超薄活体剪钳及其钳体的制造方法与流程

1.本发明属于医疗器械技术领域，更具体地说，涉及一种超薄活体剪钳及其钳体的制造方法。


背景技术：

2.活体剪钳适用于进行血管内取人体组织或活体细胞的操作。此类医疗器械在微创手术中具有广泛的应用，对于病患恢复和降低手术风险有显着的贡献。
3.随着医疗技术的进步，微创手术越来越广泛地应用于各类医疗程序中，其中就包括利用医疗器械进行血管内取人体组织或活体细胞的操作。然而，传统的这类医疗器械如取样剪钳通常具有较厚的壁厚和较大的直径，这在很大程度上限制了它们在微小血管或微细结构中的使用，对于进行更深层次或更微小血管的操作则显得力不从心。
4.此外，传统的这类取样剪钳的钳体的制造工艺主要是全机加工工艺，此类工艺所需要的设备昂贵，生产效率低下，并且由于其加工困难，导致最后产品的价格高昂，不利于普及和大规模应用。
5.因此，医疗器械技术领域一直对于开发一种新型的超薄活体剪钳有着强烈的需求，这种剪钳不仅可以满足在微小血管中取样的需要，还需要具备优化的制造工艺，以便可以实现大规模且较低成本的生产来满足市场的需求。
6.这正是本技术人的目的所在。


