Bruksfordeler med karbonfiberkomposittmaterialer i menneskelige implantater

May 15, 2024 Legg igjen en beskjed

What Are The Applications Of Carbon Fiber Composites in The Sports Field?

 

Biokompatibilitet

Karbonfiberkomposittmateriale har blitt mye brukt i bein fikseringsplate, beinfyller, hofteleddsstamme, kunstig implantat tannrot, hodeskallebeinreparasjonsmateriale og kunstig hjertemateriale.

Bøyestyrken til menneskelig bein er omtrent 100Mpa, mens strekkmodulen er omtrent 7~20Gpa.

Bøyestyrken til menneskelig bein er omtrent 100Mpa, bøyemodulen er 7~20Gpa, strekkstyrken er omtrent 150Mpa, strekkmodulen er omtrent 20Gpa, mens bøyestyrken til karbonfiberkomposittmateriale er omtrent 89Mpa, bøyemodulen er 27Gpa, strekkstyrken er ca. 43Mpa, strekkmodulen er ca. 24Gpa, som er nær eller overstiger styrken til menneskelig ben i sammenligning.

 

 

Mekaniske egenskaper

Kravene til biomaterialer som brukes til menneskelig implantasjon er styrke og lav modul.

Kombinert med sammenligningen av de mekaniske egenskapene til karbonfiberkomposittmaterialer og menneskelig ben, kan det tydelig sees at modulen til metall og keramikk er for høy, men elastisitetsmodulen til karbonfiberkomposittmaterialer er nær den til menneskelig ben.
Når det implanterte materialet kunstig ben brukes i forbindelse med levende benvev, hvis elastisiteten til materialet er for stor, vil det forårsake en stor kraftpåvirkning i det levende beinet, noe som forårsaker lokalt brudd i grensesnittet.

Imidlertid, hvis elastisitetsmodulen er for liten, vil ikke bare materialet bli deformert, men også vevet ved grensesnittet vil krympe og forårsake løsning.

What are the applications of carbon fiber in civil life?

 

What Factors Affect The Tensile Strength Of Carbon Fiber?

 

Biokjemisk stabilitet

Karbonfiberkomposittmaterialer for implantasjon er enkle å sterilisere da de ikke reagerer med vanlige sure og alkaliske saltløsninger og kroppsvæsker ved høye temperaturer.

Karbonfiberkomposittmaterialer vil ikke bli skadet eller deformert når de steriliseres med høytemperaturdamp eller generelt desinfeksjonsmiddel.

Karbonfiberkomposittmaterialer har også utmerket korrosjonsbestandighet, langtidslagring i menneskekroppen vil ikke forringes og nedbrytes, vil ikke generere giftige korrosjonsprodukter.

Under miljøet med biologisk løsning kan den forbli stabil.

 

 

Friksjons- og slitasjeegenskaper

Friksjonskoeffisienten og mengden slitasje av menneskelige implantater påvirker i stor grad levetiden til leddene.

En økning i mengden slitasje endrer ikke bare leddets geometri, men forårsaker også osteonekrose.

Alle implantater må fungere under friksjonsforhold, ved å sammenligne friksjonskoeffisienten og mengden slitasje av karbonfiberkomposittmaterialer med beslektede materialer.

I fravær av smøring har karbonfiberkomposittmaterialer lavere friksjonskoeffisienter og slitasje, og slitasjen er omtrent {{0}} størrelsesordener lavere sammenlignet med metaller. I nærvær av et smøremiddel er friksjonskoeffisienten til karbonfiberkomposittmaterialer rundt 0,1, som er mye lavere enn for andre materialer.

How To Improve The Life Of Carbon Fiber Materials?

1200