[发明专利]纳米陶瓷手术刀刃磨技术与装备

说明书

纳米陶瓷手术刀无磁、无静电、寿命长、精度高；与人体组织有良好的生物相容性、酸血不浸润、易消毒、无刺激、无抗体反应、而且没有金属扩散物感染伤口，刀口可快速愈合，术后无明显伤痕，尤其适于显微外科、整形手术等。但是，纳米陶瓷硬度极高，韧性较低，因此制造加工相当困难。本发明提供一种ELID磨削技术与装备，用来制造纳米陶瓷手术刀。如图1所示的纳米陶瓷手术刀，用本发明提供的ELID磨削技术及自行设计的工艺装备，成功磨削纳米陶瓷手术刀两侧面表面粗糙度达到6nm，纳米陶瓷手术刀刃口半径达到200nm。所制造的纳米陶瓷手术刀在对小白鼠的临床切口实验中，伤口愈合快，愈合后明显无瘢痕，得到较好的效果。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域。尤其涉及一种纳米陶瓷手术刀的刃磨技术与装备。

背景技术

传统钢制一次性手术刀在使用和加热消毒时易腐蚀、钝化，寿命低；金刚石手术刀加工工艺复杂，透明，操作困难，价格昂贵。纳米陶瓷手术刀刃口锋利，无磁，无毒，无静电，寿命长，防腐蚀，具有生体组织相容性，精度高，刀口可快速愈合，术后无明显切痕，易于操作，可在高温下使用，且能够多次重复使用，永不磨损，成本适中。在眼科、整形科、血管手术、显微外科、神经外科、植皮手术等领域有很广泛的应用前景。但是纳米陶瓷硬度极高，虽然韧性较普通陶瓷提高很多，但较普通手术刀的Cr6材质而言，韧性仍很低，在对刃口磨削时极易发生崩刃，因此传统加工方法成品率很低，致使纳米陶瓷手术刀价格很高。本发明将ELID磨削技术用于制备纳米陶瓷手术刀，自行研制刃磨夹具，对纳米陶瓷手术刀的表面质量、刃口半径进行加工，成功制备出合格的纳米陶瓷弧形刃手术刀，并实现小批量生产。

发明内容

传统手术刀一般用3Cr13和4Cr13马氏体不锈钢以及9Cr18不锈弹簧钢等制造，其制造工艺方法是采用锻压方法进行批量生产；但是纳米陶瓷手术刀硬度较高，脆性较大，因此传统纳米陶瓷手术刀的制造方法不适于生产纳米陶瓷手术刀。

传统磨削方法在磨削纳米陶瓷手术刀时存在如下一些缺点：

易崩刃。由于磨床主轴旋转精度较低，进给速度不平稳，磨削加工时砂轮对刃口的冲击会造成刃口崩刃。

精度低。表面粗糙度达到Ra0.2μm,刃口半径1.3-2.5μm。

效率低。由于采用通用夹具，每次只能磨削一个手术刀，因此磨削效率低。

成品率低。普通磨削方法对刃口的冲击造成崩刃，刀具成品率较低，成本很高。

在普通夹具上只能磨削直刃手术刀，对弧形刃手术刀不能磨削。

由于传统磨削方法存在易崩刃、效率低、成本高等缺点，因此为解决上述问题，提出用在线电解磨削技术（ELID，Electrolytic In-process Dressing）加工手术刀刃口，由于ELID磨削砂轮表面覆盖一层氧化膜，该氧化膜有效的隔离了机床主轴的振动，因此避免了振动对刃口的冲击，有效解决了刃口崩刃问题，提高了纳米陶瓷手术刀的成品率。同时氧化膜本身富含α-氧化铁抛光剂，具备抛光作用，能进一步提高刃口磨削精度，利用ELID磨削技术实现了高精度刃磨，刃口半径达到200nm，刃口粗糙度达到6nm。并自行设计制造一套工艺装备，同时满足高效率要求，利用该套工艺装备，一套设备一次装夹能同时刃磨18-36个手术刀，因此能够大幅降低纳米陶瓷手术刀制作成本。

本发明是这样实现的：

首先利用自制的超声加工工具在超声加工设备上加工图1中手术刀的安装槽。并粗磨手术刀两侧面，用来刃磨时实现预定位。