CN114855257A - 金属膜材的边缘抛光方法及金属膜材和应用 - Google Patents
金属膜材的边缘抛光方法及金属膜材和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种金属膜材的边缘抛光方法及金属膜材和应用。该金属膜材的边缘抛光方法，包括以下步骤：在金属膜材上设置具有绝缘性能的保护膜，保护膜覆盖金属膜材的边缘之外的区域；将设置保护膜的金属膜材进行电化学抛光；去除抛光后的所述金属膜材的保护膜。上述金属膜材的边缘抛光方法，将金属膜材的表面包裹一层具有绝缘性能的保护膜，进行电化学抛光。电化学抛光主要是去除金属膜材的边缘锋利部位，使得金属膜材的边缘光滑，从而避免软组织开裂，降低伤口感染的可能性进而缩短伤口的愈合期。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及金属膜材的边缘抛光方法及金属膜材和应用。
背景技术
引导骨组织再生(Guided Bone Regeneration，GBR)技术，是根据上皮细胞和成纤维细胞生长迁移速度快，而成骨细胞迁移速度较慢的特点，将金属或生物材料制成的屏障膜置于软组织如牙龈软组织与骨缺损之间，人为地竖起一道生物屏障。生物屏障可保留成骨空间，阻止软组织中速度较快的成纤维细胞及上皮细胞长入骨缺损区，创造一个相对封闭的环境，确保增殖速度较慢的成骨细胞在成骨过程不受干扰，并有充足的时间能够占据成骨空间最后实现缺损区完全的骨修复与再生。
但是在临床应用中，生物材料制成的屏障膜不能够提供较好的机械支撑作用及空间保护作用，往往造成骨缺损部位在修复时坍塌，骨增量不足等问题。而传统金属膜材如口腔钛膜，虽然力学支撑性能优异，但是锋利的金属剪裁、切割边缘有可能导致软组织开裂，从而增加伤口感染的可能性并且会延长伤口的愈合期。
发明内容
基于此，有必要针对金属膜材边缘锋利有可能导致软组织开裂的问题，提供一种金属膜材的边缘抛光方法及金属膜材和应用。
本申请第一方面，提供一种金属膜材的边缘抛光方法，包括以下步骤：
在金属膜材上设置具有绝缘性能的保护膜，保护膜覆盖金属膜材的边缘之外的区域；
将包裹高分子膜衣的金属膜材设置保护膜的金属膜材进行电化学抛光；
去除抛光后的金属膜材的保护膜。可选地，电化学抛光的步骤包括：
在电化学抛光设备的阴极连接不溶性金属的情况下，将设置保护膜的金属膜材置于阳极，在电流范围0.1～10A，电压范围0.1～100V的条件下，抛光1～25次，单次抛光时间为5～1200s，电流为直流或脉冲电流，脉冲电流的频率为1～300Hz。
可选地，包裹高分子膜衣的金属膜材设置保护膜的金属膜材在电流范围1～50.1～10A，电压范围5～200.1～100V的条件下，抛光5～10次数1～25次，单次抛光时间为30～3005～1200s，电流为直流或脉冲电流，脉冲电流的频率为20～1001～300Hz。
可选地，电化学抛光的步骤中的电解液为醇类物质与酸类物质的混合物。
醇类物质选自乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、乙二醇和丙三醇中的两种。
酸类物质选自乙酸、丙酸、丙稀酸、碳酸、硼酸、乳酸、硫酸、硝酸、磷酸和盐酸中的一种。
电解液中醇类物质的总体积与酸类物质的体积比为88～95:5～12；其中，两种醇类物质的体积比为30～55:40～60。
可选地，金属膜材为钛膜材、锌膜材、镁膜材或铁膜材。
可选地，保护膜为高分子膜，高分子膜的材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚甲醛、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯醚树脂、聚邻苯二酰胺、聚苯硫醚、聚砜、聚醚醚酮、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯中的一种或几种。
