阅读说明：本技术 一种抗感染的医用钛合金材料及其机械设备 (Anti-infection medical titanium alloy material and mechanical equipment thereof ) 是由 杜翠 于 2020-04-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种抗感染的医用钛合金材料及其机械设备,包括肩垫、连接台和外套管,所述外套管的内部滑动安装有内套管,所述外套管的外围固定安装有固定台,所述固定台另一端的外套管外围固定安装有连接台,所述连接台的两侧通过连接环设置有绑绳,所述绑绳的另一端固定安装有肩垫,所述肩垫的内部设置有防护垫。本发明开发出的抗感染的医用钛合金材料及其机械设备在使用时利用侧护垫可以在使用时对绑绳与使用人员两侧的脖颈处进行防护,利用限位环与固定环可以在使用时对绑绳在肩垫外围表面的位置进行限定,避免绑绳在捆绑后因使用人员移动身体而导致绑绳在肩垫上的位置发生位移,提高装置的稳定性。(The invention discloses an anti-infection medical titanium alloy material and mechanical equipment thereof, which comprise a shoulder pad, a connecting table and an outer sleeve, wherein the inner sleeve is slidably arranged inside the outer sleeve, a fixing table is fixedly arranged on the periphery of the outer sleeve, the connecting table is fixedly arranged on the periphery of the outer sleeve at the other end of the fixing table, binding ropes are arranged on two sides of the connecting table through connecting rings, the shoulder pad is fixedly arranged at the other end of each binding rope, and a protective pad is arranged inside the shoulder pad. When the anti-infection medical titanium alloy material and the mechanical equipment thereof are used, the side protection pad can be used for protecting the tying rope and necks at two sides of a user, and the limiting ring and the fixing ring can be used for limiting the position of the tying rope on the peripheral surface of the shoulder pad, so that the position of the tying rope on the shoulder pad is prevented from being displaced due to the fact that the user moves the body after the tying rope is bound, and the stability of the device is improved.)

一种抗感染的医用钛合金材料及其机械设备

技术领域

本发明涉及医用钛合金材料技术领域，具体为一种抗感染的医用钛合金材料及其机械设备。

背景技术

医用钛合金（titanium alloy biomedical materials）用于制造植入人体内的医疗器件、假体或人工器官和辅助治疗设备的钛合金，它们具有比强度高、力学性质接近人骨，强度远优于纯钛，还具有耐疲劳、耐腐蚀及生物相容性优良等特点，医用钛合金由于无磁性、无毒性、优异的生物相容性、良好的耐磨耐蚀性及综合力学性能，是目前临床广泛应用的一类医用金属材料，已被广泛地应用在人工关节、骨折内固定器械、脊柱矫形内固定系统、齿科修复、呼吸修复等众多器械。

然而，作为常见的术后并发症，有关医用医疗器械引发的细菌感染已经成为21世纪医学领域内亟待解决的重要问题之一，据统计，每天全世界有超过1400万人在遭受院内感染的痛苦，其中60％的细菌感染与使用的医疗器械有关，在医疗水平相对发达的美国，因医疗器械的使用引发的细菌感染比率非常高，而且涉及到很多临床领域，包括心血管介入、骨科、整形、口腔、神经外科等，医疗器械引发的细菌感染一旦发生就会对患者造成灾难性的后果，患者还需再经历1-2次的手术取出植入医疗器械并清除病灶，给患者带来沉重的经济与精神负担，同时也会对医院和社会等造成不同程度的负面影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗感染的医用钛合金材料及其机械设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种抗感染的医用钛合金材料及其机械设备，包括肩垫、连接台和外套管，所述外套管的内部滑动安装有内套管，所述外套管的外围固定安装有固定台，所述固定台另一端的外套管外围固定安装有连接台，所述连接台的两侧通过连接环设置有绑绳，所述绑绳的另一端固定安装有肩垫，所述肩垫的内部设置有防护垫，且防护垫的内部固定安装有粘贴层。

