[go: up one dir, main page]

RU2773965C1 - Method for coating acupuncture needle - Google Patents

Method for coating acupuncture needle Download PDF

Info

Publication number
RU2773965C1
RU2773965C1 RU2022103143A RU2022103143A RU2773965C1 RU 2773965 C1 RU2773965 C1 RU 2773965C1 RU 2022103143 A RU2022103143 A RU 2022103143A RU 2022103143 A RU2022103143 A RU 2022103143A RU 2773965 C1 RU2773965 C1 RU 2773965C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coating
acupuncture needles
precursor
needles
reactor
Prior art date
Application number
RU2022103143A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Артем Олегович Бахметьев
Original Assignee
Артем Олегович Бахметьев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Артем Олегович Бахметьев filed Critical Артем Олегович Бахметьев
Priority to RU2022103143A priority Critical patent/RU2773965C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2773965C1 publication Critical patent/RU2773965C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

FIELD: medical equipment.
SUBSTANCE: invention relates to medical equipment, namely to a method for applying iron oxide coating on acupuncture needles by atomic layer deposition. Acupuncture needles are placed in the reaction chamber, a vacuum is created inside the chamber at a pressure of 1-5 mbar, a cycle is carried out, including heating the acupuncture needles to a temperature of 220-280°C, discretely sequential supply of vapors of the precursor of bis-η5-cyclopentadienyl iron II ( ferrocene) with a temperature of 80-100°C for 1-3 s with a holding time of 1-3 s and an oxygen reagent gas at a pressure of 1-3 bar for 5-7 s with a holding time of 1-3 s. After the mentioned precursor has been vented and after oxygen has been vented, the reactor is purged with nitrogen and pumped out to the initial pressure.
The specified cycle is carried out until the formation of a given coating thickness of 4-32 nm with at least 600 cycles.
EFFECT: invention provides uniform coating, increased sorption properties and adhesive strength of the resulting acupuncture needles.
1 cl, 4 dwg, 4 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способу нанесения покрытия на акупунктурные иглы, и может быть использовано в практической медицине для проведения процедуры иглоукалывания, способствующей сорбции и выведению частиц тяжелых металлов из организма человека. SUBSTANCE: invention relates to medical equipment, namely to a method of coating acupuncture needles, and can be used in practical medicine for acupuncture, which promotes the sorption and removal of heavy metal particles from the human body.

Из уровня техники (RU 2674985С2, 14.12.2018) известен способ нанесения покрытия на хирургическую иглу, включающий нанесение силиконового покрытия на хирургическую иглу, где эту иглу устанавливают на носитель, путем погружения хирургической иглы в раствор силиконового покрытия путем перемещения иглы в ванне с раствором силиконового покрытия, при этом иглу устанавливают на носителе таким образом, что кончик иглы направлен кверху, извлечение иглы из ванны с покрытием, направление потока воздуха на иглу вдоль пути под углом около +/- 20° к продольной центральной оси дистальной концевой секции иглы, таким образом, что на концевой секции иглы сохраняется достаточное количество раствора силиконового покрытия; и отверждение силиконового покрытия, причем раствор силиконового покрытия содержит полидиметилсилоксан с винильной концевой группой, полиметилсилоксан с концевой метальной группой, сшиватель - метилгидросилоксан, комплекс платины с дивинилтетраметилдисилоксаном и этинилциклогексанолом и органические растворители.From the prior art (RU 2674985C2, 12/14/2018) a method of coating a surgical needle is known, including applying a silicone coating to a surgical needle, where this needle is installed on a carrier, by immersing the surgical needle in a silicone coating solution by moving the needle in a bath with a silicone solution coating, while the needle is mounted on the carrier so that the needle tip is directed upwards, removing the needle from the coated bath, directing the air flow to the needle along the path at an angle of about +/- 20 ° to the longitudinal central axis of the distal end section of the needle, thus that a sufficient amount of silicone coating solution is retained on the end section of the needle; and curing the silicone coating, wherein the silicone coating solution contains a vinyl-terminated polydimethylsiloxane, a methyl-terminated polymethylsiloxane, a methylhydrosiloxane crosslinker, a platinum complex with divinyltetramethyldisiloxane and ethynylcyclohexanol, and organic solvents.

