医用双极电凝镊及其制造方法转让专利

申请号 : CN201910768136.X

文献号 : CN110495948B

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 刘嘉斌

申请人 : 浙江大学

摘要 :

双极电凝镊制造方法,该方法包括以下操作:分别制作镊尖和镊柄,镊尖选用铜基合金,和、或金基合金,和、或银基合金制作,镊柄选用铁基、铜基、镍基或钛基材料制作;镊尖做打磨抛光,镊尖的表面粗糙度≤3.2微米;镊柄上安装电极座和导线,导线跟镊柄电连接或者导线跟镊尖电连接;将镊尖和镊柄拼接固定在一起形成完整的镊瓣,在两个镊柄外附加绝缘层,电极座外露于绝缘层;任一个电极座既能够作为正极,也可以作为负极。本发明具有镊尖仅依靠自身性能即可达到良好的抗生物组织粘连特性的优点。

权利要求 :

1.一种双极电凝镊的使用方法,该双极电凝镊包括一对镊瓣,每个镊瓣上设有电极座,镊尖为导体,镊尖与电极座电连接;镊瓣表面包裹有绝缘层;其特征在于:使用前先判断两个镊尖的表面粗糙度是否相同;当电凝镊的两个镊尖的初始表面粗糙度相同时,两个镊尖交替地连接电源正极;当电凝镊的两个镊尖材料相同但初始表面粗糙度有差异时,电源正极先连接表面粗糙度大的镊尖;镊尖所在的镊瓣的电极座为负极端子;电凝镊的镊瓣上设有标记号,每个镊瓣具有各自的标记号,两个标记号不同。

2.如权利要求1所述的双极电凝镊的使用方法,其特征在于:镊瓣由镊尖和镊柄两部分组成,镊尖材料为铜基合金,或银基合金,或金基合金;镊柄材料为铁基、铜基、镍基或钛基材料;镊柄的弹性模量≥100Gpa,显微维氏硬度为200 300HV0.1,屈服强度≥300MP。

~

3.如权利要求1所述的双极电凝镊的使用方法,其特征在于:镊尖和镊柄通过焊接固定;或者,镊尖和镊柄通过齿槽结构过盈配合;或者,镊尖上设有孔,镊柄上设有凸起,凸起与孔配合;或者,镊柄上有孔,镊尖上有凸起,凸起与孔配合。

4.如权利要求1所述的双极电凝镊的使用方法,其特征在于:镊尖的长度为2 20mm;镊~柄的长度为100 300mm。

~

5.如权利要求1所述的双极电凝镊的使用方法,其特征在于:绝缘层的绝缘强度≥5kV。

说明书 :

