一种无内创微痛感医用针头及其加工方法与流程

本发明涉及一种医用针头，尤其涉及一种在注射进针过程中不会摘取人体组织造成内创的医用针头及其加工方法，属于医疗器械领域。

背景技术：
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医用针头是人们最为熟知的一种医疗器械，生病后打针、输血和输液是最常规的治疗手段，现有的医用针头正如昆明申请人杨昌燕在200610112919.5中国专利说明书中背景技术部分所描述的那样，“现有的医用针头结构通常是用不锈钢细管加工而成，在不锈钢管的一端以第一次切削形成第一斜面，然后在第一斜面的基础上通过第二次切削在第一斜面的前端约30％～40％部位形成第二弧面，由于不锈钢管具有一定厚度，通过二次针尖出液口不锈钢细管的内壁会形成针内锋口，在细管的外壁则形成针尖外开锋口。这种结构的针头用于打针、输液、输血时，依次以针尖的第二弧面、第一斜面、穿刺人体组织，依靠针尖外锋口破开人体组织，保证药液从不锈钢细管内壁流入血管或人体肉质组织中，在进针操作中，第二弧面对人体无内创，而第一斜面的内锋口和外开锋口之间交错形成劈尖，在进针过程中会摘除接触到的人体组织，形成内创面。”这是为什么打针、输液等穿刺时人们会感到十分痛的主要原因，同时在该专利文献中也介绍了这类针头在使用过程中可能产生的主要危害种类。

上述专利文献针对现有医用针尖存在缺陷，提供了一种无内创医用针头，并介绍了一种加工方法。

所述无内创医用针头，包括一针头细管，针头细管前端具有一倾斜剖面形成的针尖，剖面具有内锋口和外开锋口，所述倾斜剖面后端60～70％区域中的内锋口为圆角。并指出内锋口的圆角采用磨削方式来现实。

这种方案仅为原发明人的一种设想，由于针尖细钢管的直径很小，用磨削方法无法加工内锋口的圆角，因此，该方案无法实施。

在此基础上，昆明杨昌燕又对之进行了改进，在中国专利200810222767.3中详细介绍了一种安全性医用针头的结构，它包括一针头细管，针头细管前端设有第二斜面和第一斜面，第一斜面的轴向长度L1小于第二斜面轴向长度L2；优选第二斜面长度L2占两斜面总长度L的65～75％，且在第一斜面内针锋靠近弧线顶端位置设向后延伸的小凹弧。该发明在原有针头的结构上，使第二斜面L2向第一斜面延伸，并通过精磨、喷砂或激光热处理等工艺在内针锋弧线顶端形成一段小凹弧，在该专利文献中，申请人称，这种结构能降低原有针头进针阻力，并保证了其不会牵带人体组织而达到绝对安全，致使进针更顺畅，出血量减少和患者痛疼感减轻，可替代现有各种场合使用的医用针头。

这种医用针头结构是目前最先进的设计针头，但通过针刺过程分析可知，虽然第一斜面所形成的针尖的内锋口在刺入时不会划破组织产生内创，但在拔出时第一斜面的内锋口会对组织造成二次划破。因此，这种针头在穿刺、进针和出针过程中会产生三次较为强激的疼痛感。另一方面，这种针头到目前为止还无法加工成产品，虽然在该专利文献中提出喷砂或激光热处理加工工艺，但它只是一种设想方案，按目前的加工手段还无法对第一斜面内针锋靠近弧线顶端位置设向后延伸的小凹弧进行加工。根据国标GB15811-2001(一次性使用无菌注射针)和GB18671-2009(一次性使用静脉输液针)的规定，医用针头的直径为0.30～1.2毫米，针管的孔径为0.11～0.83毫米，要在如此小的内孔壁上且在指定位置加工出特定的小凹弧是不可能的。因此，按照现有的喷砂加工方法无法满足设计要求。

在现有的医用针头加工工艺中，虽然已经采用喷砂方法对针头的针尖部分进行喷砂加工，但其目的是用来去除针尖及各刃口上的磨削毛刺，且现有的喷砂嘴均为整体结构，喷砂孔设置在喷砂本体的中心位置上，喷砂孔为圆柱孔，喷砂孔的直径大于等0.9毫米，在喷砂过程中经常出现阻塞现象，且喷砂压力必须大于1.0MPa，否则去毛刺的效果就达不到国标要求。

技术实现要素：
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为了克服200810222767.3专利方案存在的不足，本发明的目的是提供一种无内创微痛感医用针头及其加工方法。

