CN113618234B - 一种植入人体的薄壁金属外壳的表面粗化方法 - Google Patents
一种植入人体的薄壁金属外壳的表面粗化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113618234B CN113618234B CN202110825342.7A CN202110825342A CN113618234B CN 113618234 B CN113618234 B CN 113618234B CN 202110825342 A CN202110825342 A CN 202110825342A CN 113618234 B CN113618234 B CN 113618234B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal shell
- metal
- laser
- thin
- roughening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 102
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 102
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 238000007788 roughening Methods 0.000 title claims abstract description 28
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000013532 laser treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 claims abstract description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 claims description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 5
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 13
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 abstract description 9
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 55
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 8
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 8
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 6
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 6
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 4
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 3
- 238000009125 cardiac resynchronization therapy Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 208000010444 Acidosis Diseases 0.000 description 1
- 206010018852 Haematoma Diseases 0.000 description 1
- 208000013038 Hypocalcemia Diseases 0.000 description 1
- 206010021027 Hypomagnesaemia Diseases 0.000 description 1
- 206010027417 Metabolic acidosis Diseases 0.000 description 1
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010037423 Pulmonary oedema Diseases 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010047281 Ventricular arrhythmia Diseases 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010003119 arrhythmia Diseases 0.000 description 1
- 230000006793 arrhythmia Effects 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 230000002490 cerebral effect Effects 0.000 description 1
