fù)合涂層骨針的制備方法，其包括如下步驟：提供骨針；對骨針進行離子滲氮處理以在骨針的表面形成滲氮層；采用物理氣相沉積pvd工藝在滲氮層的表面沉積包括alcrn、craln、crn、tin、altin、tialn、tialcrn、tisin、tisialn、tialwn或其混合物的納米硬質(zhì)涂層以形成pvd涂層；將抗菌納米粒子導(dǎo)入物理氣相沉積pvd工藝爐中，采用物理氣相沉積pvd工藝在pvd涂層的表面形成抗菌納米粒子改性的pvd涂層。

本發(fā)明實施例提供了復(fù)合涂層骨針及其制備方法，其通過在骨針的表面依次沉積滲氮層、pvd涂層和抗菌納米粒子改性的pvd涂層形成復(fù)合涂層骨針，一方面增強了骨針的硬度及耐磨性，另一方面，抗菌納米粒子改性的pvd涂層中的抗菌納米粒子也能有效抵抗細(xì)菌，降低患者感染細(xì)菌的風(fēng)險。

附圖說明

圖1所示是根據(jù)本發(fā)明一實施例的復(fù)合涂層骨針的主視圖

圖2所示是圖1所示的復(fù)合涂層骨針i處的軸向截面放大圖

具體實施方式

為更好的理解本發(fā)明的精神，以下結(jié)合本發(fā)明的部分優(yōu)選實施例對其作進一步說明。

圖1所示是根據(jù)本發(fā)明一實施例的復(fù)合涂層骨針100的主視圖，圖2所示是圖1所示的復(fù)合涂層骨針100的i處的軸向截面放大圖。

如圖1和2所示，復(fù)合涂層骨針100包括骨針10，骨針10的表面10a依次附著滲氮層16、pvd涂層12和抗菌納米粒子改性的pvd涂層14。其中，pvd涂層12為包括alcrn、craln、crn、tin、altin、tialn、tialcrn、tisin、tisialn、tialwn或其混合物的納米硬質(zhì)涂層，用以強化骨針10的耐磨性能。

抗菌納米粒子改性的pvd涂層14中的抗菌納米粒子用以強化骨針10的抗菌性能，使其與人體接觸時，降低或消除患者感染細(xì)菌的風(fēng)險，同時抗菌納米粒子改性的pvd涂層14還可以進一步強化骨針10的耐磨性能。位于骨針10和pvd涂層12之間的滲氮層16用以進一步強化骨針10的表面10a和pvd涂層12之間的結(jié)合度。

在本發(fā)明的一實施例中，抗菌納米粒子改性的pvd涂層14中的抗菌納米粒子包括銀納米粒子、銅納米粒子或其混合物。

在本發(fā)明的一實施例中，抗菌納米粒子在抗菌納米粒子改性的pvd涂層14中的原子百分比為0.1-25％。

在本發(fā)明的一實施例中，抗菌納米粒子的粒徑為1-100nm。

在本發(fā)明的又一實施例中，pvd涂層12的厚度為1-15μm,pvd涂層12的厚度可進一步優(yōu)選為3-6μm，pvd涂層12的表面硬度為1500hv-5000hv。pvd涂層12的表面硬度可進一步優(yōu)選為約2000hv-3500hv。

在本發(fā)明的又一實施例中，抗菌納米粒子改性的pvd涂層14的厚度為1-15μm，抗菌納米粒子改性的pvd涂層14的厚度可進一步優(yōu)選為3-6μm。

在本發(fā)明的又一實施例中，抗菌納米粒子改性的pvd涂層14的表面硬度為1000hv-3000hv?？咕{米粒子改性的pvd涂層14的表面硬度可進一步優(yōu)選為約1500hv-2500hv。