Также из уровня техники (ХАФИЗОВ А.А. и др. Напыление ферромагнитного порошка на сталь плазменной установкой с электролитическим катодом, Социально-экономические и технические системы: исследование, проектирование, оптимизация, 2015, Т. 1, N 1 (64), С. 25-33) известен способ нанесения покрытия из оксида железа (II,III) методом газоплазменного напыления на металлические поверхности. Суть данного метода состоит в том, через горящую между двумя электродами дугу (электрод электролит и медное сопло) пропускается газ (аргон, азот, воздух). За счет высокой энергии горящей дуги атомы газа теряют со своих внешних оболочек электроны. В результате получается ионо-электронный газ или плазма. Температура плазменной струи достигает температуры 3000-5000°С. В зону на выходе из сопла в плазменную струю подается напыляемый материал в виде порошка. В результате напыляемый материал разогревается до плавления, разгоняется и наносится на поверхность обрабатываемой детали. В процессе напыления необходимо контролировать толщину напыленного слоя, которая для плазменного покрытия составляет 0,1-2 мм.Also from the prior art (KHAFIZOV A.A. et al. Sputtering of ferromagnetic powder on steel by a plasma installation with an electrolytic cathode, Socio-economic and technical systems: research, design, optimization, 2015, T. 1, N 1 (64), C . 25-33) a method of applying a coating of iron oxide (II,III) by gas-plasma spraying on metal surfaces is known. The essence of this method is that gas (argon, nitrogen, air) is passed through an arc burning between two electrodes (an electrolyte electrode and a copper nozzle). Due to the high energy of the burning arc, gas atoms lose electrons from their outer shells. The result is an ion-electron gas or plasma. The temperature of the plasma jet reaches a temperature of 3000-5000°C. The sprayed material in the form of a powder is fed into the plasma jet into the zone at the outlet of the nozzle. As a result, the sprayed material is heated to melting, accelerates and is applied to the surface of the workpiece. During the deposition process, it is necessary to control the thickness of the deposited layer, which for plasma coating is 0.1-2 mm.

Недостаток такого способа в том, что существует необходимость контролировать толщину напыленного слоя, которая для плазменного покрытия составляет 0,1-2 мм.The disadvantage of this method is that there is a need to control the thickness of the sprayed layer, which for a plasma coating is 0.1-2 mm.

Из уровня техники также известен (RU 2761440 С2 08.12.2021) способ нанесения покрытия на медицинские устройства, входящие в контакт с тканями, в частности, на иглы для инъекций путем очистки и активации поверхности иглы ускоренными ионами и дальнейшего ионно-плазменного напыления сначала потоком газообразных ускоренных частиц, содержащим кремнийорганическое соединение, и далее ионно-плазменное напыление потоком газообразных ускоренных частиц, содержащим атомы металлов: железа (Fe) и/или титана (Ti).It is also known from the prior art (RU 2761440 C2 08.12.2021) a method of coating medical devices that come into contact with tissues, in particular, injection needles by cleaning and activating the surface of the needle with accelerated ions and further ion-plasma spraying, first with a stream of gaseous accelerated particles containing an organosilicon compound, and then ion-plasma spraying with a stream of gaseous accelerated particles containing metal atoms: iron (Fe) and/or titanium (Ti).

Недостатком указанного способа является нанесение дополнительного предпокрытия кремнийорганического соединения, что удлиняет продолжительность способа, а также иглы обладают недостаточной адгезионной прочностью.The disadvantage of this method is the application of an additional pre-coating of organosilicon compounds, which lengthens the duration of the method, and the needles have insufficient adhesive strength.

Кроме того, из уровня техники (RU 2717705 С1, 25.03.2020) и RU (189268 U1, 17.05.2019) известны акупунктурные иглы, в которых покрытие из оксида железа наносят газопламенным напылением. При этом размер наночастиц Fe3O4 покрытия составляет от 10 до 100 нм ± 20%.In addition, acupuncture needles are known from the prior art (RU 2717705 C1, 03/25/2020) and RU (189268 U1, 05/17/2019), in which the iron oxide coating is applied by flame spraying. The size of Fe 3 O 4 nanoparticles of the coating is from 10 to 100 nm ± 20%.

Недостатком данного способа является то, что гранулированный состав используемого порошка оксида железа (II,III) должен быть однородным для нанесения. При широком интервале размеров частиц качество и адгезия покрытий значительно ухудшаются.The disadvantage of this method is that the granular composition of the used iron oxide powder (II,III) must be uniform for application. With a wide range of particle sizes, the quality and adhesion of coatings deteriorate significantly.

Однако на сегодняшний момент в уровне техники не выявлено использование способа атомно-слоевого осаждения (АСО) или, другими словами, атомного послойного осаждения (АПО) как способа нанесения покрытия наноразмерной пленки оксида железа (II,III) заданной толщины на акупунктурные иглы. Иглы используются в области медицины для проведения процедуры иглоукалывания.However, to date, the state of the art has not revealed the use of atomic layer deposition (ALD) or, in other words, atomic layer deposition (APO) as a method of coating a nanosized film of iron oxide (II,III) of a given thickness on acupuncture needles. Needles are used in the medical field to carry out acupuncture procedures.

АСО - это технология, использующая принцип молекулярной сборки материалов из газовой фазы. Процесс нанесения пленки толщиной порядка 1 ангстрем состоит из нескольких шагов - газофазных реакций, протекающих импульсно за очень короткий промежуток времени (около 200 мкс). Полная длительность цикла (1-2 с) зависит от времени каждой стадии, которые подбираются экспериментально. Размер реактора является одним из основных факторов, определяющих длительности стадий. Программно задавая определенное число циклов, мы получаем необходимую нам толщину пленки.ALD is a technology that uses the principle of molecular assembly of materials from the gas phase. The process of applying a film with a thickness of the order of 1 angstrom consists of several steps - gas-phase reactions occurring impulsively in a very short period of time (about 200 μs). The total duration of the cycle (1-2 s) depends on the time of each stage, which are selected experimentally. The size of the reactor is one of the main factors determining the duration of the stages. By programmatically setting a certain number of cycles, we obtain the film thickness we need.

