[发明专利]医用刀具表面的导电亲水MAX相涂层及其制法与应用

说明书

本发明公开了一种医用刀具表面的导电亲水MAX相涂层及其制法与应用。所述制法包括：采用直流磁控溅射复合阴极电弧镀膜技术，以M靶作为电弧靶，以Al靶作为直流脉冲磁控溅射靶，以甲烷和惰性气体为工作气体，在基体表面沉积形成M‑Al‑C非晶涂层；其中，M选自Ti、V、Cr、Zr中的任意一种；以及，对所述沉积有M‑Al‑C非晶涂层的基体进行高温蒸汽热处理，从而在医用刀具表面形成导电亲水MAX相涂层。本发明提供的导电亲水MAX相涂层的制备工艺简单可控，可量化生产，同时制备的导电亲水MAX相涂层具有亲水特性，从而有效防止手术过程中刀具与组织的粘连，在医用刀具领域具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于金属表面防护技术领域，具体涉及一种医用刀具表面的导电亲水MAX相涂层及其制法与应用。

背景技术

医疗器械产业是全球发展最快的产业之一，是世界上科技大国相互竞争的制高点。其中手术刀是外科手术中不可或缺的工具，目前已经发展了高频电刀、氩气刀、超声刀、LEEP刀、蓝宝石刀和手术剪刀等集切割、止血、照明和电波等功能于一身的现代高科技产品。而随着仿生学的发展，关于手术刀表面改性的研究引起了研究者们的兴趣，发展一种亲水、润滑涂层对于减少刀具与组织粘连、减轻对身体的损伤、防止血栓形成和血管痉挛以及提高手术的安全性、减轻患者病痛尤为重要。亲水涂层在医疗器械领域最突出的用途是改善或产生润滑性，这种湿滑的特性能够允许导管、导丝或医疗附件轻松通过患者狭窄和曲折的解剖路径。更先进的，亲水涂层还可应用在药物释放和生物相互作用领域，用来释放抗体或者活性药物成分，从而以特定的方式与身体组织作用。

高频电刀是一种取代机械手术刀进行组织切割的外科器械，通过电极尖端产生高频高压电流与肌体接触对组织进行加热，可以精准高效的进行组织切割和创口止血杀菌，能够有效的缩短手术时间、降低手术并发症，极大提高手术效率。但传统不锈钢电极在高温下会与液化的脂肪和变性的蛋白质粘结，这会影响电刀的导电性且粘附组织会导致切口出血，使得手术的风险和患者的病痛增加。

针对表面组织粘附问题，目前已经发展了PTFE(聚四氟乙烯高分子材料)涂层来对电极刀具进行表面改性。PTFE涂层能够显著降低刀具与组织的粘结、有效的避免刀具的污染，但传统的PTFE涂层导电性能差，在高频电流下在电极表面形成电弧放电，会产生上千度的瞬时高温，这远超过涂层的使用温度，导致涂层汽化分解，释放出氢氟酸等有害物质，影响医患双方的健康。

MAX相是一类具有热力学稳定性和密排六方结构(P6₃/mmc)的层状高性能材料，其中M为包括镧系在内的前过渡族金属元素，A为IIIA或者IVA族元素，最常见的是Al、Si和Sn元素，X指的是C或者N元素。独特的结构使其具有金属优异的导电性、可加工性等优点的同时兼具有陶瓷熔点高、耐蚀性好的优点。优异的热稳定性和电导率使其在电凝刀和高频手术刀等领域拥有广泛的应用前景，但目前MAX相涂层润湿性较差，因此，亟需开发一种亲水的MAX相涂层以防止手术过程中刀具与组织的粘连，降低患者的病痛。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种医用刀具表面的导电亲水MAX相涂层及其制法与应用，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种医用刀具表面的导电亲水MAX相涂层的制备方法，其包括：

提供医用刀具作为基体；

采用直流磁控溅射复合阴极电弧镀膜技术，以M靶作为电弧靶，以Al靶作为直流脉冲磁控溅射靶，以甲烷和惰性气体为工作气体，在所述基体表面沉积形成M-Al-C非晶涂层；其中，M选自Ti、V、Cr、Zr中的任意一种；

以及，对所述沉积有M-Al-C非晶涂层的基体进行高温蒸汽热处理，从而在医用刀具表面形成导电亲水MAX相涂层。

本发明实施例还提供了前述的制备方法制得的医用刀具表面的导电亲水MAX相涂层，所述导电亲水MAX相涂层具有层状结构