醫療中的碳纖維尼龍材料應用

2019-03-24

前面盈普小編分別介紹了軍事、汽車2大類碳纖尼龍材料的應用，今天我們再講講醫療方面的應用。

據最新的一項市場研究報告稱，全球醫療復合材料市場，預計未來幾年復合增長率將達到6.91%。

作為醫用碳材料的研究，是本世紀60年代開始的，當時在人造血管的抗血凝材料研究中發現了碳材料具有優良的抗血凝性能。1980年以后，Bokros提出碳材料作為生物醫學器件的開拓性工作以后，引起了廣泛的關注。研究表明，碳材料具有良好的生物相容性，對生體組織刺激性小，無毒，不致癌，比重小，彈性模量與人骨相近等優點，有成為第四代植入材料潛在優勢。其中有些尼龍碳纖材料也用于醫療器械中。

主要優勢有：

各向異性和可設計性

尼龍碳纖材料等碳纖維復合材料是各向異性材料，沿纖維方向和垂直于纖維方向的性能不同，給設計帶來很大的自由度，通過改變鋪層方式（例如鋪層角度、鋪層順序）來改變產品的彈性和強度等特性，滿足具體使用要求。而醫療設備部件，往往作用于不同的人體部位，不同部件具體性能要求不—樣。

例如：碳纖維尼龍復合材料具有較高的耐疲勞性、柔韌性和良好的生物相容性，比其它材料更適用于殘疾患者的假肢制造。它制作假肢，強度高、重量輕，功能更趨完善。用于接受腔的碳纖維復合材料能很好地承擔起人體的重量，并能有效控制假肢，使殘肢在腔內更加舒適自如。它不僅強度有保證，而且因為減掉了很多重量，從而使人工膝關節得以實現多種效能。假腳的主要功能是支撐肢體，在運動中產生推力，同時可代償小腿三頭肌和屈肌的作用。儲能腳由于特殊的設計和材料在儲能效果上遠高于傳統假腳，采用高彈性、高強度的碳纖維復合材料的儲能腳因其質量輕，使患者行走時較為省力而廣受歡迎。除此之外，踝關節以及足踝與小腿假肢之間的連接管也可以用碳纖維復合材料制作，同樣能達到輕巧堅固的效果。同樣也能用作康復矯形器。

X射線透過率高

X射線的透過率和所穿透物質的元素組成、原子序數、密度、厚度有關，組成碳纖維復合材料的主要元素為C、H、O，原子序數小，X射線質量吸收系數遠低于—般材料。1mm厚的鋁板和碳纖維復合材料板，它們的X射線透過率分別為78%和96%，鋁板散射和吸收消耗為22%，碳纖維板只有4%。

比如：碳纖維尼龍增強DR平板探測器，DR平板探測器是一款多功能的高分辨率X射線平板成像器件，多采用非晶硅薄膜晶體管、光敏二極管陣列及高敏感度碘化銫直接生長閃爍體等先進技術，以獲得超凡穩定的影像性能。碳纖維增強尼龍材料的X射線透過性好，能幫助X射線準確無誤地穿透人體，經過多次轉換，在屏幕上呈現出一個高清晰的圖案。碳纖維復合材料板的X射線透視僅為小于1.0mmAL的鋁當量，而且板面平整光滑、質輕抗壓，以明顯的優勢取代鋁合金板，成為新一代數字X射線成像技術的新選擇。