一種提高鎳鈦記憶合金縫合線表面性能方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種提高鎳鈦記憶合金縫合線表面性能方法，尤其涉及一種提高鎳鈦 記憶合金縫合線表面生物相容性的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 生物醫(yī)學材料是一類用于診斷、治療或替換人體組織、器官或增進其功能的新型 高新技術(shù)材料，是材料科學、工程學、醫(yī)學和生物學的綜合領(lǐng)域。生物醫(yī)學材料不僅技術(shù)含 量和經(jīng)濟價值高，而且與患者生命和健康密切相關(guān)。
[0004] 在生物醫(yī)學材料領(lǐng)域，應(yīng)用得最多的是鎳鈦形狀記憶合金。這是由于鎳鈦合金具 有特殊的生物相容性，使其在生物醫(yī)學方面的應(yīng)用是其它形狀記憶合金無法替代的。生物 醫(yī)學材料植入機體以后，通過材料與機體組織的直接接觸與相互作用而產(chǎn)生宿主反應(yīng)和材 料反應(yīng)。宿主反應(yīng)是機體組織與生物活體系統(tǒng)對材料作用的反應(yīng)，材料反應(yīng)是材料對機體 生理環(huán)境作用的反應(yīng)。生物醫(yī)學材料與生命系統(tǒng)接觸并發(fā)生相互作用，能對細胞、組織和器 官進行診斷治療、替換修復和誘導再生。作為生物醫(yī)學材料，除了要具備必要的理化特性 外，還需要滿足在生理環(huán)境下工作的生理學需求。良好的生物醫(yī)學材料要求所引起的宿主 反應(yīng)能夠保持在可以接受的水平，同時產(chǎn)生的材料反應(yīng)也不會使材料本身發(fā)生破壞。也就 是說，生物醫(yī)學材料需要較佳的生物相容性。這也是生物醫(yī)學材料區(qū)別于其它材料的基本 特征。生物相容性包括生物力學相容性和生物化學相容性。人體的體液是約含0.9%質(zhì)量 濃度的氯化鈉溶液，還含有其它類型的鹽、有機化合物、血液、淋巴液和酶等。在37 ° C的 條件下對鎳鈦形狀記憶合金來說是相當強的腐蝕環(huán)境，加上人體的不斷運動和生理變化， 極易使合金材料產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕及腐蝕疲勞現(xiàn)象，對合金的力學性能產(chǎn)生強烈的影響。此外， 鎳鈦形狀記憶合金作為縫合線植入體內(nèi)，人體組織在生長過程中會和縫合線產(chǎn)生粘連，縫 合線在術(shù)后取出時存在阻力，會影響到傷口的愈合。合金材料的表面性質(zhì)對其力學性能起 著重要作用，因此在不損害鎳鈦合金材料性能的前提下對其表面改性，提高生物相容性，具 有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種提高鎳鈦記憶合金縫合線表面性能方 法，包括預(yù)處理、固溶熱處理、熱磁復合時效處理、低溫等離子體處理，所述預(yù)處理為將合金 放在含有表面活性劑的溶液中超聲清洗，所述熱磁復合時效處理為熱時效處理和磁時效處 理同時進行，所述低溫等離子體是由介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生。
[0006] 所述提高鎳鈦記憶合金縫合線表面性能方法，還包括恒溫處理，恒溫時間為10-30 h，恒溫溫度為150-350 ° C。
[0007] 作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述固溶熱處理步驟為將合金以70-100 ° C / h的加熱速率升溫至800-840 ° C，保溫0.5-5 h，爐冷至400-500 ° C，水淬。
[0008] 作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述固溶熱處理步驟為將合金以80-90 ° C/h 的加熱速率升溫至820-840 ° C，保溫1-3 h，爐冷至420-460 ° C，水淬。
[0009] 作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述熱磁復合時效處理的步驟為，將合金在磁 場中以60-90 ° C/h的加熱速率升溫至280-320 ° C，保溫0.5-3 h，以10-50 ° C/h的加 熱速率升溫至450-550 ° C，保溫3-12 h，空冷，去磁場。
[0010] 作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述熱磁復合時效處理的步驟為，將合金在磁 場中以70-80 ° C/h的加熱速率升溫至290-310 ° C，保溫1-2 h，以20-40 ° C/h的加熱 速率升溫至480-520 ° C，保溫5-10 h，空冷，去磁場。
[0011] 作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述熱磁復合時效處理的磁場強度為0. 3-10 T0
[0012] 作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述低溫等離子體處理中的介質(zhì)選自石英玻 璃、聚四氟乙烯中的一種。
[0013] 作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述低溫等離子體處理的放電時間為1-3 min。
