技术领域
[0001] 本实用新型涉及牙科根管锉具，属于牙科手术器械。
相关背景技术
[0002] 根管治疗是目前针对牙髓疾病和根尖周病的有效治疗方法，主要涉及根管预备、根管消毒、根管填充以及牙冠修复四个步骤，防止发生根尖周病变或促进已经发生的根尖周病变的愈合。其中，根管预备是关乎治疗成败的关键步骤，而该过程使用的主要医疗器械为根管挫具，综合性能优异的根管挫能有效的清除根管内的感染物质，并为根管填充提供良好的环境。
[0003] 当前，临床上使用的根管挫具以不锈钢根管锉为主，但是不锈钢根管锉在临床使用易发生变形折断，从而影响最终根管治疗的成功率。再加上口腔环境较为复杂，不锈钢根管锉在与唾液的直接接触过程中，容易发生腐蚀，导致不锈钢的耐腐蚀性能进一步降低。为此可以通过在不锈钢表面镀覆涂层以提高根管挫具的耐腐蚀性能、耐磨性能。
[0004] 高熵合金是一种新开发的具有非等摩尔或等摩尔成分的材料，因其卓越的机械性能和化学性能而备受关注。Zr、Ta、W和Mo等无毒难熔元素，已被作为一类新型金属生物医学应用材料广泛研究。目前开发的高熵非晶合金主要有2种类型，一是等原子比金属体系，如PdPtCuNiP和CaMgZnSrYb等；另一种是在Ti‑Zr‑Ta中熵合金体系中加入原子尺寸差异较大的金属、非金属元素，如Nb、Mo、Si、B、C等，以提高体系的非晶形成能力，致密的非晶态结构阻碍了不同晶粒取向滑移而产生的剪切带运动，从而使得涂层的硬度和弹性模量明显优化。此外Ag离子具有优异的抗菌性和生物相容性，能够杀死多种细菌、真菌和病毒。临床研究表明，Ag纳米颗粒的抗菌性远远高于Ag离子，因此在涂层表面引入适量的Ag纳米颗粒是预防根管治疗过程发生感染的有效方法。实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种牙科根管锉具以解决背景技术中的问题。
[0006] 本实用新型提出在不锈钢牙科根管锉表面制备具有高硬度、耐腐蚀和抗菌性能的功能涂层，其基底为不锈钢牙科根管锉，基底表面为Ti/TiZrTaNbW/Ag复合涂层。这种表面具有Ti/TiZrTaNbW/Ag复合涂层的不锈钢牙科根管锉可以提高不锈钢根管锉的硬度、耐腐蚀性及抗菌性。
[0007] 为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
[0008] 一种牙科根管锉具，包括牙科根管锉具基底及其表面构筑的Ti/TiZrTaNbW/Ag复合涂层。
[0009] 可选地，所述Ti/TiZrTaNbW/Ag复合涂层包括粘附层和功能层，所述粘附层构筑在所述牙科根管锉具基底上，所述功能层构筑在所述粘附层上。
[0010] 可选地，所述粘附层为Ti层。
[0011] 可选地，所述Ti层通过单靶磁控溅射技术构筑于所述牙科根管锉具基底上。
[0012] 可选地，所述Ti层厚度为1‑2μm。
[0013] 可选地，所述功能层为TiZrTaNbW/Ag层，由三层TiZrTaNbW层和三层Ag层交替构筑。
[0014] 可选地，所述TiZrTaNbW/Ag层厚度为9‑15μm。
[0015] 可选地，所述TiZrTaNbW层通过单靶磁控溅射技术构筑于Ti层表面，其厚度为3‑5μm。
[0016] 可选地，所述Ag层通过单靶磁控溅射技术构筑于TiZrTaNbW表面，单层所述Ag层尺寸为15‑40nm。
[0017] 可选地，所述牙科根管锉具基底为不锈钢材质。
[0018] 本实用新型的有益效果在于：
[0019] 本实用新型提供了一种表面具有Ti/TiZrTaNbW/Ag复合涂层的不锈钢牙科根管锉具，通过单靶磁控溅射法在Ti层表面制备TiZrTaNbW层，并在其表面通过单靶磁控溅射Ag‑6 ‑3层，TiZrTaNbW/Ag层与基低具有优异的结合力，磨损率为10 mm /Nm数量级，硬度高达20±