- PRQRQKBNBXPISG-UHFFFAOYSA-N chromium cobalt molybdenum nickel Chemical compound [Cr].[Co].[Ni].[Mo] PRQRQKBNBXPISG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 210000003722 extracellular fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000000705 hypocalcaemia Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 210000004165 myocardium Anatomy 0.000 description 1
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 208000005333 pulmonary edema Diseases 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 210000000278 spinal cord Anatomy 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008359 toxicosis Effects 0.000 description 1
- 210000001186 vagus nerve Anatomy 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/16—Removal of by-products, e.g. particles or vapours produced during treatment of a workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
- B23K26/3568—Modifying rugosity
- B23K26/3584—Increasing rugosity, e.g. roughening
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Prostheses (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
本发明公开了一种植入人体的薄壁金属外壳的表面粗化方法,属于医疗器械技术领域,包括以下步骤:(1)冲压成型得到金属外壳,清洗金属外壳的表面,除去表面的油污、杂质;(2)将金属外壳固定到加工台上,设定待粗化的金属表面为加工区域,调节激光工艺参数,对焦待粗化表面,启动激光器扫描待粗化的金属表面,使金属表面产生粗化效果,自然冷却;(3)用柠檬酸擦洗激光处理后的金属表面,除去激光处理过程中产生的氧化物颗粒;(4)用水清洗金属表面,去除残留的柠檬酸,自然晾干。利用本发明,可以避免表面处理过程对操作人员的人身危险,避免不期望的外来物质残留,不改变零件的结构强度,能保证材料的生物相容性和结构可靠性。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域,尤其是涉及一种植入人体的薄壁金属外壳的表面粗化方法。
背景技术
可植入式心脏起搏器是一种长期植入于患者体内的电子治疗仪器,通过脉冲发生器发放由电池提供能量的电脉冲,通过导线电极的传导,刺激电极所接触的心肌,使心脏激动和收缩,从而达到治疗某些心律失常所导致的心脏功能障碍的目的。作为长期植入物,脉冲发生器需要在人体组织液环境中工作8-20年,其长期的生物相容性、长期的结构可靠性和长期电气连续性至关重要。
植入式心脏起搏器的脉冲发生器一般包括两个部分,如图1和图2所示,非金属材料的连接头1和金属壳体2。脉冲发生器外壳一般与电源、Hybrid电路连在一起,作为电子仪器的组成部分,需要密封外壳以防止体液渗入电路造成仪器失效,而这种外壳要求生物相容性好,适宜长期植入人体,目前大部分的心脏起搏器都采用钛或钛合金作为密封外壳材料。脉冲发生器的壳体一般采用厚度为0.1-0.5mm的钛或钛合金薄片制成。
金属壳体2与非金属连接头1一般采用粘结的方式相互连接,故需要对壳体表面进行一定的处理,加大金属壳体2上粘结面3的粗糙度,增强壳体材料与连接头材料的粘结可靠性,从而保证其长期的结构可靠性和电气连接性能。
同时,外壳的表面处理工艺及其过程也需要严格控制,避免在加工过程中带入其他污染物,影响零件的生物相容性。如果材料的生物相容性不好,容易发生放置脉冲发生器的囊袋感染和血肿等。
目前,在医疗器械技术领域,金属植入物表面增加粗糙度的方法主要有以下方法:喷砂法或酸蚀法,或者两者相结合的方法,通过上述方法可使金属植入物的表面粗糙度增加,产生具有均匀粗糙度的表面。
举例来说,美国专利号US 6,491,723公开了一种金属植入物的表面处理方法,其表面处理步骤先利用氢氟酸(HF)进行第一次酸蚀,用以去除表面的自然氧化层;再以高温的硫酸(H2SO4)/盐酸(HCl)混合液进行第二次酸蚀,形成不规则且均匀的表面。
