ЛЕЗВИЕ ОФТАЛЬМОХИРУРГИЧЕСКОЕ Российский патент 2014 года по МПК A61F9/07 

Описание патента на изобретение RU2534392C1

Изобретение относится к хирургическим режущим инструментам, для создания которых используются достижения современных нанотехнологий, и может быть использовано для проведения микрохирургических операций в офтальмологии.

Известны лезвия из нержавеющей стали, предназначенные для проведения большинства хирургических и микрохирургических операций [1].

Преимущества стальных лезвий перед другими типами заключается в простоте механической обработки и придании им необходимой геометрической конфигурации, сравнительной дешевизне и присущей им контрастности относительно оперируемых биологических тканей. К недостаткам этих лезвий относятся большая толщина режущей кромки и быстрая затупляемость, обусловленная малой твердостью стали.

Известно лезвие, которое содержит корпус с крепежной частью и режущую кромку, покрытую слоем аморфного диоксида кремния толщиной не менее 0,7 мкм, а основание корпуса и клинообразная режущая кромка выполнены из пластины монокристаллического кремния [2].

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность, недостаточная твердость, низкая износостойкость.

Низкая механическая прочность связана с использованием аморфных пленок диоксида кремния, сформированных на поверхностях клинообразной режущей кромки. При этом величина твердости монокристаллического кремния не превышает 7 единиц по шкале Мооса и также величина твердости для аморфных пленок диоксида кремния не превышает 7 единиц по шкале Мооса. Это приводит к тому, что не обеспечивается необходимая механическая прочность лезвий.

Низкая износостойкость также непосредственно связана с твердостью покрытия аморфных пленок диоксида кремния, сформированных на поверхностях клинообразной режущей кромки.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение прочности, повышение твердости, увеличение износостойкости инструмента. Для достижения этого в лезвие офтальмохирургическом, содержащем корпус с основанием из монокристаллического кремния и режущую кромку, корпус с основанием из монокристаллического кремния и режущая кромка имеют покрытие в виде слоя нитрида кремния толщиной 100-1000 Å и слоя нитрида титана 500-700 Å, расположенного на поверхности слоя нитрида кремния.

Признаком, отличающим предложенное лезвие офтальмохирургическое, является то, что основание корпуса и клинообразная режущая кромка покрыты поочередно слоями нитрида кремния (Si3N4) толщиной 100-1000 Å и нитрида титана (TiN) 500-700 Å, расположенного на поверхности слоя нитрида кремния

Толщина слоя нитрида кремния не может быть менее 100 Å, так как при меньшей толщине наблюдается резкое уменьшение твердости лезвия офтальмохирургического из-за нарушения неравномерности покрытия.

Толщина слоя нитрида кремния не может быть более 1000 Å, так как при больших толщинах пленки нитрида кремния в физической структуре, состоящей из пластины монокристаллического кремния покрытого слоями нитрида кремния и нитрида титана, возникают большие механические напряжения, приводящие к снижению механической прочности лезвия. Кроме того, увеличение толщины покрытия приводит к увеличению радиуса скругления (R) режущей кромки, что отрицательно влияет на остроту режущей кромки.

Толщина слоя нитрида титана 500 Å достаточна для обеспечения необходимой прочности и износостойкости. Так, твердость по Моосу у нитрида титана составляет 9 ед. А это в 4 раз выше в переводе на абсолютные единицы, чем у монокристаллического кремния и диоксида кремния. Конструкция лезвия офтальмохирургического на основе пластины монокристаллического кремния характеризуется наибольшей остротой режущей кромки, которая не может быть достигнута ни одним из известных в настоящее время способов обработки, так как в этом случае величина радиуса скругления R режущей кромки ограничена всего постоянной решетки а=5,431 Å. У нитрида титана 4,235 Å.

Толщина слоя нитрида титана не может быть более 700 Å, так как увеличение толщины покрытия приводит к увеличению радиуса скругления (R) режущей кромки, что отрицательно влияет на остроту режущей кромки.