0.19GPa，并且电化学测试表明具有TiZrTaNbW/Ag层的牙科根管锉的腐蚀电流密度极低。在涂层表面进行微生物培养，经过72小时无明显的菌落生长。由此说明，表面具有TiZrTaNbW/Ag层的牙科根管锉具有很好的硬度、耐腐蚀性以及抗菌能力，能够有效满足临床口腔治疗中的使用效果及安全性。
[0020] 上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
[0027] 下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0028] 说明中，除另有说明的，使用的物质均可通过市售获得。下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型不应限于这些实施例，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中一个例子而已。在本实用新型中所使用的术语，除非另有说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。
[0029] 此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0030] 名称解释
[0031] 单靶磁控溅射技术：是一种薄膜制备技术，它使用磁场控制溅射材料离子化和沉积在基底上。单靶磁控溅射是指在一个磁控溅射系统中只使用一个靶材料进行沉积。在单靶磁控溅射系统中，靶材料被置于真空室中，并用电子束或者离子束轰击靶材料表面，使其离子化。这些离子随后在磁场的作用下沉积在基底上，形成薄膜。单靶磁控溅射技术具有高效、可控性强、制备过程稳定等优点。
[0032] 请参阅图1和图2，示出了本实用新型一实施例中的一种牙科根管锉具4，包括牙科根管锉具基底1及其表面构筑的Ti/TiZrTaNbW/Ag复合涂层5。
[0033] Ti/TiZrTaNbW/Ag复合涂层5包括粘附层和功能层，粘附层构筑在牙科根管锉具基底1上，功能层构筑在粘附层上。
[0034] 在本实用新型一个较佳的实施例中，粘附层为Ti层2。可以提高复合涂层与基底1间的结合力。金属Ti层2为现有材料也可以由现有技术手段得到，本实施例中，Ti层2通过单靶磁控溅射技术形成于基底1上且Ti层2与基底1之间的结合力强。Ti层2的制备方法对其性能没有影响，在此不做具体限定，还可以使用其他方法制备得到，可根据实际需要进行选择。
[0035] Ti层2通过单靶磁控溅射技术构筑于牙科根管锉具基底1上，Ti层2厚度为1‑2μm。Ti的厚度可以为1μm、1.5μm、2μm及1‑2μm之间的任一厚度，均可达到本实用新型的技术效果。
[0036] 功能层为TiZrTaNbW/Ag层3，由三层TiZrTaNbW层3‑1和三层Ag层3‑2交替构筑。即先将TiZrTaNbW层3‑1通过单靶磁控溅射技术构筑于Ti层2表面，然后将Ag层3‑2通过单靶磁控溅射技术构筑于TiZrTaNbW表面，再将TiZrTaNbW层3‑1通过单靶磁控溅射技术构筑于Ag层3‑2，交替三次。形成三层TiZrTaNbW层3‑1和三层Ag层3‑2的结构。
[0037] 在本实施例中，TiZrTaNbW层3‑1中Ti元素的含量为18.25wt.％，Zr元素的含量为23.46wt.％，Ta元素的含量为24.33wt.％，Nb元素的含量为10.65wt.％，W元素的含量为
23.31wt.％。TiZrTaNbW层3‑1为现有技术中的现有材料，在其他实施例中上述5种金属元素的比例可以为其他。
[0038] 其中TiZrTaNbW/Ag层3厚度为9‑15μm，TiZrTaNbW层3‑1单层厚度为3‑5μm，单层Ag层3‑2尺寸为15‑40nm。
