本發(fā)明涉及醫(yī)療外科器械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭、其制備方法以及具有該復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭的骨鉆。

背景技術(shù)：

根據(jù)世界衛(wèi)生組織頒布的《院內(nèi)感染防治實(shí)用手冊》中的有關(guān)數(shù)據(jù)，全世界每天有超過1400萬人在遭受院內(nèi)感染的痛苦，其中60％的細(xì)菌感染與臨床使用的醫(yī)療器械有關(guān)。也就是說，目前臨床使用的醫(yī)療器械，大到手術(shù)刀和骨鉆用鉆頭，小到骨針和麻醉針，因無法滿足抗菌要求而在與人體直接接觸時使患者遭受細(xì)菌感染。

因而，現(xiàn)有的醫(yī)療器械亟需改進(jìn)，以提升醫(yī)療器械的抗菌效果，降低患者感染細(xì)菌的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一在于提供一復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭，其具有有效的抗菌功能。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭，其包括：骨鉆用鉆頭；骨鉆用鉆頭的表面依次附著滲氮層、物理氣相沉積pvd涂層和抗菌納米粒子改性的pvd涂層，其中pvd涂層為包括alcrn、craln、crn、tin、altin、tialn、tialcrn、tisin、tisialn、tialwn或其混合物的納米硬質(zhì)涂層。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例還提供了復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭的制備方法，其包括如下步驟：提供骨鉆用鉆頭；對骨鉆用鉆頭進(jìn)行離子滲氮處理以在骨鉆用鉆頭的表面形成滲氮層；采用物理氣相沉積pvd工藝在滲氮層的表面沉積包括alcrn、craln、crn、tin、altin、tialn、tialcrn、tisin、tisialn、tialwn或其混合物的納米硬質(zhì)涂層以形成pvd涂層；將抗菌納米粒子導(dǎo)入物理氣相沉積pvd工藝爐中，采用物理氣相沉積pvd工藝在pvd涂層的表面形成抗菌納米粒子改性的pvd涂層。

根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例還提供了具有上述復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭的骨鉆。

本發(fā)明實(shí)施例提供了復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭、其制備方法以及具有復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭的骨鉆，其通過在骨鉆用鉆頭的表面依次沉積滲氮層、pvd涂層和抗菌納米粒子改性的pvd涂層形成復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭，一方面增強(qiáng)了骨鉆用鉆頭的硬度及耐磨性，另一方面，抗菌納米粒子改性的pvd涂層中的抗菌納米粒子也能有效抵抗細(xì)菌，降低患者感染細(xì)菌的風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說明

圖1所示是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭的主視圖

圖2所示是圖1所示的復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭的i處的軸向截面放大圖

具體實(shí)施方式

為更好的理解本發(fā)明的精神，以下結(jié)合本發(fā)明的部分優(yōu)選實(shí)施例對其作進(jìn)一步說明。

圖1所示是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭100的主視圖，圖2所示是圖1所示的復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭100的i處的軸向截面放大圖。

如圖1和2所示，復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭100包括骨鉆用鉆頭10，骨鉆用鉆頭10的表面10a依次附著滲氮層16、pvd涂層12和抗菌納米粒子改性的pvd涂層14。其中，pvd涂層12為包括alcrn、craln、crn、tin、altin、tialn、tialcrn、tisin、tisialn、tialwn或其混合物的納米硬質(zhì)涂層，用以強(qiáng)化骨鉆用鉆頭10的耐磨性能。

抗菌納米粒子改性的pvd涂層14中的抗菌納米粒子用以強(qiáng)化骨鉆用鉆頭10的抗細(xì)性能，使其與人體接觸時，降低或消除患者感染細(xì)菌的風(fēng)險(xiǎn)，同時抗菌納米粒子改性的pvd涂層14還可以進(jìn)一步強(qiáng)化骨鉆用鉆頭10的耐磨性能。