В связи с чем, актуальным является разработка способа нанесения покрытия оксида железа методом АСО на акупунктурные иглы обеспечивания их высокие сорбционные, прочностные и адгезионные свойства. Поскольку одним из основных преимуществ метода АСО является равномерное по толщине нанесение пленки на сложную поверхность, что невозможно достигнуть другими распространенными технологическими методами.In this connection, it is relevant to develop a method for applying iron oxide coating by the ALD method on acupuncture needles to ensure their high sorption, strength and adhesion properties. Since one of the main advantages of the ALD method is the uniform thickness of film deposition on a complex surface, which cannot be achieved by other common technological methods.

Следовательно, техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение равномерного нанесения покрытия, а также его повышенных сорбционных свойств и адгезионной прочности.Therefore, the technical result of the claimed invention is to provide a uniform coating, as well as its increased sorption properties and adhesive strength.

Указанный технический результат достигается за счет способа нанесения покрытия на акупунктурные иглы, характеризующийся тем, что располагают иглы в реакционной камере, создают вакуум внутри камеры под давлением 1-5 мбар, нагревают иглы до температуры 220-280°С, дискретно последовательно подают в зону реакции пары прекурсора бис-η5-циклопентадиенил железо II (ферроцен) с температурой 80-100°С в течение 1-3 с и газ-реагент кислород под давлением 1-2 бар в течение 5-7 с, выдерживают каждый из реагентов в течение 1-3 с, после напуска каждого прекурсора реактор продувают азотом и откачивают до первоначального давления, процесс повторяют в импульсном режиме цикл за циклом до формирования заданной толщины покрытия 4-32 нм, но не менее 600 циклов.The specified technical result is achieved due to the method of coating acupuncture needles, characterized by the fact that the needles are placed in the reaction chamber, a vacuum is created inside the chamber at a pressure of 1-5 mbar, the needles are heated to a temperature of 220-280 ° C, discretely sequentially fed into the reaction zone pairs of a precursor of bis-η 5 -cyclopentadienyl iron II (ferrocene) with a temperature of 80-100 ° C for 1-3 s and a reagent gas oxygen at a pressure of 1-2 bar for 5-7 s, withstand each of the reagents for 1-3 s, after the inlet of each precursor, the reactor is purged with nitrogen and pumped out to the initial pressure, the process is repeated in a pulsed mode cycle by cycle until a given coating thickness of 4-32 nm is formed, but not less than 600 cycles.

Для указанного способа используют любые, известные из уровня техники акупунктурные иглы, состоящие из рукоятки и стержня, выполненные из металлического материала, например, (МОЛЧАНОВА Е.Е., МИРОНОВА Н.В. Методы лечения традиционной восточной медицины в клинике внутренних болезней, Учебное пособие, Часть I, Благовещенск, ГБОУВПО Амурская государственная медицинская академия, 2015, С. 12-17). Иглы находятся в индивидуальной упаковке, что исключает дополнительную подготовку поверхности перед процессом нанесения покрытия.For this method, any acupuncture needles known from the prior art are used, consisting of a handle and a shaft, made of a metal material, for example, (MOLCHANOVA E.E., MIRONOVA N.V. Methods of treatment of traditional oriental medicine in the clinic of internal diseases, Tutorial , Part I, Blagoveshchensk, Amur State Medical Academy, 2015, pp. 12-17). The needles are individually wrapped, eliminating the need for additional surface preparation prior to the coating process.

Способ возможно осуществлять в реакционной камере продольного протекания газов, например, в оборудовании компаний Cambridge NanoTech. Inc., Oxford Instruments, Beneq Oy, ASM Microsystem.The method can be carried out in a reaction chamber of the longitudinal flow of gases, for example, in the equipment of Cambridge NanoTech companies. Inc., Oxford Instruments, Beneq Oy, ASM Microsystem.

Для проведения наших экспериментов использовали реактор высокотехнологичной установки TFS 200 фирмы Beneq (Финляндия). Реактор представляет собой круглую закрытую емкость диаметром 200 мм, высотой 3 мм.For our experiments, we used the reactor of a high-tech facility TFS 200 from Beneq (Finland). The reactor is a round closed container with a diameter of 200 mm and a height of 3 mm.

Объемы используемых газа-реагента кислорода и азота задают в зависимости от количества, вводимого в реактор прекурсора ферроцена и заданной конечной толщины покрытия.The volumes of oxygen and nitrogen reagent gases used are set depending on the amount of ferrocene precursor introduced into the reactor and the desired final coating thickness.

При температурах в реакторе для игл ниже 220°С скорость процесса сильно замедляется, вследствие понижения реакционной способности прекурсора железа. Также температура нагреваемого прекурсора ниже 80°С способствует медленной скорости реакции образования пленок оксида железа (II,III).At temperatures in the needle reactor below 220° C., the rate of the process is greatly slowed down due to the decrease in the reactivity of the iron precursor. Also, the temperature of the heated precursor below 80°C contributes to the slow reaction rate of the formation of iron oxide films (II,III).