[0014] 作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，產(chǎn)生所述低溫等離子體選用輸出頻率為8-16 kHz的正弦波電源。
[0015] 參考以下詳細說明更易于理解本發(fā)明的上述及其它特征、方面和優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0016] 參考以下本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的詳述以及包括的實施例可更容易地理解本發(fā) 明所公開的內(nèi)容。在以下說明書和權(quán)利要求書中將提及大量的術(shù)語，這些術(shù)語被定義為具 有下列含義。
[0017] "任選的"或"任選地"是指其后描述的事件或事項可以發(fā)生或不發(fā)生，而且該描述 包括事件發(fā)生的情形和事件不發(fā)生的情形。
[0018] 說明書和權(quán)利要求書中的近似用語用來修飾數(shù)量，表示本發(fā)明并不限定于該具體 數(shù)量，還包括與該數(shù)量接近的可接受的而不會導致相關(guān)基本功能的改變的修正的部分。相 應(yīng)的，用"大約"、"約"等修飾一個數(shù)值，意為本發(fā)明不限于該精確數(shù)值。在某些例子中，近 似用語可能對應(yīng)于測量數(shù)值的設(shè)備的精度。在本申請說明書和權(quán)利要求書中，范圍限定可 以組合和、或互換，如果沒有另外說明，這些范圍包括其間所含有的所有子范圍。
[0019] 如本文所用術(shù)語"由……制備"與"包含"同義。本文中所用的術(shù)語"包含"、"包 括"、"具有"、"含有"或其任何其它變形，意在覆蓋非排他性的包括。例如，包含所列要素的 組合物、步驟、方法、制品或裝置不必僅限于那些要素，而是可以包括未明確列出的其它要 素或此種組合物、步驟、方法、制品或裝置所固有的要素。
[0020] 連接詞"由……組成"排除任何未指出的要素、步驟或成分。如果用于權(quán)利要求 中，此短語將使權(quán)利要求為封閉式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但與其相關(guān) 的常規(guī)雜質(zhì)除外。當短語"由……組成"出現(xiàn)在權(quán)利要求主體的子句中而不是緊接在主題 之后時，其僅限定在該子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作為整體的所述權(quán)利要 求之外。
[0021] 當量、濃度或者其它值或參數(shù)以范圍、優(yōu)選范圍或一系列上限優(yōu)選值和下限優(yōu)選 值限定的范圍表示時，這應(yīng)當被理解為具體公開了由任何范圍上限或優(yōu)選值與任何范圍下 限或優(yōu)選值的任一配對所形成的所有范圍，而不論該范圍是否單獨公開了。例如，當公開 了范圍"1至5"時，所描述的范圍應(yīng)被解釋為包括范圍"1至4"、"1至3"、"1-2"、"1-2和 4-5"、"1-3和5"等。當數(shù)值范圍在本文中被描述時，除非另外說明，否則該范圍意圖包括 其端值和在該范圍內(nèi)的所有整數(shù)和分數(shù)。
[0022] 此外，本發(fā)明要素或組分前的"一種"和"一個"對要素或組分的數(shù)量要求（即出 現(xiàn)次數(shù)）無限制性。因此"一個"或"一種"應(yīng)被解讀為包括一個或至少一個，并且單數(shù)形 式的要素或組分也包括復數(shù)形式，除非所述數(shù)量明顯指單數(shù)形式。
[0023] 一種提高鎳鈦記憶合金縫合線表面性能方法，包括預(yù)處理、固溶熱處理、熱磁復合 時效處理、低溫等離子體處理，所述預(yù)處理為將合金放在含有表面活性劑的溶液中超聲清 洗，所述熱磁復合時效處理為熱時效處理和磁時效處理同時進行，所述低溫等離子體是由 低氣壓大氣輝光放電產(chǎn)生。
[0024] 預(yù)處理 預(yù)處理是鎳鈦記憶合金縫合線表面處理方法的第一道重要工序，所述預(yù)處理步驟為將 合金放在含有表面活性劑的水溶液中超聲清洗5-20 min，再依次用水、乙醇沖洗干凈。
[0025] 所述表面活性劑選自陰離子表面活性劑或非離子表面活性劑。
[0026] 所述陰離子表面活性劑可以是高級脂肪酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽、磷酸酯鹽。所述 高級脂肪酸鹽的通式為RC00M，R為含有碳原子數(shù)8-22的停機，M為鈉、鉀或胺類。所述磺 酸鹽的通式為RSO 3M, R為碳原子數(shù)8-20的烴基，M為鈉、鉀或胺類?；撬猁}可以是烷基苯 磺酸鹽、烷基磺酸鹽、石油磺酸鹽。所述石油磺酸鹽是各種磺酸鹽的混合物，主要成分為復 雜的烷基苯磺酸鹽和烷基萘磺酸鹽，其次則為脂肪烴的磺酸鹽和環(huán)烴的磺酸鹽及其氧化物 等。所述硫酸酯鹽的通式為ROSO 3M, M為鈉、鉀或胺類，R為碳原子數(shù)8-18的烴基。脂肪酸 硫酸酯鹽是以脂肪醇、脂肪醇醚或脂肪酸單甘油酯經(jīng)硫酸酸化反應(yīng)然后用堿中和制得。所 述磷酸酯鹽可以是單酯鹽和雙酯鹽，磷酸酯鹽是由醇與聚磷酸反應(yīng)再以堿中和制得的。磷 酸酯鹽也可以是