一种碳基材料肺结节定位针头及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳基材料肺结节定位针头及其制备方法。定位针头以碳基材料为基体，在其表面制备热解碳(PyC)涂层和掺银DLC(DLC)复合涂层，PyC涂层提供连续界面，以提高掺银DLC复合涂层与碳基材料的结合能力，而掺银DLC复合涂层能够有效降低碳基材料的表面摩擦系数，提高其耐磨性和硬度，且可以改善定位针头在植入人体后由于碳基材料摩擦掉粉导致的人体不良反应，且掺银DLC涂层还赋予了碳基材料良好的表面生物相容性和抑菌杀菌性能，特别是掺银DLC复合涂层与碳基材料表面结合力高，稳定性好，可以延长其使用寿命。可以延长其使用寿命。可以延长其使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种碳基材料肺结节定位针头及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种碳基材料肺结节定位针头，特别涉及一种表面具有PyC涂层和掺银DLC复合涂层的由碳基材料构成的肺结节定位针头，还涉及其制备方法，属于生物医用材料


技术介绍

[0002]当前，肺癌的发病率及死亡率均在逐年增加，由于早期肺癌病情隐匿，不易发现，临床中发现80％的肺癌已属中晚期，因此，肺癌已占到恶性肿瘤死亡的首位。肺癌的五年生存率仅有15％，而及时治疗的早期肺癌五年生存率可达60～80％。随着低剂量螺旋CT肺癌筛查的普及，越来越的肺部结节被检出。肺结节为小的局灶性、类圆形、影像学表现密度增高的阴影，可单发或多发，不伴肺不张、肺门肿大和胸腔积液。孤立性肺结节无典型症状，常为单个、边界清楚、密度增高、直径≤3cm且周围被含气肺组织包绕的软组织影。
[0003]随着全胸腔镜手术(VATS术)成为肺结节诊断和治疗的主要手段后，肺小结节体积小，实性成分少，质地柔软，在VATS术中无法以观察或触诊的方法准确定位，即使是中转开胸手术后尺寸≤1cm的肺结节在肉眼观察和手指触诊的定位方法下失败率达50％以上。因此，临床上常常在术前对肺小结节进行CT引导下的精准定位，增加肺结节切除手术的精确性，以实现最小限度的肺楔叶切除，减少切除手术带来的创伤，提高患者生活质量。
[0004]常用的定位手段包括以下几种技术路线：1)染色剂：术前在CT引导下穿刺，并在结节周围注射亚甲蓝，通过颜色标记；2)医用胶体：术前在CT引导下穿刺，并在结节周围注射N
‑<br/>丁基
‑2‑
氰基丙烯酸盐快速凝固成胶体物，通过胶体形成的肿块定位；3)留置定位针：术前在CT引导下穿刺，并在结节周围留置定位针进行定位。
[0005]染色剂早期在临床使用较多，但因其着色晕染速度过快，对染色后手术间隔要求严格，而且对于碳末沉着明显的患者，定位后术中颜色辨识度低、容易导致定位失败。医用胶体有刺激性气味，进入支气管后可引起患者明显的刺激性咳嗽，且时有在注射针管中凝结的等不足。因而，留置定位针的金属丝技术是目前临床应用最为广泛的肺微小结节和肺内磨玻璃样病变体外定位技术，主要有镍钛合金的微弹簧圈、四钩定位针和独特哑铃状结构的弹簧圈和不锈钢的带钩金属导丝等，其还存在一定的不足，定位后患者常有疼痛、胸膜刺激的症状；有时患者未及时手术，时间、移动等因素术也可能增加移位、脱落、甚至断裂的风险，其次，定位后易出现气胸、出血和疼痛等常见的并发症。且通气状态留置定位针，在肺的塌陷过程，肺的体积改变，定位针有进一步损伤肺的可能。并且金属丝端头易发生断裂而留在体内，由于金属丝本身很小不易被找到，一旦发生断裂若不及时有效处理，可能导致发生手术后肺内残留金属物的巨大医疗事故。
[0006]碳基材料是很好的生物材料，但是其质脆，而且对于尤其应用于制备小尺寸件其局部脆性异常明显，其制备的定位针容易脱落带来二次伤害，另外，碳基材料虽为惰性材料，但其多孔的特性，容易在使用过程携带细菌进入人体组织导致炎症的风险。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的不足，本专利技术的第一个目的是在于提供一种碳基材料肺结节定位针头，该肺结节定位针头关键是在碳基材料肺结节定位针头表面镀制PyC涂层和掺银DLC复合涂层，能够很好地解决碳基材料制备的肺结节定位针头过程中存在的技术问题，掺银DLC复合涂层不但能够有效降低碳基材料表面摩擦系数，提高其耐磨性和硬度，而且可以改善肺结节定位针头在植入人体后由于摩擦掉粉导致的人体不良反应，且掺银DLC复合涂层还赋予了碳基材料良好的表面生物相容性和抑菌和杀菌性能，特别是掺银DLC复合涂层与碳基材料表面结合力高，稳定性好，可以延长其使用寿命。
[0008]本专利技术的另一个目的是在于提供一种碳基材料肺结节定位针头的制备方法，该方法操作简单，容易精确控制，有利于工业化生产。
