碳纤维医用CT放疗床板的研制

  碳纤维复合材料具有质轻、高强度、高模量、耐疲劳、X射线易透过且吸收率低的特点,使其在现代医用器材领域得到广泛的应用。如X射线诊断仪、CT机、放射线治疗机等。

  医疗用床板多采用绝缘电板,但其射线透过率低,力学性能差,成像清晰度差。碳纤维复合材料的吸收率和散射率都比以往材料小得多,如5mm胶合板的X射线透过率为63%,散射率为7.4%,1mm铝板X射线透过率为78%,散射率为4.1%,而1mm碳纤维板的X射线透过率为96%,散射率为1.8%。在诊断时可以相应地降低X射线剂量,降低X光机的功率,延长仪器使用寿命,节省电能,更重要的是可以减少放射线对患者的危害。

  如江苏博实碳纤维科技有限公司为某医疗器械公司研制的全碳纤维CT医疗床,外型尺寸1800mm×760mm×10mm,外层采用3K平纹碳纤维织物,内层采用PMI硬质泡沫。根据用户要求,放射线治疗机用床板工作部分不能采用任何金属结构和使用金属连接件,且床板为悬臂结构。《产品浏览:碳纤维医疗ct床板(图)》

碳纤维医疗床板

  此床板要求床面在130kg均匀载荷作用下,悬臂端挠度不大于5mm。设计为以单向碳纤维/环氧树脂复合材料为承力梁,上板用碳纤维环氧树脂复合板、床面板和支撑梁用树脂连接,在非工作部分采用一特制的金属件将床板和机体连接在一起。

  碳纤维复台材料所用的基体树脂可分为两大类:热固性树脂和热塑性树脂。对于高性能复合材料,目前以热固性树脂为主,而使用最广泛的又为环氧型树脂,其优点如下:1)在化学结构方面,除有活性环氧基外还有羟基,醚基和活泼氢;2)固化成型方面,固化收缩率比较小,挥发物逸出少,孔隙率低,固化后生成交联密度高的网络结构、不溶不熔,化学稳定性高,耐腐蚀性强(X射线诊断和放射线治疗中,经常要使用各种化学药品,其床板的耐化学药品腐蚀性是十分重要的);3)在物性方面,环氧树脂的耐热和低温性较好;4)在工艺方面,环氧树脂的品种多,选择范围广,适应性强,粘度和固化条件都可调节,可满足不同成型工艺条件的要求,操作弹性大。结合工厂的实际情况和床板使用要求,选用了环氧618树脂(E-55)。

碳纤维医疗床板

  将树脂、固化剂、稀释剂按一定比例充分混合后涂覆于裁剪好的碳纤维织物和填充物上,充分没渍并挤压出多余的树脂。在模具上铺脱模纸,将织物和填充物按设计的要求层叠,施加一定的压力,按要求时间、温度固化后,开启模具取下板材。之后按要求修整裁剪,将床板表面打磨抛光后喷漆,按设计要求组装。

  该制备方法简便适用,树脂和基材可以充分浸渍,床板结构均匀,可防止伪影产生。CFRP材料力学性能较传统材料有所提高,使床板挠度能满足使用要求。经临床应用表明,碳纤维复合材料床板较其他各类材料床板相比,X射线透过率明显提高,力学性能满足使用要求,表面光洁美观,是一种理想的换代产品。