医用双极电凝镊及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种医用双极电凝镊及其制造方法。

背景技术

[0002] 双极电凝早在1940年开始使用,1966年双极电凝应用于显微外科手术,用于对微血管放电凝血作用。双极电凝镊由双瓣镊体和电极座组成。双瓣镊体的镊尖分别与电极座相连,电极座上设有高频输入插头,插头与电凝器主机相连。工作时,镊尖夹住血管,电凝器释放电流,在两个镊尖之间形成闭合回路,向血管提供高频电能,位于两个镊尖之间的血管脱水变性而凝固。而电流仅在两个镊尖之间流过,不会对其他部位造成损伤,非常适合用于各类显微外科手术。
[0003] 由于在电凝镊的镊尖部位进行放电,所以镊尖的导电性能和导热性能非常关键,现有的电凝镊为了保证尖端的导热导电性,还要兼顾到手握部的支撑性和弹性要求,因此镊瓣都采用金属成型,主要采用不锈钢、黄铜、钛合金等材料制作。左右镊瓣成型后,再喷涂绝缘树脂。这种传统的电凝镊在外科手术凝血过程中,被夹持的组织会在凝血的过程中粘连在镊尖上,当移开镊尖时,刚凝血的组织会再次受损。并且,组织粘连在镊尖上会改变镊尖表面特性,影响后续放电和手术操作。医生需要中断手术,清除镊尖表面的生物组织粘连才能继续手术操作。
[0004] 有一些电凝镊通过在双瓣镊体的任一瓣的内部沿镊体方向设置水通道来克服生物组织粘连问题。该水通道的前端出水口位于该瓣镊体端头导电工作尖端处,其后端入水口从该瓣镊体的壁上引出密封连接至输水导管。双极电凝镊由于在镊体内嵌入有输水导管构成的水通道,且输水导管的出水口处贴近双极电凝镊的头部,故双极电凝镊在外科手术中进行电凝止血时,无菌生理盐水会通过输水导管缓缓地、源源不断地流至双极电凝镊的头部以散热和抑制粘连。但是这种水通道思路显著增加了镊子结构的复杂度,无论是制造工艺成本和维护使用都要高于常规双极电凝镊。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种通过选择镊尖材料,并对镊尖进行表面处理,以使镊尖仅依靠自身性能即可达到良好的抗生物组织粘连特性的双极电凝镊,这种双极电凝镊无需附件其他的冷却结构。
[0006] 本发明的第一方面,提供了一种双极电凝镊的结构。
[0007] 双极电凝镊,包括一对镊瓣,每个镊瓣上设有电极座,镊尖为导体,镊尖与电极座电连接;其特征在于:镊尖的显微维氏硬度为100~200HV0.1;热导率≥240W/m·K,电导率≥60%IACS。优选的,弹性极限≥0.2%。优选的,镊尖表面粗糙度≤3.2μm。
[0008] 经过蛋清试验发现,镊尖在同样的显微维氏硬度、热导率、电导率和弹性极限条件下,镊尖表面粗糙度大于3.2μm时,蛋白质非常容易残留在镊尖上,不符合电凝镊使用要求。
[0009] 优选的,镊尖选用铜基合金,或银基合金,或金基合金。
[0010] 优选的,镊瓣包括固定连接的镊尖和镊柄,镊柄的表面包裹有绝缘层,镊尖的长度为2~20mm;镊柄的长度为100~300mm。
[0011] 镊尖和镊柄的结合方式细化为:镊尖和镊柄通过焊接固定,比如压力电阻焊;或者,镊尖和镊柄通过齿槽结构过盈配合;或者,镊尖上设有孔,镊柄上设有凸起,凸起与孔配合;或者,镊柄上有孔,镊尖上有凸起,凸起与孔配合。
[0012] 优选的,镊柄的弹性模量≥100GPa,显微维氏硬度为200~300HV0.1,屈服强度≥300MPa。优选的,电导率为1%~50%IACS。优选的,绝缘层的绝缘强度≥5kV。
[0013] 镊瓣由镊尖和镊柄两部分组成,与组织直接接触的镊尖采用高导电性和高导热性的惰性金属,镊柄仅提供刚度和将电流从电极座传递到镊尖。
[0014] 或者,镊尖和镊柄一体,镊尖和镊柄的材料相同。
[0015] 本发明的第二方面,提供一种成批量制作上述双极电凝镊的制造方法。
[0016] 双极电凝镊制造方法,包括以下操作:分别制作镊尖和镊柄,镊尖选用铜基合金,和、或金基合金,和、或银基合金制作,镊柄选用铁基、铜基、镍基或钛基材料制作;镊尖做打磨抛光,镊尖的表面粗糙度≤3.2微米;镊柄上安装电极座和导线,导线跟镊柄电连接或者导线跟镊尖电连接;将镊尖和镊柄拼接固定在一起形成完整的镊瓣,在两个镊柄外附加绝缘层,电极座外露于绝缘层;任一个电极座既能够作为正极,也可以作为负极。也就是说,电极座没有正负极的区别,其中一个电极座连电源正极时,另一个就连电源负极,反之亦然。只要保证电源的正负极同时连接两个镊瓣即可。