在本發(fā)明的又一實施例中，滲氮層16的厚度為0.01mm-0.5mm。滲氮層16的厚度可進一步優(yōu)選為不小于0.2mm。

圖1所示根據(jù)本發(fā)明一實施例的復(fù)合涂層骨針100的制備方法包括如下步驟：

提供骨針10；對骨針10進行離子滲氮處理以在骨針10的表面10a形成滲氮層16；

采用pvd工藝在滲氮層16的表面16a上沉積包括alcrn、craln、crn、tin、altin、tialn、tialcrn、tisin、tisialn、tialwn或其混合物的納米硬質(zhì)涂層以形成pvd涂層12；以及

將抗菌納米粒子導(dǎo)入pvd工藝爐中，采用pvd工藝在pvd涂層12的表面12a形成抗菌納米粒子改性的pvd涂層14。

在本發(fā)明的一實施例中，抗菌納米粒子改性的pvd涂層14中的抗菌納米粒子包括銀納米粒子、銅納米粒子或其混合物。

在本發(fā)明的一實施例中，抗菌納米粒子在抗菌納米粒子改性的pvd涂層14中的原子百分比為0.1-25％。

在本發(fā)明的一實施例中，抗菌納米粒子的粒徑為1-100nm。

在本發(fā)明的一實施例中，采用pvd工藝形成pvd涂層12的步驟包括：首先通入純度為99.999％的氬氣，在偏壓為800-1000v的條件下清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮氣，在偏壓為80-100v的條件下，打開包含用于組成pvd涂層12的金屬的靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積形成pvd涂層12。

在本發(fā)明的一實施例中，采用pvd工藝形成抗菌納米粒子改性的pvd涂層14的步驟包括：繼續(xù)通入純度為99.999％的氮氣，在偏壓為80-100v的條件下，保持包含用于組成pvd涂層12的金屬的靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入包含銀納米粒子、銅納米粒子或其混合物的抗菌納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層12的表面12a沉積形成抗菌納米粒子改性的pvd涂層14。

本發(fā)明實施例可通過常規(guī)的pvd設(shè)備采用常規(guī)的pvd工藝形成pvd涂層12和抗菌納米粒子改性的pvd涂層14。

以下結(jié)合本發(fā)明的部分更優(yōu)選實施例對其作進一步說明。

實施例1

提供骨針；在400℃的氮氣環(huán)境下對骨針10進行離子滲氮處理以在骨針10的表面10a形成滲氮層16，滲氮層的厚度為0.25mm；

通入純度為99.999％的氬氣(即高純氬氣)，在偏壓為800-1000v的條件下，清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮氣(即高純氮氣)，在偏壓為80-100v的條件下，打開ti靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積tin合金形成厚度為3-6μm的pvd涂層；

接著，繼續(xù)通入純度為99.999％的氮氣(即高純氮氣)，在偏壓為80-100v的條件下，保持cral靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入1-100nm的銀納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層的表面沉積厚度為3-6μm的銀納米粒子改性的pvd涂層，從而形成復(fù)合涂層骨針。

實施例2

提供骨針；在400℃的氮氣環(huán)境下對骨針10進行離子滲氮處理以在骨針10的表面10a形成滲氮層16，滲氮層的厚度為0.3mm；

通入純度為99.999％的氬氣(即高純氬氣)，在偏壓為800-1000v的條件下，清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮氣(即高純氮氣)，在偏壓為80-100v的條件下，打開ti靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積tin合金形成厚度為3-6μm的pvd涂層；

接著，繼續(xù)通入純度為99.999％的氮氣(即高純氮氣)，在偏壓為80-100v的條件下，保持cral靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入1-100nm的銅納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層的表面沉積厚度為3-6μm的銅納米粒子改性的pvd涂層，從而形成復(fù)合涂層骨針。

實施例3

提供骨針；在400℃的氮氣環(huán)境下對骨針10進行離子滲氮處理以在骨針10的表面10a形成滲氮層16，滲氮層的厚度為0.35mm；

通入純度為99.999％的氬氣(即高純氬氣)，在偏壓為800-1000v的條件下，清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮氣(即高純氮氣)，在偏壓為80-100v的條件下，打開alti靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積tialn合金形成厚度為3-6μm的pvd涂層；

