Defnyddir deunyddiau cyfansawdd ffibr carbon yn gynyddol ym meysydd diagnosis, triniaeth, gofal iechyd a dyfeisiau meddygol cysylltiedig. Gyda'r cynnydd graddol yn y galw yn y farchnad feddygol, mae deunyddiau meddygol ffibr carbon perthnasol hefyd yn ehangu ac yn arloesi'n gyson mewn dulliau a ffurflenni cais.
Dechreuodd yr ymchwil ar ddeunyddiau ffibr carbon meddygol mor gynnar â'r 1960au. Bryd hynny, canfuwyd bod gan ddeunyddiau ffibr carbon briodweddau gwrth-geulo ardderchog yn yr ymchwil i ddeunyddiau gwrth-geulo pibellau gwaed artiffisial. Ar ôl 1970, cynigiodd Bokros ddefnyddio deunyddiau ffibr carbon fel dyfeisiau biofeddygol. Yn ôl ymchwil wyddonol fodern, mae gan ddeunyddiau ffibr carbon fiogydnawsedd da, llid isel i feinweoedd biolegol, diwenwynedd, di-garsinogenigrwydd, disgyrchiant penodol isel, a modwlws elastig tebyg i esgyrn dynol. Mae ganddo'r fantais bosibl o ddod yn bedwaredd genhedlaeth o ddeunyddiau mewnblaniad.
Manteision deunyddiau cyfansawdd ffibr carbon yn y maes meddygol
1. Anisotropi a dylunioadwyedd
Mae deunyddiau cyfansawdd ffibr carbon yn ddeunyddiau anisotropig gyda gwahanol briodweddau ar hyd y cyfeiriad ffibr ac yn berpendicwlar i'r cyfeiriad ffibr, sy'n dod â rhyddid mawr i ddylunio. Trwy newid y dull gosod (fel ongl gosod, trefn gosod) i newid elastigedd a chryfder y cynnyrch, gellir bodloni'r gofynion defnydd penodol. Mae cydrannau offer meddygol yn aml yn gweithredu ar wahanol rannau o'r corff dynol, ac mae gofynion perfformiad penodol gwahanol gydrannau yn wahanol.
2. Trawsyriant pelydr-X uchel
Mae trawsyriant pelydrau X yn gysylltiedig â chyfansoddiad elfennol, rhif atomig, dwysedd a thrwch y deunydd sy'n cael ei dreiddio. Y prif elfennau sy'n ffurfio deunyddiau cyfansawdd ffibr carbon yw C, H, ac O, gyda niferoedd atomig bach, ac mae cyfernod amsugno màs pelydr X yn llawer is na chyfernod deunyddiau cyffredinol. Trosglwyddiad pelydr X- o blatiau alwminiwm 1mm o drwch a phlatiau cyfansawdd ffibr carbon yw 78% a 96% yn y drefn honno, y defnydd gwasgariad ac amsugno o blatiau alwminiwm yw 22%, a dim ond 4% yw defnydd platiau ffibr carbon.
3. da blinder ymwrthedd
Mae deunyddiau cyfansawdd ffibr carbon yn cynnwys rhyngwynebau ffibr / resin di-ri. Pan fydd grymoedd allanol gormodol yn cynhyrchu craciau, gall y rhyngwynebau hyn atal y craciau rhag ehangu ymhellach ac oedi rhag difrod blinder. Mae dyfeisiau meddygol yn cael eu hailddefnyddio bob dydd, ac mae ymwrthedd blinder da deunyddiau cyfansawdd ffibr carbon yn sicrhau bywyd gwasanaeth yr offeryn.
Ym maes offer meddygol, defnyddir deunyddiau cyfansawdd ffibr carbon i gynhyrchu llwyfannau symudol ar gyfer peiriannau archwilio pelydr-X trwy ddefnyddio eu trawsyriant pelydr-X llawn; Defnyddir CFRP i gynhyrchu offer meddygol fel orthopaedeg a thrawsblannu organau, yn ogystal â chynhyrchion adsefydlu fel prosthesis ac orthoteg trwy ddefnyddio ei briodweddau mecanyddol rhagorol.