Прочность основания и клинообразных режущих кромок физической структуры лезвия офтальмохирургического, выполненных из пластины монокристаллического кремния со сформированным армирующим покрытием, выполняющим функции каркаса прочности, зависит от физических свойств армирующего покрытия, твердости материала, из которого выполнено указанное покрытие, толщины покрытия и формы каркаса прочности, а также от применяемых в технологическом цикле изготовления лезвий методов создания покрытия. В предлагаемой конструкции, когда на поверхностях монокристаллического кремния, ограничивающих основание и клинообразную режущую кромку, сформировано армирующее покрытие на основе пленок нитрида титана, прочностные характеристики лезвия составят 138÷146% по отношению к лезвию, изготовленному из пластины монокристаллического кремния, учитывая более высокую твердость аморфных по структуре пленок нитрида титана по отношению к пластине монокристаллического кремния и пленкам нитрида кремния, имеющим аморфную структуру.

Таким образом, изобретение позволяет повысить механическую прочность лезвий в 4 раза за счет формирования внешнего армирующего слоя из нитрида титана, создать прочный каркас лезвия, выполненного из слоев нитрида кремния и нитрида титана, за счет уменьшения величины механических напряжений, возникающих в системе монокристаллический кремний-нитрид кремний-нитрид титана.

Повысить износостойкость лезвия за счет использования внешнего покрытия, выполненного из нитрида титана, обладающего большей твердостью.

Повысить износостойкость лезвия за счет уменьшения радиуса скругления режущей кромки, так как суммарная толщина меньше в 4 раза и постоянная решетки у нитрида титана меньше, которая также непосредственно оказывает влияние на остроту режущей кромки, так и на износостойкость лезвия.

На фиг.1 изображено лезвие офтальмохирургическое,

где:

1 - основание корпуса;

2 - клинообразная режущая кромка;

3 - слой нитрида кремния;

4 - слой нитрида титана.

Изобретение выполнено следующим образом.

На пластине монокристаллического кремния групповыми методами, применяемыми в производстве полупроводниковых приборов и микросхем с использованием методов термического окисления пластин монокристаллического кремния, фотолитографической обработки, а также оборудования фотохимической обработки пластин монокристаллического кремния, травления пластин в реакционных камерах оборудования линии химической обработки, а также с использованием газофазного осаждения пленок и магнитронного осаждения формируются структуры лезвий офтальмохирургических в количестве не менее 100 штук на одной пластине монокристаллического кремния диаметром 100 мм, отвечающим требованиям ЕТО 035.240 ТУ.

Применение в технологическом цикле изготовления лезвий офтальмохирургических групповых методов обработки, применяемых при создании полупроводниковых приборов и микросхем, позволяет в значительной мере снизить себестоимость изготовления и позволяет использовать лезвия офтальмохирургические в качестве инструментария одноразового применения.

Использование предложенного изобретения позволяет обеспечить повышение прочности, твердости, износостойкости.

Источники информации

1. Каталог медицинских инструментов, выпускаемых ОАО «Нижнетагильский медико-технический завод». Нижний Тагил, 1997 г.

2. Патент РФ №2331377 - прототип.