[0039] 在本实用新型一个较佳的实施例中。牙科根管锉具基底为不锈钢材质，在其他实施例中牙科根管锉具基底也可以选择其他材质，在此不做限定。
[0040] 本实施例牙科根管锉具的制备方法：
[0041] 第一步，对不锈钢基底1进行预处理，用无水乙醇、丙酮超声清洗5次，每次20min，去除表面油污、杂质。
[0042] 第二步，使用单靶磁控溅射技术在预处理后的不锈钢牙科根管锉具基底1表面沉积Ti黏附层。具体为：靶材为纯度99.99％的金属Ti，待真空室压力低于5.0×10‑4Pa后通入99.99％的氩气(Ar)，使溅射室真空压力为0.8～1.0Pa，工作温度为室温，实施直流溅射，溅射功率40W，偏压60V，沉积时间10min。Ti层为现有技术中的现有材料，采用其他方式制备也可以得到本实用新型的技术效果，在此不做限定。
[0043] 第三步，使用单靶磁控溅射技术在在上述Ti黏附层表面沉积TiZrTaNbW层3‑1。具体为：将表面沉积Ti层2的不锈钢牙科根管锉基底1作为基底1，靶材为Ti‑Zr‑Ta‑Nb‑W合金(事先将5种纯金属混合并经过电弧熔炼获得，原子含量分别为Ti‑18.31wt.％、Zr‑‑23.36wt.％、Ta‑22.97wt.％、Nb‑11.80wt.％、W‑23.56wt.％)，待真空室压力低于5.0×10
4
Pa后通入99.99％的氩气(Ar)，使溅射室真空压力为0.5～0.8Pa，工作温度为160℃，实施直流溅射，溅射功率80W，偏压100V，沉积时间14min。TiZrTaNbW高熵合金为现有技术中的现有材料，采用现有技术中的其他方法制得，也可达到本实用新型的技术效果，在此不做限定。
[0044] 第四步，使用单靶磁控溅射技术在上述制备的TiZrTaNbW层3‑1表面沉积Ag纳米颗粒。具体为：将第三步获得的产物作为基底，靶材为纯度99.99％的金属Ag，待真空室压力低‑3于1.0×10 Pa后通入99.99％的氩气(Ar)，使溅射室真空压力为1.0Pa，工作温度为室温，实施直流溅射，溅射功率30W，偏压60V，沉积时间0.6min。
[0045] 其后，将TiZrTaNbW层3‑1和Ag层3‑2交替沉积3次，最终构成TiZrTaNbW/Ag层3。该种表面具有Ti/TiZrTaNbW/Ag复合涂层5的牙科根管锉，其Ti/TiZrTaNbW/Ag复合涂层5的总‑6厚度约为10～17μm，Ti/TiZrTaNbW/Ag复合涂层5与基低1的结合力为24N，磨损率为10 mm‑
3/Nm数量级，硬度高达20±0.19GPa，并且电化学测试表面具有Ti/TiZrTaNbW/Ag复合涂层5的牙科根管锉具4有极低的腐蚀电流密度。在其表面进行微生物培养，经过72小时无明显的菌落生长。
[0046] 本实用新型提供了一种表面具有Ti/TiZrTaNbW/Ag复合涂层5的不锈钢牙科根管锉具4，通过单靶磁控溅射法在Ti层2表面制备TiZrTaNbW层3‑1，并在其表面通过单靶磁控‑6 ‑3溅射Ag层3‑2，TiZrTaNbW/Ag层3与基底1具有优异的结合力，磨损率为10 mm /Nm数量级，硬度高达20±0.19GPa，并且电化学测试表明具有TiZrTaNbW/Ag层3的牙科根管锉的腐蚀电流密度极低。在涂层表面进行微生物培养，经过72小时无明显的菌落生长。由此说明，表面具有TiZrTaNbW/Ag层3的牙科根管锉具4有很好的硬度、耐腐蚀性以及抗菌能力，能够有效满足临床口腔治疗中的使用效果及安全性。
[0047] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0048] 以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
