抗磨耗及不沾黏之注射针

技术来源:国立台湾科技大学                                         项目编号:14086

将金属玻璃薄膜镀在注射针上,因为其非常低的磨擦系数,在穿刺过程中,表现出抗沾黏特性及降低疼痛感。

背景

注射针普遍用於将药物注射进人体。小尺寸的针因为其在注射时可减少疼痛感,因此越来越受欢迎。为了减少穿刺时摩擦力进而减少施力,医疗用注射针表面通常会抹上一层矽油润滑剂。然而,润滑剂会因为多次使用而殆尽。许多病患在穿刺过程中会感到疼痛。

为了达到无痛注射,针头的设计及注射方式的研究已被广为讨论,也有些研究显示注射针表面镀膜也可得到同样的结果。当注射针插入人体的深度越来越深,接触面积也随之增大,因此所需的施力也相对增加。这种情形不只加速针的磨损,还让病患感到更加疼痛。因此,我们开发出一种可以降低摩擦系数的新镀膜技术。

金属玻璃薄膜表现出的特性,如高强度丶高弹性丶良好的抗腐蚀及抗磨损,因为其非晶结构,皆优於目前商业用途的金属及陶瓷镀层。金属玻璃薄膜极佳的生物相容性使之成为医疗应用上具有良好潜力之材料。

技术

研究团队成功的在注射针上镀上一层80奈厚的金属玻璃薄膜。金属玻璃表现出相当低的磨擦系数(0.05),这个数值远低於目前商业用途的钛金属镀层(0.36)丶氮化钛陶瓷镀层(0.23)及未镀膜针头(0.33)。未镀膜针头穿刺实施的力为2.3牛顿,具有金属玻璃镀层的针头穿刺实施的力下降为0.8牛顿 。然而,在具有钛金属镀层及氮化钛镀层针头上,下针施力并没有明显的下降。除此之外,在猪肉穿刺测试中,金属玻璃镀层不沾黏的特性已被证实。因此,具金属玻璃镀层的注射针不只能减少病患的疼痛感,还能延长针头使用寿命。

优点

总结来说,金属玻璃镀层具有以下优点:

  • 抗沾黏表面
  • 极低的磨擦系数
  • 降低穿刺施力
  • 抗磨损性
  • 环境友善制程及有经济效益

应用

金属玻璃镀层可被应用於无论需要低表面摩擦系数或抗沾黏特性的医疗用品及机械零件上。

例如:

  • 注射针/缝合针
  • 纺织针具
  • 牙钻
  • 工业用钻头

目前状态及未来展望

目前台湾专利已核准,中国及美国专利申请中。

半量产型设备已建置完成。我们将会致力於通过ISO及GMP认证,并积极与有金属玻璃镀膜需求之厂商合作,建立起商业网络以开拓各种应用。

研究团队

国立台湾科技大学坐落於台湾台北市,在前150所创办不到50年的世界大学排名中,名列第43名(台湾最高排名)。朱瑾特聘教授兼研发长是材料科学的专家,特别专精於金属玻璃薄膜的发展及应用。

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图1. 为未镀膜针头及具有金属玻璃镀层丶钛金属镀层及氮化钛镀膜层针头分别於(a)PU橡胶(b)猪肉 穿刺得到之荷重-位移曲线。

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图2. (a)未镀膜针头(b)具金属玻璃镀层针头(c)具钛金属镀层针头(c)具氮化钛镀层针头 猪肉穿刺实验拔出时,撷取的照片。箭头标注处表示猪肉沾黏迹象,其中金属玻璃镀膜针头未有沾黏现象。

关于牛津大学科技创新

牛津大学科技创新(OUI)是牛津大学的技术转移公司。OUI和世界领先的研究机构的研究人员,共同发现合作对象和实现商业化路径。我们管理新创产品和服务项目,以及相关知识产权,并促成授权和投资合作交易。我们每年完成100项授权交易,并有一个超过100个衍生公司的公司组合,其中数个公司已在伦敦和纽约的证券交易所上市。

OUI与国立台湾科技大学合作将这全新的技术向全球推荐。

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