涂覆有陶瓷的医疗器械和生物研究器械及其制造方法技术

提供绝缘性非常出色的涂覆有陶瓷的医疗器械，它对经过手术的生物组织和细胞不产生负面影响；涂覆有陶瓷的基因控制用针，它在使用期间对切片组织和刺入病变部位的针周围的细胞和组织没有带来破坏和不利影响如撕裂等损伤，并且它对穿刺针周围的组织不产生负面影响地切断细胞核或把免疫液等注入细胞核；及其制造方法。尤其是，在涂覆有陶瓷的医疗用针、基因控制用针、活检钳及医疗器械如镊子、手术剪和手术刀中，通过干式电镀法至少在直接接触生物组织、细胞或细胞核的金属针的部分或整个外或内表面上形成电阻率ｐ为１０↑［５］Ω.ｍ以上的绝缘陶瓷覆膜。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涂覆有陶瓷的金属医疗器械或生物研究器械及其制造方法。本专利技术尤其涉及在直接接触生物的金属部位上涂覆有陶瓷涂层的医疗器械或生物研究器械及其制造方法，所述医疗器械和生物研究器械主要包括医疗用针如注射针、用于肝活检/肾活检的穿刺针、缝合针等以及活检钳、镊子、手术剪、手术刀等。本专利技术还涉及涂覆有陶瓷的基因控制用针及其制造方法。
技术介绍
近年的医学技术发生了令人注目的进步。例如，在肝脏和胰腺的检查中，为了获得由血检得不到的数据，广泛采用了这些检查方法，即利用回声的超声波检查、CT(计算机断层拍摄)检查、利用强磁和电波映出各种内脏截面图像的MRI(核磁共振成像)检查、通过细导管注入造影剂并显象出血管状态的血管造影检查等。虽然通过血液检查或各种图像诊断能诊断出病巢如癌症的存在，但为了确诊，必须通过肝检查等进行病变组织病理学检查。通常在这样的检查中采用这样的方法，即直接将特殊的穿刺针刺入病变部位来采取组织片。但有人曾指出，在使用传统穿刺针的场合中，由于针材料由电气特性(电阻率ρ10-6-10-8Ω·m)优良的导电金属如不锈钢、高强度钢等制成，所以对从病变部采集的组织片和刺入病变部的穿刺针周围的细胞和组织带来破坏和不利影响如撕裂。这种负面影响是由于1)氧化还原反应，2)加水分解3)与抗体如半抗原等结合(如参见S.G.SteinemannPeriodontology2000，17(1998)，页7-21)。关于这一点，人们考虑到，如果使用陶瓷穿刺针(以下简称为“陶瓷穿刺针”或“陶瓷针”)，应不对取样组织片和刺入病变部位的穿刺针周围的细胞产生不利影响地。但是，陶瓷穿刺针和陶瓷针非常脆且易于折断，因此目前都不使用。本专利技术人首先试图在普通金属穿刺针的外表面上形成陶瓷覆膜以获得不对取样组织片和刺入病变组织的穿刺针周围的细胞产生负面影响的穿刺针。但是，如果在穿刺针的非常细的圆柱体表面上涂覆的陶瓷覆膜的附着性很差，则陶瓷覆膜在使用期间会脱落，所以不能实现预期目的。尤其是，穿刺针和注射针等在使用时不可避免地出现一定的弯曲，因此，陶瓷覆膜脱落的危险性增大。例如，日本专利申请公开号平6-20464公开了医疗切开/压入器械，其中通过在医疗刀表面上涂覆金刚石薄膜来减小切开时的磨擦阻力。但是，上述金刚石薄膜是在加热基材到500℃-1300℃而形成的，由于基材与金刚石膜的热膨胀差很大，所以存在金刚石薄膜易于剥离的问题，并且它不适用于作为本专利技术对象的穿刺针等。而最近，本专利技术人已发现这样的新事实，即当在铁素体不锈钢钢板上通过等离子体涂覆方式形成TiN陶瓷覆膜等后，在进行180℃弯曲塑性加工的场合下，TiN陶瓷覆膜在开裂位置上出现金属的独特的凹形并显示出局部的伸长。该现象表明，非常脆的陶瓷覆膜也可以加工处理并与金属一样地在塑性加工时出现伸长。因而，本专利技术人尝试着在高真空及高等离子体气氛中通过陶瓷涂覆法在不锈钢穿刺针的表面上形成TiN陶瓷覆膜。结果发现，TiN陶瓷覆膜具有出色的穿刺针附着性，即便有一定程度的弯曲，也不会引起TiN陶瓷覆膜剥离。不过，在采用覆有TiN陶瓷覆膜的穿刺针的场合下，也不能完全消除对取样组织片或刺入病变部的穿刺针周围的细胞和组织产生破坏和不利影响如撕裂等损伤，尽管这不象传统金属穿刺针那样严重。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述问题并且提供一种涂覆有陶瓷的医疗器械或生物研究器械(以下简称为“医疗器械”)，它们例如在使用医疗用针如注射针、穿刺针、缝合针以及活检钳、镊子、手术剪、手术刀等时不对生物组织和细胞产生任何不利的影响。