一种具有硬质抗菌涂层的骨科刀具制造技术

技术编号:42778971 阅读:16 留言:0更新日期:2024-09-21 00:40
本申请涉及的具有硬质抗菌涂层的骨科刀具,其包括基底、形成在基底表面的Co层、及形成在Co层上的表面层,表面层包括交替层叠的CuMoTaWV层和Cu层。Co层提高表面层和基底之间的结合力,CuMoTaWV层保证涂层的硬度、耐磨损和耐腐蚀性能,且CuMoTaWV层和Cu层保证涂层的抗菌性能;具有硬质抗菌涂层的骨科刀具的硬度为19±2.3GPa,弹性模量为259±19.2GPa,在室温的平均摩擦系数为0.27,磨损率为6.4×10<supgt;‑</supgt;<supgt;6</supgt;mm<supgt;3</supgt;/Nm,明显低于不锈钢基底;在常温3.5wt.%NaCl水溶液中浸泡1000h无明显锈斑、蚀孔产生;经过36小时仍无明显的菌落生长。具有硬质抗菌涂层的骨科刀具具有优异的硬度、耐腐蚀性和抗菌能力,能够有效的满足临床骨科手术的使用效果及使用安全性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种具有硬质抗菌涂层的骨科刀具,属于医疗器械表面处理。


技术介绍

1、骨科用刀作为一种重要的外科手术工具,其质量和性能直接与手术的安全和效果挂钩。目前,临床上使用的骨科用刀以不锈钢材质为主,在手术过程中直接与患者骨头直接接触。考虑到骨头的硬度大以及人体内环境的复杂性,骨科用刀在手术过程中易造成摩擦磨损,再加上使用时无法避免腐蚀及细菌残留造成的负面影响,这会极大缩短骨科用刀的安全服役寿命。针对这一问题,在普通医用不锈钢骨科用刀上沉积具有高硬度、高耐磨、抗腐蚀和抗菌性能好的复合功能性涂层是提高骨科用刀安全使用寿命的绝佳途径。

2、相较于传统的单组元或双组元涂层,高熵合金涂层具备硬质组织结构、表面光滑致密的优势,在耐摩擦、抗腐蚀领域表现出极佳的潜能。近年来,已报道的高熵合金系统包括motawnbv、hfnbtizr、tanbhfzrti、和cumotawv等,其中cumotawv具有更高的硬度和较低的摩擦系数,为高韧性fcc相固溶体和高强度bcc相固溶体的混合物,是一类优质的硬质耐磨涂层。在高熵合金中添加cu和mo元素,能通过钝化作用强化基材的耐蚀性,此外,cu元素还能自发析出为cu离子,cu离子强烈的杀菌作用使得涂层具备一定的抗菌性能。与此同时,ta、w和v元素的引入能大幅度提高涂层的硬度。但是由于高熵合金中的cu元素原子析出为cu离子的速率相对缓慢,难以满足临床上对抗菌性的需求。采用磁控溅射技术所获得的高熵合金涂层具有纯度高、致密度好、成膜均匀性好的优点,是在不锈钢骨科用刀上沉积复合功能性涂层的有效方法,在单一靶位上进行溅射沉积,能有效减少各晶粒尺寸间的差异。

3、基于此,有必要提出一种性能优异的具有硬质抗菌涂层的骨科刀具。


技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种具有高硬度、高耐磨、抗腐蚀、并兼具抗菌性的具有硬质抗菌涂层的骨科刀具。

2、为达到上述目的,本技术提供如下技术方案:一种具有硬质抗菌涂层的骨科刀具,所述具有硬质抗菌涂层的骨科刀具包括基底、形成在所述基底表面的co层、及形成在所述co层上的表面层,所述表面层包括交替层叠的cumotawv层和cu层。