高分子膜通过热封固化、喷涂固化或光固化方式形成。
可选地，保护膜的厚度为0.01～1mm。
可选地，去除抛光后的金属膜材的保护膜的步骤之后还包括：
将去除保护膜的金属膜材进行清洗。
本申请第二方面，提供一种上述的抛光方法制备的金属膜材。
本申请第三方面，提供一种上述的抛光方法制备的金属膜材在屏障膜中的应用。
上述金属膜材的边缘抛光方法，将金属膜材的表面包裹一层具有绝缘性能的保护膜，进行电化学抛光。电化学抛光主要是去除金属膜材的边缘锋利部位，使得金属膜材的边缘光滑，从而避免软组织开裂，降低伤口感染的可能性进而缩短伤口的愈合期。
附图说明
图1为实施例1的未抛光锌膜材的边缘的形貌图；
图2为实施例1的抛光后锌膜材的边缘的形貌图；
图3为实施例2的未抛光镁膜材的边缘的形貌图；
图4为实施例2的抛光后镁膜材的边缘的形貌图；
图5为实施例3的未抛光铁膜材的边缘的形貌图；
图6为实施例3的抛光后铁膜材的边缘的形貌图；
图7为实施例4的未抛光钛膜材的边缘的形貌图；
图8为实施例4的抛光后钛膜材的边缘的形貌图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
本申请第一方面，提供一种金属膜材的边缘抛光方法，包括以下步骤：
在金属膜材上设置具有绝缘性能的保护膜，保护膜覆盖金属膜材的边缘之外的区域；
将包裹高分子膜衣的金属膜材设置保护膜的金属膜材进行电化学抛光；
去除抛光后的金属膜材的保护膜。
申请人发现小于100um以下的金属膜材边缘很难经过数控加工车削进行边缘处倒角去锋利化处理。基于此，申请人经过大量的研究，可通过电化学抛光，针对边缘处进行抛光处理，可以实现产品去锋利化临床目的。
金属膜材的保护膜具有绝缘性能，故而金属膜材上被保护膜覆盖的区域无法进行电化学抛光。金属膜材的边缘为抛光对象，金属膜材的边缘为金属膜材的各表面与其他表面相交部分以及靠近相交部分的区域。因而，金属膜材的边缘未被保护膜覆盖。金属膜材的各表面除此之外的其他部分不需要抛光，故而被保护膜覆盖。保护膜对这些部分区域形成保护。
可以理解的是，既可以在设置保护膜时，在金属膜材的边缘的区域不设置保护膜，而在其他区域设置保护膜。也可以在金属膜材设置覆盖金属膜材整体的保护膜，然后通过裁剪、磨削等方式去除金属膜材的边缘的保护膜，使金属膜材的边缘裸露。
电化学抛光也称电解抛光。电解抛光是以被抛光工件为阳极，不溶性金属为阴极，两极同时浸入到电解槽中，通入电流而产生有选择性的阳极溶解，从而达到工件表面光亮度增大的效果。
根据电化学尖端放电的原理，电化学抛光时，微小突出的部位优先溶解，与此同时，溶解产物与表面的电解液形成高电阻的粘稠性液膜层，微小突出的部位的液膜层较薄，其电阻小，从而继续保持优先溶解。金属膜材的边缘锋利，相对其他表面突出，故而会优先溶解，最终形成光滑的边缘。
经过抛光后，金属膜材的边缘光滑，可通过物理方式剥除抛光后的金属膜材的保护膜，当然也可通过化学方式溶解去除保护膜，得到抛光后的金属膜材。
上述金属膜材的边缘抛光方法，将金属膜材的表面包裹一层具有绝缘性能的保护膜，进行电化学抛光。电化学抛光主要是去除金属膜材的边缘锋利部位，使得金属膜材的边缘光滑，从而避免软组织开裂，降低伤口感染的可能性进而缩短伤口的愈合期。
可选地，电化学抛光的步骤包括：
在电化学抛光设备的阴极连接不溶性金属的情况下，将设置保护膜的金属膜材置于阳极，在电流范围0.1～10A，电压范围0.1～100V的条件下，抛光1～25次，单次抛光时间为5～1200s，电流为直流或脉冲电流，脉冲电流的频率为1～300Hz。
电化学抛光设备具有阴极和阳极，与此同时，设备中还具有电解液。将将设置保护膜的金属膜材放置于电化学抛光设备的阳极，同时在阴极连接铂、铱丝类不溶性金属在上述条件下，进行抛光。电流或电压过大，会造成腐蚀面腐蚀抛光速率过快发生不均匀点腐蚀；电流或电压过小，会造腐蚀面腐蚀抛光速率过慢，降低抛光效率，增加抛光成本。
