用于聚合物基体的不透射线涂层制造技术

本发明专利技术描述了特别适用于聚合物基体的改进的不透射线涂层。使用改进的离子等离子体沉积（ＩＰＤ）方法以提供具有宏观颗粒密实表面的涂层，该表面具有优异不透射线性能。由于高的粘附性及抗剥离及剥落性，该涂层特别适用于聚合物表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在聚合物基体上的不透射线金属涂层，特别是改进 的在非金属医疗装置上不透射线涂层。
技术介绍
人体内部器官及内环境的可视化在诊断及选择治疗方法上很 重要。穿过患者体内的微小切口来实施微创法。 一旦处于体内，有 必要为该方法确认目标区域，并能够有效地对该区域进行治疗。在当前使用中普遍使用的方法是基于荧光检验法。荧光检查器 是装配有荧光屏的x-射线装置，由于经过一个物体的x-射线的不同 透射形成阴影图像，可以在该荧光屏上持续观察到诸如人体的不透 光物体的内部结构。金作为不透射线材料的使用很普遍。通常其应用涉及复杂的遮 蔽(complex masking)、种子层、及昂贵的加工。化学品的高毒性和难于处理，以及库毛时的真空处理可导致高成本。金是所用的4交昂 贵金属之一，尤其是由于粘结及废物回收受到限制。为了提高体内环境的可视性，对于在荧光检查器上具有更高可 视性(即，增长的射线不透性)的工具存在增长的需求，以便确定 更精确的治疗法。由于金属是高度不透射线的，它是荧光检验的理 想材料，但是金属的弹性很有限，及具有很大的导致磨损的风险。 不幸的是，在当前使用中，塑料和聚合物不具有足够的射线不透性， 不能为X-射线检测提供令人满意的结果。在有效涂覆那些具有复杂形状或不具电导性的表面方面，固定 是常见的问题。在大部分不透射线的应用中，对于整个表面覆盖， 带、条或其他不透射线的标记物是优选的。为了制造这些结构(又 要节约在昂贵的不透射线材料上的花费)，需要能够将电流传递至 特定点的复杂固定。即使可将电流传递至非导电性医疗装置上的特 定点或带，仍需要种子层来传导在施加有涂层的点的电流。将种子层施加至非导电性材料通常是重要的问题。这通常需要 复杂的遮蔽，还需要使用不同的沉积寺支术，诸如溅射或离子束辅助沉积(IBAD)。这是致使问题解决的高成本步骤，提高的成本来自 双重处理且通常导致差的涂层粘附性。电镀是当前用于涂覆医疗装置最常用的方法；而电化学制造方 法产生了严重的腐蚀性废物处理问题。金和铂是可以容易地电镀至 所需厚度的4义有的两个不透射线性、生物相容性材料。这两种方法 均使用了诸如氰化物的腐蚀性液体，其需要以环境可接受方式加以毒性废物的后处理不仅昂贵，并且非常困难。在医疗装置市场上的不透射线涂层的需求是众所周知的。跟踪、放置、测量、定尺度(scale )、及定位是现代微创手术中缺乏 的必需要素中的一部分。当前技术限于被弯曲至导管的金属带以及 昂贵的真空方法。由于弯曲带的定界(delimitation)的频繁发生， 弯曲的金属带变得越来越是个问题，经常难以接受。另外，随着健 康护理的成本的增高，用昂贵的、差粘附性的涂料涂覆的非金属医 疗装置的成本效益由于低的利润率而下降。人们已经作出努力来将不透射线涂层施加至一系列的基体，诸 如塑料、聚合物、及陶瓷。在用不透射线材料涂覆聚合物中的关键 问题是，大部分诸如溅射或电镀涂覆的本领域方法的现状将粘着性 限制于柔性基体或为医疗用途需要弹性的装置。尽管延长的处理时 间导致成本的增加，但是为了达到满足要求的粘附性，额外的涂覆 层是必要的。由于塑料是非导电体，所以塑料部分不容易进行电镀。 一种金 属化的方法是使用 一 系列的步骤来获得适当粘附性的涂层。可以将 塑料金属化，但这些步骤是繁瑣的且通常成本高，为了有效电镀， 需要若干步骤。最初，塑料必须是完全不含任何油、油脂、或任何 塑料注射成型化合物。如果不进行适当的清洁，过一段时间，金属 将从电镀的塑料部件剥落。然后，将该部件在强侵蚀性铬/硫酸酸性 镀液中(未完全达到用于医疗装置的FDA要求)进行处理，以腐 蚀塑料表面。将部件置于氯化4巴镀液中以使金属颗粒沉积至在塑料 表面上形成的坑中。在钯金属沉积之后，使用铜金属对该部件进行 电镀，然后再镀4各或其他诸如镍或金的金属。现有4支术处理方法的现状在其能力方面^皮限制为生产成本效 益产品且对于在人体或动物体中的使用(尤其是在心脏及动脉方 面)是安全的。