技术实现要素：

7.本发明的目的是在于克服现有技术的不足，提供了一种制造成本更低，便于大规模生产的超薄活体剪钳，其适用于更深层次或更微小血管的操作。
8.本发明的另一目的是提供了超薄活体剪钳的钳体的制造方法。
9.为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：一种超薄活体剪钳，由左、右两半钳体铰接在一起，所述钳体包括位于铰接点两侧的腔体部和开合操作臂，所述腔体部的宽度为0.5～0.8毫米，壁厚为30～50微米。
10.在对上述超薄活体剪钳的改进方案中，所述钳体的材料为粒径d90～d100 《15μm的金属粉末。
11.在对上述超薄活体剪钳的改进方案中，所述金属粉末是17-4ph, 304, 316, tc4钛合金中的一种。
12.一种超薄活体剪钳的钳体制备方法，包括如下步骤：第一步、制作喂料：将金属粉末与结合剂混合均匀，进行密炼造粒，形成喂料；所述结合剂占金属粉末重量的6%～15%；第二步、注射成型：将喂料注入注射微型模具中进行mim成型，以成型出钳体的毛坯零件；第三步：脱脂烧结：将成型后的零件用草酸进行脱脂处理，以去除98%以上结合剂；
然后，在高温下进行烧结处理；烧结的温度范围为1260～1420℃，在此温度下持续保持2～6小时；烧结过程中，在石墨真空炉中注入50～100%的ar气体；第四步、离子抛光：用离子抛光技术进行去毛刺和表面处理。
13.在对上述超薄活体剪钳的钳体制备方法的改进方案中，所述结合剂的熔融指数值为2200～3200 g/10 min。
14.在对上述超薄活体剪钳的钳体制备方法的改进方案中，所述结合剂包括聚甲醛、聚丙烯、增容剂、增塑剂和表面活性剂，它们各成分的重量配比为：80～95% ：5～15%：0.5～5%：0.5～5% ：0.5～5%。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明不用传统的全机加工工艺来生产活体剪钳，而是采用将粒径在 d90～d100 《15μm的金属粉末和高流动性配比的结合剂混合成喂料后，再经过mim注射成型、脱脂烧结和离子抛光制造出钳体，最后再组装生产出剪钳，由于经mim注射成型生产出来的钳体可以做得更薄、更轻，生产效率也更高，因此，本发明的制造成本更低，便于大规模生产，而且生产出来的剪钳也适用于更深层次或更微小血管的操作。
16.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：
附图说明
17.图1 是本发明实施例的活体剪钳的立体示意图一（打开状态）；图2 是本发明实施例的活体剪钳的立体示意图二（合拢状态）；图3 是本发明实施例的活体剪钳的钳体立体示意图；图4 是本发明实施例的活体剪钳的结构立体示意图。
具体实施方式
18.一种超薄活体剪钳，如图1至4所示，由左、右两半钳体1铰接在一起，所述钳体1包括位于铰接点11两侧的腔体部12和开合操作臂13，其中，腔体部12主要是剪切人体组织或活体细胞并将它们取出到体外，为此，所述腔体部12所占钳体的重量和大小的比例最大，因此，只要控制好腔体部12的厚薄和宽度大小就可以大大降低活体剪钳的体积和重量，于是，所述腔体部12的宽度d为0.5～0.8毫米，外周壁的壁厚t为30～50微米，宽度较小时，有助于伸入更深层次或更微小的血管（尤其是小孩的血管）；而较薄的外周有助于手术时的剪取人体组织或活体细胞。
19.优选地，所述钳体1的材料为金属粉末粒径在d90～d100 《15μm，而所述金属粉末是17-4ph, 304, 316, tc4钛合金中的一种。d90～d100是指粒度分布曲线中最大颗粒的等效直径。例如d90粒径、d95粒径、d98粒径分别是分布曲线中累积分布为90%、95%、98%时的最大颗粒的等效直径。金属粉末的粒径如果太大,注射时会形成严重的粉胶分离现象,业界使用mim粉末粒径一般为d95～d99》50μm。
20.结合剂的熔融指数值为2200～3200 g/10 min，这样可以大大提高喂料（金属粉末与结合剂的混炼造粒叫喂料）的流动性以使喂料更具有超高流动性，从而更好地成型射出。
21.该活体剪钳可以由医生或手术团队通过导管或导管系统引导到血管内进行操作。利用其超薄的结构和精确的尺寸，可以准确、安全地取样人体组织或活体细胞，以进行诊
断、研究或治疗等相关用途。
22.活体剪钳的左、右两半钳体1可以是一样造型，也可以是不同造型，这要根据活体剪钳的具体应用场合而定，但都是一样的方法来生产钳体。当左、右两半钳体生产出来后，再通过组装、焊接等方式生产出所需要的活体剪钳。可以看出，活体剪钳的钳体1生产是至关重要，足以决定整个钳子的大小、重量。
23.为此，以下两个范例是本发明的具体实施方式，用以进一步说明钳体的制备过程。
24.实施例一，制作腔体部12的宽度d为0.8毫米，壁厚t为35微米的钳体：首先，在制作之前，先根据活体钳的规格、大小和形状等，制备mim的微型模具，和准备17-4ph粉末（粒径为d97=14μm）作为加工钳体的金属粉末，以及调配好结合剂：聚甲醛、聚丙烯、增容剂、增塑剂和表面活性剂，它们各成分的重量配比为：88% ：1.5%：0.5%：5% ：5%，接下来，开始制作钳体：第一步、制作喂料：将金属粉末与结合剂混合均匀，进行密炼造粒，形成喂料；所述结合剂占金属粉末重量的12%；第二步、注射成型：将喂料注入注射微型模具中进行mim成型，以注射成型出所需形状的钳体；在注射成型过程中，控制注射较低压力和较高注射速度，以确保形状完整度与毛刺大小，尤其超薄的厚度与直径；第三步：脱脂烧结：将成型后的零件需要进行草酸脱脂处理，以去除98%以上结合剂；然后，在高温下进行烧结处理，烧结的温度范围为1300℃，在此温度下持续保持2小时；烧结过程中，在石墨真空炉中注入100%的ar气体，以提供保护气氛。
25.第四步、离子抛光：经过脱脂烧结的零件可能会产生毛刺或粗糙表面；为了改善零件的表面质量，可以使用离子抛光技术进行去毛刺和表面处理。离子抛光通过将电解质溶液引入处理区域，使用电场和化学反应的方式，从零件表面去除微小的不平顺和毛刺。离子抛光去毛刺步骤则有助于提高器械的表面光滑度，以减少对血管的损伤并确保操作的安全性，以及提高其耐腐蚀性和生物兼容性。
26.实施例二，制作腔体部12的宽度d为0.5毫米，壁厚t为50微米的钳体：首先，在制作之前，先根据活体钳的规格、大小和形状等，制备mim的微型模具，和准备tc4钛合金（粒径为d98 =15μm）作为加工钳体的金属粉末，以及调配好结合剂：聚甲醛、聚丙烯、增容剂、增塑剂和表面活性剂，它们各成分的重量配比为：89% ：5%：2%：2% ：2%，接下来，开始制作钳体：第一步、制作喂料：将金属粉末与结合剂混合均匀，进行密炼造粒，形成喂料；所述结合剂占金属粉末重量的10%；第二步、注射成型：将喂料注入注射微型模具中进行mim成型，以注射成型出所需形状的钳体；在注射成型过程中，控制注射较低压力和较高注射速度，以确保形状完整度与毛刺大小，尤其超薄的厚度与直径；第三步：脱脂烧结：将成型后的零件需要进行脱脂处理，以去除98%以上结合剂；然后，在高温下进行烧结处理，烧结的温度范围为1260℃，在此温度下持续保持3小时；烧结过程中，在石墨真空炉中注入ar气体，以提供保护气氛。
27.第四步、离子抛光：经过脱脂烧结的零件可能会产生毛刺或粗糙表面；为了改善零件的表面质量，可以使用离子抛光技术进行去毛刺和表面处理。离子抛光通过将电解质溶
液引入处理区域，使用电场和化学反应的方式，从零件表面去除微小的不平顺和毛刺。离子抛光去毛刺步骤则有助于提高器械的表面光滑度，以减少对血管的损伤并确保操作的安全性，以及提高其耐腐蚀性和生物兼容性。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，如出现术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位、位置关系或大多数人使用习惯作为附图的基准方位，这些仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围，即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。