[0009]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种碳基材料肺结节定位针头，包括插入式针头或嵌入式针头；所述插入式针头包括针棒，所述针棒前端为锥尖，尾部为销棒，所述针棒或销棒上设有引线孔；所述嵌入式针头包括针棒，所述针棒前端为锥尖或钝头，尾部为销棒，所述销棒上设有引线孔；所述肺结节定位针头由碳基材料及其表面的PyC涂层和掺银DLC复合涂层构成。
[0010]本专利技术的肺结节定位针头表面镀制PyC涂层和掺银DLC复合涂层，能够很好地解决碳基材料制备小尺寸件由于其局部脆性，粉末容易脱落带来二次伤害，以及碳基材料容易在使用过程携带细菌进入人体组织导致炎症等缺陷。PyC涂层主要是沉积在碳基材料基体表面，能够将碳基材料表面孔洞封堵，提供连续界面赋予其表面抗破损能力，同时有利于提高与掺银DLC复合涂层之间的结合力，而掺银DLC复合涂层具有良好的生物相容性、表面硬度和摩擦性能，且具有抗菌性，相对于现有的DLC涂层通过引入金属银可以有效改善DLC涂层的综合性能，如改善DLC涂层的生物相容性、摩擦性能和硬度，同时，通过硅过渡层与掺银DLC涂层进行交叠镀制，在DLC涂层中掺入的银元素与硅过渡层中的原子结合更加紧密，降低了整个复合涂层的内应力，极大地提高了整个复合涂层与碳基材料基体之间的结合力。且在碳基材料肺结节定位针头表面镀制掺银DLC复合涂层能够避免碳基材料肺结节定位针头在植入人体后由于摩擦掉粉导致的人体不良反应。
[0011]作为一个优选方案，所述掺银DLC复合涂层由n层硅过渡膜层和n层掺硅DLC膜层交替叠加构成；其中，n＝2～10。如果膜层太少则难以达到提高碳基材料表面耐磨性能和硬度的目的，如果膜层过多则会降低复合涂层与碳基材料基体之间的结合能力，造成涂层更易剥落。
[0012]作为一个优选方案，所述掺银DLC复合涂层中各掺银DLC膜层的银掺杂量由内层至外层梯度递减。对各层掺银DLC膜层中的银掺杂量进行由内层至外层的递减，可以在有效提高整个复合涂层与碳基材料基体之间结合力的同时更好地提高最外层的掺银DLC膜层的生物相容性。
[0013]作为一个优选方案，所述PyC涂层厚度为10～50μm。PyC涂层过薄不能形成完整的连续涂层，涂层过厚表面粗糙度提高，而且容易脱落。
[0014]作为一个优选方案，所述硅过渡层厚度为0.1～1.5μm。
[0015]作为一个优选方案，所述掺银DLC膜层的厚度为0.3～3.5μm。硅过渡膜层厚度过低或掺银DLC膜层厚度过厚会降低掺银DLC膜层与碳基材料的结合能力，而硅过渡膜层厚度过
厚或掺银DLC膜层的厚度过低会降低硬度和耐磨性能等。
[0016]作为一个优选方案，所述掺银DLC复合涂层中银质量百分比含量为1％～20％，最外层掺银DLC膜层中银质量百分比含量不高于10％。银掺杂量在适当的范围内增加可以有效提高复合涂层与碳基材料之间的结合力，而最外层掺银DLC膜层中银质量百分含量高于10％时，其生物相容性会有所下降，且会毒害正常细胞，因此整个掺银DLC复合涂层及表面掺银DLC膜层的银含量应当控制在适当范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳基材料肺结节定位针头，其特征在于：包括插入式针头或嵌入式针头；所述插入式针头包括针棒，所述针棒前端为锥尖，尾部为销棒，所述针棒或销棒上设有引线孔；所述嵌入式针头包括针棒，所述针棒前端为锥尖或钝头，尾部为销棒，所述销棒上设有引线孔；所述肺结节定位针头由碳基材料及其表面的PyC涂层和掺银DLC复合涂层构成。2.根据权利要求1所述的一种碳基材料肺结节定位针头，其特征在于：所述掺银DLC复合涂层由n层硅过渡膜层和n层掺银DLC膜层交替叠加构成；其中，n＝2～10。3.根据权利要求1所述的一种碳基材料肺结节定位针头，其特征在于：所述掺银DLC复合涂层中各掺银DLC膜层的银掺杂量由内层至外层梯度递减。4.根据权利要求1或2所述的一种碳基材料肺结节定位针头，其特征在于：所述PyC涂层厚度为10～50μm；所述硅过渡层厚度为0.1～1.5μm；所述掺银DLC膜层的厚度为0.3～3.5μm。5.根据权利要求1～4任一项所述的一种碳基材料肺结节定位针头，其特征在于：所述掺银DLC复合涂层中银质量百分比含量为1％～20％，最外层掺银DLC膜层中银质量百分比含量不高于10％。6.根据权利要求1所述的一种碳基材料肺结节定位针头，其特征在于：所述针棒的直径为1.5～2mm；所述销棒的直径为1.0～1.5mm；所述引线孔的直径为0.2～0.5mm；所述锥尖的锥度＞30
°
。7.权利要求1～6任一项所述的一种碳基材料肺结节定位针头的制备方法，其特征在于：将碳基材料通过机械加工形成针头坯件后，在坯件表面先沉积PyC涂层，再镀制掺银DLC复合涂层，即得。8.根据权利要求7所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张翔，谭周建，刘波，王玲，蔡志霞，胡康日，
申请(专利权)人：湖南碳康生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：