一種提高射頻消融治療針表面光滑度的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種提高射頻消融治療針表面光滑度的方法。該方法在射頻治療針表面制備改性涂層，其中針尖部分為具有金屬摻雜DLC導(dǎo)電涂層，不僅能夠降低針尖阻力，減少針尖與周圍組織的粘連和感染，而且能夠擴大惡性腫瘤射頻毀損范圍，增強療效；在針桿部分制備DLC絕緣涂層，不僅能夠降低針桿阻力，減少針桿與周圍組織的粘連和感染，而且能夠保護健康組織不遭受損傷。同時，本發(fā)明具體結(jié)合磁控濺射、離子源沉積等技術(shù)，通過包覆遮擋、分布沉積的方法，并且通過調(diào)控基體施加脈沖負偏壓，不僅使制得的涂層具有強膜基結(jié)合力以及高的光滑度及絕緣性，而且有效解決了針尖因斷裂而鈍化的問題。
【專利說明】一種提高射頻消融治療針表面光滑度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料表面改性涂層【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及生物醫(yī)療器械表面改性涂層。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻消融治療(Rad1frequency Ablat1n, RFA)是一種腫瘤熱療方法,其基本原理是利用熱能損毀腫瘤組織，由電極發(fā)出射頻波使其周圍組織中的離子和極性大分子振蕩撞擊摩擦發(fā)熱，將腫瘤區(qū)加熱至有效治療溫度范圍并維持一段時間以殺滅腫瘤細胞。射頻熱效應(yīng)能使周圍組織的血管凝固，形成一個反應(yīng)帶，使之不能向腫瘤供血而防止腫瘤轉(zhuǎn)移；同時，射頻的熱效應(yīng)可增強機體的免疫力，從而抑制腫瘤的生長。目前RFA治療肺部腫瘤主要存在亟待解決的問題是:傳統(tǒng)射頻針彈性、韌性較差，表面光滑度差，摩擦阻力較大，治療過程中易引起氣胸、血氣胸等并發(fā)癥。
[0003]本發(fā)明采用具有良好生物相容性、良好化學(xué)惰性、低摩擦系數(shù)的納米非晶碳基薄膜材料DLC，對射頻治療針進行表面改性，從而解決上述射頻治療針表面粗糙、摩擦阻力大的缺陷，并可減少細菌感染以及并發(fā)癥的發(fā)生。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的技術(shù)目的是針對現(xiàn)有射頻消融治療中使用的射頻針的彈性、韌性較差，表面光滑度差，摩擦阻力大的缺陷，提供一種具有提高射頻消融治療針表面光滑度的方法。為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明人嘗試對射頻消融治療針表面制備改性涂層，該治療針結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括針尖I部分與針桿2部分，沿治療針長度防線，針尖I部分與針桿2部分的長度比不限，根據(jù)具體治療要求而定，其中針尖部分的改性涂層為具有金屬摻雜DLC導(dǎo)電涂層，該涂層具有高導(dǎo)電性，因而能夠擴大惡性腫瘤射頻毀損范圍，增強療效；針桿部分的改性涂層為純DLC絕緣涂層，由于該涂層具有絕緣性，能夠保護腫瘤以外的健康組織不遭受損傷；同時，金屬摻雜DLC導(dǎo)電涂層以及純DLC絕緣涂層均具有良好的生物相容性以及低摩擦系數(shù)，因而能夠降低進治療針阻力，減少治療針與周圍組織的粘連和感染，減少并發(fā)癥的發(fā)生。