接著，繼續(xù)通入純度為99.999％的氮氣(即高純氮氣)，在偏壓為80-100v的條件下，保持alti靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入1-100nm的銅納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層的表面沉積厚度為3-6μm的銅納米粒子改性的pvd涂層，從而形成復(fù)合涂層骨針。

實施例4

提供骨針；在400℃的氮氣環(huán)境下對骨針10進行離子滲氮處理以在骨針10的表面10a形成滲氮層16，滲氮層的厚度為0.5mm；

通入純度為99.999％的氬氣(即高純氬氣)，在偏壓為800-1000v的條件下，清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮氣(即高純氮氣)，在偏壓為80-100v的條件下，打開alti靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積tialn合金形成厚度為3-6μm的pvd涂層；

接著，繼續(xù)通入純度為99.999％的氮氣(即高純氮氣)，在偏壓為80-100v的條件下，保持alti靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入1-100nm的銅納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層的表面沉積厚度為3-6μm的銅納米粒子改性的pvd涂層，從而形成復(fù)合涂層骨針。

實施例5

提供骨針；在400℃的氮氣環(huán)境下對骨針10進行離子滲氮處理以在骨針10的表面10a形成滲氮層16，滲氮層的厚度為0.4mm；

通入純度為99.999％的氬氣(即高純氬氣)，在偏壓為800-1000v的條件下，清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮氣(即高純氮氣)，在偏壓為80-100v的條件下，打開alti靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積tialn合金形成厚度為3-6μm的pvd涂層；

接著，繼續(xù)通入純度為99.999％的氮氣(即高純氮氣)，在偏壓為80-100v的條件下，保持alti靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入1-100nm的銀納米粒子和銅納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層的表面沉積厚度為3-6μm的抗菌納米粒子改性的pvd涂層，從而形成復(fù)合涂層骨針。

實施例6

提供骨針；在400℃的氮氣環(huán)境下對骨針10進行離子滲氮處理以在骨針10的表面10a形成滲氮層16，滲氮層的厚度為0.25mm；

通入純度為99.999％的氬氣(即高純氬氣)，在偏壓為800-1000v的條件下，清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮氣(即高純氮氣)，在偏壓為80-100v的條件下，打開alti靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積tialn合金形成厚度為3-6μm的pvd涂層；

接著，繼續(xù)通入純度為99.999％的氮氣(即高純氮氣)，在偏壓為80-100v的條件下，保持alti靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入1-100nm的銀納米粒子和銅納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層的表面沉積厚度為3-6μm的抗菌納米粒子改性的pvd涂層，從而形成復(fù)合涂層骨針。

實施例7

提供骨針；在400℃的氮氣環(huán)境下對骨針10進行離子滲氮處理以在骨針10的表面10a形成滲氮層16，滲氮層的厚度為0.3mm；

通入純度為99.999％的氬氣(即高純氬氣)，在偏壓為800-1000v的條件下，清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮氣(即高純氮氣)，在偏壓為80-100v的條件下，打開alti靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積tialn合金形成厚度為3-6μm的pvd涂層；

接著，繼續(xù)通入純度為99.999％的氮氣(即高純氮氣)，在偏壓為80-100v的條件下，保持alti靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入1-100nm的銀納米粒子和銅納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層的表面沉積厚度為3-6μm的抗菌納米粒子改性的pvd涂層，從而形成復(fù)合涂層骨針。

實施例8

提供骨針；在400℃的氮氣環(huán)境下對骨針10進行離子滲氮處理以在骨針10的表面10a形成滲氮層16，滲氮層的厚度為0.3mm；

通入純度為99.999％的氬氣(即高純氬氣)，在偏壓為800-1000v的條件下，清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮氣(即高純氮氣)，在偏壓為80-100v的條件下，打開alti靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積tialn合金形成厚度為3-6μm的pvd涂層；