Необходимость использования «паузы» (выдержки прекурсора и газа-реагента) в процессе стало очевидным после нескольких экспериментов. Из-за особенностей процесса АПО и используемых прекурсора и газа-реагента, их взаимодействие между собой и с поверхностью подложки затруднено и происходит медленно. Паузы дают временную возможность пройти химическим реакциям в реакционной камере.The need to use a "pause" (precursor and reagent gas exposure) in the process became apparent after several experiments. Due to the peculiarities of the APO process and the precursor and reagent gas used, their interaction with each other and with the substrate surface is difficult and occurs slowly. Pauses provide a temporary opportunity for chemical reactions to take place in the reaction chamber.

Сделан вывод, что количество циклов имеет основополагающие значение в данном процессе. По результатам эксперимента, только при соблюдении всех вышеизложенных параметров, качественная пленка заданной толщины образуется при 600 циклах и выше.It is concluded that the number of cycles is of fundamental importance in this process. According to the results of the experiment, only if all the above parameters are observed, a high-quality film of a given thickness is formed at 600 cycles and more.

Общая схема процесса синтеза покрытия на акупунктурных иглах согласно способу по изобретению показана на фиг. 1.The general scheme of the process for the synthesis of a coating on acupuncture needles according to the method of the invention is shown in FIG. one.

На основании вышеизложенного, только при соблюдении всех вышеперечисленных параметров обеспечивают достижение указанного технического эффекта, что подтверждено ниже приведенными примерами осуществления заявленного изобретения.Based on the foregoing, only if all of the above parameters are observed, the specified technical effect is achieved, which is confirmed by the following examples of the claimed invention.

Пример 1. Акупунктурные иглы помещают в реактор, который откачивают до ~1,5 мбар, нагревают до температуры 200°С и последовательно подают пары, полученные при испарении прекурсора (η5-C5H5)2Fe (ферроцена), нагретого до 80°С в течение 500 мс, газа-реагента кислорода, подающегося под давлением 1,5 бар в течение 5 с. Прекурсоры выдерживают в реакторе в течение 1 с и 3 с, соответственно. После напуска каждого прекурсора, реактор продувают азотом в течение 1 с, и откачивают реактор до первоначального давления. Процесс повторяют в импульсном режиме цикл за циклом, время одного цикла составляет 13,1 секунд. Количество циклов составляет 100. В результате получают покрытие толщиной 8 нм.Example 1. Acupuncture needles are placed in a reactor, which is pumped out to ~1.5 mbar, heated to a temperature of 200°C and the vapor obtained by evaporation of the precursor (η 5 -C 5 H 5 ) 2 Fe (ferrocene), heated to 80°C for 500 ms, oxygen reagent gas supplied at a pressure of 1.5 bar for 5 s. The precursors are kept in the reactor for 1 s and 3 s, respectively. After each precursor has been vented, the reactor is purged with nitrogen for 1 s and the reactor is evacuated to the initial pressure. The process is repeated in pulse mode cycle by cycle, the time of one cycle is 13.1 seconds. The number of cycles is 100. As a result, a coating with a thickness of 8 nm is obtained.

Морфологию поверхности пленки изучали с помощью сканирующего зондового микроскопа (СЗМ) SPM 9600 фирмы SHIMADZU.The film surface morphology was studied using an SPM 9600 scanning probe microscope (SPM) from SHIMADZU.

Исходя из фиг. 1 качество и эксплуатационные свойства покрытия наноразмерной пленки оксида железа (II,III) на акупунктурных иглах, полученной заявленным способом, неудовлетворительные, поскольку поверхность покрытия неравномерная даже при заданной толщине покрытия.Based on FIG. 1, the quality and performance properties of the coating of the nanoscale film of iron oxide (II,III) on acupuncture needles obtained by the claimed method are unsatisfactory, since the surface of the coating is uneven even at a given coating thickness.

Пример 2.Example 2

Акупунктурные иглы помещают в реактор, который откачивают до ~1,5 мбар, нагревают до температуры 280°С и последовательно подают пары, полученные при испарении прекурсора (η5-C5H5)Fe (ферроцен), нагретого до 100°С в течение 500 мс, газа-реагента кислорода, подающегося под давлением 1,5 бар в течение 7 с. Прекурсоры выдерживают в реакторе в течение 1 с и 3 с, соответственно. После напуска каждого прекурсора, реактор продувают азотом в течение 1 с, и откачивают реактор до первоначального давления. Процесс повторяют в импульсном режиме цикл за циклом, время одного цикла составляет 13,1 секунд. Количество циклов составляет 500. В результате получают покрытие толщиной 32 нм.Acupuncture needles are placed in a reactor, which is pumped out to ~1.5 mbar, heated to a temperature of 280°C, and the vapor obtained by evaporation of the precursor (η 5 -C 5 H 5 )Fe (ferrocene), heated to 100°C in for 500 ms, oxygen reagent gas supplied at a pressure of 1.5 bar for 7 s. The precursors are kept in the reactor for 1 s and 3 s, respectively. After each precursor has been vented, the reactor is purged with nitrogen for 1 s and the reactor is evacuated to the initial pressure. The process is repeated in pulse mode cycle by cycle, the time of one cycle is 13.1 seconds. The number of cycles is 500. As a result, a coating with a thickness of 32 nm is obtained.