本发明所述无内创微痛感医用针头的结构方案如下：

一种无内创微痛感医用针头，包括针头细管，其特征是：在针头细管的前端设有左第二斜面、右第二斜面和第一斜面，左第二斜面、右第二斜面和针头细管三者在针头前顶端形成针尖，针头细管的外圆与左第二斜面或右第二斜面之间形成穿刺外刃口，针头细管的内孔与左第二斜面或右第二斜面之间形成穿刺内刃口，针头细管的内孔与第一斜面之间形成内创圆弧切锋口，在左第二斜面、右第二斜面和第一斜面之间各形成一条径向刃口，穿刺内刃口靠近针尖端为锐利刃口段，穿刺内刃口靠近径向刃口一端为圆弧压迫段，所述内创圆弧切锋口垂直剖面的截面形状为圆弧形，且内创圆弧切锋口的圆弧顶端的圆弧半径大于两侧的圆弧半径，径向刃口与第一斜面和左第二斜面或右第二斜面之间为圆弧过渡连接。

进一步，锐利刃口段的长度为穿刺内刃口总长度的15％～50％。

更进一步，锐利刃口段的长度为穿刺内刃口总长度的30％。

上述无内创微痛感医用针头的加工方法如下：

第一步：将针管坯料排列组垂直夹持在双板式夹具中，用磨床对针管的前端进行磨削，形成第一斜面，针头细管的内孔与第一斜面之间形成内创圆弧切锋口；

第二步：通过搓动双板式夹具使针管坯料排列组向按顺时针方向转动预定角度，用磨床对针管的前端进行磨削，形成左第二斜面，针头细管的外圆与左第二斜面之间形成穿刺外刃口，针头细管的内孔与左第二斜面之间形成穿刺内刃口，在左第二斜面与第一斜面之间形成径向刃口；

第三步，通过搓动双板式夹具使针管坯料排列组向按逆时针方向转动预定角度，用磨床对针管的前端进行磨削，形成右第二斜面，针头细管的外圆与右第二斜面之间形成穿刺外刃口，针头细管的内孔与右第二斜面之间形成穿刺内刃口，在右第二斜面与第一斜面之间形成径向刃口；

第四步，用线型喷砂嘴形成的喷砂风刀进行磨削加工

将第三步获得的带有针尖的针管坯料排列组送入喷砂磨削工位，用线型喷砂嘴对针管前端的针头部分进行线型喷砂风刀磨削，所述喷砂风刀磨削加工的具体工艺要求如下：

①将线型喷砂嘴沿针头轴线方向分布，线型喷砂嘴的端面与针头的第一斜面或针头管的轴线平行，线型喷砂嘴的端面与针头的第一斜面或针头管体外壁之间距离为2～50毫米，线型喷砂嘴对准针头进行往复式来回喷砂磨削；

②在线型喷砂嘴的端面上设有线型喷砂口，线型喷砂口的宽度为0.1～0.50毫米，线型喷砂口的长度为0.70～2.50毫米；

③喷砂的粒径要求：280目～320目的干砂；

④喷砂压力：0.8～1.0MPa；

一种无内创微痛感医用针头专用线型喷砂嘴，包括喷砂本体，其特征是：在喷砂本体上沿喷砂轴向至少设有一条线型喷砂孔，线型喷砂孔的出砂口宽度为0.10～0.50毫米，线型喷砂孔的出砂口的长度为0.70～2.50毫米。

进一步，包括二条以上线型喷砂孔，且相邻两条线型喷砂孔之间的距离为2～20毫米。

进一步，线型喷砂孔为锥形孔，且进砂口的尺寸大于出砂口的尺寸。

更进一步，线型喷砂孔的进砂口尺寸与出砂口的尺寸之比为5～1.5：1。

进一步，所述喷砂本体为分体组合结构，分型面通过线型喷砂孔。

更进一步，所述喷砂本体由上模体和下模体组合而成。

本发明对现有医用针头的针尖部分进行了三个方面的结构改进，并取得了难以预料的技术效果：

第一，将针头细管的内孔与左第二斜面或右第二斜面之间形成的穿刺内刃口分成二段，靠近针尖端为锐利刃口段，靠近径向刃口一端为圆弧压迫段，圆弧压迫段的轴向截面形状改为圆弧面，使圆弧压迫段失去内锋口作用，进针时，由针尖、二条锐利刃口段、由针头细管的外圆与左第二斜面、右第二斜面之间形成的二条穿刺外刃口共同完成穿刺破口，然后由二条穿刺外刃口继续扩张破壁，由圆弧压迫段和针管外壁共同完成对针刺皮肤组织或血管的压迫止血止痛，实现针尖穿刺后无痛感；若将圆弧压迫段的截面圆弧半径设计成逐渐变大，效果更好。

