Въглеродни влакна, използвани в областта на медицината
Въглеродните влакна (CF) са нов тип влакнести материали с висока якост и висок модул, който се състои от въглеродно съдържание от над 90 процента. Микроструктурата на въглеродните влакна е подобна на изкуствения графит, който е неподредена графитна структура и показва висока якост по оста на влакното. С подобряването на технологията за производство на въглеродни влакна и задълбочаването на изследванията на приложенията хората откриха много предимства на въглеродните влакна и композитните материали.
Превъзходната производителност на въглеродните влакна доведе до все по-широкото им приложение.
В допълнение към превъзходните механични свойства, споменати по-горе, въглеродните влакна имат и някои други специални свойства, като добра пропускливост на рентгенови лъчи, добра биосъвместимост, превъзходна устойчивост на високи и ниски температури, добра устойчивост на корозия, както и определена проводимост и топлопроводимост. Именно поради горните характеристики въглеродните влакна и техните композитни материали имат значително влияние в областта на медицинските изделия.
1, рентгеново устройство за изображения с плосък панел
Приложението на рентгенов детектор с плосък панел в оборудването за откриване на рентгенови лъчи е многофункционално устройство за изображения с плосък рентгенов панел с висока разделителна способност, което използва усъвършенствани технологии като аморфни силициеви тънкослойни транзистори, фотодиодни масиви и директен растеж с висока чувствителност на цезиев йодид сцинтилатори за постигане на изключително стабилна производителност на изображения. Може да се прилага за медицински и индустриални безразрушителни тестове. Въглеродните влакна са вид материал, който може да провежда микротокове, да абсорбира по-малко радиация и има висока пропускливост. Може да намали напрежението и радиационната енергия на радиацията, което води до ясно изображение. Благодарение на намаляването на напрежението, той спестява енергия и намалява вредните странични ефекти върху пациентите. Поради това композитните листове от въглеродни влакна са заменили масово традиционните алуминиеви листове в оборудването за откриване на рентгенови лъчи.
2, Свръхпроводящ магнитен компонент
Ядрено-магнитен резонанс (MRI) се превърна в общ метод за образно изследване. Магнитно-резонансната томография е нова техника за образно изследване. Инструментът за ядрено-магнитен резонанс се състои главно от магнитни клинове, радиочестотни предаватели, детектори, усилватели и записващи устройства. Магнитите се използват за генериране на магнитни полета, включително главно постоянни магнити, електромагнити, свръхпроводящ магнит и др. За да се получи по-високо магнитно поле, трябва да се използва свръхпроводящ магнит. Свръхпроводимостта може да се постигне само при изключително ниски температури, понастоящем в течен хелий (helium-268.785C.), а околните механични компоненти изискват използването на специални материали. Дори при екстремно ниски температури въглеродните влакна продължават да поддържат добра производителност при ниски температури. Следователно, добре известни производители на ядрено-магнитен резонанс в момента използват композитни материали от въглеродни влакна за подготовка на механични компоненти в нискотемпературната област на ядрено-магнитния резонанс.
3, Медицинска дъска за легло
В допълнение към добрите механични свойства, материалите от въглеродни влакна имат добра устойчивост на корозия. Дори ако има петна от алкохол, наркотици и кръв, панелът няма да бъде засегнат и почистването е по-удобно. В дългосрочен план панелът няма да бъде корозирал. Тежестта е много лека и се мести лесно. За медицинския персонал е удобно да регулира по-добре подходящия ъгъл. Механичните свойства, т.е. химическата стабилност и биосъвместимостта между човешкото тяло, на въглеродните влакна са ценни в медицинските устройства. Напредъкът в областта на медицината доведе до широкото приложение на рентгенови апарати и компютърни томографи в диагностиката и лечението. Повечето от настоящите медицински легла са направени от дърво и пластмаса, които са тежки и имат лоша прозрачност.
Дъската за легло, изработена от композитен материал от въглеродни влакна, позволява на радиацията да свети върху дъската за легло под всякакъв ъгъл на наклон без значително отклонение в пречупването и проекцията на радиацията. Той също така използва по-малко материали за постигане на проектираната структурна здравина, твърдост, намаляване на теглото и висока якост на опън.
4, Приложение в протезирането
Приложението на композитни материали от въглеродни влакна в протезирането, като:
1. Ефект на акцепторната кухина
За да понесе тежестта на човешкото тяло, да контролира протезния крайник и да окачи протезния крайник, това прави остатъчния крайник удобен и свободен в кухината, а рамката от въглеродни влакна също отговаря на изискванията за поддържане на тегло и предаване на сила
2. Колянна става от въглеродни влакна
Специфичната якост на коленните стави от въглеродни влакна в момента е най-добрата сред използваните материали, следователно външните рамки на повече от 20 популярни коленни стави в света са изработени от композитни материали от въглеродни влакна. Благодарение на въвеждането на композитни материали от въглеродни влакна в колянната става, много тегло е намалено, което позволява на изкуствената колянна става да постигне многократна ефективност
3. Глезенна става от въглеродни влакна
Движенията на глезенната става и протезното стъпало оказват значително влияние върху стабилността на опората на колянната става. (Композитен материал от въглеродни влакна се използва в гъвкавото стъпало, за да направи глезенната става, която може да отскача. Въглеродните влакна се използват за фиксиране на изкуствени глезенни стави, като например глезени с мека пета и универсални глезени от въглеродни влакна.)
4. Свързваща тръба
Свързващата тръба между протезите на глезена и подбедрицата също може да бъде направена от композитен материал от въглеродни влакна, като по този начин прави глезенната става
Лек и естетичен.
5. Изкуствени крака от въглеродни влакна
Основната функция на изкуственото стъпало е да поддържа телесната маса, да генерира тяга в движението и в същото време да компенсира ролята на трицепсите и мускулите флексори.
