目前，醫(yī)用連續(xù)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在骨外科臨床應(yīng)用中主要有兩種應(yīng)用形式：一種是作為體外固定部件以及相關(guān)醫(yī)療器械部件使用，另一種是作為體內(nèi)植入固定件。下文就針對(duì)這兩種形式做案例性說明。

連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮（PEEK）復(fù)合材料——骨科體外固定部件的力學(xué)性能：

      我們無錫智上新材料科技有限公司采用新型工藝將連續(xù)碳纖維與聚醚醚酮（PEEK）進(jìn)行復(fù)合，形成強(qiáng)度極高的碳纖維熱塑型復(fù)合材料。采用這種連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料制作骨外固定器中的連接桿，在達(dá)到固定骨折處力學(xué)需要的同時(shí)，表現(xiàn)出重量輕、X光射線通透性好等優(yōu)異性能。臨床證明，該連續(xù)碳纖維增強(qiáng)PEEK復(fù)合材料生物相容性較好，與人體長(zhǎng)期接觸是安全無害的。

      選用連續(xù)碳纖維增強(qiáng)peek制作體外固定器中的連接桿等部件時(shí)，主要是看重其比傳統(tǒng)金屬更加優(yōu)越的力學(xué)性能表現(xiàn)。317L不銹鋼的拉伸強(qiáng)度為690MPa，彈性模量E為210GPa，延伸率為12%；鈦合金的拉伸強(qiáng)度為793MPa，彈性模量E為110GPa，延伸率為10%。通過對(duì)醫(yī)用連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料骨外科固定部件進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲及剪切強(qiáng)度的測(cè)定，其結(jié)果表明，用于體外固定的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料的力學(xué)性能更加優(yōu)越，其彈性模量接近人體皮質(zhì)骨，而拉伸強(qiáng)度則比上述金屬材料更好。
 


       臨床表明，用與骨科固定器械的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料承載能力強(qiáng)，固定牢靠，應(yīng)用后骨折愈合快，患者使用輕便，負(fù)擔(dān)小。目前，我們無錫智上新材為醫(yī)療器械商提供的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)peek骨科醫(yī)療部件系列產(chǎn)品，有望替代金屬材料，成為新型的骨修復(fù)材料。

連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料——骨科體內(nèi)植入物的放射穿透性能：
 


      目前，國(guó)內(nèi)已有將連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料作為體內(nèi)植入材料的案例，其對(duì)骨折內(nèi)固定及促進(jìn)愈合的效果較好。選用碳纖維復(fù)合材料作為體內(nèi)植入物，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在使用放射性診斷和治療過程中。

      過去，骨科體內(nèi)植入物常常選用不銹鋼和鈦合金材料，但是，這兩種金屬的密度都大于人體組織的密度，當(dāng)射線穿過時(shí)會(huì)有相當(dāng)大程度的衰減，當(dāng)患者在進(jìn)行放射性診斷和治療時(shí)，會(huì)影響到成像和治療的效果。

      因?yàn)樘荚有驍?shù)較低，射線對(duì)其作用效果與人體相當(dāng)。因此，在放射性定位診斷過程中，碳纖維植入物對(duì)圖像質(zhì)量影響很小，不僅在二維影像中不形成遮擋障礙，在三維影像中，也不會(huì)在植入物周圍產(chǎn)生偽影。
 


       碳纖維植入物在放射性治療中優(yōu)勢(shì)更加突出。通過實(shí)驗(yàn)比較發(fā)現(xiàn)，等劑量的射線穿過不銹鋼植入物后衰減了5.7%，鈦基合金衰減4.5%，碳纖維衰減1.6%。因此，采用不銹鋼、鈦基合金植入物進(jìn)行骨腫瘤放射治療時(shí)，就必須加大照射量來滿足必要的腫瘤劑量，這必然會(huì)給患者帶來過多的傷害。除此之外，射線照射金屬時(shí)，會(huì)在金屬表面產(chǎn)生劑量增加的現(xiàn)象，使治療劑量形成不均勻性，這也在一定程度上影響到治療的效果。相比之下，碳纖維對(duì)射線幾乎無阻擋作用，等劑量線與人體正常組織一致，幾乎相當(dāng)于沒有植入物的干擾。所以，碳纖維的植入不會(huì)造成射線的衰減，進(jìn)而導(dǎo)致骨腫瘤的放射劑量不足。

      總之，碳纖維骨科植入物相對(duì)于不銹鋼、鈦基合金植入物，無論是在放射性診斷過程中還是在放射性治療中都有著明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，未來取得大范圍的臨床應(yīng)用可能性比較大。

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