用于電外科器械的含ZrO2的涂層體系的制作方法
【專利說明】用于電外科器械的含ZrO2的涂層體系
[0001]本發(fā)明涉及含ZrO2的涂層體系和施加該涂層體系至需要被電絕緣的電外科器械的部件的表面的方法。
[0002]發(fā)明背景
[0003]電外科手術(shù)是利用直接施加電流來(lái)切割和/或脫水組織并阻止血液流動(dòng)的處理過程。它已經(jīng)被用了許多年，但始終在完善和革新。
[0004]目前，電外科手術(shù)被用于醫(yī)療行業(yè)中的所有不同類型的作業(yè)。其中一些包括皮膚病手術(shù)、心臟手術(shù)、血管手術(shù)、整形手術(shù)和牙科手術(shù)。它在切割可能引起大量失血的身體區(qū)域和狀況下是尤其有用的。
[0005]因?yàn)樗秒娏?lái)凝結(jié)切口周圍的血管，故它能盡量減少失血。在二十世紀(jì)三十年代開始采用電外科手術(shù)之后，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)許多外科手術(shù)，因?yàn)殡娡饪剖中g(shù)工具能控制流血，而使用手術(shù)刀是無(wú)法控制流血的。
[0006]原則上，可以分為單極電外科手術(shù)和雙極電外科手術(shù)。
[0007]在單極電外科手術(shù)中，單個(gè)電極或鉛條/器械被用于傳輸電流至手術(shù)位點(diǎn)或切開位點(diǎn)。電流經(jīng)過接地的患者身體。較高的電壓被用于凝結(jié)，而較低的電壓被用于切割。但是在雙極電外科手術(shù)中，患者身體未被用作導(dǎo)體來(lái)傳輸電流，因此緣故，此技術(shù)在熱損傷擴(kuò)散至附近組織造成患者受傷潛在風(fēng)險(xiǎn)的情況下是最合適的。過度的熱擴(kuò)散例如可能損傷與正在手術(shù)的身體區(qū)域相鄰的神經(jīng)。
[0008]通常，當(dāng)實(shí)施雙極電外科技術(shù)時(shí)，電流被輸送經(jīng)過雙極器械的一個(gè)尖頭并且通過該器械的對(duì)置尖頭被返回至發(fā)生機(jī)構(gòu)。
[0009]當(dāng)前，許多現(xiàn)代醫(yī)用器械采用了集成電路，并且重要的是它們被正確絕緣。如果金屬部件未被正確絕緣，則外科醫(yī)生和患者電擊受傷的危險(xiǎn)可能極高。
【背景技術(shù)】
[0010]專利文獻(xiàn)WO 93/20747描述了一種用于支持單極電弧放電以切割組織和消融梗塞的導(dǎo)絲，其包括柔軟金屬絲(其是不銹金屬或合金如不銹鋼)，金屬絲包括遠(yuǎn)端、沿導(dǎo)絲延伸的電絕緣涂層和帶有遠(yuǎn)端且連接至金屬絲的電熱絕緣尖頭，該金屬絲穿過電熱絕緣尖頭并且在金屬絲和尖頭的遠(yuǎn)端形成電極。根據(jù)WO 93/20747，該絕緣涂層必須是醫(yī)學(xué)相容的電絕緣體例如聚氨酯、聚酰亞胺、聚乙烯和優(yōu)選是聚四氟乙烯(特氟龍)，因?yàn)槠渚哂谐錾幕瑒?dòng)性能。另外，絕緣涂層必須足夠厚以保護(hù)使用導(dǎo)絲的手術(shù)醫(yī)生和患者不會(huì)被電擊并且同時(shí)足夠薄以使絕緣絲插入細(xì)小體腔內(nèi)。
[0011]專利文獻(xiàn)EP 1905370披露了一種電外科器械，確切說，披露了用于電外科器械的涂層，該電外科器械利用發(fā)熱能量來(lái)燒灼、凝結(jié)和組織結(jié)合/熔合，與U形釘結(jié)合來(lái)形成止血釘/凝結(jié)/切割線組織。根據(jù)EP 1905370，該電外科器械具有末端執(zhí)行器，其可以具有第一極電極和第二極電極以及其中有至少一個(gè)U形釘?shù)尼敽?，視末端?zhí)行器所接受的能量類型而定。但是，在所有情況下，該電外科器械包括非導(dǎo)電涂層或者介電涂層，其可以視器械結(jié)構(gòu)類型而定地被安置在:
[0012]-第二極電極的至少一部分上，或者
[0013]-第一和第二極電極中的至少一個(gè)上，在這里，介電涂層能防止組織直接接觸電活電極中的至少一個(gè)，或者
[0014]-該釘盒的至少一個(gè)U形釘上，以減少在施加雙極能量給組織時(shí)在其上形成表面電荷。
[0015]根據(jù)EP 1905370的非導(dǎo)電涂層或介電涂層可以但不限于是聚四氟乙烯(PTFE)、二氧化鈦或基于對(duì)位二甲苯的聚合物或環(huán)氧樹脂。
[0016]另外，從現(xiàn)有技術(shù)中知道了，當(dāng)前一些電外科器械例如雙極電外科手術(shù)剪被涂覆有通過熱噴涂技術(shù)來(lái)沉積的Al2O3涂層。但是，這種實(shí)踐可能復(fù)雜且很昂貴。
[0017]發(fā)明目的