[0017] 优选的,制作镊尖的步骤包括:
[0018] 1.1、熔化镊尖原料,将熔融的镊尖原料浇铸于水冷铜模,获得镊尖铸坯;
[0019] 1.2、将镊尖铸坯轧制成带状板材,轧制压下量≥60%;
[0020] 1.3、用线切割在带状板材上切取镊尖,获得镊尖粗坯;对镊尖粗坯进行打磨抛光;
[0021] 优选的,制作镊柄的步骤包括:
[0022] 2.1、在熔炼炉中投入镊柄原料,将熔融的镊柄原料浇铸于水冷铜模,获得镊柄铸坯;
[0023] 2.2、将镊柄铸坯轧制成板材或带材,轧制压下量≥80%。
[0024] 2.3、用线切割从板带中切取镊柄,用砂纸打磨镊柄。
[0025] 优选的,镊尖和镊柄拼接成镊瓣的工艺为:采用压力电阻焊技术将镊尖尾端与镊柄头端焊合连接在一起,形成一只完整的镊瓣,焊接电流为50~200A,焊接压力5~100MPa,焊接时间3~60s。
[0026] 优选的,附加绝缘层的工艺为:在镊柄部分套上热收缩管,于150~200摄氏度烘烤1~5分钟,使热收缩管紧缚于镊柄形成绝缘层。
[0027] 本发明的第三方面,提供一种双极电凝镊的使用方法。双极电凝镊在、工作时两个镊尖之间存在电场,并且镊尖浸在血液和、或组织液中。试验发现,随着使用次数的上升,与电源正极相连的镊尖的表面粗糙度会逐渐变小。
[0028] 双极电凝镊系统,其特征在于:电凝镊的两个镊尖的初始表面粗糙度相同时,两个镊尖交替的连接电源正极;或者,电凝镊的两个镊尖材料相同但初始表面粗糙度有差异时,电源正极先连接表面粗糙度大的镊尖;或者,电凝镊的第一镊尖采用铜基合金,和、或金基合金,和、或银基合金制作;第一镊尖所在的镊瓣的电极座为负极端子。
[0029] 两个镊尖交替的连接电源正极指的是,假设将镊瓣标记为第一镊瓣和第二镊瓣,第一次电凝作业时,第一镊瓣连接电源正极,第二镊瓣连接电源负极。第二次电凝作业时,第一镊瓣连接电源负极,第二镊瓣连接电源正极。或者是,第1~N次电凝作业时,第一镊瓣连接电源正极,第二镊瓣连接电源负极。第N~M次电凝作业时,第一镊瓣连接电源负极,第二镊瓣连接电源正极。
[0030] 所谓负极端子,是指该端子只能与电源负极相连。
[0031] 优选的,电凝镊的镊瓣上设有标记号,每个镊瓣具有各自的标记号,两个标记号不同。
[0032] 镊尖夹持血管或组织进行电凝时,两个镊尖之间有电场,镊尖浸入血液、组织液中,形成类似于电解抛光的环境,与电源正极相连的镊尖相当于阳极,阳极在电场和溶液中自然存在阳离子向外扩散,镊尖表面溶解,表面粗糙度降低,抗生物组织粘连性提高。
[0033] 本发明的优点在于:
[0034] 1、电导率≥60%IACS,热导率≥240W/m·K的镊尖具有良好的电导率,能够将电凝器输出的电流良好的释放在被夹持组织,并且散热性良好,重复使用寿命长。
[0035] 2、具有100~200HV0.1的硬度和0.2%及以上的弹性极限,镊尖在持续夹持组织以及重复夹持过程中不容易发生变形失效,能够稳定的传递夹持力。
[0036] 3、表面粗糙度控制在3.2μm以下的镊尖,抗生物组织粘连性能显著提升。
[0037] 4、5kV的绝缘在电凝镊通电时保障医生的电气安全。
[0038] 5、镊柄作为手术操作施力部位,必须具有良好的弹性,保证多次捏紧、放开后恢复原状。因此本发明选择铁基、铜基、镍基、钛基材料作为镊柄材料,这些材料的弹性模量≥100GPa,能够满足使用要求。
[0039] 6、镊柄材料显微维氏硬度在200~300HV0.1,屈服强度≥300MPa,使镊柄能够将所受外力有效的传递到镊尖,基本不因镊柄本身的变形消耗力的传递。
[0040] 7、具有1%~50%IACS的电导率的镊柄能够将电源的电信号有效地传递到镊尖,镊柄本身对电压的损耗可以忽略。
[0041] 8、考虑到镊尖与镊柄的服役需求不同,分开制作两种材料有利于充分发挥各自的性能和成本优势,降低原材料成本;采用压力电阻焊使镊尖和镊柄产生冶金结合,既保证了结合强度也保证了电接通,达到单一材质镊身效果。