可选地，包裹高分子膜衣的金属膜材设置保护膜的金属膜材在电流范围1～50.1～10A，电压范围5～200.1～100V的条件下，抛光5～10次数1～25次，单次抛光时间为30～3005～1200s，电流为直流或脉冲电流，脉冲电流的频率为20～1001～300Hz。
可选地，电化学抛光的步骤中的电解液为醇类物质与酸类物质的混合物。
醇类物质选自乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、乙二醇和丙三醇中的两种。
酸类物质选自乙酸、丙酸、丙稀酸、碳酸、硼酸、乳酸、硫酸、硝酸、磷酸和盐酸中的一种。
电解液中醇类物质的总体积与酸类物质的体积比为88～95:5～12；其中，两种醇类物质的体积比为30～55:40～60。
可选地，金属膜材为钛膜材、锌膜材、镁膜材或铁膜材。
可选地，保护膜为高分子膜，也可称为高分子膜衣。高分子膜的材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚甲醛、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯醚树脂、聚邻苯二酰胺、聚苯硫醚、聚砜、聚醚醚酮、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯中的一种或几种。
高分子膜通过热封固化、喷涂固化或光固化方式形成。
可选地，保护膜的厚度为0.01～1mm。
可选地，去除抛光后的金属膜材的保护膜的步骤之后还包括：
将去除保护膜的金属膜材进行清洗。
本申请第二方面，提供一种上述的抛光方法制备的金属膜材。
本申请第三方面，提供一种上述的抛光方法制备的金属膜材在屏障膜中的应用。
实施例1
(1)在锌膜材表面采用热封固化方法封闭一层0.05mm厚度的聚丙烯高分子膜衣，并使锌膜材的边缘暴露。
(2)将封闭后锌膜材放置于电化学抛光设备阳极，阴极连接铂铱丝类不溶性金属，按如下抛光参数抛光。电流为直流。电流范围1A，电压范围30V，单次作用时间300s，抛光次数2次。所用电解液为丙醇：乙二醇：磷酸＝50:48:2体积比例的混合抛光液。
(3)抛光后产品剥离高分子膜衣，至于无水乙醇中超声清洗，可得边缘去锋利化后的锌膜材。分别将锌膜材和边缘去锋利化后的锌膜材在基恩士超景深显微镜设备300倍放大条件下检测边界形貌，结果如图1和图2所示。图1显示锌膜材边缘的夹角为直角，边缘锋利。图2显示边缘去锋利化后的锌膜材边缘较为圆润光滑。
实施例2
(1)在镁膜材表面采用光固化方法封闭一层0.2mm厚度的聚四氟乙烯高分子膜衣，并使镁膜材的边缘暴露。
(2)将封闭后镁膜材放置于电化学抛光设备阳极，阴极连接铂铱丝类不溶性金属，按如下抛光参数抛光。电流为直流。电流范围0.2A，电压范围10V，单次作用时间20s，抛光次数6次。所用电解液为乙醇：丙三醇：乙酸＝55:40:5体积比例的混合抛光液。
(3)抛光后产品剥离高分子膜衣，至于无水乙醇中超声清洗，可得边缘去锋利化后的镁膜材。分别将镁膜材和边缘去锋利化后的镁膜材在基恩士超景深显微镜设备300倍放大条件下检测边界形貌，结果如图3和图4所示。图3显示镁膜材边缘的夹角为直角，边缘锋利。图4显示边缘去锋利化后的镁膜材边缘较为圆润光滑。
实施例3
(1)在铁膜材表面采用热封固化方法封闭一层0.1mm厚度的聚甲基丙烯酸甲酯高分子膜衣，并使铁膜材的边缘暴露。
(2)将封闭后铁膜材放置于电化学抛光设备阳极，阴极连接铂铱丝类不溶性金属，按如下抛光参数抛光。电流为直流。电流范围2A，电压范围60V，单次作用时间200s，抛光次数5次。所用电解液为戊醇：乙二醇：碳酸＝30:60:10体积比例的混合抛光液。
(3)抛光后产品剥离高分子膜衣，至于无水乙醇中超声清洗，可得边缘去锋利化后的铁膜材。分别将铁膜材和边缘去锋利化后的铁膜材在基恩士超景深显微镜设备300倍放大条件下检测边界形貌，结果如图5和图6所示。图5显示铁膜材边缘的夹角为直角，边缘锋利。图6显示边缘去锋利化后的铁膜材边缘较为圆润光滑。