Анализ полученного в примере 2 образца (фиг. 2) проводили на растровом электронном микроскопе Quanta ТМ 3D 200i с системами: микроанализа (EDS), EBSD, фокусированного ионного пучка (ФИП).The analysis obtained in example 2 sample (Fig. 2) was performed on a scanning electron microscope Quanta TM 3D 200i systems: microanalysis (EDS), EBSD, focused ion beam (FIB).

При температуре 280°С ферроцен легко окисляется до катион-радикала ферроцения, который является высокореакционноспособным, что приводит к зарождению и формированию пленки оксида железа (II,III). Высокая температура (η5-C5H5)2Fe (выше 100°С) приводит к вскипанию прекурсора, с дальнейшим разложением, не достигая реакционной камеры.At a temperature of 280°C, ferrocene is easily oxidized to a ferrocenium radical cation, which is highly reactive, which leads to the nucleation and formation of an iron (II, III) oxide film. High temperature (η 5 -C 5 H 5 ) 2 Fe (above 100°C) leads to boiling of the precursor, with further decomposition without reaching the reaction chamber.

Исходя из фиг. 2 качество и эксплуатационные свойства покрытия наноразмерной пленки оксида железа (II,III) по примеру 2 на акупунктурных иглах, полученных заявленным способом, удовлетворительные. Однако поверхность покрытия по-прежнему недостаточно равномерная.Based on FIG. 2, the quality and performance properties of the coating of the nanoscale film of iron oxide (II,III) according to example 2 on acupuncture needles obtained by the claimed method are satisfactory. However, the coating surface is still not uniform enough.

Примеры 1 и 2 свидетельствуют о том, что недостаточная температура процесса и прекурсора (η5-C5H5)2Fe, время напуска прекурсоров, а также количество циклов процесса влияют на качество и эксплуатационные свойства покрытия наноразмерной пленки оксида железа (II,III) на акупунктурных иглах, полученного методом АПО.Examples 1 and 2 indicate that the insufficient temperature of the process and the precursor (η 5 -C 5 H 5 ) 2 Fe, the time of puffing precursors, as well as the number of process cycles affect the quality and performance properties of the coating of a nanosized film of iron oxide (II, III ) on acupuncture needles obtained by the APO method.

Время напуска прекурсора в пределах до 1 с недостаточно, для того чтобы (η5-C5H5)2Fe провзаимодействовал с поверхностью подложки, в виду низкой скорости образования оксида железа (II,III). Увеличение времени до 3 с повышает концентрацию прекурсора (η5-C5H5)2Fe, что повышает скорость реакции образования оксида железа (II,III), но дальнейшее увеличение времени напуска представляется экономически нецелесообразным.Precursor inlet time up to 1 s is not enough for (η 5 -C 5 H 5 ) 2 Fe to interact with the substrate surface due to the low rate of formation of iron oxide (II, III). Increasing the time to 3 s increases the concentration of the precursor (η 5 -C 5 H 5 ) 2 Fe, which increases the rate of the reaction for the formation of iron oxide (II, III), but a further increase in the puff time seems to be economically inexpedient.

Пример 3.Example 3

Акупунктурные иглы помещают в реактор, который откачивают до ~1,5 мбар, нагревают до температуры 280°С и последовательно подают пары, полученные при испарении прекурсора (η5-C5H5)2Fe (ферроцен), нагретого до 100°С в течение 1 с, газа-реагента кислорода, подающегося под давлением 3 бар в течение 1 с. Прекурсоры выдерживают в реакторе в течение 1 с и 3 с, соответственно. После напуска каждого прекурсора, реактор продувают азотом в течение 1 с, и откачивают реактор до первоначального давления. Процесс повторяют в импульсном режиме цикл за циклом, время одного цикла составляет 11,6 секунд. Количество циклов составляет 700. В результате получают покрытие толщиной 16 нм.Acupuncture needles are placed in a reactor, which is pumped out to ~1.5 mbar, heated to a temperature of 280°C, and the vapor obtained by evaporation of the precursor (η 5 -C 5 H 5 ) 2 Fe (ferrocene) heated to 100°C is sequentially fed for 1 s, oxygen reagent gas supplied at a pressure of 3 bar for 1 s. The precursors are kept in the reactor for 1 s and 3 s, respectively. After each precursor has been vented, the reactor is purged with nitrogen for 1 s and the reactor is evacuated to the initial pressure. The process is repeated in pulse mode cycle after cycle, the time of one cycle is 11.6 seconds. The number of cycles is 700. As a result, a coating with a thickness of 16 nm is obtained.