技术特征：
1.一种超薄活体剪钳，由左、右两半钳体铰接在一起，所述钳体包括位于铰接点两侧的腔体部和开合操作臂，其特征在于，所述腔体部的宽度为0.5～0.8毫米，壁厚为30～50微米。2.根据权利要求1所述的超薄活体剪钳，其特征在于，所述钳体的材料为粒径d90～d100 <15μm的金属粉末。3.根据权利要求1或2所述的超薄活体剪钳，其特征在于，所述金属粉末是17-4ph, 304, 316, tc4钛合金中的一种。4.一种如权利要求1所述的超薄活体剪钳的钳体制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步、制作喂料：将金属粉末与结合剂混合均匀，进行密炼造粒，形成喂料；所述结合剂占金属粉末重量的6%～15%；第二步、注射成型：将喂料注入注射微型模具中进行mim成型，以成型出钳体的毛坯零件；第三步：脱脂烧结：将成型后的零件用草酸进行脱脂处理，以去除98%以上的结合剂；然后，在高温下进行烧结处理；烧结的温度范围为1260～1420℃，在此温度下持续保持2～6小时；烧结过程中，在石墨真空炉中注入50～100%的ar气体；第四步、离子抛光：用离子抛光技术进行去毛刺和表面处理。5.根据权利要求4所述的超薄活体剪钳的钳体制备方法，其特征在于，所述结合剂的熔融指数值为2200～3200 g/10 min。6.根据权利要求4所述的超薄活体剪钳的钳体制备方法，其特征在于，所述结合剂包括聚甲醛、聚丙烯、增容剂、增塑剂和表面活性剂，它们各成分的重量配比为：80～95% ：5～15%：0.5～5%：0.5～5% ：0.5～5%。

技术总结
一种超薄活体剪钳，由左、右两半钳体铰接在一起，所述钳体包括位于铰接点两侧的腔体部和开合操作臂，所述腔体部的宽度为0.5～0.8毫米，壁厚为30～50微米。本发明不用传统的全机加工工艺来生产活体剪钳，而是采用将粒径在D90～D100<15μm的金属粉末和高流动性配比的结合剂混合成喂料后，再经过MIM注射成型、脱脂烧结和离子抛光制造出钳体，最后再组装生产出剪钳，由于经MIM注射成型生产出来的钳体可以做得更薄、更轻，生产效率也更高，因此，本发明的制造成本更低，便于大规模生产，而且生产出来的剪钳也适用于更深层次或更微小血管的操作。作。作。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：蔡明芳
技术研发日：2023.07.01
技术公布日：2023/9/23