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      一種鑲嵌細(xì)小銀顆粒的金屬絲及制備方法

      文檔序號:1311128閱讀:392來源:國知局
      一種鑲嵌細(xì)小銀顆粒的金屬絲及制備方法
      【專利摘要】一種鑲嵌細(xì)小銀顆粒的金屬絲制備,1)選擇不銹鋼絲或鈦鎳合金絲成品;2)產(chǎn)生一種氣相飛行的細(xì)小含Ag銀顆粒,并對其進(jìn)行電離,之后匯聚成一束含Ag銀顆粒離子束;3)將待處理矯形絲清洗烘干置于工件臺上,并抽真空使得背景真空達(dá)到10-2Pa以上;4)含Ag銀顆粒離子的能量達(dá)到1eV:電子伏以上,其離子流I達(dá)到1費安/cm2以上,并將離子引到待處理矯形絲處進(jìn)行處理,并計時達(dá)到108~11/I后停止處理;含Ag銀顆粒離子的能量采用離子光學(xué)的方法施加,也可以采用空氣動力學(xué)的方法施加;5)之后選擇在200-320℃以上的真空環(huán)境下退火10分鐘以上進(jìn)一步提高矯形絲的性能;得到表面鑲嵌含Ag或銀合金細(xì)小銀顆粒的金屬絲。
      【專利說明】-種鑲嵌細(xì)小銀顆粒的金屬絲及制備 一、

      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明涉及口腔醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的金屬牙齒矯形絲或植入用金屬絲,提出一種銀顆粒 鑲嵌結(jié)構(gòu)的(尤其是鎳鈦合金絲)矯形絲及其制工藝、尤其是基于銀顆粒束流技術(shù)制備,該 材料可以實現(xiàn)明顯優(yōu)越的抗菌性能。 二、

      【背景技術(shù)】
      [0002] 錯合牙畸形不僅是一種常見的口腔疾病,而且近年來隨著人民生活質(zhì)量的提高, 由于其對面部美觀的影響也成為醫(yī)學(xué)美容的關(guān)注熱點,我國每年大量的青少年接受口腔正 畸的治療。目前口腔正畸主要采用安裝口腔正畸器的方法,也即戴牙套,通過長時間的應(yīng)力 條件約束引導(dǎo)制約牙齒生長達(dá)到正畸的目的。眾所周知,人類牙齒硬度很高,所以長時間的 正畸過程中牙套的應(yīng)力很大,一般采用不銹鋼等材料進(jìn)行固定約束,這些不銹鋼材料的處 理一直受到人們的關(guān)注。
      [0003] 比如CN90219653中就提到采用鈦鋼組合弓絲的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行矯形固定。 CN92221550提出采用記憶合金開展牙齒矯形工作。CN001236075則進(jìn)一步提出,采用記憶 合金絲作為植入體與牙齒矯形絲。CN2004100139則關(guān)注矯形絲生物相容性及其對牙齒美觀 帶來的影響,提出在矯形絲上增加一層生物兼容性較好的羥基磷灰石過渡以改善矯形絲對 牙齒美觀帶來的影響。一種實用新型CN2462878還公布了一種牙齒本色的矯形絲,并提出 這具有顯著的商業(yè)價值。
      [0004] 近年來,醫(yī)用材料的長效抗菌性能逐漸受到人們的關(guān)注。在正畸過程中,矯形絲長 期在口腔中使用,環(huán)境溫濕,易于滋生多種細(xì)菌,所以矯形絲的抗菌處理也受到了人們的關(guān) 注。發(fā)明申請CN201110045101. 7就公布了一種抗菌植入體與牙齒矯形絲的制備方法,其采 用熔煉、粉末燒結(jié)等方法制造一種含Ag銀顆粒的抗菌植入體與牙齒矯形絲,由于Ag銀顆粒 的存在,這一矯形絲具有了長效抗菌性能,避免患者長期使用漱口水的麻煩,從而具有商業(yè) 價值。其意義在于鈦鎳合金絲體內(nèi)分布銀顆粒狀的銀,并且銀的含量在〇. 1% -20%,鈦鎳 的質(zhì)量比接近1: 1。該發(fā)明還嚴(yán)格規(guī)定了銀的精確含量,并提出這些精確的含量對最終性能 是重要的。