然而氢氟酸是极危险的化学品,可经由口、鼻、眼或皮肤等途径进入人体,造成低血钙、低血镁、肺水肿、代谢性酸中毒、心室性心律不整、甚至死亡等严重的全身性中毒症状。而硫酸/盐酸混合液为两种强酸的混合,在配制时会产生剧烈放热的脱水反应,容易使操作人员造成灼伤。
而喷砂法,一般喷砂工艺采用的砂粒主要有氧化铝、氧化锆、钢珠、玻璃珠等。细砂粒在高压下撞击金属表面产生凹坑的同时,部分砂粒或其碎屑亦有可能在嵌入到材料表面,细碎的砂粒及其碎屑难以从材料表面去除,容易发生残留,影响壳体生物相容性。除了撞击,砂粒与金属表面之间还会发生摩擦作用,同样会有砂粒材料的残留风险。图3为喷砂加工后,砂粒嵌入金属表面的显微照片,白色的为氧化锆砂粒。
同时,厚度为0.1-0.5mm的薄壁类零件本身刚度较差,对其喷砂容易使零部件发生翘曲变形,产生残余应力,影响壳体的组装配合和焊接密封。
若仅需要对局部表面进行粗化处理的零件,以上两种方法均需要采用额外的手段保护不加工的表面,使整个加工过程复杂化,且强酸或高速砂粒容易侵入交界面使边界模糊,产品一致性不易保证。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题,本发明提供了一种植入人体的薄壁金属外壳的表面粗化方法,避免表面处理过程对操作人员的人身危险,避免不期望的外来物质残留,不改变零件的结构强度,能保证材料的生物相容性和结构可靠性。
一种植入人体的薄壁金属外壳的表面粗化方法,包括以下步骤:
(1)冲压成型得到金属外壳,清洗金属外壳的表面,除去表面的油污、杂质;
(2)将金属外壳固定到加工台上,设定待粗化的金属表面为加工区域,调节激光工艺参数,对焦待粗化表面,启动激光器扫描待粗化的金属表面,使金属表面产生粗化效果,自然冷却;
(3)用柠檬酸擦洗激光处理后的金属表面,除去激光处理过程中产生的氧化物颗粒;
(4)用水清洗金属表面,去除残留的柠檬酸,自然晾干。
进一步地,步骤(1)中,所述的金属外壳材料为纯钛或者钛合金,厚度为0.1-0.5mm。
进一步地,步骤(1)中,清洗金属外壳的表面具体为:将金属外壳浸泡在清洗剂中用超声波处理2-4分钟,取出,自然晾干。
进一步地,所述的清洗剂可以为75%的医用酒精、无水酒精或无水异丙醇。
进一步地,步骤(2)中,调节激光工艺参数具体包括:调节激光器功率为10-100W,扫描速度为100-1000mm/s,扫描频率为50-150kHz。
功率越大,表面处理的深度就越大,粗糙度值就越高;对于特定的功率,速度越慢,作用于单位面积的能量就越大,表面处理的就深度越大,粗糙度值就越高,但加工效率会降低;对特定的功率和速度,频率减小,单位脉冲能量越大,表面处理的深度增加,表面纹理的粗糙度值就越高。通过调整以上参数,可调制出不同的表面粗糙,同时不会对基材造成较大的热影响,不发生热变形、烧穿等,也不会改变零件的厚度。
进一步地,步骤(2)中,对焦待粗化表面时,使激光射在待粗化表面的光斑直径小于0.05mm。
进一步地,步骤(3)中,所述柠檬酸的浓度为10-50g/L。
进一步地,步骤(4)中,采用纯化水或去离子水清洗金属表面。
加工前的表面粗糙度为小于Ra0.8um,处理后的表面粗糙度为Ra0.8-Ra2.0um。
作为本发明进一步的方案:本发明采用的激光加工方法,可通过编程控制所需的加工区域,无需采用额外的保护措施,即可进行精确的局部表面处理。既可实现平面,也可实现3D曲面的局部加工。
作为本发明进一步的方案:除了纯钛和钛合金,本发明的方法同样适用于具有类似结构的外科植入金属材料,如不锈钢,MP35N(钴铬镍钼合金)等。
作为本发明进一步的方案,在步骤(2)激光加工过程中增加惰性气体保护,则表面不会产生氧化物飞溅,则可省略步骤(3)也能满足清洁需求。具体包括以下步骤:
(1)冲压成型得到金属外壳,清洗金属外壳的表面,除去表面的油污、杂质;
(2)将金属外壳固定到加工台上,设定待粗化的金属表面为加工区域,对加工区域增加惰性气体保护;
调节激光工艺参数,对焦待粗化表面,启动激光器扫描待粗化的金属表面,使金属表面产生粗化效果,自然冷却;
(3)用水清洗金属表面,自然晾干。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、与传统酸蚀法相比,本发明采用激光作为无接触的加工方式,只需提供激光能量,过程清洁环保,无需使用强腐蚀性的化学试剂,提高操作人员的人身安全,减少加工过程的监督、管控成本。
2、与传统的喷砂法相比,激光加工过程中不受力,不会产生机械应力残留,导致薄壁金属外壳产生翘曲、变形等。同时,没有砂粒嵌入或残留在外壳表面,保证材料的生物相容性和结构可靠性。
3、传统酸蚀法和喷砂法,对于需要做局部处理的零件,均需要进行额外的保护措施,而强酸或高速运动的砂粒容易侵入保护的分界处,使分界面难以控制,影响产品的精度和一致性。而激光加工,可以通过编程精确控制激光的扫描区域,无需额外的保护措施即可进行局部加工,精度高,分界面清晰。可有效简化工艺过程,减少处理环节。
4、本发明的激光加工前和加工后的清洁方法,采用了对人体无害的酒精、异丙醇、柠檬酸等试剂,可有效避免处理过程对操作人员的人身危险。
5、本发明通过控制激光工艺参数,使得激光扫射之处的材料不会发生气化蒸发,而是发生微熔化和凝固的过程,即本发明的加工过程不会去除材料,能保持零件厚度不变,结构强度可靠。
