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嘉峪檢測網 2020-02-01 12:06
目前,醫用連續碳纖維增強復合材料在骨外科臨床應用中主要有兩種應用形式:一種是作為體外固定部件以及相關醫療器械部件使用,另一種是作為體內植入固定件。下文就針對這兩種形式做案例性說明。
骨科體外固定部件:
國內已有熱塑性碳纖維制品生產企業開始采用新型工藝將連續碳纖維與聚醚醚酮(PEEK)進行復合,形成強度極高的碳纖維熱塑型復合材料。
采用這種連續碳纖維增強聚醚醚酮復合材料制作成骨外固定器中的連接桿,在達到固定骨折處力學需要的同時,表現出重量輕、X光射線通透性好等優異性能。臨床證明,該連續碳纖維增強PEEK復合材料生物相容性較好,與人體長期接觸是安全無害的。
選用連續碳纖維增強peek制作體外固定器中的連接桿等部件時,主要是看重其比傳統金屬更加優越的力學性能表現。317L不銹鋼的拉伸強度為690MPa,彈性模量E為210GPa,延伸率為12%;鈦合金的拉伸強度為793MPa,彈性模量E為110GPa,延伸率為10%。
通過對醫用連續碳纖維增強聚醚醚酮復合材料骨外科固定部件進行拉伸、壓縮、彎曲及剪切強度的測定,其結果表明,用于體外固定的連續碳纖維增強聚醚醚酮復合材料的力學性能更加優越,其彈性模量接近人體皮質骨,而拉伸強度則比上述金屬材料更好。
臨床表明,用與骨科固定器械的連續碳纖維增強聚醚醚酮復合材料承載能力強,固定牢靠,應用后骨折愈合快,患者使用輕便,負擔小。目前,蘇州挪恩復合材料有限公司為醫療器械商提供的連續碳纖維增強peek骨科醫療部件系列產品,有望替代金屬材料,成為新型的骨修復材料。
骨科體內植入物:
目前,國內已有將連續碳纖維增強聚烯烴復合材料作為體內植入材料的案例,其對骨折內固定及促進愈合的效果較好。選用碳纖維復合材料作為體內植入物,其優勢主要體現在使用放射性診斷和治療過程中。
過去,骨科體內植入物常常選用不銹鋼和鈦合金材料,但是,這兩種金屬的密度都大于人體組織的密度,當射線穿過時會有相當大程度的衰減,當患者在進行放射性診斷和治療時,會影響到成像和治療的效果。
因為碳原子序數較低,射線對其作用效果與人體相當。因此,在放射性定位診斷過程中,碳纖維植入物對圖像質量影響很小,不僅在二維影像中不形成遮擋障礙,在三維影像中,也不會在植入物周圍產生偽影。
總之,續碳纖維增強復合材料骨科植入物相對于不銹鋼、鈦基合金植入物,無論是在放射性診斷過程中還是在放射性治療中都有著明顯的應用優勢,未來取得大范圍的臨床應用可能性比較大。
來源:Internet