Kohlefaser, die im medizinischen Bereich verwendet wird
Kohlefaser (CF) ist ein neuartiges Fasermaterial mit hoher Festigkeit und hohem Modul, das einen Kohlenstoffgehalt von über 90 Prozent aufweist. Die Mikrostruktur von Kohlenstofffasern ähnelt der von künstlichem Graphit, der eine ungeordnete Graphitstruktur aufweist und entlang der Faserachse eine hohe Festigkeit aufweist. Mit der Verbesserung der Technologie zur Herstellung von Kohlefasern und der Vertiefung der Anwendungsforschung haben die Menschen viele Vorteile von Kohlefasern und Verbundwerkstoffen entdeckt.
Die überlegene Leistung von Kohlefaser hat zu ihrer immer weiter verbreiteten Anwendung geführt.
Zusätzlich zu den oben genannten hervorragenden mechanischen Eigenschaften weist Kohlenstofffaser auch einige andere besondere Eigenschaften auf, wie z. B. eine gute Röntgendurchlässigkeit, eine gute Biokompatibilität, eine hervorragende Hoch- und Tieftemperaturbeständigkeit, eine gute Korrosionsbeständigkeit sowie eine bestimmte Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit. Gerade aufgrund der oben genannten Eigenschaften haben Kohlefasern und ihre Verbundmaterialien einen erheblichen Einfluss auf den Bereich medizinischer Geräte.
1, Röntgen-Flachbildschirm-Bildgebungsgerät
Die Anwendung des Röntgen-Flachbildschirmdetektors in Röntgendetektorgeräten ist ein multifunktionales hochauflösendes Röntgen-Flachbildschirm-Bildgebungsgerät, das fortschrittliche Technologien wie amorphe Silizium-Dünnschichttransistoren, Fotodiodenarrays und hochempfindliches Cäsiumiodid-Direktwachstum verwendet Szintillatoren, um eine außergewöhnlich stabile Abbildungsleistung zu erreichen. Es kann für medizinische und industrielle zerstörungsfreie Prüfungen eingesetzt werden. Kohlefaser ist ein Material, das Mikroströme leiten kann, weniger Strahlung absorbiert und eine hohe Durchlässigkeit aufweist. Es kann die Spannung und Strahlungsenergie der Strahlung reduzieren, was zu einer klaren Abbildung führt. Durch die Spannungsreduzierung wird Energie gespart und schädliche Nebenwirkungen für den Patienten reduziert. Daher haben Kohlefaser-Verbundplatten herkömmliche Aluminiumplatten in Röntgendetektionsgeräten in großem Umfang ersetzt.
2, supraleitende Magnetkomponente
Die Magnetresonanztomographie (MRT) hat sich zu einer gängigen bildgebenden Untersuchungsmethode entwickelt. Die Magnetresonanztomographie ist ein neues bildgebendes Untersuchungsverfahren. Das Kernspinresonanzgerät besteht hauptsächlich aus magnetischen Keilen, Hochfrequenzsendern, Detektoren, Verstärkern und Rekordern. Magnete werden zur Erzeugung von Magnetfeldern verwendet, darunter hauptsächlich Permanentmagnete, Elektromagnete, supraleitende Magnete usw. Um ein höheres Magnetfeld zu erhalten, müssen supraleitende Magnete verwendet werden. Supraleitung kann nur bei extrem niedrigen Temperaturen erreicht werden, derzeit in flüssigem Helium (Helium-268.785 °C), und die umgebenden mechanischen Komponenten erfordern den Einsatz spezieller Materialien. Selbst bei extrem niedrigen Temperaturen behält Kohlefaser noch eine gute Tieftemperaturleistung bei. Daher verwenden namhafte Kernspinresonanzhersteller derzeit Kohlefaserverbundwerkstoffe zur Herstellung mechanischer Komponenten im Niedertemperaturbereich der Kernspinresonanz.
3, medizinisches Bettbrett
Neben guten mechanischen Eigenschaften verfügen Kohlefasermaterialien über eine gute Korrosionsbeständigkeit. Selbst wenn Alkohol-, Drogen- und Blutflecken vorhanden sind, wird das Panel nicht beeinträchtigt und die Reinigung ist bequemer. Auf lange Sicht wird die Platte nicht korrodieren. Das Gewicht ist sehr gering und es lässt sich leicht bewegen. Für das medizinische Personal ist es praktisch, den geeigneten Winkel besser einzustellen. Die mechanischen Eigenschaften, d. h. chemische Stabilität und Biokompatibilität mit dem menschlichen Körper, von Kohlenstofffasern sind in medizinischen Geräten wertvoll. Der Fortschritt im medizinischen Bereich hat zu einem weit verbreiteten Einsatz von Röntgengeräten und Computertomographiegeräten in der Diagnose und Behandlung geführt. Die meisten aktuellen medizinischen Betten bestehen aus Holz und Kunststoff, sind schwer und weisen eine schlechte Transparenz auf.
Das Bettbrett aus Kohlefaser-Verbundwerkstoff lässt Strahlung in jedem Neigungswinkel auf das Bettbrett scheinen, ohne dass es zu nennenswerten Abweichungen in der Brechung und Projektion der Strahlung kommt. Außerdem werden weniger Materialien verwendet, um die vorgesehene strukturelle Festigkeit, Steifigkeit, Gewichtsreduzierung und hohe Zugfestigkeit zu erreichen.
4, Anwendung in der Prothetik
Die Anwendung von Kohlefaserverbundwerkstoffen in der Prothetik, wie zum Beispiel:
1. Akzeptorhohlraumeffekt
Um das Gewicht des menschlichen Körpers zu tragen, die Prothese zu kontrollieren und die Prothese aufzuhängen, sorgt es dafür, dass der Restgliedmaßen bequem und frei im Hohlraum liegt, und der Kohlefaserrahmen erfüllt auch die Anforderungen an das Stützgewicht und die Kraftübertragung
2. Kniegelenk aus Kohlefaser
Die spezifische Festigkeit von Kohlefaser-Kniegelenken ist derzeit die beste unter den verwendeten Materialien, daher bestehen die Außenrahmen von mehr als 20 beliebten Kniegelenken weltweit aus Kohlefaser-Verbundwerkstoffen. Durch den Einsatz von Kohlefaser-Verbundwerkstoffen im Kniegelenk konnte viel Gewicht eingespart werden, wodurch das künstliche Kniegelenk mehrfache Effizienzgewinne erzielen kann
3. Knöchelgelenk aus Kohlefaser
Die Bewegungen des Sprunggelenks und des Prothesenfußes haben einen wesentlichen Einfluss auf die Stabilität der Kniegelenkstütze. (Im flexiblen Fuß wird Kohlefaser-Verbundmaterial verwendet, um das Sprunggelenk herzustellen, das springen kann. Kohlefaser wird zur Befestigung künstlicher Knöchelgelenke wie Knöchel mit weicher Ferse und Universal-Knöchel aus Kohlefaser verwendet.)
4. Verbindungsrohr
Auch das Verbindungsrohr zwischen Sprunggelenk und Unterschenkelprothese kann aus Kohlefaserverbundwerkstoff bestehen und somit das Sprunggelenk bilden
Leicht und ästhetisch ansprechend.
5. Künstliche Füße aus Kohlefaser
Die Hauptfunktion des künstlichen Fußes besteht darin, die Körpermasse zu stützen, bei der Bewegung Schub zu erzeugen und gleichzeitig die Rolle der Trizeps- und Beugemuskulatur auszugleichen.