附图说明
图1为背景技术中现有植入式心脏起搏器的脉冲发生器的结构示意图;
图2为图1中金属壳体的结构示意图;
图3为背景技术中采用喷砂加工后金属表面的显微放大图;
图4为本发明方法的流程图;
图5为采用本发明实施例1表面粗化方法后的10倍显微放大图;
图6为采用本发明实施例1表面粗化方法后的45倍显微放大图;
图7为本发明实施例1处理后进行拉力试验的示意图;
图8为本发明实施例1处理后进行拉力试验的拉断面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述,需要指出的是,以下所述实施例旨在便于对本发明的理解,而对其不起任何限定作用。
实施例1:
如图4所示,一种植入人体的薄壁金属外壳的表面粗化方法,包括以下步骤:
(1)冲压成型得到金属外壳,清洗待处理的金属表面,除去表面的油污、杂质。
金属外壳材料为纯钛TA1,清洗方法具体为:将外壳浸泡在清洗剂中用超声波处理2分钟,取出,自然晾干;清洗剂是无水异丙醇。
(2)将金属外壳固定到加工台,设定加工区域,调节激光工艺参数,对焦待处理表面,启动激光器扫描金属表面,使表面产生粗化效果,自然冷却。
激光工艺参数:功率10W,扫描速度100mm/s,扫描频率100kHz,光斑直径约0.01mm。外壳激光处理后的表面粗糙度为Ra0.8um。
(3)用柠檬酸擦洗处理后的金属表面,除去激光加工处理过程中可能产生的氧化物颗粒。柠檬酸浓度为10g/L。
(4)用纯化水清洗金属表面,去除残留的柠檬酸,自然晾干。
实施例2:
一种植入人体的薄壁金属外壳的表面粗化方法,包括以下步骤:
(1)冲压成型得到金属外壳,清洗待处理的金属表面,除去表面的油污、杂质。
金属外壳材料为钛合金TC4;清洗方法具体为:将外壳浸泡在清洗剂中用超声波处理4分钟,取出,自然晾干;清洗剂是无水酒精。
(2)将金属外壳固定到加工台,设定加工区域,调节激光工艺参数,对焦待处理表面,启动激光器扫描金属表面,使表面产生粗化效果,自然冷却。
激光工艺参数:功率50W,扫描速度250mm/s,扫描频率80kHz,光斑直径约0.01mm。外壳激光处理后的表面粗糙度为Ra1.2um。
(3)用柠檬酸擦洗处理后的金属表面,除去激光加工处理过程中可能产生的氧化物颗粒。柠檬酸浓度为30g/L。
(4)用纯化水清洗金属表面,去除残留的柠檬酸,自然晾干。
实施例3:
一种植入人体的薄壁金属外壳的表面粗化方法,包括以下步骤:
(1)冲压成型得到金属外壳,清洗待处理的金属表面,除去表面的油污、杂质。
金属外壳材料为不锈钢316L;清洗方法具体为:将外壳浸泡在清洗剂中用超声波处理2分钟,取出,自然晾干;清洗剂是75%医用酒精。
(2)将金属外壳固定到加工台,设定加工区域,调节激光工艺参数,对焦待处理表面,启动激光器扫描金属表面,使表面产生粗化效果,自然冷却。
激光工艺参数:功率100W,扫描速度800mm/s,扫描频率50kHz,光斑直径约0.01mm。外壳激光处理后表面粗糙度为Ra2.0um。
(3)用柠檬酸擦洗处理后的金属表面,除去激光加工处理过程中可能产生的氧化物颗粒。柠檬酸浓度为50g/L。
(4)用去离子水清洗金属表面,去除残留的柠檬酸,自然晾干。
为验证本发明的效果,本发明以对经过过实施例1处理后的金属壳体进行试验。
首先,将处理后的壳体放置显微镜下进行观察,图5为采用实施例1表面粗化方法后的10倍显微放大图;图6为采用实施例1表面粗化方法后的45倍显微放大图,图中,从左到右依次为未处理区域4、分界线5和激光处理区域6。可以看出,采用实施例1的方法,生成了均匀而又明显的粗化效果。
进一步地,将未处理的壳体和经实施例1处理的壳体均制作成连接头实验品各10个。拉力试验如图7所示,固定金属壳体2,在连接头1腔内***两根杆,并施加向上的拉力,其拉断力值见表1。
表1连接头拉断力值
样品数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
表面处理(N) | 229 | 239 | 237 | 210 | 236 | 222 | 249 | 250 | 263 | 260 |
表面不处理(N) | 104 | 107 | 114 | 113 | 89 | 114 | 86 | 113 | 104 | 96 |
对比拉断力值,经本实施例1处理后的金属壳体2,其表面与连接头1的粘结强度有显著提高。
另外,经过对拉断后的样品进行分析后发现,未经表面处理金属壳体2,其与连接头1均在粘结面3处发生分离。而经实施例1处理后的金属壳体2,拉断面的结构如图8所示,粘结面3未分离,在连接头1底部的基材位置发生断裂,产生断裂面7。
综合对比拉断状态和力值,可以看出,经本实施例1处理后的金属外壳,其表面与连接头的粘结强度有显著提高,进一步说明本发明具有较好的粗化效果。
同时,将实施例2和实施例3处理后的金属外壳也制作成连接头实验品,测试后可以得到与实施例1类似的结果。
另外,作为对本发明的补充,本发明提供的加工方法适用于但不仅限于植入式心脏起搏器、植入式心律转复除颤器(ICD)、心脏再同步治疗除颤器(CRT-D)、心脏再同步治疗起搏器(CRT-P)、植入式脑起搏器、植入式脊髓刺激器,植入式骶神经刺激器,植入式迷走神经刺激器等的金属外壳。