[0018]本發(fā)明的目的是提供一種涂層體系和一種制造絕緣涂層的方法，該絕緣涂層最好同時(shí)顯示出良好的耐磨性和/或良好的滑動(dòng)性能。另外，本發(fā)明的目的是提供一種有利的制造根據(jù)本發(fā)明的涂層體系的方法，其允許以不復(fù)雜且不昂貴的方式涂覆具有不同形狀尺寸的電外科器械部件。
[0019]發(fā)明描述
[0020]本發(fā)明的目的通過提供一種涂層體系來(lái)完成，該涂層體系包含至少一個(gè)二氧化鋯層即ZrOjl，該層通過電弧蒸發(fā)PVD技術(shù)或者磁控濺射PVD技術(shù)來(lái)沉積。在利用磁控濺射PVD技術(shù)情況下，則優(yōu)選高功率脈沖磁控濺射(Hipms)技術(shù)。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的含涂層體系可以被施加在需要電絕緣的醫(yī)用器械如電外科器械例如單極和雙極外科手術(shù)器械的部件的表面上。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的含涂層體系對(duì)于給醫(yī)用器械和儀器例如刀片、切割器和消融器以及雙極器械和單極器械還有普通醫(yī)用電子裝置提供介電絕緣性是尤其理想的。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的含涂層體系具有比熱縮套管和聚合物包封模注更可靠的性能，因此最適用于涂覆電外科器械。
[0024]形成本發(fā)明涂層體系的、或者被包含在本發(fā)明涂層體系內(nèi)的二氧化鋯層最好顯示出約為18.4的介電常數(shù)和/或約為0.60kV的高壓擊穿和/或約為20mA的擊穿電流。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的含ZrOj^涂層體系的優(yōu)選實(shí)施例包括至少一個(gè)氮化鋯層。該氮化鋯層最好作為夾層和/或支撐層沉積在該基材表面和二氧化鋯層之間。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的用于沉積二氧化鋯層的優(yōu)選方法牽涉到使用電弧蒸發(fā)技術(shù)來(lái)在反應(yīng)性含氧氣氛中蒸發(fā)“鋯制的或主要含有鋯的靶”(至少一個(gè)靶)以在基材表面形成二氧化鋯。另外，最好至少在二氧化鋯層的沉積過程中，對(duì)基材施以脈沖偏壓。
[0027]根據(jù)本發(fā)明方法的上述實(shí)施例，通過反應(yīng)電弧離子電鍍PFV技術(shù)所沉積的二氧化鋯層顯示出至少主要或大部分含有鋯的小滴。所述小滴是來(lái)自靶的熔化材料，其無(wú)法被正確蒸發(fā)并因此無(wú)法與反應(yīng)氣體(在此情況下是氧氣)適當(dāng)反應(yīng)來(lái)形成期望的涂覆材料(在此情況下是ZrO2)。如此沉積的二氧化鋯層顯示出非常好的性能。
[0028]在包含至少一個(gè)電弧PVD沉積二氧化鋯層的本發(fā)明涂層體系的優(yōu)選實(shí)施例中，二氧化鋯層的總厚度是不大于30 μm的，或者是小于30 μπι的；最好是不大于20 μm的，或是小于20 μ m的；更優(yōu)選是不大于10 μ m，或小于10 μ m。
[0029]必須如此選擇用于本發(fā)明的涂層體系的電弧PVD沉積二氧化鋯層的厚度，S卩，二氧化鋯層能提供充分的絕緣作用。為此，需要考慮待涂覆表面的表面質(zhì)量以及二氧化鋯涂層的多孔性。
[0030]尤其是，在本文的語(yǔ)境下通過產(chǎn)生涂層體系獲得了出色的結(jié)果，該涂層體系含有至少一個(gè)電弧PVD沉積二氧化錯(cuò)層，其厚度為至少3 μ m，更尤其是至少4 μ m或5 μ m。
[0031]用于沉積本發(fā)明涂層體系的二氧化鋯層的另一個(gè)優(yōu)選方法牽涉以下的至少一個(gè)步驟，其中，通過使用在含氧氣氛中的HIP頂S技術(shù)并通過施加脈沖偏壓至在二氧化鋯沉積過程中被涂覆的基材來(lái)濺射至少一個(gè)鋯靶。
[0032]在權(quán)利要求1至6中尤其提到了本發(fā)明涂層體系，其包括至少一個(gè)至少主要由ZrOJ^成的層，且被用于提供電絕緣性能給醫(yī)用器械部件或者醫(yī)用部件或儀器的至少一部分，所述醫(yī)用部件或儀器可以是電外科器械或可以被包含在電外科器械內(nèi)。
[0033]尤其是如權(quán)利要求7所提到地，本發(fā)明涂層體系可以被用于避免電擊到在使用過程中接觸醫(yī)用器械的人員。