接著，繼續(xù)通入純度為99.999％的氮氣(即高純氮氣)，在偏壓為80-100v的條件下，保持alti靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入1-100nm的銀納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層的表面沉積厚度為3-6μm的銀納米粒子改性的pvd涂層，從而形成復(fù)合涂層骨針。

實施例9

提供骨針；在400℃的氮氣環(huán)境下對骨針10進行離子滲氮處理以在骨針10的表面10a形成滲氮層16，滲氮層的厚度為0.25mm；

通入純度為99.999％的氬氣(即高純氬氣)，在偏壓為800-1000v的條件下，清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮氣(即高純氮氣)，在偏壓為80-100v的條件下，打開cral靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積alcrn合金形成厚度為3-6μm的pvd涂層；

接著，繼續(xù)通入純度為99.999％的氮氣(即高純氮氣)，在偏壓為80-100v的條件下，保持cral靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入1-100nm的銀納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層的表面沉積厚度為3-6μm的銀納米粒子改性的pvd涂層，從而形成復(fù)合涂層骨針。

對上述實施例1-9的復(fù)合涂層骨針和常用的普通骨針進行抗菌效果實驗。測試方法：參考iso22196:2011；實驗菌種：黃金色葡萄球菌atcc6538p(表一)，大腸桿菌atcc8739(表二)。

實驗數(shù)據(jù)請參見表一和表二。

表一

表二

注：

●參照標(biāo)準(zhǔn)iso8251－87和jish8682標(biāo)準(zhǔn)，用磨擦輪磨耗試驗機測定在規(guī)定的試驗條件下，使涂層與膠接在磨擦輪外緣上的研磨砂紙作平面往復(fù)運動，每雙行程后磨擦輪轉(zhuǎn)動一小角度(0.9°)，經(jīng)規(guī)定的若干次研磨后，涂層質(zhì)量(mg)的減少作為衡量耐磨性的標(biāo)準(zhǔn)。

●本發(fā)明各實施例的復(fù)合涂層骨針的抗菌活性值為相對于普通骨針的抗菌活性值。

由上表可知，相較于常用的普通骨針，本發(fā)明實施例提供的復(fù)合涂層骨針，通過在骨針的表面設(shè)置pvd涂層和抗菌納米粒子改性的pvd涂層，有效提高了復(fù)合涂層骨針的表面硬度和抗菌性能，從而提高了復(fù)合涂層骨針的品質(zhì)及使用壽命，在復(fù)合涂層骨針接觸人體的過程中，降低或消除患者感染細(xì)菌的風(fēng)險。

本發(fā)明實施例提供的復(fù)合涂層骨針，可通過在骨針的表面設(shè)置滲氮層來提高骨針的表面的涂層的結(jié)合度，有效避免涂層脫落，從而進一步提高復(fù)合涂層骨針的品質(zhì)，延長其使用壽命。

雖然pvd技術(shù)是一門已知的在現(xiàn)代物理、化學(xué)、材料學(xué)、電子學(xué)、力學(xué)等多學(xué)科基礎(chǔ)上建立起來的工程技術(shù)，即將金屬或非金屬靶材(所鍍膜材料)在真空環(huán)境下，經(jīng)過物理過程沉積在需要鍍膜工件表面的過程。但僅采用pvd技術(shù)在骨針10表面直接沉積涂層所得到的骨針，其抗菌性無法滿足骨針的使用要求。而本發(fā)明實施例提供的復(fù)合涂層骨針，將抗菌納米粒子，如銀納米粒子、銅納米粒子等，導(dǎo)入pvd工藝，在骨針上形成抗菌納米粒子改性的pvd涂層，提高了復(fù)合涂層骨針的抗菌性能。

本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點已揭示如上，然而熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于本發(fā)明的教示及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)不限于實施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換及修飾，并為本專利申請權(quán)利要求書所涵蓋。