Defnyddir ar gyfer platiau gwely CT, offer archwilio pelydr-X ac offer ategol
Y math hwn yw'r achos meddygol ffibr carbon a ddefnyddir fwyaf eang yn Tsieina. Y rhai mwyaf cynrychioliadol yw paneli gwelyau archwilio uwchsain X{1}, CT a B-, cynhalydd pen gwely diagnostig, paneli canfod panel fflat DR diffiniad uchel, a bracedi.
Mae platiau gwely CT meddygol yn bennaf yn defnyddio platiau trydan inswleiddio, ond mae eu trosglwyddiad pelydr yn isel, mae eu priodweddau mecanyddol yn wael, ac mae eu heglurder delweddu yn wael. Mae cyfradd amsugno a chyfradd gwasgariad deunyddiau cyfansawdd ffibr carbon yn llawer llai na'r un ohonynt. Yn ystod diagnosis, gellir lleihau'r dos pelydr X yn unol â hynny, gellir lleihau pŵer y peiriant pelydr X, gellir ymestyn oes gwasanaeth yr offeryn, a gellir arbed trydan.
Yn bwysicach fyth, mae gan ddeunyddiau cyfansawdd ffibr carbon drosglwyddiad pelydr X- rhagorol, sy'n caniatáu i'r pelydrau gael eu harbelydru ar y bwrdd gwely ar unrhyw ongl heb blygiant. Dim ond dos bach o belydrau sydd ei angen i gael delweddu clir, gan leihau'r niwed i gleifion a staff meddygol.
Ffibr carbon ar gyfer esgyrn artiffisial a chymalau artiffisial
Ar hyn o bryd, mae deunyddiau cyfansawdd ffibr carbon wedi'u defnyddio'n helaeth mewn platiau gosod esgyrn, llenwyr esgyrn, coesau cymalau clun, gwreiddiau dannedd mewnblaniad artiffisial, deunyddiau atgyweirio penglog, a deunyddiau calon artiffisial. Mae cryfder plygu esgyrn dynol tua 100Mpa, mae'r modwlws plygu yn 7 ~ 20Gpa, mae'r cryfder tynnol tua 150Mpa, ac mae'r modwlws tynnol tua 20Gpa. Mae cryfder plygu deunyddiau cyfansawdd ffibr carbon tua 89Mpa, mae'r modwlws plygu yn 27Gpa, mae'r cryfder tynnol tua 43Mpa, ac mae'r modwlws tynnol tua 24Gpa, sy'n agos at neu'n fwy na chryfder esgyrn dynol.
Ar hyn o bryd, mae rhai cwmnïau wedi datblygu'r defnydd o ddeunyddiau cyfansawdd ffibr carbon i wneud esgyrn a chymalau artiffisial. Mae cryfder plygu'r asgwrn artiffisial hwn yn agosach at esgyrn dynol go iawn nag esgyrn artiffisial a wneir o fioddeunyddiau eraill, sydd o arwyddocâd mawr i feddyginiaeth orthopedig. Mae ymwrthedd traul uniadau artiffisial a wneir ohono hefyd yn uwch na gwrthiant traul polyethylen pwysau moleciwlaidd uchel a chynhyrchion metel yn y cymal symudol.
Mae cwmni arall wedi datblygu ffibr carbon parhaus neu blastig wedi'i atgyfnerthu â ffelt ar gyfer atgyweirio esgyrn. Mae'r matrics resin yn defnyddio methacrylate polymethyl a'r ffracsiwn màs o ffibr carbon yw 20%-60%. Oherwydd bod y deunydd yn ysgafn, nid yw'n ymyrryd ag arholiadau MRI, ac mae ganddo fiocompatibility da, nid oes gan fewnblannu hirdymor yn y corff unrhyw adweithiau niweidiol i feinweoedd biolegol, gwaed, hylif serebro-sbinol, ac ati, a dim adwaith gwrthod, mae'n addas i'w ddefnyddio fel deunydd gosod torasgwrn neu osodiad mewnol torasgwrn neu ddeunydd atgyweirio esgyrn.