位于骨鉆用鉆頭10和pvd涂層12之間的滲氮層16用以進(jìn)一步強(qiáng)化骨鉆用鉆頭10的表面10a和pvd涂層12之間的結(jié)合度。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，抗菌納米粒子改性的pvd涂層14中的抗菌納米粒子包括銀納米粒子、銅納米粒子或其混合物。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，抗菌納米粒子在抗菌納米粒子改性的pvd涂層中的原子百分比為0.1-25％。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，抗菌納米粒子的粒徑為1nm-100nm。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，pvd涂層12的厚度為1-15μm,pvd涂層12的厚度可進(jìn)一步優(yōu)選為3-6μm，pvd涂層12的表面硬度為1500hv-5000hv。pvd涂層12的表面硬度可進(jìn)一步優(yōu)選為約2000hv-3500hv。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，抗菌納米粒子改性的pvd涂層14的厚度為1-15μm，抗菌納米粒子改性的pvd涂層14的厚度可進(jìn)一步優(yōu)選為3-6μm。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，抗菌納米粒子改性的pvd涂層14的表面硬度為1000hv-3000hv?？咕{米粒子改性的pvd涂層14的表面硬度可進(jìn)一步優(yōu)選為約1500hv-2500hv。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，滲氮層16的厚度為0.01mm-0.5mm。滲氮層16的厚度可進(jìn)一步優(yōu)選為不小于0.2mm。

圖1所示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭100的制備方法包括如下步驟：

提供骨鉆用鉆頭10；對骨鉆用鉆頭10進(jìn)行離子滲氮處理以在骨鉆用鉆頭10的表面10a形成滲氮層16；

采用pvd工藝在滲氮層16的表面16a上沉積包括alcrn、craln、crn、tin、altin、tialn、tialcrn、tisin、tisialn、tialwn或其混合物的納米硬質(zhì)涂層以形成pvd涂層12；以及

將抗菌納米粒子導(dǎo)入pvd工藝爐中，采用pvd工藝在pvd涂層12的表面12a形成抗菌納米粒子改性的pvd涂層14。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，抗菌納米粒子改性的pvd涂層14中的抗菌納米粒子包括銀納米粒子、銅納米粒子或其混合物。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，采用pvd工藝形成pvd涂層12的步驟包括：首先通入純度為99.999％的氬氣，在偏壓為800-1000v的條件下清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮?dú)?，在偏壓?0-100v的條件下，打開包含用于組成pvd涂層12的金屬的靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積形成pvd涂層12。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，采用pvd工藝形成抗菌納米粒子改性的pvd涂層14的步驟包括：繼續(xù)通入純度為99.999％的氮?dú)猓谄珘簽?0-100v的條件下，保持包含用于組成pvd涂層12的金屬的靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入包含銀納米粒子、銅納米粒子或其混合物的抗菌納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層12的表面12a沉積形成抗菌納米粒子改性的pvd涂層14。

本發(fā)明實(shí)施例可通過常規(guī)的pvd設(shè)備采用常規(guī)的pvd工藝形成pvd涂層12和抗菌納米粒子改性的pvd涂層14。

根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例還提供一種具有上述復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭100的骨鉆。

以下結(jié)合本發(fā)明的部分更優(yōu)選實(shí)施例對其作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

提供骨鉆用鉆頭；在400℃的氮?dú)猸h(huán)境下對骨鉆用鉆頭10進(jìn)行離子滲氮處理以在骨鉆用鉆頭10的表面10a形成滲氮層16，滲氮層的厚度為0.25mm；

通入純度為99.999％的氬氣(即高純氬氣)，在偏壓為800-1000v的條件下，清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮?dú)?即高純氮?dú)?，在偏壓為80-100v的條件下，打開ti靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積tin合金形成厚度為3-6μm的pvd涂層；

接著，繼續(xù)通入純度為99.999％的氮?dú)?即高純氮?dú)?，在偏壓為80-100v的條件下，保持cral靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入1-100nm的銀納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層的表面沉積厚度為3-6μm的銀納米粒子改性的pvd涂層，從而形成復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭。

實(shí)施例2

提供骨鉆用鉆頭；在400℃的氮?dú)猸h(huán)境下對骨鉆用鉆頭10進(jìn)行離子滲氮處理以在骨鉆用鉆頭10的表面10a形成滲氮層16，滲氮層的厚度為0.3mm；

通入純度為99.999％的氬氣(即高純氬氣)，在偏壓為800-1000v的條件下，清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮?dú)?即高純氮?dú)?，在偏壓為80-100v的條件下，打開ti靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積tin合金形成厚度為3-6μm的pvd涂層；

接著，繼續(xù)通入純度為99.999％的氮?dú)?即高純氮?dú)?，在偏壓為80-100v的條件下，保持cral靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入1-100nm的銅納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層的表面沉積厚度為3-6μm的銅納米粒子改性的pvd涂層，從而形成復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭。