附图说明

[0042] 图1是双极电凝镊的示意图。
[0043] 图2是双极电凝镊的整体示意图。
[0044] 图3是镊尖与镊柄通过压力电阻焊相连的示意图。
[0045] 图4是镊尖与镊柄通过T形槽相连的示意图。
[0046] 图5是镊尖与镊柄通过孔和轴相连的示意图。
[0047] 图6是镊尖与镊柄通过齿槽结构相连的示意图。
[0048] 图中标识:镊尖1,镊柄2,压力电阻3。

具体实施方式

[0049] 实施例1
[0050] 如图1和2所示,双极电凝镊,包括一对镊瓣,每个镊瓣上设有电极座,镊尖1为导体,镊尖1与电极座电连接;镊尖1表面粗糙度≤3.2μm。镊尖1的弹性极限≥0.2%。镊尖1的显微维氏硬度为100~200HV0.1;热导率≥240W/m·K,电导率≥60%IACS。镊尖1选用铜基合金,或银基合金,或金基合金。如图3-6所示,镊瓣包括固定连接的镊尖1和镊柄2,镊柄2的表面包裹有绝缘层。如图3所示,镊尖1和镊柄2通过压力电阻3焊焊接固定。或者,如图4所示,镊尖1和镊柄2通过榫头和榫槽结构过盈配合。或者如图5所示,镊尖1上设有孔,镊柄2上设有凸起,凸起与孔配合;或者,镊柄2上有孔,镊尖1上有凸起,凸起与孔配合。或者,如图6所示,镊尖1和镊柄2通过齿槽结构配合。
[0051] 镊柄2的弹性模量≥100GPa,显微维氏硬度为200~300HV0.1,屈服强度≥300MPa。电导率为1%~50%IACS。
[0052] 镊瓣的表面包覆有绝缘层,镊尖1外露于绝缘层;绝缘层的绝缘强度≥5kV。镊尖1和镊柄一体,镊尖1和镊柄的材料相同。
[0053] 实施例2
[0054] 按照如下步骤制作双极电凝镊样品:
[0055] 1、在真空感应熔炼炉中投入镊尖原料,该镊尖原料含有98wt.%的银,1wt.%的铜和1wt.%的镍,利用中频感应加热熔化该原料,浇铸于水冷铜模,获得银基镊尖铸坯。
[0056] 2、将铸坯轧制成板带,轧制压下量为80%。
[0057] 3、采用电火花线切割技术,从板带中切取设定形状的镊尖,用砂纸打磨镊尖并抛光到表面粗糙度为3.2微米。
[0058] 4、在熔炼炉中投入镊柄原料,该镊柄原料含有87wt.%的铁和13wt.%的铬,加热熔化该原料,浇铸于水冷铜模,获得镊柄2铸坯。
[0059] 5、将铸坯轧制成板带,轧制压下量为80%。
[0060] 6、采用电火花线切割技术,从板带中切取设定形状的镊柄,用砂纸打磨镊尖并抛光。
[0061] 7、采用压力电阻焊技术将镊尖尾端与镊柄头端焊合连接在一起,形成一只完整的镊瓣,焊接电流为200A,焊接压力100MPa,焊接时间3s。
[0062] 8、在镊柄部分套上热收缩管,于200摄氏度烘烤1分钟,使热收缩管紧缚于镊柄形成绝缘层。
[0063] 9、将两只镊瓣分别插入电极座正极和负极,连接电源,形成一只完整的双极电凝镊,根据手术需求进行通电凝血切割等操作。
[0064] 实施例3
[0065] 所用镊尖原料成分为90wt.%的银和10wt.%的镍,其他内容均与实施例2相同。
[0066] 实施例4
[0067] 所用镊尖原料成分为90wt.%的铜和10wt.%的镍,其他内容均与实施例2相同。
[0068] 实施例5
[0069] 所用镊尖原料成分为98wt.%的铜和2wt.%的金,其他内容均与实施例2相同。
[0070] 实施例6
[0071] 所用镊尖原料成分为90wt.%的金和10wt.%的铜,其他内容均与实施例2相同。
[0072] 实施例7
[0073] 所用镊尖原料成分为98wt.%的金和2wt.%的钯,其他内容均与实施例2相同。
[0074] 实施例8
[0075] 所用镊柄原料成分为99wt.%的铁和0.5wt.%的碳及0.5wt.%的硅,其他内容均与实施例2相同。
[0076] 实施例9
[0077] 所用镊柄原料成分为90wt.%的钛和6wt.%的铝及4wt.%的钒,其他内容均与实施例2相同。
[0078] 实施例210
[0079] 所用镊柄原料成分为99.8wt.%的钛和0.2wt.%的铝,其他内容均与实施例2相同。
[0080] 实施例11
[0081] 所用镊柄原料成分为99wt.%的铜和0.7wt.%的铬及0.3wt.%的锆,其他内容均与实施例2相同。
[0082] 实施例12