Пример 4.Example 4

Акупунктурные иглы помещают в реактор, который откачивают до ~3 мбар, нагревают до температуры 220°С и последовательно подают пары, полученные при испарении прекурсора (η5-C5H5)2Fe (ферроцен), нагретого до 80°С в течение 3 с, газа-реагента кислорода, подающегося под давлением 1,5 бар в течение 1 с. Прекурсоры выдерживают в реакторе в течение 1 с и 3 с, соответственно. После напуска каждого прекурсора, реактор продувают азотом в течение 1 с, и откачивают реактор до первоначального давления. Процесс повторяют в импульсном режиме цикл за циклом, время одного цикла составляет 11,6 секунд. Количество циклов составляет 600. В результате получают покрытие толщиной 16 нм.Acupuncture needles are placed in a reactor, which is pumped out to ~3 mbar, heated to a temperature of 220°C, and the vapor obtained by evaporation of the precursor (η 5 -C 5 H 5 ) 2 Fe (ferrocene), heated to 80°C for 3 s, oxygen reagent gas supplied at a pressure of 1.5 bar for 1 s. The precursors are kept in the reactor for 1 s and 3 s, respectively. After each precursor has been vented, the reactor is purged with nitrogen for 1 s and the reactor is evacuated to the initial pressure. The process is repeated in pulse mode cycle after cycle, the time of one cycle is 11.6 seconds. The number of cycles is 600. As a result, a coating with a thickness of 16 nm is obtained.

Примеры 3 и 4 характеризуют оптимальное сочетание всех параметров процесса АСО для получения качественной наноразмерной пленки оксида железа (II,III) для эксплуатации данного покрытия на акупунктурных иглах в процедуре иглоукалывания (фиг. 3).Examples 3 and 4 characterize the optimal combination of all parameters of the ASO process to obtain a high-quality nanosized film of iron oxide (II, III) for the use of this coating on acupuncture needles in the acupuncture procedure (Fig. 3).

Рентгенограмма пленки, полученной по примеру 4 представлена на фиг. 4.The X-ray diffraction pattern of the film obtained according to example 4 is shown in Fig. four.

Далее были проведены испытания по сравнению сорбционных свойств акупунктурных игл с покрытием оксида железа (II, III), полученных заявленным способом по примеру 3 и 4 в сравнении с иглами без покрытия (Контроль I) и иглами с покрытием оксида железа (II, III), полученных с использованием газоплазменного способа толщиной 16 нм (Контроль II).Next, tests were carried out to compare the sorption properties of acupuncture needles coated with iron oxide (II, III), obtained by the claimed method according to example 3 and 4, in comparison with needles without coating (Control I) and needles coated with iron oxide (II, III), obtained using a gas-plasma method with a thickness of 16 nm (Control II).

Сорбцию ионов алюминия проводили указанными акупунктурными иглами с покрытием оксида железа (II,III) толщиной 16, 8, 4 нм, в течение 1 часа из раствора с концентрацией ионов алюминия = 13,18 мкг/л.Sorption of aluminum ions was carried out with the indicated acupuncture needles coated with iron oxide (II, III) with a thickness of 16, 8, 4 nm, for 1 hour from a solution with a concentration of aluminum ions = 13.18 µg/l.

После сорбции проводилось измерение концентрации ионов в растворе на атомно-абсорбционном спектрофотометре SHIMADZU АА-7000. Измеренная сорбционная емкость представлена в таблице 1.After sorption, the concentration of ions in the solution was measured using a SHIMADZU AA-7000 atomic absorption spectrophotometer. The measured sorption capacity is presented in Table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Аналогичным образом проводили эксперименты по сорбции ионов ртути (II) иглами, полученными заявленным способом с покрытием оксида железа (II,III) толщиной 32,16, 8,4 нм, в течение 1 часа из раствора с концентрацией ионов ртути (II) = 0,5 мкг/л, а аткже контрольные образцы указанные выше. После сорбции проводилось измерение концентрации ионов в растворе на атомно-абсорбционном спектрофотометре SHIMADZU АА-7000. Измеренная сорбционная емкость представлена в таблице 2.Similarly, experiments were carried out on the sorption of mercury (II) ions by needles obtained by the claimed method with a coating of iron oxide (II, III) with a thickness of 32.16, 8.4 nm, for 1 hour from a solution with a concentration of mercury (II) ions = 0 .5 µg/l, as well as the control samples indicated above. After sorption, the concentration of ions in the solution was measured using a SHIMADZU AA-7000 atomic absorption spectrophotometer. The measured sorption capacity is presented in Table 2.

Figure 00000003
Figure 00000003

Аналогичным образом проводили эксперименты по сорбции ионов цезия иглами, полученными заявленным способом с покрытием оксида железа (ПДП) толщиной 32, 16, 8, 4 нм, в течение 1 часа из раствора с концентрацией ионов цезия = 0,5 мкг/л, а также контрольные образцы указанные выше. После сорбции проводилось измерение концентрации ионов в растворе на атомно-абсорбционном спектрофотометре SHIMADZU АА-7000. Измеренная сорбционная емкость представлена в таблице 3.Similarly, experiments were carried out on the sorption of cesium ions by needles obtained by the claimed method with a coating of iron oxide (OPC) with a thickness of 32, 16, 8, 4 nm, for 1 hour from a solution with a concentration of cesium ions = 0.5 μg/l, as well as control samples mentioned above. After sorption, the concentration of ions in the solution was measured using a SHIMADZU AA-7000 atomic absorption spectrophotometer. The measured sorption capacity is presented in Table 3.

Figure 00000004
Figure 00000004

Из приведенных результатов экспериментов видно, что иглы без покрытия Fe3O4 и иглы с покрытием Fe3O4, полученные газоплазменным напылением либо не сорбируют ионы металлов, либо имеют значительно низкую сорбционную емкость соответственно, по сравнению с иглами, полученными заявленным способом. It can be seen from the experimental results that needles without Fe 3 O 4 coating and Fe 3 O 4 coated needles obtained by gas-plasma spraying either do not sorb metal ions or have a significantly low sorption capacity, respectively, compared with needles obtained by the claimed method.

