Ίνες άνθρακα που χρησιμοποιούνται στον ιατρικό τομέα
Το Carbon Fiber (CF) είναι ένας νέος τύπος ινώδους υλικού με υψηλή αντοχή και υψηλό συντελεστή που αποτελείται από περιεκτικότητα άνθρακα άνω του 90 τοις εκατό. Η μικροδομή των ινών άνθρακα είναι παρόμοια με τον τεχνητό γραφίτη, ο οποίος είναι μια διαταραγμένη δομή γραφίτη και παρουσιάζει υψηλή αντοχή κατά μήκος του άξονα των ινών. Με τη βελτίωση της τεχνολογίας παραγωγής ανθρακονημάτων και την εμβάθυνση της έρευνας εφαρμογών, οι άνθρωποι βρήκαν πολλά πλεονεκτήματα από ανθρακονήματα και σύνθετα υλικά.
Η ανώτερη απόδοση των ινών άνθρακα έχει οδηγήσει στην ολοένα και πιο διαδεδομένη εφαρμογή τους.
Εκτός από τις ανώτερες μηχανικές ιδιότητες που αναφέρονται παραπάνω, οι ίνες άνθρακα έχουν επίσης ορισμένες άλλες ειδικές ιδιότητες, όπως καλή μετάδοση ακτίνων Χ, καλή βιοσυμβατότητα, ανώτερη αντοχή σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες, καλή αντοχή στη διάβρωση, καθώς και ορισμένη αγωγιμότητα και θερμική αγωγιμότητα. Ακριβώς λόγω των παραπάνω χαρακτηριστικών, οι ανθρακονήματα και τα σύνθετα υλικά τους έχουν σημαντικό αντίκτυπο στον τομέα των ιατροτεχνολογικών προϊόντων.
1, συσκευή απεικόνισης με επίπεδη οθόνη ακτίνων Χ
Η εφαρμογή του ανιχνευτή επίπεδης οθόνης ακτίνων Χ σε εξοπλισμό ανίχνευσης ακτίνων Χ είναι μια πολυλειτουργική συσκευή απεικόνισης επίπεδης οθόνης ακτίνων Χ υψηλής ανάλυσης που χρησιμοποιεί προηγμένες τεχνολογίες όπως τρανζίστορ λεπτού φιλμ άμορφου πυριτίου, συστοιχίες φωτοδιόδου και άμεση ανάπτυξη ιωδιούχου καισίου υψηλής ευαισθησίας σπινθηριστές για την επίτευξη εξαιρετικά σταθερής απόδοσης απεικόνισης. Μπορεί να εφαρμοστεί σε ιατρικές και βιομηχανικές μη καταστροφικές δοκιμές. Οι ίνες άνθρακα είναι ένα είδος υλικού που μπορεί να μεταφέρει μικρορεύματα, να απορροφά λιγότερη ακτινοβολία και να έχει υψηλή διαπερατότητα. Μπορεί να μειώσει την τάση και την ενέργεια ακτινοβολίας της ακτινοβολίας, με αποτέλεσμα καθαρή απεικόνιση. Λόγω της μείωσης της τάσης, εξοικονομεί ενέργεια και μειώνει τις βλαβερές παρενέργειες στους ασθενείς. Ως εκ τούτου, τα σύνθετα φύλλα από ανθρακονήματα έχουν αντικαταστήσει τα παραδοσιακά φύλλα αλουμινίου στον εξοπλισμό ανίχνευσης ακτίνων Χ σε μεγάλη κλίμακα.
2, συστατικό υπεραγώγιμου μαγνήτη
Η μαγνητική τομογραφία (MRI) έχει γίνει μια κοινή μέθοδος απεικονιστικής εξέτασης. Η μαγνητική τομογραφία είναι μια νέα τεχνική απεικονιστικής εξέτασης. Το όργανο πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού αποτελείται κυρίως από μαγνητικές σφήνες, πομπούς ραδιοσυχνοτήτων, ανιχνευτές, ενισχυτές και καταγραφείς. Οι μαγνήτες χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία μαγνητικών πεδίων, συμπεριλαμβανομένων κυρίως μόνιμων μαγνητών, ηλεκτρομαγνητών, υπεραγώγιμων μαγνητών κ.λπ. Για να ληφθεί υψηλότερο μαγνητικό πεδίο, πρέπει να χρησιμοποιηθεί υπεραγώγιμος μαγνήτης. Η υπεραγωγιμότητα μπορεί να επιτευχθεί μόνο σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, επί του παρόντος σε υγρό ήλιο (ήλιο-268,785C.), και τα γύρω μηχανικά εξαρτήματα απαιτούν τη χρήση ειδικών υλικών. Ακόμη και σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, οι ίνες άνθρακα εξακολουθούν να διατηρούν καλή απόδοση σε χαμηλή θερμοκρασία. Επομένως, γνωστοί κατασκευαστές πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού χρησιμοποιούν επί του παρόντος σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα για την προετοιμασία μηχανικών εξαρτημάτων στην περιοχή χαμηλής θερμοκρασίας του πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού.