[0083] 所用镊柄原料成分为62wt.%的铜和48wt.%的锌,其他内容均与实施例2相同。
[0084] 实施例13
[0085] 所用镊柄原料成分为80wt.%的镍和20wt.%的铬,其他内容均与实施例2相同。
[0086] 实施例14
[0087] 所用镊柄原料成分为63wt.%的镍和20wt.%的铬及17wt.%的铝,其他内容均与实施例2相同。
[0088] 实施例15
[0089] 镊尖铸坯轧制压下量为90%,其他内容均与实施例2相同。
[0090] 实施例16
[0091] 镊尖铸坯轧制压下量为60%,其他内容均与实施例2相同。
[0092] 实施例17
[0093] 镊柄铸坯轧制压下量为92%,其他内容均与实施例2相同。
[0094] 实施例18
[0095] 焊接电流为50A,焊接压力为5MPa,焊接时间为60s,其他内容均与实施例2相同。
[0096] 实施例19
[0097] 热收缩管的烘烤温度为150摄氏度,烘烤时间为5分钟,其他内容均与实施例2相同。
[0098] 对比实施例2
[0099] 镊尖原料成分为98wt.%的铝和2wt.%的铁,其他内容均与实施例2相同。
[0100] 对比实施例2
[0101] 镊尖原料成分为95wt.%的铁和5wt.%的铬,其他内容均与实施例2相同。
[0102] 对比实施例3
[0103] 镊尖铸坯轧制压下量为50%,其他内容均与实施例2相同。
[0104] 对比实施例4
[0105] 镊柄铸坯轧制压下量为50%,其他内容均与实施例2相同。
[0106] 对比实施例5
[0107] 镊尖打磨抛光后表面粗糙度为6.5微米,其他内容均与实施例2相同。
[0108] 对比实施例6
[0109] 镊尖打磨抛光后表面粗糙度为1.6微米,其他内容均与实施例2相同。
[0110] 对比实施例7
[0111] 焊接电流为30A,焊接压力为4MPa,焊接时间为2s,其他内容均与实施例2相同。
[0112] 对比实施例8
[0113] 焊接电流为250A,焊接压力为150MPa,焊接时间为70s,其他内容均与实施例2相同。
[0114] 对比实施例9
[0115] 热收缩管的烘烤温度为140摄氏度,烘烤时间为1分钟,其他内容均与实施例2相同。
[0116] 对比实施例10
[0117] 热收缩管的烘烤温度为250摄氏度,烘烤时间为7分钟,其他内容均与实施例2相同。
[0118] 采用显微维氏硬度计测试镊尖和镊柄的硬度,采用万能电子拉伸试验机测试镊柄的屈服强度,采用涡流电导仪测试镊尖和镊柄的电导率,采用Netzsch LFA467测试镊尖热导率,采用三丰粗糙度仪测试镊尖表面粗糙度,通过电气强度测试获得镊柄的在5kV电压下的漏电流数值,通过蛋清模拟测试评价镊尖的抗生物组织粘连性质,测试方法为将镊尖浸没于蛋清溶液中通电工作50次,每次通电30s,吹干镊尖表面水汽后称重获得镊尖增重数据,增重越多表明生物组织粘连越严重。
[0119] 表1列出了实施例和对比实施例的性能数据
[0120]
[0121]
[0122] 通过比较分析实施例2~13,可见所制备的样品在蛋清模拟试验中镊尖增重很少,具有良好的抗生物组织粘连性能。
[0123] 通过比较分析实施例2和对比实施例1的测试结果,可见铝基材料作为镊尖时,硬度和电导率均超出本发明优化的范围,对比实施例1镊尖在模拟试验中增重是实施例2的26倍,说明铝基材料作为镊尖不具有良好的抗生物组织粘连性能。
[0124] 通过比较分析实施例2和对比实施例2的测试结果,可见铁基材料作为镊尖时,虽然硬度和弹性极限在本发明限定范围,但是电导率显著偏低。对比实施例2镊尖在模拟试验中增重是实施例2的48倍,说明铁基材料作为镊尖不具有良好的抗生物组织粘连性能。
[0125] 实施例2~6和对比实施例1~2的结果表明具有合适的电导率和硬度性能的银基、铜基、金基材料是制备具有良好抗生物组织粘连性能的双极电凝镊镊尖的首选材料。
[0126] 通过比较分析实施例2、14和15,可见当镊尖轧制压下量在60%及以上时,镊尖力学性能满足要求,使得双极电凝镊具有良好的抗生物组织粘连性能和使用性能。
[0127] 通过比较分析实施例2和16,可见当镊柄轧制压下量在80%及以上时,镊柄力学性能满足要求,使得双极电凝镊具有良好的抗生物组织粘连性能和使用性能。