Также видно, что наибольшая сорбирующая способность наблюдается у игл с покрытием Fe3O4 толщиной 16 нм.It is also seen that the highest sorption capacity is observed for needles coated with Fe 3 O 4 with a thickness of 16 nm.

Модифицированные иглы также сорбируют следующие ионы металлов: медь, железо, кобальт, марганец, никель, цезий, свиней, алюминий, ртуть (I), ртуть (II), бериллий, сурьма, кадмий, таллий, висмут, осмий, хром, цинк, олово, молибден, ванадий, галлий, цирконий.Modified needles also absorb the following metal ions: copper, iron, cobalt, manganese, nickel, cesium, pigs, aluminum, mercury (I), mercury (II), beryllium, antimony, cadmium, thallium, bismuth, osmium, chromium, zinc, tin, molybdenum, vanadium, gallium, zirconium.

Далее исследовали контрольные и опытные образцы толщиной 16 нм по примерам 3, 4 (опыт 1, опыт 2 соответственно) на измерение адгезионной прочности, которое осуществляли аналогичным образом как в ХАФИЗОВ А.А. и др. Напыление ферромагнитного порошка на сталь плазменной установкой с электролитическим катодом, Социально-экономические и технические системы: исследование, проектирование, оптимизация, 2015, T. 1, N 1 (64), С. 25-33. Полученные данные приведены в таблице 4.Next, control and test samples with a thickness of 16 nm were studied according to examples 3, 4 (experiment 1, experiment 2, respectively) for measuring adhesive strength, which was carried out in the same way as in A. A. Khafizov. Sputtering of ferromagnetic powder on steel by a plasma installation with an electrolytic cathode, Socio-economic and technical systems: research, design, optimization, 2015, vol. 1, no. 1 (64), pp. 25-33. The data obtained are shown in Table 4.

Figure 00000005
Figure 00000005

Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что опытные образцы, полученные заявленным способом, обладают повышенной адгезионной прочностью покрытия даже при толщине в нм по сравнению с контрольным образцом с минимально возможной толщиной в 0,1 мм, полученным газоплазменным способом нанесения покрытия.Based on the data obtained, it can be concluded that the prototypes obtained by the claimed method have an increased adhesive strength of the coating even with a thickness in nm compared to the control sample with the minimum possible thickness of 0.1 mm, obtained by the gas-plasma coating method.

Таким образом, заявленным способом получают акупунктурные иглы с уникальным слоем напыления Fe3O4, который обеспечивает равномерное нанесение покрытия, а также повышает сорбционные свойства и адгезионную прочность полученных игл.Thus, according to the claimed method, acupuncture needles are obtained with a unique Fe 3 O 4 sputtering layer, which ensures uniform coating, and also increases the sorption properties and adhesive strength of the resulting needles.

Claims (1)

Способ нанесения методом атомно-слоевого осаждения покрытия из оксида железа на акупунктурные иглы, характеризующийся тем, что акупунктурные иглы располагают в реакционной камере, создают вакуум внутри камеры под давлением 1-5 мбар, проводят цикл, включающий нагрев акупунктурных игл до температуры 220-280°С, дискретно последовательную подачу в зону реакции паров прекурсора бис-η5-циклопентадиенил железа II (ферроцен) с температурой 80-100°С в течение 1-3 с с выдержкой в течение 1-3 с и газа-реагента кислорода под давлением 1-3 бар в течение 5-7 с с выдержкой в течение 1-3 с, при этом после напуска упомянутого прекурсора и после напуска кислорода реактор продувают азотом и откачивают до первоначального давления, при этом указанный цикл проводят до формирования заданной толщины покрытия 4-32 нм с проведением не менее 600 циклов.A method for applying a coating of iron oxide on acupuncture needles by atomic layer deposition, characterized in that the acupuncture needles are placed in the reaction chamber, a vacuum is created inside the chamber at a pressure of 1-5 mbar, a cycle is carried out, including heating the acupuncture needles to a temperature of 220-280 ° C, discretely sequential supply of vapors of the precursor bis-η 5 -cyclopentadienyl iron II (ferrocene) to the reaction zone at a temperature of 80-100 ° C for 1-3 s with exposure for 1-3 s and oxygen reagent gas under pressure 1 -3 bar for 5-7 s with a holding time of 1-3 s, while after the inlet of the mentioned precursor and after the inlet of oxygen, the reactor is purged with nitrogen and pumped out to the initial pressure, while the specified cycle is carried out until the specified coating thickness is formed 4-32 nm with at least 600 cycles.
RU2022103143A 2022-02-09 2022-02-09 Method for coating acupuncture needle RU2773965C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2022103143A RU2773965C1 (en) 2022-02-09 2022-02-09 Method for coating acupuncture needle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2022103143A RU2773965C1 (en) 2022-02-09 2022-02-09 Method for coating acupuncture needle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2773965C1 true RU2773965C1 (en) 2022-06-14

