Способ изготовления режущего медицинского инструмента

(5 САНИЕ ИЗОБРЕТ Ия АТЕ НТ(57) Изобретение относится к способу изготовления режущего медицинского инструмента и может найти применение в медицине при изготовлении инъекционных игл, ножей, скальпелей, ножниц, долот и др, со сниженным сопротивлением трения относительно живой ткани тела, Предлагаемый инструмент имеет слой покрытия толщиной 1 - 20 нм, выполненного из углерода, имеющего по меньшей мере частично алмазную кристаллическую структуру, образованную методом плазменного осаждения из газовой среды в атмосфере, содержащей водород и углеводородное соединение, при заданныхусловиях генерирования плазмы, 1 з.п,флы, 2 ил. оп, зт зопй аггее алло , 1985, Я РЕЖ ЕНТА гцсшге е Ьазз п 1 з апб.1 - 55, ЩЕГО инструмента, контактирующая ла, не вызывала ускоренной крови, была стабильной и невос к коррозионному влиянию сред этот инструмент удерживается живой тканью длительное вре кромка этого инструмента долж рой и иметь высокую проникаю ность.Обычно такие режущие м инструменты изготавливают и ских материалов или металлов, димости покрытых керам материалы не полностью удов отношении сопротивления тре тканями тела и ускорения коагул В связи с этим медицина и с остро нуждаются в создании ре с тканью тециркуляции приимчивой ы, даже если в контакте с мя. Режущая на быть остщую способГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Заявка Японии М 61-2101кл. С 23 С 14/50, 1986,Юеззп)апре С. Ргерагатапс 3 ргорегсез оЪагб Соабпдо 1-С апб 1-Вгч, ТЬп 61 вз 1 гопрагбсез, - Йеа-Уой Асад. Ргезз(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИМЕДИЦИНСКОГО ИНСТРУМ Изобретение относится к области изготовления режущего медицинского инструмента, например к инъекционным иглам,ножам, скальпелям, ножницам, долотам ит.п., применяемым в курсах медицинского истоматологического лечения, и может найти. применение в медицине при хирургическихоперациях для терапевтических, профилактических и инспекционных целей,Указанные режущие медицинские инструменты используются для рассечения иразрезания живых тканей тела или введения жидких медикаментов или для отборажидкостей иэ тела, поэтому чрезвычайноважно добиться введения режущей кромкиэтого инструмента в живую ткань тела с какможно меньшим сопротивлением трения.Кроме того, важно, чтобы поверхность этого едицинские з керамичепри необхои кой. Эти летворяют в ния живыми яции крови. томатология жущего инс 1662337трумента, свободного от указанных недостатков, обычных медицинских инструментов, и удовлетворяющего требованиям.Цель изобретения - увеличение проникающей способности инструмента в живую ткань.На фиг, 1 представлен режущий медицинский инструмент (скальпель) изготовленный по предлагаемому способу; на фиг.2 - концевой участок этого инструмента, поперечное сечение,Режущий медицинский инструмент содержит слой покрытия 1 из углерода, нанесенный на поверхность основы 2, которая имеет форму данного режущего медицинского инструмента. Под режущим медицинским инструментом здесь понимаются иньекционные иглы, ножи, скальпели, ножницы, долота и т,п., используемые в медицинской и стоматологической практике и при хирургических операциях, Основа инструмента может быть выполнена из любого обычного материала, например металла или сплава (нержавеющая сталь, спеченные твердые сплавы), сапфира, рубина, керамики, а также карбида кремния и нитрида кремния и т.д, Нет необходимости наносить слой покрытия на всю поверхность тела.основы, однако значительное улучшение в отношение проникающей способности и сопротивления трения может быть достигнуто путем нанесения такого покрытия, имеющего структуру алмаза, по меньшей мере, на тот участок поверхности, который входит в контакт с живой тканью тела, например на конец иньекционной иглы или на режущую кромку ножа.Слой покрытия из углерода, имеющего частично кристаллическую решетку алмаза, должен иметь толщину 1 - 20 нм, предпочтительно 5 - 15 нм, Если толщина слоя слишком мала, желаемое улучшение характеристик может быть достигнуто за счет несколько сниженной надежности, Если толщина слоя слишком велика, то сопротивление трения живой ткани тела увеличивается из-за несколько повышенной шероховатости поверхности, не говоря уже о том, что снижается производительность процесса плазменного нанесения покрытия из-за увеличения времени нанесения такого толстого слоя.Режущий медицинский инструмент, снабженный слоем покрытия, изготавливается методом плазменного осаждения из газовой фазы в атмосфере специальной газовой смеси. Существенными газообразными компонентами этой газовой смеси являются водород и газообразное углеводородное соединение, Часть водорода можно заменить инертным газом-носителем, на 10 могут быть в широком диапазоне от 500:1 до 0,001:1. 