實(shí)施例3

提供骨鉆用鉆頭；在400℃的氮?dú)猸h(huán)境下對骨鉆用鉆頭10進(jìn)行離子滲氮處理以在骨鉆用鉆頭10的表面10a形成滲氮層16，滲氮層的厚度為0.35mm；

通入純度為99.999％的氬氣(即高純氬氣)，在偏壓為800-1000v的條件下，清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮?dú)?即高純氮?dú)?，在偏壓為80-100v的條件下，打開alti靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積tialn合金形成厚度為3-6μm的pvd涂層；

接著，繼續(xù)通入純度為99.999％的氮?dú)?即高純氮?dú)?，在偏壓為80-100v的條件下，保持alti靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入1-100nm的銅納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層的表面沉積厚度為3-6μm的銅納米粒子改性的pvd涂層，從而形成復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭。

實(shí)施例4

提供骨鉆用鉆頭；在400℃的氮?dú)猸h(huán)境下對骨鉆用鉆頭10進(jìn)行離子滲氮處理以在骨鉆用鉆頭10的表面10a形成滲氮層16，滲氮層的厚度為0.5mm；

通入純度為99.999％的氬氣(即高純氬氣)，在偏壓為800-1000v的條件下，清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮?dú)?即高純氮?dú)?，在偏壓為80-100v的條件下，打開alti靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積tialn合金形成厚度為3-6μm的pvd涂層；

接著，繼續(xù)通入純度為99.999％的氮?dú)?即高純氮?dú)?，在偏壓為80-100v的條件下，保持alti靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入1-100nm的銅納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層的表面沉積厚度為3-6μm的銅納米粒子改性的pvd涂層，從而形成復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭。

實(shí)施例5

提供骨鉆用鉆頭；在400℃的氮?dú)猸h(huán)境下對骨鉆用鉆頭10進(jìn)行離子滲氮處理以在骨鉆用鉆頭10的表面10a形成滲氮層16，滲氮層的厚度為0.4mm；

通入純度為99.999％的氬氣(即高純氬氣)，在偏壓為800-1000v的條件下，清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮?dú)?即高純氮?dú)?，在偏壓為80-100v的條件下，打開alti靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積tialn合金形成厚度為3-6μm的pvd涂層；

接著，繼續(xù)通入純度為99.999％的氮?dú)?即高純氮?dú)?，在偏壓為80-100v的條件下，保持alti靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入1-100nm的銀納米粒子和銅納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層的表面沉積厚度為3-6μm的抗菌納米粒子改性的pvd涂層，從而形成復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭。

實(shí)施例6

提供骨鉆用鉆頭；在400℃的氮?dú)猸h(huán)境下對骨鉆用鉆頭10進(jìn)行離子滲氮處理以在骨鉆用鉆頭10的表面10a形成滲氮層16，滲氮層的厚度為0.25mm；

通入純度為99.999％的氬氣(即高純氬氣)，在偏壓為800-1000v的條件下，清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮?dú)?即高純氮?dú)?，在偏壓為80-100v的條件下，打開alti靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積tialn合金形成厚度為3-6μm的pvd涂層；

接著，繼續(xù)通入純度為99.999％的氮?dú)?即高純氮?dú)?，在偏壓為80-100v的條件下，保持alti靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入1-100nm的銀納米粒子和銅納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層的表面沉積厚度為3-6μm的抗菌納米粒子改性的pvd涂層，從而形成復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭。

實(shí)施例7

提供骨鉆用鉆頭；在400℃的氮?dú)猸h(huán)境下對骨鉆用鉆頭10進(jìn)行離子滲氮處理以在骨鉆用鉆頭10的表面10a形成滲氮層16，滲氮層的厚度為0.3mm；

通入純度為99.999％的氬氣(即高純氬氣)，在偏壓為800-1000v的條件下，清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮?dú)?即高純氮?dú)?，在偏壓為80-100v的條件下，打開alti靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積tialn合金形成厚度為3-6μm的pvd涂層；

接著，繼續(xù)通入純度為99.999％的氮?dú)?即高純氮?dú)?，在偏壓為80-100v的條件下，保持alti靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入1-100nm的銀納米粒子和銅納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層的表面沉積厚度為3-6μm的抗菌納米粒子改性的pvd涂層，從而形成復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭。

實(shí)施例8

提供骨鉆用鉆頭；在400℃的氮?dú)猸h(huán)境下對骨鉆用鉆頭10進(jìn)行離子滲氮處理以在骨鉆用鉆頭10的表面10a形成滲氮層16，滲氮層的厚度為0.3mm；

