碳纤维复合材料在医疗器械领域应用

  复合材料是由基体材料和增强材料复合而成的多相体系固体材料,能够充分发挥各组分的特点和潜能;通过合理匹配及协同作用,可呈现出单一材料所不具备的优异性能。目前已在农业、工业、交通、军事及社会生活等各领域中得到广泛应用,尤其在航空、航天等一系列高端技术领域中具有不可或缺的地位。

  碳纤维增强树脂基复合材料在医疗领域的应用基本可分为两类:一类是用于治疗、替代人体某个器官组织,修补人体病变缺陷;另一类是用于制作医疗用品、医疗器械设备及相关的配套设施。

  碳纤维因化学性质稳定,不会与液体产生化学反应,也不会挥发有毒物质,并具有良好的血液相容性,可以植入人体取代部分发生病变的器官。碳纤维增强树脂基复合材料制作的人工骨、关节、韧带、腱、假肢等人体器官,可以与人体的其他组织产生共融。

  医疗设备因自身的特殊性,要求设备材料满足多样化的性能要求,即在X射线透过性能好、频率高的前提下,尽量降低放射性物质对患者及医护人员的伤害。碳纤维X射线透过性好,可以完全穿透人体,并经多次转换后得到高清晰的图像。

  部分医疗设备厂商采用碳纤维泡沫夹层结构,即使用碳纤维/环氧树脂预浸料,按照一定的铺层设计,使用金属模具热压成型方式,与泡沫进行共固化,制作了CT床板DR平板、血管造影手术床等多功能床面板。与传统的铝合金属板相比,碳纤维床面板平整光滑,质轻抗压,具有高分辨率,高探测率,高转换率等优点,预计将会成为新一代数字影像设备配套板材的首选。

  此外,利用碳纤维轻质高强的优势,还可以生产医疗头枕、腰板、护脚,担架等医疗设备,降低医疗器械质量,提高器械便携程度和诊断精度。