[0034]尤其在權(quán)利要求8至11中提到了根據(jù)本發(fā)明的用于涂覆基材的方法。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有電絕緣性能的涂層體系，其沉積在導(dǎo)電基材的表面上并且它必須是不導(dǎo)電的，所述導(dǎo)電基材作為醫(yī)用器械、尤其是電外科器械的一部分， 其特征是， 所述涂層體系包括至少一個(gè)二氧化鋯層，該二氧化鋯層包含由鋯構(gòu)成的或者主要或大部分由錯(cuò)構(gòu)成的小滴。2.根據(jù)權(quán)利要求1的涂層體系，其特征是，該二氧化鋯層顯示出約為18.4的介電常數(shù)，和/或約0.60kV的高擊穿電壓和/或約20mA的擊穿電流。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的涂層體系，其特征是，該二氧化鋯層的厚度小于30μ m，優(yōu)選小于20 μ m，更優(yōu)選小于10 μ m，或在0.5 μ m至10 μ m之間。 3.根據(jù)權(quán)利要求2的涂層體系，其特征是，該二氧化鋯層的厚度至少是3μ m，更尤其是至少4 μ m或5 μ m04.根據(jù)權(quán)利要求1至3中至少一項(xiàng)的涂層體系，其特征是，該涂層體系包括至少一個(gè)氮化鋯層。5.根據(jù)權(quán)利要求4的涂層體系，其特征是，該氮化鋯層作為夾層和/或支撐層沉積在該基材和該二氧化鋯層之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中至少一項(xiàng)的涂層體系，其特征是，涂覆表面是電極表面的至少一部分。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中至少一項(xiàng)的涂層體系，其特征是，被涂覆的基材是金屬絲，尤其是導(dǎo)絲。 7.—種醫(yī)用器械，其具有根據(jù)權(quán)利要求1至6中至少一項(xiàng)的涂層體系，最好是該醫(yī)用器械是刀片或切割器或消融器或單極電外科器械或雙極電外科器械。8.根據(jù)權(quán)利要求7的醫(yī)用器械，其特征是，該醫(yī)用器械包括電極且優(yōu)選是由金屬絲以及至少一個(gè)尖頭形成的電極，所述尖頭附接至所述金屬絲，該電極在該尖頭處提供要與患者組織接觸的接觸面，并且該涂層體系被如此沉積在該電極的表面的至少一部分上，即被涂覆的電極表面的導(dǎo)電性被降低并且因此在該電極接觸面處的熱能也被減少以避免組織損傷。9.根據(jù)權(quán)利要求7的醫(yī)用器械，其特征是，該醫(yī)用器械包括電極表面，其能接觸患者身體或醫(yī)用器械操作者的身體，并且該涂層體系被沉積在該表面的至少一部分上，以避免電擊到患者或操作者。10.根據(jù)權(quán)利要求7的醫(yī)用器械，其特征是，在醫(yī)用器械的表面上施加該涂層體系，以避免該醫(yī)用器械在操作使用過程中短路。11.根據(jù)權(quán)利要求7至10之一的醫(yī)用器械，其特征是，該醫(yī)用器械被用于切割組織和/或消融梗塞。12.一種用于形成根據(jù)權(quán)利要求1至6之一的涂層體系的或用于涂覆根據(jù)權(quán)利要求7至11之一的醫(yī)用器械的方法，其特征是，至少該二氧化鋯層通過物理氣相沉積技術(shù)且最好是電弧PVD技術(shù)來(lái)沉積。13.一種用于形成根據(jù)權(quán)利要求1至6之一的涂層體系的或用于涂覆根據(jù)權(quán)利要求7至11之一的醫(yī)用器械的方法，其特征是，該涂層體系的沉積包括使用高功率脈沖磁控濺射技術(shù)來(lái)沉積至少一個(gè)層。14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的方法，其特征是，該二氧化鋯層通過在含氧氣氛中且最好在主要含有氧氣的氣氛中電弧蒸發(fā)主要由鋯構(gòu)成的靶來(lái)沉積。15.根據(jù)權(quán)利要求12至14之一的方法，其特征是，至少在沉積該二氧化鋯層過程中，將脈沖偏壓施加到其表面正被涂覆的基材上。
【專利摘要】本發(fā)明涉及涂層體系，其包括至少一個(gè)主要由ZrO2構(gòu)成的層，該層被用于給醫(yī)用器械尤其是電外科器械的部件提供絕緣性能。
【IPC分類】C23C14/08, C23C14/35, A61B18/00
【公開號(hào)】CN105164304
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480021699
【發(fā)明人】阿爾伯特·彼得·格哈德·詹森, 沃爾克·德福林格, 康耐特·阿克格茨
【申請(qǐng)人】歐瑞康表面處理解決方案股份公司特魯巴赫
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2014年4月15日
【公告號(hào)】DE102013006598A1, WO2014170011A1