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碳纤维在医疗行业的广泛作用

2019-01-03

     碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨,是乱层石墨结构,在沿纤维轴方向表现出很高的强度。在多个领域取得较为广泛的应用,医疗领域对于制作材料有着一定的要求,现在部分医疗器械青睐于选用碳纤维复合材料制作,本文我们来了解一下碳纤维制作医疗器械的优势。

碳纤维管

     医疗设备上的某些部件,需要在某一方向具有很好的刚性,碳纤维管是一种各向异性的结构材料,对于结构的设计自由度带来了很多便捷,能够通过合理的设计来发挥出优秀性能。碳纤维之所以能够用于制作医疗器械,很大一部分原因在于其X射线透过性能优良,碳纤维复合材料的铝当量要小于传统材料,所以其X射线透过性能均优于铝板、胶合板和酚醛树脂板等传统医用材料,并且碳纤维允许射线以任何角度照射在面板上而不产生折射。除了良好的力学性能,碳纤维材料具有良好的耐腐蚀性能,就算有酒精,药物,血渍残留也不会对面板造成影响,而且清理更方便,长期下来不会对面板造成腐蚀的现象,重量很轻,移动起来很方便,方便医务人员更好的调节合适的角度,碳纤维材料力学性能,化学稳定性,与人体的生物相容性,使之在医疗器械和生物材料方面受到广泛的重视。

  医疗床板是碳纤维复合材料应用医疗领域的主要形式之一,优于病人的诊治量大,对于面板的抗疲劳性能要求较高,碳纤维复合材料中存在着多数的纤维/树脂界面,这些界面能够阻止裂纹的进一步扩展,并且,在使用过程中,过载造成少数纤维断裂,其载荷会迅速分布到未破坏的纤维上,不会在短时间内使构件丧失承载性能,提高了安全性。

      碳纤维增强高分子复合材料以其优异的力学性能和生物相容性正得到研究者的普遍关注。有科研工作者利用碳纤维环氧树脂复合材料与钛合金和不锈钢的骨折内固定板进行了对比分析,发现碳纤维环氧树脂复合材料具有高耐疲劳性、低模量和良好的生物相容性。通过体内临床试验,对 133 例前臂骨折患者应用钛合金和不锈钢板进行固定,其中骨连接错位 3%; 骨不连 5%; 松动 6%; 感染 5%;板断裂 3%。而在 40 例前臂骨折患者中应用碳纤维环氧树脂固定,原来所有骨折处均呈现良好的骨连接,在 6 个月内 67% 呈现骨重建,无一板断裂。

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