15о частотой 1-10 МГц 20 инструмента помещают в рабочую камеру, в25 которую введена смесь водорода и углево 50 ре, частично является алмазной, Процедура плазменного осаждения из газовой фазы продолжается до тех пор, пока слой покрытия не достигнет заданной толщины.55 П р и м е р 1. Инъекционная игла, выполненная из полированной нержавеющей стали с внешним диаметром 1,0 мм, углом заточки конца 8 и радиусом закругления на конце 0,06 мм была установлена на стол в плазменной камере, снабженной плунже 30 35 40 45 пример гелием, аргоном и т,п., хотя пропорция такого инертного газа, заменяющего водород, не должна превышать 20 - 30 об.; с тем, чтобы не нарушать стабильности разряда, В число подходящих газообразных углеводородных соединений входят метан, этан, пропан, этилен и т,п., из которых предпочтительным является метан. Пропорции смеси углеводородного соединения и водорода Способ плазменного осаждения из газовой фазы включает генерирование низкотемпературной плазмы, создаваемой путем подачи ВЧ- или СВЧ-энергии на металлическую проволоку, при этом используется ВЧ- энергия с частотой по меньшей мере 300 МГц предпочтительно 300-1000 МГц или более предпочтительно СВЧ-энергия с При использовании способа плазменного осаждения из газовой фазы тело основы в форме требуемого режущего дородного соединения с добавлением инертного газа носителя, Давление газа внутри камеры необходимо поддержать в диапазоне от 5 Па до 50 кПа с тем, чтобы обеспечить стабильность плазменного разряда. После этого подают высокочастотную или микроволновую энергию с тем, чтобы в камере возникла плазма. В этом случае важно. чтобы поверхность основы имела температуру от 500 до 1200 С, создаваемую электрическим разрядом. Если температура поверхности основы меньше 500 С, то нанесенный слой покрытия может иметь значительное количество водорода, что снижает механическую прочность слоя покрытия. Если температура поверхности основы слишком высока (большее 1200 С), то может произойти трансформация кристаллической структуры алмаза в графит, хотя получить полностью структуру всего слоя покрытия, без включения графита, трудно, При соблюдении указанных условий во время плазмообразующего разряда образуется слой покрытия на поверхности основы путем разложения плазмой, которая, по меньшей ме 1662337ром и отверстием волновода, размещенными так, чтобы конец инъекционной иглы былнаправлен навстречу газовому потоку вплазменной камере. После вакуумированияплазменной камеры до давления 5 Па в нее 5была введена газовая смесь метана и водорода в пропорции (объемной) 2:98, при этомсмесь вводилась с постоянной скоростью стем, чтобы давление в плазменной камереподдерживалось на уровне 2,7-27 кПа путем баланса подачи газа и вакуумированиявакуумным насосом,Магнетрон генератора был включен длягенерирования энергии с частотой 2,45 ГГц,которая подавалась в плазменную камеру, 15выполненную из кварцевого стекла, по волноводу так, чтобы получить плазму вокругинъекционной иглы, используемой в качестве основы. Когда выходная мощность микроволнового излучения достигла 300 Вт, 20температура основы удерживалась на уровне 930 С. Через 6 мин плазменной обработки было обнаружено, что на поверхностиосновы появился слой покрытия толщиной5-8 нм. 25Инъекционная игла, извлеченная изплазменной камеры, была подвергнута исследованию на оптическом микроскопе ирентгеновском дифрактометрическом устройстве, которые показали, что слой покрытия не имеет микроскопических дефектов иимеет кристаллическую структуру алмаза,Был предпринят тест на проникновениев сырую резину с использованием иньекционных игл с покрытием иэ алмаза и игл до 35нанесения покрытия. Глубина проникновения иглы с покрытием с грузом 50 г через 5мин составила 20 мм, в то время как глубинапроникновения иглы без покрытия составила лишь 4 мм. 40П р и м е р 2. Рубиновый скальпельтолщиной 0,25 мм и углом режущей кромки30 (фиг, 1, 2) был промыт последовательноводой и изопропиловым спиртом, высушени помещен на монтажный столик в той же 45плазменной камере, что и в примере 1. Процесс осаждения проводился так же, как и в примере 1, эа исключением того, что газовая смесь, вводимая в плазменную камеру, состояла иэ метана и водорода в пропорции 5:95 и выходная мощность микроволнового излучения была повышена до 350 Вт, поэтому температура скальпеля составила 1050 С. Процесс нанесения покрытия продолжался 6 мин и на скальпеле, извлеченном из камеры, было нанесено покрытие толщиной 10 - 12 нм.Изготовленный таким способом скальпель был исследован с помощью оптического микроскопа и рентгеновского дифрактометрического устройства, Было обнаружено, что покрытие не имеет микроскопических дефектов и имеет кристаллическую структуру алмаза, Был проведен тест на проникающую способность (по методу, определенному в Японском промышленном стандарте), который дал глубину проникновения с покрытием с грузом 50 г за 5 мин 14 мм, в то время как у непокрытого скальпеля,2 мм,Таким образом, указанные режимы нанесения покрытия обеспечивают повышение проникающей способности инструмента в живую ткань.Формула изобретения 1, Способ изготовления режущего медицинского инструмента, включающий генерирование плазмы в СВЧ-разряде в атмосфере углеводородного соединения, выбранного иэ группы, содержащей метан, этан и пропан, и осаждение углеродного покрытия на поверхности инструмента, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения проникающей способности инструмента в живую ткань, в атмосферу углеводородного соединения добавляют водород в соотношении 500;1 - 0,001:1, а поверхность основы инструмента нагревают до 500 - 1200 С.2, Способ поп,1,отл и ча ю щи йся тем, что частоту питающего разряд напряжения поддерживают в диапазоне 1 - 10 ГГц.1662337 Фиг. 2 оставитель С, Мирошкиехред М,Моргентал орректор М. Демчи едактор В. Данко Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКН-35, Раушская наб 4/5 Произво но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Заказ 2138 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета Т СССР 113035, Москва, Ж