碳纤维复合材料在医疗器械上的应用

• 作者 : 苏州挪恩
• 发布时间：2017-07-11 13:29:03
• 浏览量: 177

       随着人们对健康的关注和现代医疗科学技术的不断发展，近年来对大型高性能诊断及治疗设备的需求量与日俱增，尤其是放射诊断及治疗设备正朝着放射剂量尽可能小及成像分析数字化的方向发展。这些医疗设备，在X射线放射通路上，要求相关配件对X射线透过性能好，使其在满足使用的前提下放射剂量及能效，以尽量减少患者及医护人员受辐射的危害。因此，原来应用于航空，航天的碳纤维复合材料随着其成本的降低，越来越多的应用到放射医疗设备领域。

       虽然国内外放射医疗设备使用碳纤维复合材料已有数年时间，但对其医用功能的研究和报道很少。Betway西汉姆联(股份)有限公司-Official website已在为国内外多家医疗设备厂商研制碳纤维复合材料医用配件的同时也发现，一些设备生产厂商的设计人员对碳纤维复合材料基本特性了解不够多，所以设计的碳纤维复合材料配件有时会出现一些问题。本文主要对放射医疗设备用碳纤维复合材料基本特性及应用进行阐述。

      1.优异的力学性能：材料的强度，模量与密度之比——比强度和比模量是表征材料承载能力的指标。在医疗设备中可用于需刚性好且重量要求轻的配件，T700碳纤维复合材料的比强度，比模量远高于普通金属材料及玻璃钢材料，在医疗设备上应用具有明显的力学性能优势。

       2.各向异性和可设计性：医疗设备上某些部件，需要在某一方向承载后挠度很小，具有很高的刚性，碳纤维增强树脂复合材料沿纤维轴向和垂直于纤维轴向右明显的性能差异。材料的各向异性给设计带来较大的自由度。

       3.良好的抗疲劳特性：在医疗设备中，尤其是X射线机，CT机等大型设备，具有承载病人及透过神仙的床面板，由于病人诊治量大，对床面板的疲劳性能要求较高。碳纤维复合材料很好的解决了这个问题，在碳纤维增强树脂复合材料中存在着难以数计的纤维/树脂洁面，这些界面能阻止裂纹进一步扩展，从而推迟疲劳破坏的发生。在使用过程中，即使过载造成少量纤维断裂，其载荷也会会迅速重新分布到未破坏的纤维上，从而在短时间内不会使整个构件丧失承载能力。

       4.碳纤维增强树脂复合材料具有优异的X射线透过性能。X射线穿透物质后的强度衰减或被吸收的程度与物质的组成，原子序数，密度和厚度有关。对于一定波长一定功率的X射线和一定厚度的材料透光度时一定值。对于碳纤维复合材料，树脂的元素组成为C，H，O，碳纤维的元素组成为C，X射线质量吸收系数都非常小，远低于一般材料。

        5.成型工艺好：医疗设备用碳纤维复合材料基本为碳纤维增强环氧树脂复合材料，是将由未固化的树脂（含固化剂）和增强纤维构成的预浸料按设计要求铺制成层合预浸件，在一定的温度，压力下，经过固化反应而成的。

       国外，以三大厂家：通用，西门子，飞利浦为首，最先是X广机，由于直接数字化X射线摄影系统的发展，其作用原理是直接将X射线光子通过电子暗盒转化为数字化图像，对放射通路商的配件要求较高，要求其承载病人的床面板X射线透过率高，损耗低；因此，其有原来使用的胶合板，密度板，过渡到了酚醛树脂板，有机玻璃板，直至目前的碳纤维复合材料床板，设备整体性能的提高带动了对床面板材料的性能要求不断提高。

       Betway西汉姆联认为，碳纤维复合材料在医疗设备上的应用已经成为碳纤维复合材料应用领域中十分重要的市场应用，碳纤维复合材料成本的降低将大大推进其在医疗设备上应用。公司也将不断地探索碳纤维在医疗行业新应用。【本文完】