第二，将针头细管的内孔与第一斜面之间形成的内创圆弧切锋口进行圆弧化设计，使它既不会对人体皮下组织或血管产生二次剪切，形成二次剪切痛感，而且同样对已形成的创面实现压迫止血和止痛。

第三，将左第二斜面、右第二斜面和第一斜面之间形成的径向刃口进行光滑圆弧设计，径向刃口与第一斜面和左第二斜面或右第二斜面之间为圆弧过渡连接。这样，出针时，径向刃口不会对创伤面进行三次划刺，消除了打针过程中的第三次刺破产生的痛感和出血。

本发明提供的针尖喷砂磨削方法为无内创微痛感医用针头的工业生产提供了可靠的工艺支撑，分体组合结构的线型喷嘴形成厚度可控的风砂刀片及喷砂工艺要求是其中最重要的核心技术，线型喷砂口宽度缩小到小于针头的内孔直径，280目～320目的干砂在0.8～1.0MPa公斤的喷砂压力作用下，从进砂口高速喷入，从出砂口喷出的高速风砂刀的厚度小于针头的内孔直径，这样就对针头细管的内孔与第一斜面之间形成的内创圆弧切锋口进行圆弧化喷砂磨削加工，由于待喷砂磨削的针头是竖直设置，将线型喷砂嘴的线型喷砂孔的端面与第一斜面平行设置，且线型喷砂孔的出砂端面与第一斜面之间距离设定为3～15毫米，防止喷出的高压砂流形成喷砂风刀屏扩散，从而降低磨削效果，将喷砂孔设计成锥孔结构，既有利于提高出砂口的喷砂压力，也有利于提高出喷砂流的含砂密度，提高喷砂风砂刀的磨削效率和磨削表面的光滑度，将喷砂孔设计成线型结构，这是本发明的核心技术，它是实现对针管内孔进行磨削的前置条件，因为线型喷口的宽度可以足够细，只要大于砂粒直径即可，从线型喷口喷出的高压风砂流形成的实质上是一片厚度可控的砂轮片，能实现对针管内孔及针管壁体的磨削加工，实现对针管精准加工的全新工艺装备。将喷砂孔设计条状锥孔结构既利于砂流的喷出，防止砂粒的阻塞，又利于提高出砂口的喷砂压力和喷砂密度，在保证出砂压力不变的条件下，能降低进砂压力，降低能耗，将喷砂孔设计成间隔分布的多条结构能成倍提高喷砂磨削效率，保证喷砂嘴相对于针头的安装位置要求，是能够实现针尖各处磨削加工的要求。

附图说明：

图1为无内创微痛感医用针头的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1立体图，即针以角旋转后的结构示意图；

图4为图2中A-A剖视图；

图5为图2中B-B剖视图；

图6为图2中C-C位置的剖视图；

图7为图2中D-D位置的剖视图；

图8为针头的加工工艺流程图；

图9为线型喷砂嘴的一种结构示意图；

图10为图9的E-E剖视图；

图11为一种由上模体和下模体拼装的组合结构示意图；

图12为对针头喷砂磨削的示意图，线型喷砂嘴的喷砂端面与第一斜面平行；

图13为对针头喷砂磨削的另一种示意图，线型喷砂嘴的喷砂端面与针头针管轴线平行；

图中：1-针头细管；2-左第二斜面；3-右第二斜面；4-第一斜面；5-针尖；6-穿刺外刃口；7-穿刺内刃口；8-内创圆弧切锋口；9-径向刃口；11-喷砂本体；12-线型喷砂孔；13-进砂口；14-出砂口；15-分型面；16-上模体；17-下模体；71-锐利刃口段；72-圆弧压迫段。