      [0005] 但是,該發(fā)明形成了三元合金,根據(jù)合金學(xué)的知識我們知道這樣的三元合金化很 容易導(dǎo)致材料性能的下降,而鈦鎳合金的硬度、熔點對矯形絲的使用極為重要(比如硬度 下降可能導(dǎo)致矯形絲斷裂,失去約束效果),而且鈦鎳合金熔點很高,燒熔重新?lián)饺階g的工 藝非常繁瑣,這限制了這一發(fā)明的實用價值。另一方面,人們也意識到表面鍍銀也是為矯形 絲引入抗菌性能的途徑,但是表面Ag成膜后硬度遠(yuǎn)低于牙齒,在使用過程中容易被牙齒巨 大的壓力擠壓剝落,不但失去了抗菌效果,還影響美觀。近來有很多化學(xué)方法制備Ag銀顆 粒涂敷在矯形絲上的工作都受到了這一硬度不足的限制。而且Ag銀顆粒含量過高也實際 影響患者的健康。 三、


      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0006] 本發(fā)明目的是提出一種在金屬絲或矯形絲表面鑲嵌含Ag (可為Ag,也可為AgCu、 AgAu、AgPd等合金)細(xì)小銀顆粒的方法,這一結(jié)構(gòu)的特征是該銀顆粒特別細(xì)小,通常小于 1000個原子,這些細(xì)小Ag銀顆粒通過特別的工藝在不銹鋼矯形絲上形成納米級坑洞,并自 身釘扎進(jìn)去形成牢固的化學(xué)鍵合,從而既保持了含Ag銀顆粒的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,也保持了矯形 絲整體的硬度。這些含Ag銀顆粒在表面分布的面密度實際上達(dá)到了可以抗菌的體濃度,具 有抗菌效果。這一結(jié)構(gòu)的制備工藝也是獨特的,技術(shù)方案如下。
      [0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種鑲嵌細(xì)小銀顆粒的金屬絲,包括不銹鋼絲或鎳鈦合金 絲,尤其是矯形絲,制備表面鑲嵌含Ag的方法如下,1)選擇不銹鋼絲或鈦鎳合金絲成品;2) 產(chǎn)生一種氣相飛行的細(xì)小含Ag銀顆粒,并對其進(jìn)行電離,之后匯聚成一束含Ag銀顆粒離子 束;3)將待處理矯形絲清洗烘干置于工件臺上,并抽真空使得背景真空達(dá)到l(T 2Pa以上;4) 含Ag銀顆粒離子的能量達(dá)到l〇XN(leV:電子伏)以上,其離子流1(單位為費安)達(dá)到1 費安/cm 2以上,并將離子引到待處理矯形絲處進(jìn)行處理,并計時達(dá)到108~n/I后停止處理; 這一能量可以采用離子光學(xué)的方法施加,也可以采用空氣動力學(xué)的方法施加;5)之后選擇 在200-320°C以上的真空環(huán)境下退火10分鐘以上進(jìn)一步提高矯形絲的性能;得到表面鑲嵌 (釘扎)含Ag或銀合金細(xì)小銀顆粒的牙齒正畸矯形絲。
      [0008] 進(jìn)一步的,氣相飛行的細(xì)小含Ag或Ag合金銀顆粒,利用質(zhì)譜方法確定其原子數(shù)N, 對其進(jìn)行電離的方法是磁控濺射、熱蒸發(fā)甚至激光燒熔銀或銀合金的靶材,電離采用激光 或者電子束轟擊,或利用磁控濺射的等離子體。N可以有一定的分布。氣相飛行的細(xì)小含 Ag或Ag合金銀顆粒,利用質(zhì)譜方法確定其原子數(shù)N,對其進(jìn)行電離的方法是磁控濺射、熱蒸 發(fā)甚至激光燒熔銀或銀合金的靶材,電離采用激光或者電子束轟擊,或利用磁控濺射的等 離子體。