实施例4
(1)在钛膜材表面采用喷涂固化方法封闭一层0.5mm厚度的聚碳酸酯高分子膜衣，并使钛膜材的边缘暴露。
(2)将封闭后钛膜材放置于电化学抛光设备阳极，阴极连接铂铱丝类不溶性金属，按如下抛光参数抛光。电流为脉冲电流。电流范围5A，电压范围90V，单次作用时间120s，抛光次数10次，脉冲电流频率为95Hz。所用电解液为丁醇：丙三醇：盐酸＝44:50:6体积比例的混合抛光液。
(3)抛光后产品剥离高分子膜衣，至于无水乙醇中超声清洗，可得边缘去锋利化后的钛膜材。分别将钛膜材和边缘去锋利化后的钛膜材在基恩士超景深显微镜设备500倍放大条件下检测边界形貌，结果如图7和图8所示。图7显示钛膜材边缘的夹角为直角，边缘锋利。图8显示边缘去锋利化后的钛膜材边缘较为圆润光滑。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种金属膜材的边缘抛光方法，其特征在于，包括以下步骤：
在金属膜材上设置具有绝缘性能的保护膜，所述保护膜覆盖所述金属膜材的边缘之外的区域；
将设置保护膜的金属膜材进行电化学抛光；
去除抛光后的所述金属膜材的保护膜。
2.根据权利要求1所述的金属膜材的边缘抛光方法，其特征在于，所述电化学抛光的步骤包括：
在电化学抛光设备的阴极连接不溶性金属的情况下，将所述设置保护膜的金属膜材置于阳极，在电流范围0.1～10A，电压范围0.1～100V的条件下，抛光1～25次，单次抛光时间为5～1200s，所述电流为直流或脉冲电流，所述脉冲电流的频率为1～300Hz。
3.根据权利要求2所述的金属膜材的边缘抛光方法，其特征在于，所述设置保护膜的金属膜材在电流范围1～5A，电压范围5～20V的条件下，抛光5～10次，单次抛光时间为30～300s，所述电流为直流或脉冲电流，所述脉冲电流的频率为20～100Hz。
4.根据权利要求2所述的金属膜材的边缘抛光方法，其特征在于，所述电化学抛光的步骤中的电解液为醇类物质与酸类物质的混合物；
所述醇类物质选自乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、乙二醇和丙三醇中的两种；
所述酸类物质选自乙酸、丙酸、丙稀酸、碳酸、硼酸、乳酸、硫酸、硝酸、磷酸和盐酸中的一种；
所述电解液中所述醇类物质的总体积与所述酸类物质的体积比为88～95:5～12；其中，两种醇类物质的体积比为30～55:40～60。
5.根据权利要求4所述的金属膜材的边缘抛光方法，其特征在于，所述金属膜材为钛膜材、锌膜材、镁膜材或铁膜材。
6.根据权利要求1所述的金属膜材的边缘抛光方法，其特征在于，所述保护膜为高分子膜，所述高分子膜的材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚甲醛、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯醚树脂、聚邻苯二酰胺、聚苯硫醚、聚砜、聚醚醚酮、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯中的一种或几种；
所述高分子膜通过热封固化、喷涂固化或光固化方式形成。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的金属膜材的边缘抛光方法，其特征在于，所述保护膜的厚度为0.01～1mm。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的金属膜材的边缘抛光方法，其特征在于，所述去除抛光后的所述金属膜材的保护膜的步骤之后还包括：
将去除所述保护膜的金属膜材进行清洗。
9.一种权利要求1～8中任一项所述的抛光方法制备的金属膜材。
10.一种权利要求1～8中任一项所述的抛光方法制备的金属膜材在屏障膜中的应用。
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