通入純度為99.999％的氬氣(即高純氬氣)，在偏壓為800-1000v的條件下，清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮?dú)?即高純氮?dú)?，在偏壓為80-100v的條件下，打開alti靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積tialn合金形成厚度為3-6μm的pvd涂層；

接著，繼續(xù)通入純度為99.999％的氮?dú)?即高純氮?dú)?，在偏壓為80-100v的條件下，保持alti靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入1-100nm的銀納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層的表面沉積厚度為3-6μm的銀納米粒子改性的pvd涂層，從而形成復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭。

實(shí)施例9

提供骨鉆用鉆頭；在400℃的氮?dú)猸h(huán)境下對骨鉆用鉆頭10進(jìn)行離子滲氮處理以在骨鉆用鉆頭10的表面10a形成滲氮層16，滲氮層的厚度為0.25mm；

通入純度為99.999％的氬氣(即高純氬氣)，在偏壓為800-1000v的條件下，清潔滲氮層16的表面16a；然后停止通入氬氣，通入純度為99.999％的氮?dú)?即高純氮?dú)?，在偏壓為80-100v的條件下，打開cral靶，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在清潔后滲氮層16的表面16a沉積alcrn合金形成厚度為3-6μm的pvd涂層；

接著，繼續(xù)通入純度為99.999％的氮?dú)?即高純氮?dú)?，在偏壓為80-100v的條件下，保持cral靶的開啟狀態(tài)，同時導(dǎo)入1-100nm的銀納米粒子，弧電流為120a-200a，采用pvd工藝在pvd涂層的表面沉積厚度為3-6μm的銀納米粒子改性的pvd涂層，從而形成復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭。

對上述實(shí)施例1-9的復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭和常用的普通骨鉆用鉆頭進(jìn)行抗菌效果實(shí)驗(yàn)。測試方法：參考iso22196:2011；實(shí)驗(yàn)菌種：黃金色葡萄球菌atcc6538p(表一)，大腸桿菌atcc8739(表二)。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)請參見表一和表二。

表一

表二

注：

●參照標(biāo)準(zhǔn)iso8251－87和jish8682標(biāo)準(zhǔn)，用磨擦輪磨耗試驗(yàn)機(jī)測定在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，使涂層與膠接在磨擦輪外緣上的研磨砂紙作平面往復(fù)運(yùn)動，每雙行程后磨擦輪轉(zhuǎn)動一小角度(0.9°)，經(jīng)規(guī)定的若干次研磨后，涂層質(zhì)量(mg)的減少作為衡量耐磨性的標(biāo)準(zhǔn)。

●本發(fā)明各實(shí)施例的復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭的抗菌活性值為相對于普通骨鉆用鉆頭的抗菌活性值。

由上表可知，相較于常用的普通骨鉆用鉆頭，本發(fā)明實(shí)施例提供的復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭，通過在骨鉆用鉆頭的表面設(shè)置pvd涂層和抗菌納米粒子改性的pvd涂層，有效提高了復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭的表面硬度和抗菌性能，從而提高了復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭的品質(zhì)及使用壽命，在復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭接觸人體的過程中，降低或消除患者感染細(xì)菌的風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭，可通過在骨鉆用鉆頭的表面設(shè)置滲氮層來提高骨鉆用鉆頭的表面的涂層的結(jié)合度，有效避免涂層脫落，從而進(jìn)一步提高復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭的品質(zhì)，延長其使用壽命。

雖然pvd技術(shù)是一門已知的在現(xiàn)代物理、化學(xué)、材料學(xué)、電子學(xué)、力學(xué)等多學(xué)科基礎(chǔ)上建立起來的工程技術(shù)，即將金屬或非金屬靶材(所鍍膜材料)在真空環(huán)境下，經(jīng)過物理過程沉積在需要鍍膜工件表面的過程。但僅采用pvd技術(shù)在骨鉆用鉆頭10表面直接沉積涂層所得到的骨鉆用鉆頭，其抗菌性無法滿足骨鉆用鉆頭的使用要求。而本發(fā)明實(shí)施例提供的復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭，將抗菌納米粒子，如銀納米粒子、銅納米粒子等，導(dǎo)入pvd工藝，在骨鉆用鉆頭上形成抗菌納米粒子改性的pvd涂層，提高了復(fù)合涂層骨鉆用鉆頭的抗菌性能。

本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已揭示如上，然而熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于本發(fā)明的教示及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換及修飾，并為本專利申請權(quán)利要求書所涵蓋。