以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种植入人体的薄壁金属外壳的表面粗化方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)冲压成型得到金属外壳,清洗金属外壳的表面,除去表面的油污、杂质;所述的金属外壳材料为纯钛或者钛合金,厚度为0.1-0.5mm;
(2)将金属外壳固定到加工台上,设定待粗化的金属表面为加工区域,调节激光工艺参数,对焦待粗化的金属表面,使激光射在待粗化表面的光斑直径小于0.05mm,启动激光器扫描待粗化的金属表面,使金属表面产生粗化效果,自然冷却;
调节激光工艺参数具体包括:
调节激光器功率为10-100W,扫描速度为100-1000mm/s,扫描频率为50k-150kHz;
(3)用柠檬酸擦洗激光处理后的金属表面,除去激光处理过程中产生的氧化物颗粒;
(4)用水清洗金属表面,去除残留的柠檬酸,自然晾干。
2.根据权利要求1所述的植入人体的薄壁金属外壳的表面粗化方法,其特征在于,步骤(1)中,清洗金属外壳的表面具体为:将金属外壳浸泡在清洗剂中用超声波处理2-4分钟,取出,自然晾干。
3.根据权利要求2所述的植入人体的薄壁金属外壳的表面粗化方法,其特征在于,所述的清洗剂为75%的医用酒精、无水酒精或无水异丙醇。
4.根据权利要求1所述的植入人体的薄壁金属外壳的表面粗化方法,其特征在于,步骤(3)中,所述柠檬酸的浓度为10-50g/L。
5.根据权利要求1所述的植入人体的薄壁金属外壳的表面粗化方法,其特征在于,步骤(4)中,采用纯化水或去离子水清洗金属表面。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110825342.7A CN113618234B (zh) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | 一种植入人体的薄壁金属外壳的表面粗化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110825342.7A CN113618234B (zh) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | 一种植入人体的薄壁金属外壳的表面粗化方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113618234A CN113618234A (zh) | 2021-11-09 |
CN113618234B true CN113618234B (zh) | 2023-03-07 |
Family
ID=78380606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110825342.7A Active CN113618234B (zh) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | 一种植入人体的薄壁金属外壳的表面粗化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113618234B (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101905221A (zh) * | 2009-06-04 | 2010-12-08 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 化学机械研磨后的晶片清洗方法 |
CN107717354A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-02-23 | 金学芳 | 一种人体植入物钛合金棒材的制备方法 |
CN109811289A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-05-28 | 中国科学院宁波工业技术研究院慈溪生物医学工程研究所 | 表面改性钛合金及其制备方法和应用 |
CN111632195A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-09-08 | 北京航空航天大学 | 一种改善细胞成骨性能的医疗植入物及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120312779A1 (en) * | 2005-05-06 | 2012-12-13 | Titian Spine, LLC | Methods for manufacturing implants having integration surfaces |
-
2021
- 2021-07-21 CN CN202110825342.7A patent/CN113618234B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101905221A (zh) * | 2009-06-04 | 2010-12-08 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 化学机械研磨后的晶片清洗方法 |
