【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微纳加工，具体涉及一种用于颅骨微创手术的微铣刀及其制备方法。
技术介绍
1、这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
2、脑出血是指原发性非外伤性的脑实质出血，也称自发性出血，是大脑血管破裂造成血液流出的疾病，基本病因是高血压合动脉硬化。脑积水是指脑中积蓄了过多的液体，主要是因为脑脊液吸收障碍、循环受阻或分泌过多而致脑室系统进行性扩张或(和)蛛网膜下腔扩张，常常伴有颅内压的升高等。
3、对于脑出血、脑积水等疾病的治疗，微铣刀引流手术相比口服药物治疗有以下优点：1.引流手术能够直接处理脑出血病灶，清除血肿、积水或减轻出血病变，从而有效控制出血，减轻颅内压力，避免进一步的神经组织损伤，还能减少创伤以及减少术后的愈合时间；2.引流手术治疗能够在较短的时间内进行，尤其是对于急性脑出血患者，及时进行手术可以快速减轻病情，降低死亡率；3.通过影像学技术的辅助，手术能够准确定位到出血病灶，精准清除血肿、积水或减轻出血病变，减少手术风险和损伤；4.引流手术能够有效减少一些与脑出血相关的并发症，如脑积水、脑梗死等，有助于提高治疗效果和康复速度。
4、目前，医疗行业使用的铣孔刀具尺寸较大，一般为厘米级至毫米级，在手术过程中会对颅骨造成较大程度的机械损伤，如果操作不当，会造成严重的机械损伤，增大术后疼痛程度，延长愈合时间。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种用于颅骨微创手术的微铣刀及其制备方法
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
3、第一方面，本专利技术提供一种用于颅骨微创手术的微铣刀，该微铣刀的直径为微米级；
4、微铣刀包括刀柄和设置于刀柄端部的刀头，所述刀头包括自刀尖向刀柄方向依次设置的第一铣削部、第二铣削部和第三铣削部，三个铣削部共轴设置；
5、第一铣削部为正三棱锥结构，其棱形成第一棱刀刃，顶部形成刀尖；
6、第二铣削部由平行切面和倾斜切面环向交替围成，平行切面和倾斜切面的交界处形成刀刃，平行切面与微铣刀的轴线平行，倾斜切面相对于微铣刀的轴线倾斜设定角度；同一平行切面两侧的刀刃均与同一第一棱刀刃连接；
7、第三铣削部为正三棱柱结构，其棱形成第二棱刀刃，同一倾斜切面两侧的刀刃端部均与同一第二棱刀刃连接。
8、本专利技术的微铣刀的直径为微米级，在进行脑出血疾病的治疗时，微铣刀的直径较小，不仅可以有效降低颅压，还可以有效降低对颅骨造成的创伤，最大限度降低术后的愈合时间，降低患者的疼痛程度。
9、第一铣削部作为微铣刀的尖端，具有最小的直径，且为正三棱锥结构，可以高效插入颅骨进行定位。
10、第二铣削部作为微铣的过渡区，整体呈轴对称，可以最大程度提高手术过程的稳定性，提高术口质量，降低对颅骨的创伤。此外，第二铣削部作为主要的工作区域，所受阻力最大，在此处设置的刀刃最多，可以有效提高手术效率，且可以降低每个刀刃处分配的阻力，进而有效降低刀刃的磨损，提高微铣刀的使用寿命。
11、此外，经过试验发现，应力最大的区域位于刀柄和刀头的交界处，在第二铣削部处设置多个刀刃，可以有效降低微铣刀在工作过程的作用力，进而可以有效缓解刀柄和刀头交界处的应力集中现象，防止刀头断下，有效提高微铣刀的使用寿命。
12、第三铣削部作为最后的辅助微铣区，其外接圆的直径与刀柄的直径相等，可以将术口的直径调整至于刀柄相等，使刀柄可以伸入，以保证手术的顺利进行。
13、此外，由于本专利技术中的微铣刀是微米级，体积小，难以加工，为了保证加工的精度，将微铣刀的刀刃设计为直刃型。
14、在一些实施例中，所述第一铣削部的正三棱锥结构的每个面与微铣刀轴的夹角为55-65°，优选为60°。
15、经过试验发现，当第一铣削部的正三棱锥结构的每个面与微铣刀轴的夹角为60°左右时，手术效率比较高的同时，第一铣削部的结构更加牢固，不易损坏，使用寿命更长。
16、当夹角更小时，第一铣削部更加细长，在手术过程中更加容易损坏。当夹角更大时，第一铣削部更加粗短，钻进的阻力更大，影响手术效率，且刀刃易损坏。
17、优选的，正三棱锥结构的每个面与第二铣削部的对应倾斜切面一体成型。采用该种结构更易加工，且更容易保证术口的质量，减小手术损伤。
18、在一些实施例中，第二铣削部的平行切面与第三铣削部的正三棱柱结构的侧面一体成型。
19、一体成型是指在微铣刀加工过程中，材料经过单次加工得到，无需进行二次以上的加工。
20、在一些实施例中，第三铣削部的正三棱柱结构的外接圆的直径与刀柄的直径相等。
21、在一些实施例中，所述微铣刀的直径为300-700μm。