进一步，所述绑绳外围的连接台与肩垫之间滑动安装有侧护垫，且侧护垫的内部设置有透气层。

进一步，所述粘贴层表面的防护垫内部设置有减震层，且减震层的表面设置有内衬层。

进一步，所述内套管的内部滑动安装有套管芯。

进一步，所述外套管外围的固定台与连接台之间固定安装后铆钉，铆钉的表面涂覆有防氧化层。

进一步，所述肩垫的两侧固定安装有限位环，限位环一侧的肩垫另一端表面固定安装有固定环，且绑绳贯穿限位环与固定环。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该抗感染的医用钛合金材料及其机械设备的制备方法通过连接台可以在使用时增加外套管与使用人员之间所接触的面积，外套管安装完成后利用绑绳对连接台的位置进行固定，避免连接台在使用时出现位移的现象，利用侧护垫可以在使用时对绑绳与使用人员两侧的脖颈处进行防护，利用限位环与固定环可以在使用时对绑绳在肩垫外围表面的位置进行限定，避免绑绳在捆绑后因使用人员移动身体而导致绑绳在肩垫上的位置发生位移，提高装置的稳定性，通过在钛合金材料成分中加入铜可以在使用时保证在特殊热处理条件下，钛铜相在钛中的均匀弥散析出，钛铜相主要为CuTi2，当这种含有在基体内均匀弥散分布CuTi2的钛金属处于潮湿的环境或者液体中时，会有Cu2+从钛表面溶出，从而使钛合金具有抗细菌感染功能，通过在医用钛合金材料的表面涂覆有氧化钛层与端氨基化层，具有良好的生物相容性、抑菌性和稳定性。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明的防护垫局部结构示意图；

图4为本发明的抗感染的医用钛合金材料及其机械设备的流程图。

图中：1、肩垫；101、限位环；102、固定环；2、侧护垫；3、绑绳；4、连接台；401、连接环；5、固定台；501、铆钉；6、防护垫；601、粘贴层；602、减震层；603、内衬层；7、外套管；701、套管芯；702、内套管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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元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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参阅图1-3，本发明提供的实施例：一种抗感染的医用钛合金材料及其机械设备，包括肩垫1、连接台4和外套管7，通过在外套管7的内部滑动安装有内套管702，在使用时将内套管702插入患者的气管之中，插入后通过在外套管7的外围固定安装有固定台5，固定台5另一端的外套管7外围固定安装有连接台4，连接台4的两侧通过连接环401设置有绑绳3，利用连接台4可以在使用时增加外套管7与使用人员之间所接触的面积，外套管7安装完成后利用绑绳3对连接台4的位置进行固定，避免连接台4在使用时出现位移的现象，通过在绑绳3的另一端固定安装有肩垫1，肩垫1的内部设置有防护垫6，且防护垫6的内部固定安装有粘贴层601，在使用时将肩垫1放置在使用人员脖颈部位的后表面，安装后可以在绑绳3在对连接台4进行限位时，对使用人员的后脖颈处进行防护，提高装置使用时的舒适度，避免绑绳3在使用时产生勒痕的现象，利用粘贴层601可以在使用时将减震层602与肩垫1之间进行连接，从而在使用时可以增加肩垫1使用时的舒适度。

进一步，绑绳3外围的连接台4与肩垫1之间滑动安装有侧护垫2，且侧护垫2的内部设置有透气层，利用侧护垫2可以在使用时对绑绳3与使用人员两侧的脖颈处进行防护，避免绑绳3在使用时在使用人员的脖颈处产生勒痕的现象，提高装置使用时的舒适度，利用透气层可以在使用时增加侧护垫2在使用时的透气性。

进一步，粘贴层601表面的防护垫6内部设置有减震层602，减震层602的材料采用海绵制成，在使用时利用海绵的柔软性可以增加肩垫1与使用人员脖颈处的舒适度，且减震层602的表面设置有内衬层603，利用内衬层603可以在使用时对减震层602的外围进行包裹，避免减震层602表面与使用人员的皮肤直接进行接触，提高装置的舒适度。