Family

ID=94776960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2022103143A RU2773965C1 (en) 2022-02-09 2022-02-09 Method for coating acupuncture needle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2773965C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2810393C1 (en) * 2023-06-19 2023-12-27 Артем Олегович Бахметьев Acupuncture needle sorbing ions of heavy and toxic metals, method of its production and use
WO2024263054A1 (en) * 2023-06-19 2024-12-26 Артем Олегович БАХМЕТЬЕВ Acupuncture needle, method for producing same and use thereof
WO2025018912A1 (en) * 2023-07-14 2025-01-23 Артем Олегович БАХМЕТЬЕВ Acupuncture needle capable of sorbing plastic particles

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102965634A (en) * 2012-12-18 2013-03-13 兰州大成科技股份有限公司 Method for preparing beryllium-copper alloy sheet by adopting continuous magnetron sputtering physical-vapor deposition method
CN105734485B (en) * 2016-04-19 2018-03-06 太原理工大学 A kind of preparation method of beallon surface recombination wear-resistant coating
RU189268U1 (en) * 2019-03-22 2019-05-17 Артем Олегович Бахметьев ACUPUNCTURE NEEDLE
CN110125198A (en) * 2019-06-24 2019-08-16 株洲艾美新材料有限公司 A kind of beallon line take-up roller
RU2717705C1 (en) * 2019-05-16 2020-03-25 Артем Олегович Бахметьев Method of sorption and removal of heavy metal particles from human body using reflexotherapy and acupuncture needle for method implementation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102965634A (en) * 2012-12-18 2013-03-13 兰州大成科技股份有限公司 Method for preparing beryllium-copper alloy sheet by adopting continuous magnetron sputtering physical-vapor deposition method
CN105734485B (en) * 2016-04-19 2018-03-06 太原理工大学 A kind of preparation method of beallon surface recombination wear-resistant coating
RU189268U1 (en) * 2019-03-22 2019-05-17 Артем Олегович Бахметьев ACUPUNCTURE NEEDLE
RU2717705C1 (en) * 2019-05-16 2020-03-25 Артем Олегович Бахметьев Method of sorption and removal of heavy metal particles from human body using reflexotherapy and acupuncture needle for method implementation
CN110125198A (en) * 2019-06-24 2019-08-16 株洲艾美新材料有限公司 A kind of beallon line take-up roller

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2810393C1 (en) * 2023-06-19 2023-12-27 Артем Олегович Бахметьев Acupuncture needle sorbing ions of heavy and toxic metals, method of its production and use
WO2024263054A1 (en) * 2023-06-19 2024-12-26 Артем Олегович БАХМЕТЬЕВ Acupuncture needle, method for producing same and use thereof
RU2818141C1 (en) * 2023-07-14 2024-04-24 Артем Олегович Бахметьев Acupuncture needle, sorbing plastic particles, method of its production and application
WO2025018912A1 (en) * 2023-07-14 2025-01-23 Артем Олегович БАХМЕТЬЕВ Acupuncture needle capable of sorbing plastic particles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2773965C1 (en) Method for coating acupuncture needle
JP5226638B2 (en) Manufacturing method of medical material
KR100324619B1 (en) Modification method of metal surface and thereby surface modified metal
JP5147028B2 (en) Film-forming method and oil-repellent substrate
US9549807B2 (en) Tube with modified inner wall surface using plasma and a preparation method thereof
Li et al. Thin film deposition technologies and processing of biomaterials
Gotzmann et al. Electron-beam modification of DLC coatings for biomedical applications
KR20100097125A (en) Carbonaceous thin film and manufacturing method for the same
WO2010041524A1 (en) Film-forming method
Fanelli et al. Tuning the structure and wetting properties of organic-inorganic nanocomposite coatings prepared by aerosol-assisted atmospheric pressure cold plasma deposition
Shanaghi et al. Investigation of corrosion mechanism of NiTi modified by carbon plasma immersion ion implantation (C-PIII) by electrochemical impedance spectroscopy
Karaman et al. Chemical and physical modification of surfaces
Solař et al. Nylon-sputtered plasma polymer particles produced by a semi-hollow cathode gas aggregation source
Gallino et al. Plasma polymerized allylamine films deposited on 316L stainless steel for cardiovascular stent coatings
Vasiliev et al. Beam plasmas: Materials production
KR101796000B1 (en) Stent for medical use and method for treatment of surface thereof
RU2810393C1 (en) Acupuncture needle sorbing ions of heavy and toxic metals, method of its production and use
EP0815283B1 (en) Deposition of diffusion blocking layers within a low pressure plasma chamber
US7879418B1 (en) Method for depositing fluorocarbon films on polymer surfaces
Liu et al. Effects of tungsten pre-implanted layer on corrosion and electrochemical characteristics of amorphous carbon films on stainless steel
WO2024263054A1 (en) Acupuncture needle, method for producing same and use thereof
JP7520014B2 (en) How to coat metal
RU2818141C1 (en) Acupuncture needle, sorbing plastic particles, method of its production and application
Nakatani et al. Surface engineering of DLC thin films with controlled zeta potential using plasma processing and evaluation of cytocompatibility
RU2601044C2 (en) Method of forming carbon nano-objects on glass-ceramic substrates