Похожие патенты RU2534392C1

название год авторы номер документа
ЛЕЗВИЕ ОФТАЛЬМОХИРУРГИЧЕСКОЕ 2011
  • Баскин Владимир Анатольевич
  • Приходько Павел Сергеевич
  • Денискин Виктор Васильевич
  • Рапидов Михаил Ольгердович
  • Баринов Константин Иванович
  • Латыпов Ильяс Амирович
  • Караваев Александр Александрович
  • Бессарабов Анатолий Никитич
RU2483684C1
ЛЕЗВИЕ ОФТАЛЬМОХИРУРГИЧЕСКОЕ 2011
  • Баскин Владимир Анатольевич
  • Приходько Павел Сергеевич
  • Денискин Виктор Васильевич
  • Рапидов Михаил Ольгердович
  • Баринов Константин Иванович
  • Латыпов Ильяс Амирович
  • Караваев Александр Александрович
  • Бессарабов Анатолий Никитич
RU2484781C1
ЛЕЗВИЕ ОФТАЛЬМОМИКРОХИРУРГИЧЕСКОЕ 2011
  • Тахчиди Христо Периклович
  • Караваев Александр Александрович
  • Бессарабов Анатолий Никитич
  • Баринов Константин Иванович
RU2475220C1
ЛЕЗВИЕ ОФТАЛЬМОМИКРОХИРУРГИЧЕСКОЕ 2011
  • Тахчиди Христо Периклович
  • Караваев Александр Александрович
  • Бессарабов Анатолий Никитич
  • Баринов Константин Иванович
RU2475219C1
МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТРУМЕНТ 2013
  • Петров Юрий Иванович
  • Хныков Валерий Михайлович
  • Еремеев Сергей Васильевич
RU2541056C1
ЛЕЗВИЕ БРИТВЫ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2001
  • Сонненберг Невилл
  • Жук Эндрю
  • Уайт Чарльз
  • Хан Стивен
  • Клипстоун Колин Джон
RU2258602C2
БРИТВЕННОЕ ЛЕЗВИЕ 2012
  • Скробис, Кеннет, Джеймс
  • Паркер, Джеффри, Стюарт
  • Шен, Бин
  • Стоун, Мэттью, Роберт
  • Нисби, Джон, Джозеф
  • Слэттери, Джейсон, Скотт
  • Цзю, Юнцин
RU2567169C2
БРИТВЕННОЕ ЛЕЗВИЕ 2004
  • Клипстоун Колин
  • Лю Ицянь Эрик
  • Жук Эндрю
  • Хан Стив С.
  • Сонненберг Невилл
RU2377118C2
ЛЕЗВИЯ БРИТВЕННОГО ПРИБОРА 2009
  • Клаус Оливер Х.
  • Депьюдт Джозеф Аллан
  • Хан Стив С.
  • Джу Юнгджин
  • Мадейра Джон
  • Марчев Кразимир Григоров
  • Скробис Кеннеф Джеймс
  • Сонненберг Невилле
  • Вайт Чарлез Самуель
RU2450916C1
БРИТВЕННЫЕ ЛЕЗВИЯ С БОЛЬШИМ РАДИУСОМ ОСТРИЯ ЛЕЗВИЯ 2012
  • Патель Ашок Б.
  • Паркер Джеффри С.
  • Шен Бин
  • Скробис Кеннет Дж.
  • Стоне Мэттью Р.
  • Нисби Джон Дж.
  • Слэттери Джейсон С.
  • Цзю Йонцин
RU2553158C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 534 392 C1

Реферат патента 2014 года ЛЕЗВИЕ ОФТАЛЬМОХИРУРГИЧЕСКОЕ

Изобретение относится к офтальмологии и может быть использовано для проведения микрохирургических операций. Лезвие офтальмохирургическое содержит корпус с основанием из монокристаллического кремния и режущую кромку. Основание корпуса и режущая кромка порыты слоями нитрида кремния толщиной 100-1000 Å и нитрида титана 500-700 Å. Техническим результатом изобретения является повышение прочности, твердости, износостойкости. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 534 392 C1

Лезвие офтальмохирургическое, содержащее корпус с основанием из монокристаллического кремния и режущую кромку, отличающееся тем, что корпус с основанием из монокристаллического кремния и режущая кромка имеют покрытие в виде слоя нитрида кремния толщиной 100-1000 Å и слоя нитрида титана 500-700 Å, расположенного на поверхности слоя нитрида кремния.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2534392C1

ЛЕЗВИЕ МИКРОХИРУРГИЧЕСКОЕ 2007
  • Тахчиди Христо Периклович
  • Латыпов Ильяс Амирович
  • Караваев Александр Александрович
  • Чеглаков Юрий Анатольевич
  • Хазиахметов Андрей Рафаилевич
RU2331377C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОХИРУРГИЧЕСКИХ ЛЕЗВИЙ 2007
  • Тахчиди Христо Периклович
  • Караваев Александр Александрович
  • Баринов Константин Иванович
  • Семенцов Владислав Федорович
  • Рапидов Михаил Ольгердович
  • Хазиахмедов Андрей Рафаилевич
  • Латыпов Ильяс Амирович
RU2346800C2
US 20090131961 A1, 21.05.2009
Газовая турбина с устройством для автоматического ограничения числа оборотов 1960
  • Аринушкин Л.С.
  • Ваинбаум И.Ф.
  • Думов В.И.
  • Фридман Н.А.
SU139169A1
Микрохирургический скальпель 1986
  • Налбандян Арам Багратович
  • Микаелян Александр Львович
  • Кочарян Артур Рубенович
  • Арутюнян Гагик Ашотович
  • Бадалян Рафаел Анушаванович
  • Барсегян Размик Нагапетович
SU1463253A1

RU 2 534 392 C1

Авторы

Тимошенков Сергей Петрович

Шилов Валерий Федорович

Рапидов Михаил Ольгердович

Миронов Сергей Геннадьевич

Тимошенков Алексей Сергеевич

Даты

2014-11-27Публикация

2013-10-03Подача