Adfer dannedd
Yn Ewrop a'r Unol Daleithiau, mae system post ffibr anfetelaidd yn cael ei defnyddio fwyfwy mewn ymarfer clinigol, ac yn raddol mae'n cael ei hystyried yn ddewis amgen effeithiol i'r system post a chraidd metel traddodiadol ar gyfer atgyweirio gwreiddiau gweddilliol a choronau dannedd. Mae astudiaethau ar briodweddau ffisegol a chemegol a phriodweddau biolegol pyst ffibr carbon yn dangos bod gan byst ffibr carbon briodweddau mecanyddol sy'n fwy cydnaws â meinweoedd dannedd. Gall eu modwlws elastig, sy'n debyg i un dentin, wneud straen wedi'i ddosbarthu'n fwy cyfartal ar hyd y corff post, sy'n fuddiol i amddiffyn gwreiddyn y dant; ar yr un pryd, mae ganddynt lawer o fanteision megis biocompatibility da a gwrthsefyll cyrydiad, tynnu hawdd, ac atgyweirio eilaidd cyfleus.
Prosthesis ffibr carbon
Gelwir y rhan gyswllt a thrawsyriant rhwng y prosthesis a'r corff dynol yn geudod derbyn, sy'n bennaf yn lapio'r aelod gweddilliol ac yn trosglwyddo grym. Mae gan y rhan hon ofynion cario llwyth uchel ac ni all fod yn rhy drwm. Gellir defnyddio deunyddiau ffibr carbon hefyd fel deunyddiau ar gyfer gwneud y rhan hon. Gellir gwneud y rhan sy'n cynnwys yr aelod gweddilliol o fwrdd polyethylen, a gellir gwneud y corff cynnal o ffibr carbon i wneud strwythur ffrâm i gyflawni cefnogaeth hawdd a throsglwyddo grym.
Mae'r cysylltiad rhwng ffêr a throed y corff dynol yn chwarae rhan allweddol yng nghydbwysedd a chefnogaeth y corff. Gall y cymal ffêr a wneir o ffibr carbon wireddu swyddogaeth neidio'r corff dynol. Yn ogystal, gellir gwireddu'r rhan cysylltiad rhwng y ffêr a'r prosthesis llo hefyd gyda ffibr carbon. Mae'r cynnyrch cyffredinol yn goeth iawn ac mae hefyd yn perfformio'n dda o ran diogelwch difrod.
Cadair olwyn ffibr carbon
Dim ond 1.7g/cm3 yw dwysedd ffibr carbon. Mae ategolion yr un fanyleb yn fwy na hanner ysgafnach na rhai aloi alwminiwm, ond mae'r cryfder yn llawer mwy. Yn ogystal, mae ffibr carbon hefyd yn gallu gwrthsefyll cyrydiad yn fawr. Mae cyfran sylweddol o gleifion cadair olwyn yn wynebu problemau fel anymataliaeth a chyswllt aml â phigiadau a meddyginiaethau. Yn yr achos hwn, mae ategolion a wneir o ddeunyddiau cyfansawdd ffibr carbon yn dangos gwydnwch sy'n anodd ei gydweddu â deunyddiau metel cyffredinol.
Ar hyn o bryd, defnyddir deunyddiau cyfansawdd ffibr carbon yn bennaf mewn ategolion megis breichiau, breichiau, traed, coesau, cynhalwyr cefn, sgertiau a thiwbiau ffrâm. Gellir addasu uchder y rhan fwyaf o'r ategolion hyn. Mae deunyddiau cyfansawdd ffibr carbon yn hawdd i'w cydosod gyda'r gadair olwyn yn ei chyfanrwydd trwy gysylltiad mecanyddol. Y peth pwysicaf yw, ar ôl i'r ategolion hyn gael eu defnyddio mewn deunyddiau cyfansawdd ffibr carbon, mae pwysau cyffredinol y gadair olwyn wedi'i leihau'n sylweddol, ac fel cydran a ddefnyddir yn aml, mae wedi dod yn gryfach ac yn fwy gwydn.
Mae gan ddeunyddiau cyfansawdd ffibr carbon berfformiad rhagorol ac fe'u defnyddiwyd yn helaeth ym mywyd beunyddiol sifil. Maent hefyd wedi cael eu gwirio gan ddegawdau o gais. Maent yn ddiogel ac yn ddibynadwy ar gyfer yr amgylchedd ac iechyd dynol.
Gyda datblygiad parhaus technoleg feddygol, mae offer meddygol hefyd yn arloesi ac yn datblygu'n gyson. Mae buddsoddi a chymhwyso ffibr carbon mewn dyfeisiau meddygol yn cynrychioli tuedd a chyfeiriad newydd, a bydd yn sicr o arwain at ragolygon cymhwyso ehangach yn y dyfodol.