[0005]但是，在實際制備中，一方面由于治療針的結(jié)構(gòu)很特殊:其針尖部分細長且呈尖銳狀，因此通過一般的涂層制備方法在其針尖部位制備金屬摻雜DLC導(dǎo)電涂層時，針尖極易斷裂而導(dǎo)致鈍化；另一方面，由于針尖與針桿部位涂層不一致，也為制備帶來困難。
[0006]為此，本發(fā)明人經(jīng)過大量實驗探索，發(fā)現(xiàn):
[0007](I)制備針尖涂層時，采用輝光刻蝕、磁控濺射以及離子源共鍍的方法，能夠得到膜基結(jié)合力較好的涂層；另外，本發(fā)明人經(jīng)過大量實驗發(fā)現(xiàn):對針尖進行輝光刻蝕時，控制向基體施加脈沖負偏壓為-300V~-600V ;同時，沉積過渡層以及金屬摻雜DLC薄膜時，控制向基體施加脈沖負偏壓為-50V~-100V，能夠有效保護針尖，防止其斷裂；
[0008](2)制備針桿涂層時，本發(fā)明人經(jīng)過大量實驗發(fā)現(xiàn):一方面采用離子能量更大的離子源離化方式進行刻蝕，另一方面在沉積過渡層以及DLC絕緣薄膜時，提高基體脈沖負偏壓為-1OOV~-200V，使離子進行更大程度的加速，從而保證涂層薄膜具有強膜基結(jié)合力的同時，DLC薄膜中具有更高的XP3含量，實現(xiàn)薄膜具有更大的電阻率，保證薄膜的絕緣特性。
[0009]即，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種提高射頻消融治療針表面光滑度的方法，其特征是:在治療針表面制備改性涂層，其中針尖部分的改性涂層為具有金屬摻雜DLC導(dǎo)電涂層，針桿部分的改性涂層為DLC絕緣涂層，制備方法包括如下步驟:
[0010]一、針尖涂層的制備
[0011](I)清洗治療針后將其針桿部分包覆遮擋，然后置于真空腔體中；
[0012](2)向真空腔體通入氬氣，向基體施加脈沖負偏壓-300V~-600V，利用輝光等離子體進行表面刻蝕；
[0013](3)向腔體通入IS氣，開啟金屬鈦派射祀電源，并控制向基體施加脈沖負偏壓-50V~-100V，在針尖部位沉積金屬鈦過渡層；
[0014](4)向腔體通入氬氣和碳氫氣體，開啟離子源與金屬濺射靶電源，并控制向基體施加脈沖負偏壓-50V~-100V，在針尖部位共沉積金屬摻雜的DLC導(dǎo)電涂層；
[0015]經(jīng)過以上步驟(1)-(4)后，針尖涂層已制備完畢，然后進行下述(5)-(8)進行針桿涂層;
[0016]二、針桿涂層的制備
[0017](5)取出治療針，去除針桿部分的包覆遮擋，將表面覆有涂層的針尖部分進行包覆遮擋后再次置于真空腔體中；
[0018](6)向真空腔體通入氬氣，并向基體施加脈沖負偏壓-100V~-200V，開啟離子源電源，進行表面刻蝕；
[0019](7)向腔體通入IS氣，開啟金屬鈦派射祀電源，并控制向基體施加脈沖負偏壓-100V~-200V，在針桿部位沉積金屬鈦過渡層；
[0020](8)向腔體中通入碳氫氣體，開啟離子源電源，并向基體施加脈沖負偏壓-100V~-200V，在針桿部位沉積純DLC絕緣涂層。
[0021]作為優(yōu)選，所述的步驟(4)中，金屬濺射靶是鈦濺射靶、銀濺射靶，或者鈦銀合金濺射靶。