      [0009] 得到的鑲嵌細(xì)小銀顆粒的金屬絲,為口腔科常用的矯形用合金絲或記憶合金植入 金屬絲,金屬絲表面包含小于一個單層的含Ag納米銀顆粒,該銀顆粒鑲嵌在金屬絲表面, 每個銀顆粒有一半原子落入鋼絲表面內(nèi)部。
      [0010] 金屬絲材料具有疏水性,抑制或抵抗微生物和病毒的滋生,且布氏硬度高于300。 鑲嵌在表面的含Ag或Ag合金銀顆粒,每個銀顆粒包含的原子數(shù)N必須小于1000,其分布小 于 20%。
      [0011] 本發(fā)明的有益效果:對比本工藝處理前后,處理后的不銹鋼(鎳鈦)等矯形絲或植 入絲呈現(xiàn)抑菌性能,大腸桿菌生長被抑制90%。本發(fā)明得到的材料具有明顯的優(yōu)勢:在耗 銀較少不破壞硬度的前提下,利用新結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了與之前公布方法相同的抗菌效果明顯;2) 材料表面具有疏水性,可以抑制各種微生物和病毒的滋生;3)處理過后的不銹鋼絲布氏硬 度在300以上;4)把銀銀顆粒鑲嵌在不銹鋼絲表面,且每個銀顆粒至少有一半原子落在納 米坑洞中。 四、【具體實施方式】
      [0012] 我們將不銹鋼或鎳鈦合金絲清洗烘干后放于工件臺上。采用磁控濺射的方法產(chǎn) 生Ag的納米粒子,并采用飛行時間質(zhì)譜的方法選擇一種100-1000個Ag原子的納米銀顆粒 (可能是幾納米級的顆粒),采用離子光學(xué)透鏡的方法聚焦,并采用靜電加速到5k_50keV的 能量,在InA的束流下轟擊10分鐘,之后在200-320攝氏度下退火20分鐘,不同的合金的
      【權(quán)利要求】
      1. 一種鑲嵌細(xì)小銀顆粒的金屬絲制備,其特征是1)選擇不銹鋼絲或鈦鎳合金絲成品; 2)產(chǎn)生一種氣相飛行的細(xì)小含Ag銀顆粒,并對其進(jìn)行電離,之后匯聚成一束含Ag銀顆粒 離子束;3)將待處理矯形絲清洗烘干置于工件臺上,并抽真空使得背景真空達(dá)到l(T 2Pa以 上;4)含Ag銀顆粒離子的能量達(dá)到leV:電子伏以上,其離子流I達(dá)到1費安/cm2以上, 并將離子引到待處理矯形絲處進(jìn)行處理,并計時達(dá)到1〇 8~ n/I后停止處理;含Ag銀顆粒 離子的能量采用離子光學(xué)的方法施加,也可以采用空氣動力學(xué)的方法施加;5)之后選擇在 200-32(TC以上的真空環(huán)境下退火10分鐘以上進(jìn)一步提高矯形絲的性能;得到表面鑲嵌含 Ag或銀合金細(xì)小銀顆粒的金屬絲。
      2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑲嵌細(xì)小銀顆粒的金屬絲制備,其特征是氣相飛行的細(xì)小含 Ag或Ag合金銀顆粒,利用質(zhì)譜方法確定其原子數(shù)N,對其進(jìn)行電離的方法是磁控濺射、熱蒸 發(fā)甚至激光燒熔銀或銀合金的靶材,電離采用激光或者電子束轟擊,或利用磁控濺射的等 離子體。
      3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備鑲嵌細(xì)小銀顆粒的金屬絲,其特征是鑲嵌細(xì)小銀顆 粒的金屬絲,為口腔科常用的矯形用合金絲或記憶合金植入金屬絲,金屬絲表面包含小于 一個單層的含Ag納米銀顆粒,該銀顆粒鑲嵌在金屬絲表面,每個銀顆粒有一半原子落入鋼 絲表面內(nèi)部。
      【文檔編號】A61C7/20GK104055586SQ201410287087
      【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
      【發(fā)明者】王磊, 宋志鳳, 張同慶 申請人:南京納瑞康納米科技有限公司
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