A szénszálas kompozit anyagok alkalmazási előnyei emberi implantátumokban

May 15, 2024 Hagyjon üzenetet

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

 

Biokompatibilitás

A szénszálas kompozit anyagot széles körben használják csont belső rögzítőlemezben, csonttöltőben, csípőízületi szárban, mesterséges implantátum foggyökérben, koponyacsontjavító anyagban és mesterséges szívanyagban.

Az emberi csont hajlítószilárdsága körülbelül 100 Mpa, míg a szakító modulus körülbelül 7 ~ 20 Gpa.

Az emberi csont hajlítószilárdsága körülbelül 100 Mpa, a hajlítási modulus 7 ~ 20 Gpa, a szakítószilárdság körülbelül 150 Mpa, a szakítószilárdsága körülbelül 20 Gpa, míg a szénszálas kompozit anyag hajlítószilárdsága körülbelül 89 Mpa, a hajlítási modulus 27 Gpa, a szakítószilárdság körülbelül 43 MPa, a szakító modulus körülbelül 24 Gpa, ami ehhez képest közel áll az emberi csont szilárdságához, vagy meghaladja azt.

 

 

Mechanikai tulajdonságok

Az emberi beültetéshez használt bioanyagokra vonatkozó követelmények a szilárdság és az alacsony modulus.

A szénszálas kompozit anyagok és az emberi csont mechanikai tulajdonságainak összehasonlításával jól látható, hogy a fém és a kerámia modulusa túl magas, de a szénszálas kompozit anyagok rugalmassági modulusa közel áll az emberi csontéhoz.
Ha a beültetett anyagú mesterséges csontot élő csontszövettel együtt használják, ha az anyag rugalmassága túl nagy, az nagy erőhatást okoz az élő csontban, ami a határfelület helyi törését okozza.

Ha azonban a rugalmassági modulus túl kicsi, akkor nem csak az anyag deformálódik, hanem a határfelületen lévő szövet is összezsugorodik és meglazul.

What are the applications of carbon fiber in civil life?

 

What Factors Affect The Tensile Strength Of Carbon Fiber?

 

Biokémiai stabilitás

A beültetésre szánt szénszálas kompozit anyagok könnyen sterilizálhatók, mivel magas hőmérsékleten nem lépnek reakcióba normál savas és lúgos sóoldatokkal és testnedvekkel.

A szénszálas kompozit anyagok nem sérülnek meg vagy deformálódnak, ha magas hőmérsékletű gőzzel vagy általános fertőtlenítőszerrel sterilizálják.

A szénszálas kompozit anyagok kiváló korrózióállósággal is rendelkeznek, az emberi szervezetben való hosszú távú tárolás nem romlik és nem bomlik, nem termelnek mérgező korróziós termékeket.

A biológiai oldat környezetében stabil maradhat.

 

 

Súrlódási és kopási tulajdonságok

Az emberi implantátumok súrlódási tényezője és kopásának mértéke erősen befolyásolja az ízületek élettartamát.

A kopás mértékének növekedése nemcsak az ízület geometriáját változtatja meg, hanem oszteonekrózist is okoz.

Minden implantátumnak súrlódási körülmények között kell működnie, összehasonlítva a szénszálas kompozit anyagok súrlódási együtthatóját és kopási mértékét a kapcsolódó anyagokéval.

Kenés hiányában a szénszálas kompozit anyagok súrlódási és kopási együtthatója kisebb, a kopás pedig körülbelül {{0}} nagyságrenddel kisebb a fémekhez képest. Kenőanyag jelenlétében a szénszálas kompozit anyagok súrlódási tényezője 0,1 körül van, ami jóval alacsonyabb, mint más anyagoké.

How To Improve The Life Of Carbon Fiber Materials?

1200