进一步，内套管702的内部滑动安装有套管芯701，利用套管芯701可以在使用时增加装置使用时的性能。

进一步，外套管7外围的固定台5与连接台4之间固定安装后铆钉501，利用铆钉501可以在使用时将外固定台5与连接台4之间进行固定连接，避免外套管7在使用过程中与连接台4之间发生角度偏移的现象，铆钉501的表面涂覆有防氧化层，涂覆后可以有效的防止空气中所含有的氧气对设备的表面进行氧化，从而延长设备的使用寿命。

进一步，肩垫1的两侧固定安装有限位环101，限位环101一侧的肩垫1另一端表面固定安装有固定环102，且绑绳3贯穿限位环101与固定环102，利用限位环101与固定环102可以在使用时对绑绳3在肩垫1外围表面的位置进行限定，避免绑绳3在捆绑后因使用人员移动身体而导致绑绳3在肩垫1上的位置发生位移，提高装置的稳定性。

工作原理：在使用时将内套管702插入患者的气管之中，利用连接台4可以在使用时增加外套管7与使用人员之间所接触的面积，外套管7安装完成后利用绑绳3对连接台4的位置进行固定，避免连接台4在使用时出现位移的现象，利用侧护垫2可以在使用时对绑绳3与使用人员两侧的脖颈处进行防护，利用限位环101与固定环102可以在使用时对绑绳3在肩垫1外围表面的位置进行限定，避免绑绳3在捆绑后因使用人员移动身体而导致绑绳3在肩垫1上的位置发生位移，提高装置的稳定性。

实施例2

一、铸造钛合金的生产工艺：

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，与其它金属材料相比，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域，医用钛合金用于制造植入人体内的医疗器件、假体或人工器官和辅助治疗设备的钛合金，它们具有比强度高、力学性质接近人骨，强度远优于纯钛，还具有耐疲劳、耐腐蚀及生物相容性优良等特点。

1、一种抗感染的医用钛合金材料及其机械设备，钛合金材料其主要成分为医用纯钛中与20-30wt％的铜元素，其特征在于：包括以下六个步骤：

步骤一：所述原料成形：在医用纯钛中添加20-30wt％的铜元素，该抗感染医用钛金属材料的热处理方法为：930-1000℃温度下保温1-2h，水冷至室温，然后在400-540℃温度下保温0.5-6h，空冷或水冷；

步骤二：所述金属加工：对成型后的医用钛金属表面进行打磨、抛光，抛光完成后将医用钛合金属进行清洗干净；

步骤三：所述材料涂层：将清洗干净的医用钛金属置于氧化性溶液中，在70~90℃条件下进行氧化处理，处理时间为15~50min，得表面具有氧化钛层的医用钛金属材料；

步骤四：所述将表面具有氧化钛层的医用钛金属材料置于甲苯中，加入带氨基的硅烷偶联剂进行回流反应，反应8~50h后取出并晾干，得端氨基化层的医用钛合金材料。

2.根据权利要求1所述的一种抗感染的医用钛合金材料及其机械设备，其特征在于：所述热处理工艺为：950℃温度下保温0.5-1.5h，水冷至室温，450℃温度下保温3-5h，空冷或水冷至室温合。

3.根据权利要求1所述的一种抗感染的医用钛合金材料及其机械设备，其特征在于：所述步骤二中清洗方式采用医用超声波清洗装置对钛合金材料进行清洗消毒。

4.根据权利要求1所述的一种抗感染的医用钛合金材料及其机械设备，其特征在于：所述反应结束后，取出钛金属，蒸馏水洗净后放入装有1% I型胶原酶2ml的瓶中，消化30秒；取出钛金属，蒸馏水洗净后超声10分钟，取出于80℃真空干燥。

总结：本发明抗感染的医用钛合金材料及其机械设备通过在钛合金材料成分中加入铜可以在使用时保证在特殊热处理条件下，钛铜相在钛中的均匀弥散析出，钛铜相主要为CuTi2，当这种含有在基体内均匀弥散分布CuTi2的钛金属处于潮湿的环境或者液体中时，会有Cu2+从钛表面溶出，从而使钛合金具有抗细菌感染功能，通过在医用钛合金材料的表面涂覆有氧化钛层与端氨基化层，具有良好的生物相容性、抑菌性和稳定性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。