3、进一步地,所述基底为普通医用不锈钢骨科用刀。

4、进一步地,所述co层的厚度为0.5μm-1.5μm。

5、进一步地,所述cumotawv层的厚度为2μm-4μm。

6、进一步地,所述表面层的厚度为6μm-12μm。

7、进一步地,所述cu层为cu纳米颗粒形成,所述cu纳米颗粒的尺寸为10-30nm。

8、进一步地,所述co层通过磁控溅射技术形成于所述基底上。

9、进一步地,所述cumotawv层通过磁控溅射技术形成于所述co层或cu层上。

10、进一步地,所述cu层通过磁控溅射技术形成于所述cumotawv层上。

11、本技术的有益效果在于:本技术提供的具有硬质抗菌涂层的骨科刀具,co层提高表面层和基底之间的结合力,cumotawv层保证涂层的硬度、耐磨损和耐腐蚀性能,且cumotawv层和cu层保证涂层的抗菌性能;具有硬质抗菌涂层的骨科刀具的硬度为19±2.3gpa,弹性模量为259±19.2gpa,在室温的平均摩擦系数为0.27,磨损率为6.4×10-6mm3/n m,明显低于不锈钢基底;在常温3.5wt.%nacl水溶液中浸泡1000h无明显锈斑、蚀孔产生;经过36小时仍无明显的菌落生长。具有硬质抗菌涂层的骨科刀具具有优异的硬度、耐腐蚀性和抗菌能力,能够有效的满足临床骨科手术的使用效果及使用安全性。

12、上述说明仅是本技术技术方案的概述,为了能够更清楚了解本技术的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有硬质抗菌涂层的骨科刀具,其特征在于,所述具有硬质抗菌涂层的骨科刀具包括基底、形成在所述基底表面的Co层、及形成在所述Co层上的表面层,所述表面层包括交替层叠的CuMoTaWV层和Cu层。

2.如权利要求1所述的具有硬质抗菌涂层的骨科刀具,其特征在于,所述基底为普通医用不锈钢骨科用刀。

3.如权利要求1所述的具有硬质抗菌涂层的骨科刀具,其特征在于,所述Co层的厚度为0.5μm-1.5μm。

4.如权利要求1所述的具有硬质抗菌涂层的骨科刀具,其特征在于,所述CuMoTaWV层的厚度为2μm-4μm。

5.如权利要求1所述的具有硬质抗菌涂层的骨科刀具,其特征在于,所述表面层的厚度为6μm-12μm。

6.如权利要求1所述的具有硬质抗菌涂层的骨科刀具,其特征在于,所述Cu层为Cu纳米颗粒形成,所述Cu纳米颗粒的尺寸为10-30nm。

7.如权利要求1所述的具有硬质抗菌涂层的骨科刀具,其特征在于,所述Co层通过磁控溅射技术形成于所述基底上。

8.如权利要求1所述的具有硬质抗菌涂层的骨科刀具,其特征在于,所述CuMoTaWV层通过磁控溅射技术形成于所述Co层或Cu层上。

9.如权利要求1所述的具有硬质抗菌涂层的骨科刀具,其特征在于,所述Cu层通过磁控溅射技术形成于所述CuMoTaWV层上。

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【技术特征摘要】

1.一种具有硬质抗菌涂层的骨科刀具,其特征在于,所述具有硬质抗菌涂层的骨科刀具包括基底、形成在所述基底表面的co层、及形成在所述co层上的表面层,所述表面层包括交替层叠的cumotawv层和cu层。

2.如权利要求1所述的具有硬质抗菌涂层的骨科刀具,其特征在于,所述基底为普通医用不锈钢骨科用刀。

3.如权利要求1所述的具有硬质抗菌涂层的骨科刀具,其特征在于,所述co层的厚度为0.5μm-1.5μm。

4.如权利要求1所述的具有硬质抗菌涂层的骨科刀具,其特征在于,所述cumotawv层的厚度为2μm-4μm。

5.如权利要求1所述的具有硬质抗菌涂层的...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈君吴国平
申请(专利权)人:苏州涂冠镀膜科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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