碳纖維制品的應(yīng)用如今可以說是非常常見的,除了我們普通人接觸不到的國防軍工等用品,其它如碳纖維運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品、碳纖維醫(yī)療器械、碳纖維拉桿箱、碳纖維保護(hù)用箱等都廣泛受到行業(yè)歡迎。在醫(yī)用方面,碳纖維材料可以用于CFRP接骨板,“CFRP”即Carbon Fibre Reinforced Plastics,碳纖維加強(qiáng)環(huán)氧樹脂,該碳纖維制品的彈性模量與骨骼的彈性模量相似,應(yīng)用主要用于骨折固定。
CFRP接骨板這類碳纖維制品的研發(fā)是因?yàn)?,骨折患者診療中在使用傳統(tǒng)接骨板固定后,在固定骨段容易發(fā)生骨量喪失、骨結(jié)構(gòu)紊亂以及骨骼的力學(xué)性能下降,雖然行業(yè)內(nèi)對于這類情況的發(fā)生因素還沒有確切定論,但是一般可以歸為三種:
①鋼板彈性模量高于骨質(zhì),被固定段的骨骼長時(shí)間得不到生理應(yīng)力刺激而發(fā)生了結(jié)構(gòu)改變;
②傳統(tǒng)的接骨板為鋼板,其壓迫了手術(shù)部位導(dǎo)致軟組織骨膜損傷;
③鋼板螺釘固定后使骨骼產(chǎn)生與骨的長軸方向不同的應(yīng)力。
不論具體的原因是以上哪個(gè),我們基本能夠確定的是與骨骼表面和鋼板的接觸面積,以及鋼板的剛性相關(guān)。而如以上提到的,CFRP接骨板這類碳纖維制品的彈性模量與骨彈性模量相似,臨床上用于骨折固定可以在骨折端產(chǎn)生微量活動(dòng),刺激周圍骨痂形成,避免傳統(tǒng)固定模式中出現(xiàn)的骨量喪失、骨結(jié)構(gòu)紊亂或者骨骼力學(xué)性能下降等問題。
具體CFRP接骨板制備需要采用1K或3K碳纖維編織布,將其沿經(jīng)緯方向或與經(jīng)緯方向成45°切割為80㎜×150㎜長方塊,然后將每塊碳纖維紡織布均勻浸潤環(huán)氧樹脂,而后根據(jù)不同的使用要求層疊、升溫固化即可制成CFRP接骨板雛形,此外根據(jù)不同的使用要求這類碳纖維制品的厚度也是可以控制的,但是在制備過程中不能混入出碳纖維維紡織布及環(huán)氧樹脂外的其它物質(zhì)。