CN107717354A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-02-23 | 金学芳 | 一种人体植入物钛合金棒材的制备方法 |
CN109811289A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-05-28 | 中国科学院宁波工业技术研究院慈溪生物医学工程研究所 | 表面改性钛合金及其制备方法和应用 |
CN111632195A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-09-08 | 北京航空航天大学 | 一种改善细胞成骨性能的医疗植入物及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113618234A (zh) | 2021-11-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0671957B1 (en) | Process for treating a metallic surgical implant | |
EP1477141B2 (en) | Surface treatment process for implants made of titanium alloy | |
JP6027894B2 (ja) | 生分解性移植材およびその製造方法 | |
CN109234735A (zh) | 一种ebm成型钛植入体及其制备方法和应用 | |
CN106902391A (zh) | 一种镁合金植入体复合材料及其制备与应用 | |
CN102304745B (zh) | 镁及镁合金表面微弧氧化制备生物陶瓷膜的方法 | |
WO2023193704A1 (zh) | 一种表面具有微孔结构的金属及其制备方法与应用 | |
CN106521603B (zh) | 一种医用纯镁表面偶联载诱导骨生长中药涂层的制备方法 | |
CN113618234B (zh) | 一种植入人体的薄壁金属外壳的表面粗化方法 | |
CN110512211A (zh) | 一种应用于钛或钛合金牙科种植体的表面处理方法 | |
CN110158020B (zh) | 一种超声辅助感应加热制备纳米结构氧化膜的方法 | |
US20130087460A1 (en) | Method for Processing a Surface of a Metal Implant and the Metal Implant Produced by the Method | |
CN108004527A (zh) | 一种用于镁合金材料的锌掺杂羟基磷灰石涂层的制备方法 | |
CN108103427B (zh) | 长骨骨折β型医用钛合金接骨板激光冲击强化方法和装置 | |
TWI526202B (zh) | Methods of processing vascular stents | |
EP2414565B1 (en) | Metal treatment to form a surface layer | |
RU2302261C1 (ru) | Псевдоупругий биосовместимый функционально-градиентный материал для костных имплантов и способ его получения | |
CN102691087A (zh) | 一种提高医用β型钛合金表面生物活性的表面处理方法 | |
JP3140452B2 (ja) | 生体内埋込材の表面処理方法 | |
EP1329905A3 (en) | Method of surface-treating reactor member and method of manufacturing reactor member by using the surface treatment method | |
CN209352963U (zh) | 生物体植入物 | |
CN113633824A (zh) | 一种基于聚醚醚酮的羟基磷灰石涂层及制备方法 | |
CN1087925C (zh) | 牙种植体的表面氧化 | |
CN108560036B (zh) | 一种表面载Zn2+的镁合金材料及其制备方法和应用 | |
CN115041462B (zh) | 一种牙种植体表面清洗工艺 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A surface roughening method for implanting thin-walled metal shells into the human body Granted publication date: 20230307 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Hangzhou Yuhang Branch Pledgor: Danyuan medical technology (Hangzhou) Co.,Ltd. Registration number: Y2024980016105 |