一种石墨烯涂层手术刀片的制备工艺方法

技术领域

本发明涉及一种石墨烯涂层手术刀片的制备工艺方法，属于医疗器械领域。

背景技术

医生在使用金属制成的手术刀片对病人进行手术时，手术刀片自身不具备杀菌效能，且存在金属离子扩散污染的风险，容易造成伤口感染，使得伤口恢复较差，给病人带来不必要的痛苦；手术刀片如果锋利度不够大，在手术中切割较硬的组织会很困难，容易造成伤口不平整；金属手术刀片易被腐蚀，保存不当就容易产生锈斑，保存不便的同时可能造成资源浪费。

现有涂层手术刀片所选涂层有银涂层、纳米ta-C镀层（专利授权公告号：CN203234802U）、金刚石复合涂层（专利授权公告号：CN111733383A）等，银涂层具有良好杀菌性，但是对人体有害，欧美国家已经禁用；纳米ta-C镀层提高手术刀的锋利度，减少手术过程出血量，改善刀具的耐磨度，但是不具有杀菌性；金刚石复合涂层坚固耐磨，但并未有文献报道其杀菌性。经检索发现，还有一种纯石墨烯手术刀（专利授权公告号：CN106667550A），但因其成本过高未能得到普遍应用，且该种手术刀的应用情况有待考证。

如能提供一种自带杀菌效能，手术中无金属离子析出污染伤口，锋利度高，自身具备防腐蚀功能的石墨烯涂层手术刀片，则能很好地解决上述问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种石墨烯涂层手术刀片的制备工艺方法，从而提供一种自带杀菌效能，手术中无金属离子析出污染伤口，锋利度高，自身具备防腐蚀功能的石墨烯涂层手术刀片。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种石墨烯涂层手术刀片的制备工艺方法，其涂层应用在手术刀片上，包括金属手术刀片及石墨烯涂层，包括以下制备工艺；

步骤一：玻璃瓶预处理，首先用溶剂对小玻璃瓶进行浸泡和超声清洗，并在玻璃瓶中倒入壳聚糖溶液CH；

步骤二：将步骤一中溶液中加入石墨粉末，并摇晃均匀，石墨粉末质量为40mg；

步骤三：通过配备标准探头的超声处理器，以60%的输出功率超声处理上述步骤二所得的壳聚糖和石墨烯混合物；通过对壳聚糖和石墨烯混合物离心后收集上清液石墨烯分散体CH-GRP；离心时间为60min；

步骤四：将步骤三中收集到的上清液石墨烯分散体CH-GRP中分散10mgTi氧气NPs；并通过配备标准探头的超声处理器，在60%输出功率下超声以获得更好的分散体；其超声时间为5min；

步骤五：将用于制造手术刀片的不锈钢材料分别用丙酮、70%乙醇和双蒸水超声处理，超声处理时间为15min；并在氧气气体下对上述处理所得的不锈钢进行等离子体处理，进行表面功能化处理；

步骤六：将步骤五中处理好的不锈钢分别浸入CH、CH-GRP和CH-GRP-Ti氧气NPs涂层分散体中；

步骤七：将所有涂层样品在烘箱中干燥。

进一步的，所述步骤一中所述玻璃瓶为广口瓶、宽口瓶的一种。

进一步的，所述步骤一中所述浸泡的溶剂为乙醇和氢氧化钾溶液，且清洗顺序是先用乙醇溶液浸泡、超声清洗，再利用氢氧化钾溶液浸泡、超声清洗，以去除表面油污和杂质。

进一步的，所述乙醇溶液的浓度为0.1～10mol/L；所述氢氧化钾溶液的浓度为0.8～1.5mol/L。

进一步的，所述步骤一中所述壳聚糖溶液体积为10mL 0.5wt%-30mL 0.5wt%。

进一步的，所述步骤三中所述配备标准探头的超声处理器是Branson DigitalSonifier 450。

进一步的，所述步骤三的离心转速为2000rpm-4000rpm，离心时间为30min。

进一步的，所述步骤七中烘箱的烘干温度为100℃-150℃，烘干时间为60min。

进一步的，所述步骤五中不锈钢为马氏体440C型，含碳量1.0%，含铬量16-18%。

本发明的有益效果是：本方法所制备的金属手术刀片上添加有石墨烯涂层，石墨烯本身具有杀菌作用，该刀片锋利度高，且能有效降低感染率，能够减轻病人痛苦；石墨烯涂层具有防腐蚀功能，为手术刀片的保存提供了便利，有极高的社会及实用价值。

附图说明

图1为本发明的手术刀片结构示意图。

图中：1、石墨烯涂层，2、金属手术刀片。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本实施例为一种石墨烯涂层手术刀片的制备工艺方法，其涂层应用在手术刀片上，参照图1，包括金属手术刀片2及石墨烯涂层1，包括以下制备工艺；

步骤一：玻璃瓶预处理，首先用溶剂对小玻璃瓶进行浸泡和超声清洗，并在玻璃瓶中倒入壳聚糖溶液CH；

步骤二：将步骤一中溶液中加入石墨粉末，并摇晃均匀；效果为两物充分接触；

步骤三：通过配备标准探头的超声处理器，以60%的输出功率超声处理上述步骤二所得的壳聚糖和石墨烯混合物；通过离心收集上清液石墨烯分散体CH-GRP；

步骤四：将步骤三中收集到的上清液石墨烯分散体CH-GRP中分散10mgTi氧气NPs；并通过配备标准探头的超声处理器，在60%输出功率下超声以获得更好的分散体；

步骤五：将用于制造手术刀片的不锈钢材料分别用丙酮、70%乙醇和双蒸水超声处理；并在氧气气体下对上述处理所得的不锈钢进行等离子体处理，进行表面功能化处理；

步骤六：将步骤五中处理好的不锈钢分别浸入CH、CH-GRP和CH-GRP-Ti氧气NPs涂层分散体中；

步骤七：将所有涂层样品在烘箱中干燥。

本实施例优选的，步骤一中所述玻璃瓶为广口瓶。

本实施例优选的，步骤一中所述浸泡的溶剂为乙醇和氢氧化钾溶液，且清洗顺序是先用乙醇溶液浸泡、超声清洗，再利用氢氧化钾溶液浸泡、超声清洗，以去除表面油污和杂质。

本实施例优选的，乙醇溶液的浓度为5mol/L；所述氢氧化钾溶液的浓度为1.2mol/L。

本实施例优选的，步骤一中所述壳聚糖溶液体积为20mL 0.5wt%。

本实施例优选的，步骤三中所述配备标准探头的超声处理器是Branson DigitalSonifier 450。

本实施例优选的，步骤三的离心转速为3000 rpm，离心时间为30min。

本实施例优选的，步骤七中烘箱的烘干温度为130℃，烘干时间为60min。

本实施例优选的，步骤五中不锈钢为马氏体440C型，含碳量1.0%，含铬量17%。

在本实施例中，本发明包括金属手术刀片2及石墨烯涂层1，刀片本体2的形状可按需求任意变换。所述手术刀片的一端设有刀头，另一端与刀柄相配合。在本实施例中，石墨烯涂层手术刀片利用了石墨烯涂层硬度大，具有防腐蚀功能和石墨烯具有杀菌性的优点，在术前储备、术中操作和术后防感染等方面都具有极高的价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。