本专利技术的另一个目的是提供一种涂覆有陶瓷的新型医疗用针，它在使用时不折损并且不对取样组织片和刺入病变部位的穿刺针周围的细胞产生不利影响。本专利技术的另一个目的是提供一种涂覆有陶瓷的医疗用针，它在内表面上也涂有绝缘陶瓷涂层，因而即便对组织大量取样，也不会出现因这种组织片与金属面接触产生上述负面影响。此外，在使用基因控制用陶瓷针的场合下，在切断细胞核和注入免疫液等时，也可能对细胞核产生不利影响。即，在涂覆有陶瓷的针的外表面被绝缘陶瓷涂层覆盖的情况下，尽管在穿刺细胞核的陶瓷针的周围没有出现任何损伤，但由于上述涂覆针太细以至针的内表面不一定会被绝缘陶瓷涂层覆盖上。因此，在细胞核切断和被注入免疫液等时，恐怕会因细胞核接触针内侧而产生负面影响。本专利技术的目的是解决上述问题并且提供一种涂覆有陶瓷的新型基因控制用针及其制造方法和制造装置。其中通过在非常细的基因控制用针的内表面上可靠形成绝缘陶瓷覆膜，在切断细胞核和注入免疫液等时，甚至没有对在针内部的细胞核产生不利影响，就更不用说对刺入细胞核的针周围的区域了。本专利技术的目的是改进上述技术并提供一种涂覆有陶瓷的医疗器械的制造方法，其中，在形成陶瓷覆膜时，通过在铁基材与陶瓷覆膜(初始涂层)之间的界面上作为两者混合层地提高附着性并且进一步增大该陶瓷覆膜的至少最表层的电阻率ρ，增强了陶瓷覆膜的绝缘性及耐磨性。以下是本专利技术的要点和组成。1.涂覆有陶瓷的医疗器械或生物研究器械，其特征在于，至少直接接触生物的金属部位涂覆有一个电阻率ρ为105Ω·m以上的绝缘陶瓷覆膜。2.在上述1中，涂覆有陶瓷的医疗器械或生物研究器械的陶瓷覆膜具有0.05μm-5.0μm的厚度。3.在上述1或2中，涂覆有陶瓷的医疗器械或生物研究器械的陶瓷覆膜包含从Al、B、Si、Cr和Ti的氮化物、碳化物或氧化物中选出的至少一种。4.在上述1-3之一中，所述的涂覆有陶瓷的医疗器械是活检钳、镊子、手术剪或手术刀。5.在上述1-3之一中，所述的涂覆有陶瓷的医疗器械特征在于，该涂覆有陶瓷的医疗器械为注射针、穿刺针或缝合针之一。6.在上述5中，该涂覆有陶瓷的医疗用针的特征在于，该针的部分表面或整个表面涂覆有电阻率ρ为105Ω·m以上的绝缘陶瓷覆膜。7.在上述6中，该涂覆有陶瓷的医疗用针的特征在于，该陶瓷覆膜具有0.05μm-5.0μm的厚度。8.在上述6或7中，该涂覆有陶瓷的医疗用针的陶瓷覆膜包含从Al、B、Si、Cr和Ti的氮化物、碳化物或氧化物中选出的至少一种。9.在上述6、7或8中，该涂覆有陶瓷的医疗用针的基材金属为不锈钢或高强度钢。10.在上述6中，所述的涂覆有陶瓷的医疗用针的特征在于，所述针的陶瓷涂覆区是其外表面的一部分或全部以及其内表面的从针尖开始向内1mm以上的部分。11.在上述10中，涂覆有陶瓷的医疗用针的陶瓷覆膜具有0.05μm-5.0μm的厚度。12.在上述10或11中，所述的涂覆有陶瓷的医疗用针的陶瓷覆膜包含从Al、B、Si、Cr和Ti的氮化物、碳化物或氧化物中选出的至少一种。13.在上述10、11或12中，涂覆有陶瓷的医疗用针的基材金属为不锈钢或高强度钢。14.在上述1-3之一中，该涂覆有陶瓷的生物研究器械为基因控制用针。15.在上述14中，所述基因控制用陶瓷涂覆针的陶瓷覆盖区是金属针的至少接触生物组织中的细胞核的那个部位的表面。16.在上述14或15中，该涂覆有陶瓷的基因控制用针具有0.0005mm-0.5mm的直径。17.在上述14、15和16之一中，该涂覆有陶瓷的基因控制用针的陶瓷覆膜包含从Al、B、Si、Cr和Ti的氮化物、碳化物或氧化物中选出的至少一种。18.在上述14中，该涂覆有陶瓷的基本文档来自技高网...

【技术保护点】
涂覆有陶瓷的医疗器械或生物研究器械，其特征在于，至少直接接触生物的金属部位涂覆有一个电阻率ｐ为１０↑［５］Ω.ｍ以上的绝缘陶瓷覆膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：井口征夫，森博太郎，福田浩之，江原正明，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]