[发明专利]一种外科手术刀及其制备方法

说明书

本发明涉及一种外科手术刀及其制备方法，为了降低厚DLC薄膜的内应力，本发明调控了每层DLC薄膜制备过程中氢气与气体碳源的流量比，使其满足氢气与气体碳源的流量比δ＝‑2.92×10^‑3L²+0.1292L，该方法可以得到不同含氢量的多层DLC薄膜，并进一步在320‑380℃下进行真空退火处理。实验表明，通过本发明的方法可以得到最高厚度为3μm且内应力低于4GPa的厚DLC薄膜。当DLC薄膜的层数为41时，可以获得硬度及内应力综合表现优异的薄膜材料。

技术领域

本发明涉及手术器械领域，具体涉及一种外科手术刀及其制备方法。

背景技术

手术刀是常见的医疗器械，其用于切开、分离组织及切除病变，因具备耐腐蚀、不易损坏等优点，不锈钢广泛应用于手术刀的制备原料。但是，在长期的使用过程中，不锈钢的表面性能并不理想，为了优化不锈钢手术刀的表面性能，现有技术常用的方法是在不锈钢表面镀覆改性涂层。其中，DLC(类金刚石)薄膜因其良好的生物相容性、耐磨性及高硬度等优点而成为了手术刀表面改性的常见材料。

但是，DLC薄膜的高内应力导致膜与基材的结合强度降低进而限制了薄膜的厚度，通常，膜厚超过2μm时由于巨大的内应力将导致薄膜脱落。按照应力的产生根源，可将薄膜内的应力分为本征应力和热应力，DLC薄膜在沉积过程中产生较高本征应力的成因比较复杂，目前还没有系统的理论进行解释，如杂质介入、缺陷、相变等均会产生内应力，热应力则是由薄膜与基体材料之间热膨胀系数的差异而引起的。有鉴于此，如何获得低内应力的厚DLC薄膜是当下急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种外科手术刀的制备方法，该方法可以获得内应力较低的厚DLC多层薄膜。

一种外科手术刀的制备方法，包括以下步骤：

选取不锈钢作为基体材料，不锈钢先后经打磨、酸洗、脱脂、清洗并烘干待用；

将预处理后的基体材料放入真空镀膜腔室中，对镀膜腔室抽真空，以乙炔为气体碳源，以氢气为辅助工作气体，并在氩气条件下沉积多层DLC薄膜，通过控制沉积时间，确保每一层DLC薄膜的厚度为50nm左右，通过调整每层DLC薄膜沉积过程中氢气与气体碳源的比例来优化DLC薄膜的内应力；

将覆有多层DLC薄膜的基体材料放入真空退火炉中进行2-2.5h的真空退火处理。

优选地，酸洗选用15％的HC l溶液。

优选地，脱脂选用20％的NaOH溶液。

优选地，清洗选用去离子水。

优选地，烘干在氮气条件下进行。

优选地，氢气和气体碳源的总流量为100sccm。

优选地，退火温度为320-380℃。

优选地，氢气与气体碳源的流量比δ＝-2.92×10^-3L²+0.1292L，其中L表示多层DLC薄膜的层数。

进一步地，本发明还提供了一种外科手术刀，该手术刀由上述方法制备而得。

为了降低厚DLC薄膜的内应力，本发明调控了每层DLC薄膜制备过程中氢气与气体碳源的流量比，使其满足氢气与气体碳源的流量比δ＝-2.92×10^-3L²+0.1292L，该方法可以得到不同含氢量的多层DLC薄膜，并进一步在320-380℃下进行真空退火处理。实验表明，通过本发明的方法可以得到最高厚度为3μm且内应力低于4GPa的厚DLC薄膜。当DLC薄膜的层数为41时，可以获得硬度及内应力综合表现优异的薄膜材料。

具体实施方式

下面通过具体实施例来验证本发明的技术效果，但是本发明的实施方式不局限于此。