碳纖維在醫(yī)療設(shè)備零部件中的應(yīng)用優(yōu)勢
碳纖維復(fù)合材料在過去的三十年中,先后在汽車制造、軌道交通、智能機械等領(lǐng)域發(fā)揮出巨大的作用。如今,這種高性能先進復(fù)合材料也在醫(yī)療領(lǐng)域中展示出特殊的應(yīng)用價值。
碳纖維X光射線輔助設(shè)備:
目前,碳纖維材料在醫(yī)療領(lǐng)域最常見的應(yīng)用形式是作為放射性檢查和治療設(shè)備的零部件,主要包括:用于X-光、 CT和B超的碳纖維復(fù)合材料床面板、碳纖維復(fù)合材料診斷頭托、碳纖維復(fù)合材料放療定位板等。
治療床和固定底板是患者放射治療時重要的載體,用于支撐患者、穩(wěn)定體位,治療床和加速器機架配合,可以使射線從任何方向射入病灶,治療床和固定底板對患者照射劑量衰減的影響比較明顯,碳纖維材料具有很高的射線通透性,這是其應(yīng)用于放射性醫(yī)療設(shè)備的最突出優(yōu)勢。在乳腺癌放射治療中,使用乳腺托架可以使病人體位穩(wěn)定,擺位迅速準確,重復(fù)性好,能有效減少擺位誤差,并通過體位的調(diào)整,使計量分布更加合理,使得靶區(qū)的劑量進一步提高而周圍正常組織的劑量明顯降低,減少射線對患者肺組織的受量。這種乳腺托架,使用方便,可縮短患者治療時間,降低工作人員的工作強度。
碳纖維固定骨板:
用骨板固定骨折部位時,一方面要保證患者肢體能夠正?;顒樱硪环矫婀潭ú课贿€要有足夠的撓曲性,使骨折區(qū)也能存在一定程度的活動性,這樣才能促進橋狀外骨痂快速形成,促進骨折的愈合。過去臨床上曾使用的是不銹鋼材質(zhì)的骨板,但是不銹鋼材質(zhì)的彈性模量與人體骨骼的彈性模量相差太大,而且金屬對疲勞應(yīng)力的耐性差,不能承受小范圍內(nèi)的高頻次的反復(fù)性活動,臨床使用發(fā)現(xiàn)這種材料容易引起骨質(zhì)脆弱,增加再次骨折的風(fēng)險,使用效果并不理想。而碳纖維增強復(fù)合材料的彈性模量更接近于人體骨骼,耐疲勞強度比鋼大得多,在臨床試驗中發(fā)現(xiàn),采用碳纖維材質(zhì)的固定骨板有利于減少骨折部位的感染,并能明顯促進愈合。
碳纖維復(fù)合材料輪椅和擔(dān)架:
輪椅和擔(dān)架這類醫(yī)療輔助機械采用碳纖維復(fù)合材料主要是看重其質(zhì)量輕、強度大,便于操作的優(yōu)點。輪椅越輕便越能減輕患者的操作負擔(dān),對于電動型輪椅來說,自重越輕,能耗越少,可以延長工作時間;擔(dān)架越輕便,越方便工作人員負載,提高運轉(zhuǎn)效率,節(jié)省運輸時間,為病人贏得更多的搶救時間。
碳纖維骨外科醫(yī)療器械:
如果說,過去在醫(yī)療行業(yè)中使用的主要是熱固性碳纖維復(fù)合材料的話,將來,由高端熱塑性樹脂基體構(gòu)成的碳纖維復(fù)合材料將成為醫(yī)療器械的應(yīng)用熱點。由無錫智上新材研發(fā)制作的連續(xù)碳纖維增強聚醚醚酮(PEEK)復(fù)合材料醫(yī)療制品,除了具有優(yōu)良的力學(xué)強度和蠕變性外,這種新型復(fù)合材料的抗彎曲強度更接近于人骨,耐磨性比超高相對分子質(zhì)量聚乙烯及金屬制品要高。可承載骨頭、血液及人體組織所需的負荷,與人體的相容性好。而且,該材料質(zhì)輕、耐腐蝕、耐疲勞、無毒性、對X射線、核磁共振等成像檢查無干擾,非常適合用于制作骨外科固定器械。
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