[0128] 通过比较分析实施例2和17,可见当焊接参数在本发明公开的范围内时,镊尖与镊柄结合良好,历经50次模拟放电试验不失效。
[0129] 通过比较分析实施例2和18,可见当烘烤参数在本发明公开的范围内时,热收缩管与镊柄覆合良好,具有良好的电绝缘特性和使用可靠性。
[0130] 通过比较分析实施例2和对比实施例3的测试结果,可见当镊尖轧制压下量仅为50%时,虽然镊尖在模拟试验中增重与实施例2相同,但是模拟测试50次后,镊尖夹角减少
70%,严重影响后续使用效果,说明镊尖轧制压下量必须达到本发明设定的要求以满足镊尖力学性能要求。
[0131] 通过比较分析实施例2和对比实施例4的测试结果,可见当镊柄轧制压下量仅为50%时,虽然镊尖在模拟试验中增重与实施例2相同,但是模拟测试50次后,镊柄回弹范围减少50%,严重影响后续使用效果,说明镊柄轧制压下量必须达到本发明设定的要求以满足镊柄刚性要求。
[0132] 通过比较分析实施例2和对比实施例5的测试结果,可见当镊尖粗糙度未达到本发明设定的范围时,对比实施例5镊尖在模拟试验中增重是实施例2的17倍。相反,对比实施例6的镊尖粗糙度仅1.6微米,其镊尖在模拟试验中增重是实施例2的50%。实施例2、对比实施例5和6的结果说明镊尖粗糙度是影响抗生物组织粘连性能的关键因素。
[0133] 通过比较分析实施例2和对比实施例7的测试结果,当焊接电流为30A,焊接压力为4MPa,焊接时间为2s,也即焊接参数显著偏离本发明设计范围的下限,模拟试验27次后镊尖焊接部位折断失效。也即焊接接头强度不足。
[0134] 通过比较分析实施例2和对比实施例8的测试结果,当焊接电流为250A,焊接压力为150MPa,焊接时间为70s,也即焊接参数显著超过本发明要求范围的上限,由于焊接电流太大,压力太大且时间过长,焊接界面严重发热熔化,导致左右镊尖无法对齐,因而无法正常使用。对比实施例7和8的结果表明必须采用合适的压力电阻焊接工艺使得镊尖与镊柄良好结合。
[0135] 通过比较分析实施例2和对比实施例9的测试结果,当热收缩管的烘烤温度仅为140摄氏度,烘烤时间仅为1分钟时,收缩管未发生充分收缩,与镊柄的贴合不佳,在蛋清模拟试验中液体渗入镊柄与收缩管的缝隙,使镊柄也参与放电,污染了蛋清。
[0136] 通过比较分析实施例2和对比实施例10的测试结果,当热收缩管的烘烤温度为250摄氏度,烘烤时间仅为7分钟时,收缩管过度收缩,部分区域严重减薄,导致漏电流增大,绝缘效果减弱,存在用电安全隐患。对比实施例9和10说明必须采用合适的烘烤强度使得热收缩管恰当地覆于镊柄表面。
[0137] 对比实施例11
[0138] 除镊尖材料不同,其他工艺与实施例2相同制作对比例用的电凝镊。
[0139] 镊尖成分原料为98wt.%的银,1wt.%的铜和1wt.%的镍作为1号电凝镊;镊尖原料成分为90wt.%的银和10wt.%的镍作为2号电凝镊;镊尖原料成分为90wt.%的铜和10wt.%的镍作为3号电凝镊;镊尖原料成分为98wt.%的铜和2wt.%的金作为4号电凝镊;
镊尖原料成分为98wt.%的铝和2wt.%的铁作为5号电凝镊;镊尖原料成分为95wt.%的铁和5wt.%的铬作为6号电凝镊。1~6号电凝镊的镊尖表面粗糙度为3.2微米。
[0140] 将6种镊尖进行蛋清试验,试验方法为将镊尖浸没于蛋清溶液中通电工作,吹干镊尖表面水汽后称重获得镊尖增重数据。
[0141] 第一组试验,镊尖通电,重复浸入蛋清溶液中,每次浸入时间5S,重复10次,电凝镊的质量测试结果如表2:
[0142] 表2
[0143]
[0144] 第二组试验,镊尖通电,重复浸入蛋清溶液中,每次浸入时间5S,重复30次,电凝镊的质量测试结果如表3:
[0145] 表3
[0146]
[0147] 第三组试验,镊尖通电,重复浸入蛋清溶液中,每次浸入时间5S,重复50次,电凝镊的质量测试结果如表4:
[0148] 表4:
[0149]
[0150] 由此可见,银基合金材料的1号和2号电凝镊,铜基合金材料的3号和铜金合金的4号电凝镊抗蛋白质粘连的性能远远优于5号和6号电凝镊。
[0151] 对比实施例12