3, σανίδα ιατρικού κρεβατιού
Εκτός από τις καλές μηχανικές ιδιότητες, τα υλικά από ανθρακονήματα έχουν καλή αντοχή στη διάβρωση. Ακόμα κι αν υπάρχουν αλκοόλ, ναρκωτικά και λεκέδες αίματος, το πάνελ δεν θα επηρεαστεί και ο καθαρισμός είναι πιο βολικός. Μακροπρόθεσμα, το πάνελ δεν θα διαβρωθεί. Το βάρος είναι πολύ ελαφρύ και είναι εύκολο να μετακινηθεί. Είναι βολικό για το ιατρικό προσωπικό να προσαρμόζει καλύτερα την κατάλληλη γωνία. Οι μηχανικές ιδιότητες, δηλαδή η χημική σταθερότητα και η βιοσυμβατότητα ανθρώπου-σώματος, των ινών άνθρακα είναι πολύτιμες στις ιατροτεχνολογικές συσκευές. Η πρόοδος στον ιατρικό τομέα οδήγησε στην ευρεία εφαρμογή μηχανημάτων ακτίνων Χ και υπολογιστών τομογραφίας στη διάγνωση και θεραπεία. Τα περισσότερα από τα σημερινά ιατρικά κρεβάτια είναι κατασκευασμένα από ξύλο και πλαστικό που είναι βαριά και έχουν κακή διαφάνεια.
Η σανίδα κρεβατιού από σύνθετο υλικό από ανθρακονήματα επιτρέπει στην ακτινοβολία να λάμπει στην σανίδα του κρεβατιού σε οποιαδήποτε γωνία κλίσης χωρίς σημαντική απόκλιση στη διάθλαση και την προβολή της ακτινοβολίας. Χρησιμοποιεί επίσης λιγότερα υλικά για να επιτύχει τη σχεδιασμένη δομική αντοχή, ακαμψία, μείωση βάρους και υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό.
4, Εφαρμογή στην προσθετική
Η εφαρμογή σύνθετων υλικών από ανθρακονήματα στην προσθετική, όπως:
1. Φαινόμενο κοιλότητας δέκτη
Για να αντέξει το βάρος του ανθρώπινου σώματος, να ελέγξει το προσθετικό μέλος και να αναρτήσει το προσθετικό άκρο, καθιστά το υπολειπόμενο άκρο άνετο και ελεύθερο στην κοιλότητα και το πλαίσιο από ανθρακονήματα πληροί επίσης τις απαιτήσεις βάρους στήριξης και δύναμης μετάδοσης
2. Άρθρωση γόνατος από ανθρακονήματα
Η ειδική αντοχή των αρθρώσεων γονάτων από ανθρακονήματα είναι αυτή τη στιγμή η καλύτερη μεταξύ των υλικών που χρησιμοποιούνται, επομένως, τα εξωτερικά πλαίσια περισσότερων από 20 δημοφιλών αρθρώσεων γονάτων στον κόσμο είναι κατασκευασμένα από σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα. Λόγω της εισαγωγής σύνθετων υλικών από ανθρακονήματα στην άρθρωση του γόνατος, έχει μειωθεί πολύ βάρος, επιτρέποντας στην τεχνητή άρθρωση του γόνατος να επιτύχει πολλαπλές αποδόσεις
3. Άρθρωση αστραγάλου από ανθρακονήματα
Οι κινήσεις της άρθρωσης του αστραγάλου και του προσθετικού ποδιού έχουν σημαντικό αντίκτυπο στη σταθερότητα της στήριξης της άρθρωσης του γόνατος. (Σύνθετο υλικό από ανθρακονήματα χρησιμοποιείται στο εύκαμπτο πόδι για την κατασκευή της άρθρωσης του αστραγάλου, η οποία μπορεί να αναπηδά. Οι ίνες άνθρακα χρησιμοποιούνται για τη στερέωση τεχνητών αρθρώσεων αστραγάλου, όπως οι μαλακοί αστραγάλοι της φτέρνας και οι γενικοί αστραγάλοι από ανθρακονήματα.)
4. Σωλήνας σύνδεσης
Ο συνδετικός σωλήνας μεταξύ του αστραγάλου και των προθέσεων του κάτω ποδιού μπορεί επίσης να είναι κατασκευασμένος από σύνθετο υλικό από ανθρακονήματα, καθιστώντας έτσι την άρθρωση του αστραγάλου
Ελαφρύ και αισθητικά ευχάριστο.
5. Τεχνητά πόδια από ανθρακονήματα
Η κύρια λειτουργία του τεχνητού ποδιού είναι να υποστηρίζει τη μάζα του σώματος, να δημιουργεί ώθηση στην κίνηση και ταυτόχρονα να αντισταθμίζει το ρόλο των τρικεφάλων και των καμπτήρων μυών.