22、在一些实施例中，所述微铣刀的材质为si3n4陶瓷材料。微铣刀采用生物相容性良好的氮化硅生物陶瓷材料，一方面可以保证微铣刀的力学性能，另一方面可以降低术后出现的并发症风险。
23、在一些实施例中，所述微铣刀的刀刃的刃口为纳米级刃口。采用特殊的加工工艺，使得微铣刀的刃口为纳米级刃口，较为锋利，不但可以提高手术效率，降低对颅骨的损伤程度，还可以改善术口形貌，使术口形貌良好，便于进行插管引流。
24、第二方面，本专利技术提供所述用于颅骨微创手术的微铣刀的制备方法，包括如下步骤：
25、选取设定直径的圆柱体原材料；
26、采用飞秒激光将圆柱体原材料的端部加工成正三棱柱，正三棱柱的外接圆的直径与圆柱体原材料的直径相等；
27、然后采用飞秒激光在正三棱柱端部的两个面的连接处加工斜面，斜面与圆柱体原材料的轴线为设定夹角；采用相同方法加工其他两个斜面，形成正三棱锥结构，得到微铣刀粗品；
28、采用聚焦离子束技术(fib)对得到的微铣刀粗品进行表面处理，得到微铣刀。
29、采用飞秒激光加工制备微铣刀粗品时，是采用飞秒激光对原材料的多余部分进行去处，制备出微铣刀的初步形状，可以有效提高加工效率。
30、然后采用聚焦离子束技术对微铣刀粗品进行溅射表面加工，可以精确控制材料的去除量，有效降低微铣刀的表面粗糙度，同时使刀刃达到纳米级刃口，具有较好的锋利程度。
31、虽然聚焦离子束技术可以实现精密加工，但是专利技术人在研发过程中发现，由于微铣刀的尺寸微小，如果只采用聚焦离子束技术对圆柱体原材料进行加工，容易产生再沉积效应，即溅射去除材料重新沉积在原材料的表面，难以达到预期的加工精度。
32、先采用飞秒激光去除原材料中的多余材料，得到微铣刀粗品，再对微铣刀粗品进行聚焦离子束处理，可以有效避免再沉积的发生，有效地提高了加工质量。
33、在一些实施例中，飞秒激光的单脉冲能量为15-18μj，脉冲宽度为280-320fs，频率为50-70khz，功率为0.95-1w。
34、在一些实施例中，聚焦离子束本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于颅骨微创手术的微铣刀，其特征在于：该微铣刀的直径为微米级；
2.根据权利要求1所述的用于颅骨微创手术的微铣刀，其特征在于：所述第一铣削部的正三棱锥结构的每个面与微铣刀轴的夹角为55-65°，优选为60°；
3.根据权利要求2所述的用于颅骨微创手术的微铣刀，其特征在于：第二铣削部的平行切面与第三铣削部的正三棱柱结构的侧面一体成型。
4.根据权利要求2所述的用于颅骨微创手术的微铣刀，其特征在于：第三铣削部的正三棱柱结构的外接圆的直径与刀柄的直径相等。
5.根据权利要求1所述的用于颅骨微创手术的微铣刀，其特征在于：所述微铣刀的直径为300-700μm。
6.根据权利要求1所述的用于颅骨微创手术的微铣刀，其特征在于：所述微铣刀的材质为Si3N4陶瓷材料。
7.根据权利要求1所述的用于颅骨微创手术的微铣刀，其特征在于：所述微铣刀的刀刃的刃口为纳米级刃口。
8.权利要求1-7任一所述用于颅骨微创手术的微铣刀的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的用于颅骨微创手术
10.根据权利要求8所述的用于颅骨微创手术的微铣刀的制备方法，其特征在于：聚焦离子束处理时，先采用加工参数为25-35keV，50-70nA对刀面进行加工，再采用加工参数为5-10keV，10-15nA对铣刀刃型进行修整。
...【技术特征摘要】
1.一种用于颅骨微创手术的微铣刀，其特征在于：该微铣刀的直径为微米级；
2.根据权利要求1所述的用于颅骨微创手术的微铣刀，其特征在于：所述第一铣削部的正三棱锥结构的每个面与微铣刀轴的夹角为55-65°，优选为60°；
3.根据权利要求2所述的用于颅骨微创手术的微铣刀，其特征在于：第二铣削部的平行切面与第三铣削部的正三棱柱结构的侧面一体成型。
4.根据权利要求2所述的用于颅骨微创手术的微铣刀，其特征在于：第三铣削部的正三棱柱结构的外接圆的直径与刀柄的直径相等。
5.根据权利要求1所述的用于颅骨微创手术的微铣刀，其特征在于：所述微铣刀的直径为300-700μm。
6.根据权利要求1所述的用于颅骨微创手术的微铣刀，其特征在于：...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈照强，李学全，陈辉，肖光春，衣明东，张静婕，许崇海，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学山东省科学院，
类型：发明
国别省市：
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