[0022]綜上所述，本發(fā)明采用在射頻消融治療針表面分段制備改性涂層:在針尖部分制備金屬摻雜的DLC導(dǎo)電涂層，該涂層不僅具有生物相容性以及低摩擦系數(shù)，因而能夠降低針尖阻力，減少針尖與周圍組織的粘連和感染，減少并發(fā)癥的發(fā)生，而且具有高導(dǎo)電性，因而能夠擴大惡性腫瘤射頻毀損范圍，增強療效；在針桿部分制備DLC絕緣涂層，該涂層不僅具有生物相容性以及低摩擦系數(shù)，因而能夠降低針桿阻力，減少針桿與周圍組織的粘連和感染，減少并發(fā)癥的發(fā)生，而且具有絕緣性，能夠保護腫瘤以外的健康組織不遭受損傷。同時，本發(fā)明結(jié)合磁控濺射、離子源沉積等技術(shù)，通過包覆遮擋、分布沉積的方法，并且通過調(diào)控基體施加脈沖負偏壓，不僅使制得的涂層具有強膜基結(jié)合力以及高的光滑度及絕緣性，而且有效解決了針尖易斷裂的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明射頻消融治療針的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述，需要指出的是，以下所述實施例旨在便于對本發(fā)明的理解，而對其不起任何限定作用。
[0025]圖1中的附圖標記為:1-針尖、2-針桿。
[0026]實施例1:
[0027]本實施例中,在射頻消融治療針結(jié)構(gòu)如圖1所示,包括針尖I與針桿2,在其表面制備改性涂層，其中針尖I部分的改性涂層為Ti摻雜的DLC導(dǎo)電涂層，針桿2部分的改性涂層為DLC絕緣涂層，制備方法包括如下步驟:
[0028](I)清洗治療針后將其針桿部分包覆遮擋，然后置于真空腔體中；
[0029](2)向真空腔體通入Ar氣，向治療針基體施加脈沖負偏壓-400V，利用輝光等離子體進行表面刻蝕；
[0030](3)向腔體通入Ar氣，開啟鈦濺射靶工作電源，并控制向治療針基體施加脈沖負偏壓-70V，在針尖部位沉積Ti過渡層；
[0031](4)向腔體通入Ar氣和碳氫氣體，開啟離子源與鈦濺射靶電源，并控制向治療針基體施加脈沖負偏壓-70V，在針尖部位共沉積Ti摻雜的DLC導(dǎo)電涂層；
[0032](5)取出治療針，去除針桿部分的包覆遮擋，將表面覆有涂層的針尖部分進行包覆遮擋后再次置于真空腔體中；
[0033](6)向腔體通入Ar氣，并向基體施加脈沖負偏壓-150V，開啟離子源電源后進行表面刻蝕；
[0034](7)向腔體中通入Ar氣，開啟鈦濺射靶工作電源，并控制向基體施加脈沖負偏壓-150V，在針桿部位沉積Ti過渡層；
[0035](8)向腔體中通入碳氫氣體，開啟離子源工作電源，并向基體施加脈沖負偏壓-150V，在針桿部位沉積DLC絕緣涂層。
[0036]對比實施例1:
[0037]本實施例為實施例1的對比實施例。
[0038]本實施例中，在步驟(2)中向治療針基體施加的脈沖負偏壓為-1000V，其它步驟均與實施例1完全相同。結(jié)果在步驟(2)的刻蝕過程中針尖斷裂而鈍化。
[0039]對比實施例2:
[0040]本實施例為實施例1的對比實施例。
[0041]本實施例中，在步驟(3)與步驟(4)中，鍍膜過程中向治療針基體施加的脈沖負偏壓為-200V，其它步驟均與實施例1完全相同。結(jié)果在鍍膜過程中針尖斷裂而鈍化。
[0042]實施例2:
[0043]本實施例中,在射頻消融治療針結(jié)構(gòu)如圖1所示,包括針尖I與針桿2,在其表面制備改性涂層，其中針尖I部分的改性涂層為Ag摻雜的DLC導(dǎo)電涂層，針桿2部分的改性涂層為DLC絕緣涂層，制備方法包括如下步驟:
[0044](I)清洗治療針后將其針桿部分包覆遮擋，然后置于真空腔體中；
[0045](2)向真空腔體通入Ar氣，向基體施加脈沖負偏壓-500V,利用輝光等離子體進行表面刻蝕；
[0046](3)向腔體通入Ar氣，開啟鈦濺射靶工作電源，并控制向治療針基體施加脈沖負偏壓-100V，在針尖部位沉積Ti過渡層；
