Quais são as vantagens do uso de materiais de fibra de carbono em dispositivos médicos?

2025-09-18 13:59:04

Compósitos de fibra de carbono, com suas vantagens de leveza, alta resistência e alta rigidez à flexão, são amplamente utilizados em vários campos. O uso inicial de fibra de carbono em dispositivos médicos começou na década de 1960, quando pesquisas em materiais anticoagulantes para vasos sanguíneos artificiais revelaram as notáveis ​​propriedades anticoagulantes dos materiais de carbono. Depois que Bokros foi pioneiro no uso de materiais de carbono como dispositivos biomédicos na década de 1970, os compósitos de fibra de carbono atraíram ampla atenção na área médica. Vamos discutir as vantagens do uso de compósitos de fibra de carbono em dispositivos médicos.

1. Excelentes propriedades mecânicas da fibra de carbono

Os compósitos de fibra de carbono oferecem as vantagens de alta resistência à compressão e baixo peso, com alta resistência e módulo específicos. Em dispositivos médicos, eles podem ser usados ​​para componentes que exigem alta rigidez e baixo peso. Os exemplos incluem macas e cadeiras de rodas de fibra de carbono, que são leves e de alta resistência à compressão, tornando-as fáceis de transportar e usar pelos usuários.

2. Anisotropia e designabilidade da fibra de carbono

Alguns componentes em dispositivos médicos requerem deflexão mínima quando carregados em determinadas direções, resultando em alta rigidez. Compósitos de resina epóxi reforçados com fibra de carbono podem apresentar anisotropia significativa, o que significa uma diferença significativa na resistência ao longo do eixo da fibra e perpendicular a ela. Esta anisotropia de material proporciona considerável flexibilidade de design.

3. Transmitância de raios X de fibra de carbono

O coeficiente de atenuação de resistência, ou grau de absorção, dos raios X após passarem por um material está relacionado à composição, número atômico, densidade e espessura do material. O equivalente de alumínio dos compósitos de fibra de carbono é 0,11, e o das estruturas intercamadas de espuma composta de fibra de carbono é 0,52. 

Sua transmitância de raios X é significativamente superior aos materiais médicos tradicionais, como alumínio, compensado e resina fenólica. Em comparação com os compósitos de fibra de carbono, a resina epóxi tem uma composição elementar de C, H e O, enquanto a fibra de carbono tem uma composição elementar de C. A sua absorção de massa de raios X é significativamente inferior à dos materiais típicos. Além disso, os compósitos de fibra de carbono permitem que a radiação atinja a cabeceira da cama de qualquer direção sem causar reflexos. O uso de placas médicas de fibra de carbono no diagnóstico de tomografia computadorizada pode não apenas reduzir o consumo de raios X, mas também tornar os resultados do diagnóstico mais claros e precisos.