[0152] 除镊尖铸坯轧制压下量不同,其他工艺与实施例2相同制作对比例用的电凝镊。镊尖铸坯轧制压下量为50%,作为1号电凝镊;镊尖铸坯轧制压下量为60%,作为2号电凝镊;镊尖铸坯轧制压下量为70%,作为3号电凝镊。
[0153] 将3种电凝镊进行力学和形变量试验,试验方法为对镊柄持续施加20N的握持力,持续时间为5S,做重复试验,测量镊尖传递的夹持力,以及镊尖夹角。
[0154] 第一组试验,重复试验10次,测试结果如表5:
[0155] 表5:
[0156]
[0157]
[0158] 第二组试验,重复试验30次,测试结果如表6:
[0159] 表6:
[0160]
[0161] 第三组试验,重复试验50次,测试结果如表7:
[0162] 表7:
[0163]
[0164] 由此可见,镊尖铸坯轧制压下量低于60%的1号电凝镊对力的传递效率低,镊尖的变形率大。镊尖铸坯轧制压下量高于60%的2号电凝镊和3号电凝镊对力的传递效率远高于1号电凝镊,且镊尖的形态稳定。
[0165] 对比实施例13
[0166] 除镊柄铸坯轧制压下量不同,其他工艺与实施例2相同制作对比例用的电凝镊。镊柄铸坯轧制压下量为50%,作为1号电凝镊;镊柄铸坯轧制压下量为60%,作为2号电凝镊;镊柄铸坯轧制压下量为70%,作为3号电凝镊。
[0167] 将3种电凝镊进行力学和形变量试验,试验方法为对镊柄持续施加20N的握持力,持续时间为5S,做重复试验,测量镊尖传递的夹持力,镊尖夹角,和镊柄回弹范围。
[0168] 第一组试验,重复试验10次,测试结果如表8:
[0169] 表8:
[0170]
[0171] 第二组试验,重复试验30次,测试结果如表9:
[0172] 表9:
[0173]
[0174] 第三组试验,重复试验50次,测试结果如表10:
[0175] 表10
[0176]
[0177] 由此可见,镊柄铸坯轧制压下量低于60%的1号电凝镊对力的传递效率低,镊柄的变形率大。镊尖铸坯轧制压下量高于60%的2号电凝镊和3号电凝镊对力的传递效率远高于1号电凝镊,且镊柄的形态稳定。
[0178] 对比实施例14
[0179] 除镊尖的表面粗糙度不同,其他工艺与实施例2相同制作对比例用的电凝镊。镊尖的表面粗糙度为6.5微米,作为1号电凝镊;镊尖的表面粗糙度为3.2微米,作为2号电凝镊;镊尖的表面粗糙度为1.6微米,作为3号电凝镊。
[0180] 将3种镊尖进行蛋清试验,试验方法为将镊尖浸没于蛋清溶液中通电工作,吹干镊尖表面水汽后称重获得镊尖增重数据。
[0181] 第一组试验,镊尖通电,重复浸入蛋清溶液中,每次浸入时间5S,重复10次,电凝镊的质量测试结果如表11:
[0182] 表11
[0183]
[0184] 第二组试验,镊尖通电,重复浸入蛋清溶液中,每次浸入时间5S,重复30次,电凝镊的质量测试结果如表12:
[0185] 表12
[0186]
[0187]
[0188] 第三组试验,镊尖通电,重复浸入蛋清溶液中,每次浸入时间5S,重复50次,电凝镊的质量测试结果如表11:
[0189] 表13
[0190]
[0191] 由此可见,2号和3号电凝镊抗蛋白质粘连的性能远远优于1号电凝镊。3号电凝镊的抗蛋白质粘连的性能优于2号电凝镊。
[0192] 对比实施例15
[0193] 除镊尖和镊柄的焊接工艺参数不同,其他工艺与实施例2相同制作对比例用的电凝镊。1号电凝镊:压力电阻焊,焊接电流为30A,焊接压力为4MPa,焊接时间2S。2号电凝镊:压力电阻焊,焊接电流为50A,焊接压力为5MPa,焊接时间3S。3号电凝镊:压力电阻焊,焊接电流为150A,焊接压力为50MPa,焊接时间50S。4号电凝镊:压力电阻焊,焊接电流为200A,焊接压力为100MPa,焊接时间60S。5号电凝镊:压力电阻焊,焊接电流为200A,焊接压力为
100MPa,焊接时间70S。6号电凝镊:压力电阻焊,焊接电流为250A,焊接压力为150MPa,焊接时间70S。
[0194] 将6种电凝镊进行力学和形变量试验,试验方法为对镊柄持续施加20N的握持力,持续时间为5S,做重复试验,测量镊尖传递的夹持力,镊尖和镊柄之间的连接强度。
[0195] 第一组试验,重复试验10次,测试结果如表14:
[0196] 表14
[0197]
[0198]
[0199] 第二组试验,重复试验30次,测试结果如表15:
[0200] 表15
[0201]
[0202] 第三组试验,重复试验50次,测试结果如表16:
[0203] 表16
[0204]
[0205] 由此可见,1号电凝镊镊尖和镊柄之间的连接强度低,夹持力的传递效率低,并且镊尖与镊柄之间容易变形。2号电凝镊的镊尖和镊柄之间的连接强度、夹持力传递效率明显优于1号电凝镊。2、3、4号电凝镊随着焊接电流、焊接压力和焊接时间的提高,镊尖和镊柄之间的连接强度、夹持力传递效率逐渐增高。5号电凝镊与4号电凝镊相比,5号的焊接时间长,镊尖和镊柄之间的连接强度、夹持力传递效率明显低于4号电凝镊。6号电凝镊相比2、3、4号电凝镊性能明显下降。
[0206] 以下详细说明双极电凝镊的使用。
[0207] 双极电凝镊系统,电凝镊的两个镊尖的初始表面粗糙度相同时,两个镊尖交替的连接电源正极;或者,电凝镊的两个镊尖的初始表面粗糙度有差异时,电源正极先连接表面粗糙度大的镊尖;或者,电凝镊的第一镊尖采用铜基合金,和、或金基合金,和、或银基合金制作;第一镊尖所在的镊瓣的电极座为负极端子。
[0208] 对比实施例15
[0209] 用实施例2所述的工艺制作1号电凝镊和2号电凝镊。1号电凝镊标记第一镊瓣和第二镊瓣。2号电凝镊标记第一镊瓣和第二镊瓣。用1号电凝镊和2号电凝镊分别做蛋清试验,蛋清试验是指将镊尖浸没于蛋清溶液中通电工作,吹干镊尖表面水汽后称重获得镊尖增重数据。
[0210] 试验方法为:对1号电凝镊,始终将电源正极接在第一镊瓣上。
[0211] 对2号电凝镊,若前一次蛋清试验时,电源正极接在第一镊瓣上,则后一次蛋清试验时,电源负极接在第一镊瓣上。
[0212] 初始时,1号电凝镊的第一镊瓣表面粗糙度为3.2微米,第二镊瓣表面粗糙度为3.2微米;2号电凝镊的第一镊瓣表面粗糙度为3.2微米,第二镊瓣表面粗糙度为3.2微米。
[0213] 第一组试验,镊尖通电,重复浸入蛋清溶液中,每次浸入时间5S,重复10次,电凝镊的质量测试结果如表17:
[0214] 表17
[0215]
[0216] 第二组试验,镊尖通电,重复浸入蛋清溶液中,每次浸入时间5S,重复30次,电凝镊的质量测试结果如表18:
[0217] 表18
[0218]
[0219] 第三组试验,镊尖通电,重复浸入蛋清溶液中,每次浸入时间5S,重复50次,电凝镊的质量测试结果如表19:
[0220] 表19
[0221]
[0222]
[0223] 由此可见,1号电凝镊的第一镊瓣的镊尖表面粗糙度随着蛋清试验的进行而下降,第二镊瓣的表面粗糙度略有上升。2号电凝镊的两个镊尖表面粗糙度随着蛋清试验的进行而下降。2号电凝镊的抗生物组织粘连性能优于1号电凝镊。
[0224] 对比实施例16
[0225] 用实施例2所述的工艺制作电凝镊。电凝镊标记第一镊瓣和第二镊瓣,第一镊瓣的表面粗糙度为3.2μm,第二镊瓣的表面粗糙度为3.0。
[0226] 用电凝镊做蛋清试验,蛋清试验是指将镊尖浸没于蛋清溶液中通电工作,吹干镊尖表面水汽后称重获得镊尖增重数据。
[0227] 试验方法为:对电凝镊,10次蛋清试验时,电源正极连接第一镊瓣;20次蛋清试验时,电源正极连接第二镊瓣,50次蛋清试验时电源正极连接第一镊瓣。
[0228] 表20
[0229]
[0230] 由此可见,与电源正极相连的镊尖表面粗糙度随着蛋清试验的进行而降低。
[0231] 对比实施例17
[0232] 用实施例2所述的工艺制作电凝镊。电凝镊标记第一镊瓣和第二镊瓣,电凝镊第一镊瓣的镊尖材料为98wt.%的银,1wt.%的铜和1wt.%的镍;第二镊瓣的镊尖材料为95wt.%的铁和5wt.%的铬;第一镊瓣的表面粗糙度为3.1μm,第二镊瓣的表面粗糙度为
3.0。第二镊瓣始终连接电源正极。
[0233] 用电凝镊做蛋清试验,蛋清试验是指将镊尖浸没于蛋清溶液中通电工作,吹干镊尖表面水汽后称重获得镊尖增重数据。
[0234] 电凝镊的质量测试结果如表21:
[0235] 表21
[0236]
[0237] 由此可见,若镊尖采用铁基材料,但铁基镊尖连接电源正极,则铁基镊尖的表面粗糙度降低,铁基镊尖的抗生物组织粘连性能上升。
[0238] 以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。