[0047](4)向腔體通入Ar氣和碳氫氣體，開啟離子源與銀濺射靶電源，并控制向治療針基體施加脈沖負偏壓-100V，在針尖部位共沉積Ag摻雜的DLC導(dǎo)電涂層；
[0048](5)取出治療針，去除針桿部分的包覆遮擋，將表面覆有涂層的針尖部分進行包覆遮擋后再次置于真空腔體中；
[0049](6)向腔體通入Ar氣，并控制向基體施加脈沖負偏壓-200V，開啟離子源電源后進行表面刻蝕；
[0050](7)向腔體中通入Ar氣，開啟鈦濺射靶工作電源，并控制向基體施加脈沖負偏壓-200V，在針桿部位沉積Ti過渡層；
[0051](8)向腔體中通入碳氫氣體，開啟離子源工作電源，并向基體施加脈沖負偏壓-200V，在針桿部位沉積DLC絕緣涂層。
[0052]對比實施例3:
[0053]本實施例為實施例2的對比實施例。
[0054]本實施例中，在步驟(2)中向治療針基體施加的脈沖負偏壓為-800V，其它步驟均與實施例1完全相同。結(jié)果在步驟(2)的刻蝕過程中針尖斷裂而鈍化。
[0055]對比實施例4:
[0056]本實施例為實施例2的對比實施例。
[0057]本實施例中，在步驟(3)與步驟(4)中，鍍膜過程中向治療針基體施加的脈沖負偏壓為-150V，其它步驟均與實施例1完全相同。結(jié)果在鍍膜過程中針尖斷裂而鈍化。
[0058]上述實施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種提高射頻消融治療針表面光滑度的方法，其特征是:以治療針為基體，在其表面制備改性涂層，其中針尖部分的改性涂層為具有金屬摻雜DLC導(dǎo)電涂層，針桿部分的改性涂層為DLC絕緣涂層，制備方法包括如下步驟: 一、針尖涂層的制備 (1)清洗治療針后將其針桿部分包覆遮擋，然后置于真空腔體中； (2)向真空腔體通入氬氣，向基體施加脈沖負偏壓-300V~-600V，利用輝光等離子體進行表面刻蝕； (3)向腔體通入氬氣，開啟鈦鈦濺射靶電源，并控制向基體施加脈沖負偏壓-50V~-100V，在針尖部位沉積金屬鈦過渡層； (4)向腔體通入氬氣和碳氫氣體，開啟離子源與金屬濺射靶電源，并控制向基體施加脈沖負偏壓-50V~-100V，在針尖部位共沉積金屬摻雜的DLC導(dǎo)電涂層； 經(jīng)過以上步驟(1)-(4)后，針尖涂層已制備完畢，然后進行下述(5)-(8)進行針桿涂層； 二、針桿涂層的制備 (5)取出治療針，去除針桿部分的包覆遮擋，將表面覆有涂層的針尖部分進行包覆遮擋后再次置于真空腔體中； (6)向腔體通入氬氣，并向基體施加脈沖負偏壓-1OOV~-200V，開啟離子源電源，進行表面刻蝕； (7)向腔體通入氬氣，開啟金屬鈦濺射靶電源，并控制向基體施加脈沖負偏壓-100V~-200V，在針桿部位沉積金屬鈦過渡層； (8)向腔體中通入碳氫氣體，開啟離子源電源，并向基體施加脈沖負偏壓-100V~-200V，在針桿部位沉積純DLC絕緣涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高射頻消融治療針表面光滑度的方法，其特征是:所述的步驟(4)中，金屬濺射靶是鈦濺射靶、銀濺射靶，或者鈦銀合金濺射靶。
【文檔編號】A61B18/12GK104073762SQ201410283461
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】張棟, 方勇, 汪愛英, 潘宏銘, 楊巍 申請人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所