[发明专利]用于表面硬化部件的方法、具有一个或更多硬化表面的设备及保持并供使用多个部件的设备

说明书

本申请是根据2005年05月31日提交的发明名称为“用于表面硬化部件的方法、具有一个或更多硬化表面的设备及保持并供使用多个部件的设备”的专利申请200580024895.1(PCT/GB2005/002155)提出的分案申请。 

本发明涉及一种用于表面硬化由塑性材料形成的部件的方法，以及具有一个或更多硬化的表面的设备。尤其是，部件优选地由塑性材料例如聚合物形成。在进一步实施方案中，本发明涉及用于保持并供使用多个部件例如柳叶刀的设备。

所有具有尖锐刀口的医用设备，例如柳叶刀、解剖刀及外科剪刀通常由金属例如不锈钢形成。这导致设备昂贵，因此设备每次使用后通常不能丢弃，而是杀菌后再利用。如果在使用之间设备未能有效消毒，可能发生具有严重后果的污染。因此有必要提供经济地生产、一次使用后可以丢弃并通过在设备内或设备上不留残毒的工艺形成的设备。

通常在这些情况下不使用塑性材料，例如聚合物，因为在塑性材料中一般不存在部件的内在机械性能尤其是在尖锐刀口处所需的硬度。已知需要考虑的问题存在于，由聚合物加工尖锐部件及需要耐磨性的部件。

本发明的一个或更多实施方案，通过改善整个或部分由塑性材 料形成的部件的加工性、耐久性及易处理性，设法解决这些问题。

在常规设备例如血糖水平监测设备或其它设备中，每次使用必须插入新部件，例如柳叶刀，这不但耗费时间，而且意味着每次使用后，必须小心处理具有暴露端的用过的部件，本发明的另一个实施方案设法解决这些问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于表面硬化由塑性材料形成的部件的方法，该方法包括步骤：

利用超临界二氧化碳在表面软化部件，和

在表面将一材料结合到部件中以硬化该表面。

优选地，将材料结合到部件中的步骤包括结合陶瓷材料。

用超临界二氧化碳软化部件的步骤优选地包括：

将部件置于压力容器中；

在压力容器中引入适量二氧化碳；以及

升高压力容器中的压力和温度，使二氧化碳成为超临界，软化部件表面。

在优选实施方案中，在压力容器中引入适量二氧化碳的步骤包括：在压力容器中引入二氧化碳和一物质的混合物，该物质用于产生物质的易混合物。在优选实施方案中，该物质优选地是醇类，例如甲醇或乙醇。

优选地，将材料结合到软化的部件中的步骤包括：将金属醇盐试剂应用于软化的部件以将陶瓷结合到软化的部件中，例如四乙氧基硅烷(TEOS)和/或titanium isoproxide(TiOP)。超临界二氧化碳可以用作金属醇盐试剂的载体。

在进一步优选的实施方案中，本方法进一步包括步骤：

在材料结合到软化的部件中的步骤后，将水引入压力容器；以及

在引入水的步骤之后，升高压力容器中的压力和温度，在结合到软化的部件中的金属醇盐试剂中，诱发水解和缩合反应，在表面上产生一个或更多基本连续的陶瓷域。

优选地，引入水后，压力增至150巴(15MPa)左右，并且温度升至120℃左右。

在进一步优选的实施方案中，在随着水的引入升高压力容器中的压力和温度的步骤之后，减小压力容器中的压力。

然后可以调整压力容器的温度，使退火和/或二次硬化技术得以在压力容器中施加于部件的硬化表面。

材料例如陶瓷材料结合到塑性材料中的深度可能取决于构成部件的塑性材料、塑性材料暴露在金属醇盐试剂中的时间和/或施加在软化的部件上的压力。在优选实施方案中，材料结合到部件中的深度达到50微米左右，或优选地达到20微米左右。

塑性材料可以优选地包括聚合物材料。

根据本发明的第二方面，提供了具有根据上述方法硬化的一个或更多表面的设备。

优选地，该设备包括具有末端部分的柳叶刀，该末端部分具有根据上述方法硬化的表面。

根据本发明一个或更多优选实施方案的方法是特别有利的，它使设备的一个或更多表面的硬化能够以节约的费用完成。

此外，可以安全处理根据本发明优选实施方案的上述方法硬化的部件或部件的部分，例如如果它们含有硬化尖锐刀口，通过使尖锐刀口与加热板接触一段时间，例如少于例如1秒，使形成尖锐刀口的材料熔化，从而倒圆刀口防止刺破。这样的加热板的温度应足以使制备部件的基本聚合物材料熔化。尖锐的医用部件尤其如果被污染，其处理可能是危险的，在这种情况下，这可能是特别有用的， 因此期望提供一种用于安全处理的工艺。