具体实施方式

下面举例说明本发明的具体实施方式：

一种无内创微痛感医用针头，如图1～图7的所示，它包括针头细管1，在针头细管1的前端设有左第二斜面2、右第二斜面3和第一斜面4，左第二斜面2、右第二斜面3和针头细管1三者在针头前顶端形成针尖5，针头细管1的外圆分别与左第二斜面2和右第二斜面3之间各形成一条穿刺外刃口6，针头细管1的内孔分别与左第二斜面2和右第二斜面3形成一条穿刺内刃口7，针头细管1的内孔与第一斜面4之间形成内创圆弧切锋口8，在左第二斜面2、右第二斜面3和第一斜面4之间各形成一条径向刃口9，在穿刺内刃口7靠近针尖端为锐利刃口段71，在穿刺内刃口7靠近径向刃口9一端为圆弧压迫段72，所述内创圆弧切锋口8沿针管轴线方向且垂直于第一斜面4的剖面截面形状为圆弧面，且在内创圆弧切锋口8的整个圆弧段上，位于圆弧顶端的圆弧半径R1大于两侧的圆弧半径R2，径向刃口9与第一斜面4、左第二斜面2和右第二斜面3之间均为圆弧过渡连接，锐利刃口段71的长度为穿刺内刃口7总长度的15％～50％，在本例中为30％。

上述无内创微痛感医用针头的加工方法如图8所示，包括如下步骤：

步骤一：将针管坯料排列组垂直夹持在双板式夹具中，用外圆磨床对垂直固定的针头细管项端进行磨削形成第一斜面4，针头细管1的内孔与第一斜面4之间形成内创圆弧切锋口8；

步骤二：按照针头设计要求通过搓动双板式夹具使针管坯料排列组向按右时针方向转动预定角度，用外圆磨床对针管的前端进行第二次磨削，形成左第二斜面2，这样就在针头细管1的外圆与左第二斜面2之间形成穿刺外刃口6，在针头细管1的内孔与左第二斜面2之间形成了穿刺内刃口7，在左第二斜面2与第一斜面4之间形成径向刃口9；

步骤三，通过搓动双板式夹具使针管坯料排列组向按左时针方向转动预定角度，用外圆磨床对针管的前端进行第三次磨削，形成右第二斜面3，这样在针头细管1的外圆与右第二斜面3之间形成穿刺外刃口6，在针头细管1的内孔与右第二斜面3之间形成穿刺内刃口7，在右第二斜面3与第一斜面4之间形成径向刃口9；

第四步，线型喷砂风刀磨削加工

将步骤三获得的带有针尖的针管坯料排列组送入线型喷砂风刀磨削工位，用线型喷砂嘴对针管前端的针头部分进行线型喷砂风刀磨削，所述喷砂风刀磨削加工的具体工艺要求如下：

第一，线型喷砂风刀磨削所用线型喷砂嘴的设计要求，如图9-13所示，包括喷砂本体11，在喷砂本体11上沿喷砂轴向至少设有一条线型喷砂孔12，线型喷砂孔12的出砂口宽度为0.10～0.50毫米，该尺寸的选取值应小于待加工针头的针管内径，线型喷砂孔12的出砂口的长度为0.70～2.50毫米，该尺寸的选取值应与待加工针头的规格相对应；

若采取二条以上线型喷砂孔12，则相邻两条线型喷砂孔12之间的距离设计为2～20毫米。

为了进一步提高喷砂风刀磨削的效率和磨削效果，应将线型喷砂孔12设计成锥形孔，进砂口13的尺寸应大于出砂口14的尺寸，进砂口13尺寸与出砂口14的尺寸之比为5～1.5：1。

为了能用常规的机械加工方法加工出线型的锥形喷砂孔，申请人独创了分体组合结构的喷砂本体11设计，且将分型面15通过线型喷砂孔12所处位置上，喷砂本体11优先设计成由上模体16和下模体17组成的组合结构，分型面15设置在线型喷砂孔12长度的中心位置上，这样上模体16和下模体17为对称结构。

第二，喷砂风刀磨削专用线型喷砂嘴的安装位置要求：

方案1：将线型喷砂嘴的端面与针头的第一斜面平行，线型风砂刀喷砂嘴的端面与针头的第一斜面之间距离为2～15毫米，使线型喷砂嘴对准针头进行往复式来回喷砂风刀磨削；

方案2：将线型风砂刀喷砂嘴沿针头轴线方向分布，线型喷砂嘴的端面与针头的针管轴线平行，线型喷砂嘴的端面与针头管体外圆之间距离为2～15毫米，线型喷砂嘴对准针管进行往复式来回喷砂风刀磨削；

第三，对喷砂用的砂质要求：砂的粒径280目～320目，含水率小于3％的干砂；

第四，喷砂压力要求，出砂压力为0.8～1.0MPa。