技术实现思路
本专利技术涉及在聚合物医疗装置上沉积不透射线金属涂层的方 法。所沉积的涂层足够厚以〗更防止X-射线透射，且仍不影响聚合物 的性能，诸如弹性(其可影响医疗过程)。在一个方面，该方法提供改进的金属涂层，以提高用于内部可 视化或治疗的医疗装置部件的射线不透性。可以有效地在非金属基 体上制出粘着力提高及对于X-辐射不可透的涂层。在聚合物及塑料上的密实的涂层在荧光检查器及x-射线应用中具有低的可视性，从而提高了人体中放置及跟踪的准确性。根据本专利技术，可通过控制金属离子等离子体沉积来提高射线不 透性，以便在聚合物上形成相对较薄但高度密实的宏观颗粒的涂 层。这就提供了不透射线膜，其不影响在体内操作所需的柔性，而同时可以4吏用x-射线。本专利技术采用一种被改进的以便在聚合物表面上提供宏观粒子表面一层状不透射线膜的IPD方法。与电镀膜诸如金相比，不仅实 现了意料不到的性能提高，而且实现了射线不透性的显著增强。可 将涂层沉积至弹性聚合物上、诸如陶瓷的其他非不透射线材料上、 及需要增强的射线不透性的最低射线不透性材料上。相比较其他的 气相沉积法及电镀方法，所披露的IPD方法具有极高的体积输出量 及相对〗氐的成本。因此除用于涂层制造的更加经济的方法及设备之外，现在，显 著改进的不透射线的涂层可以用于人体内操作所需的弹性材料上。ipd方法的使用提供了不透射线膜，相比传统生产的不透射线 涂层及用于沉积不透射线涂层的方法(诸如'l"曼且相对成本高的电 镀)具有多个优点。在塑料上使用其他的物理气相沉积(pvd)方法、电镀、或化 学镀来获得令人满意的金属粘着性，同时保持原始基体的所有物理 性能是困难的。对于大部分通过这些方法沉积的金属，其粘着力依 赖于钬或4各的撞击层(strike layer),甚至在基体弯曲、扭曲或伸展 的情况下倾向于剥离(分层)。ipd沉积法的使用使涂层嵌入进聚合 物中，所以事实上消除了剥离及剥落。尽管电镀与化学镀是相对低温的方法(低于70。c),大部分等 离子体气相沉积法需要预热循环及辉光》文电，通常，两者导致温度 超过200°c。大部分塑冲+在这个温度以下能完全殳容融。ipd方法可 在低得多的温度下实施，实现了低熔点塑料的有效涂覆，而不对原 始基体的性质造成不利影响。这种低温沉积可通过控制沉积速率， 尤其是控制在ipd方法中产生的宏观颗粒的沉积来实现。 一般地， 较高的宏观颗粒沉积速率导致较低温度的沉积，而较低沉积速率导 致4交高温度沉积。通常宏观颗粒不带电，因此沉积时不会在基体上 产生电流。另外，基体花费更少的时间在等离子体中，所以如果有 热产生也是极少的。不同于传统的pvd及电镀方法，可将ipd沉积的不透射线涂 层根据需要进行调节，且还实现了高的生产量，也不会牺牲在医疗 装置制造中所渴求的涂层质量及经济性。可以4吏用ipd方法沉积出在通过传统ipd方法沉积时通常不会 提供可接受的射线不透性的金属涂层。例如鵠、钼、及铱，与更昂 贵的金属诸如金相比，在相当的厚度下具有更高的射线不透性。因 此，^吏用所述的ipd方法可以用更短的处理时间内获得的更薄的涂层达到相同的不透射线效果。这导致了很大的成本节约及更高的生 产量，这是显著的优点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在聚合物基体上沉积不透射线涂层的离子等离子体沉积（ＩＰＤ）方法，包括：　在聚合物基体上沉积基本不含宏观颗粒的第一涂层；　在所述第一涂层上沉积第二高密度宏观颗粒涂层；　形成厚度在约１微米至约１００微米之间的涂层；　其中，电弧速度或所述基体表面离ＩＰＤ靶的距离控制着宏观颗粒的产生及密度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔M斯托里，特伦斯S麦格拉思，
申请(专利权)人：变色龙科学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]