碳纤维复合材料运用于运动损伤治疗

现如今碳纤维复合材料不仅在航空航天、军工、汽车等领域有着丰富的应用,在医疗行业,碳纤维复合材料也在积极发挥着自身的优势。挪恩复材在碳纤维医疗领域有着丰富的定制加工经验,与国内外多家医疗器械厂商保持长久的合作,下面是挪恩复材针对碳纤维在医疗领域的应用做的一些介绍。

1977年10月,一位美国大学生踢足球时不幸损伤右膝,诊斷为前十字韧带断裂。经怔得病人同意,医生用骨钻分别在患者的股骨胫骨上钻孔,然后将一种新型材料碳纤维通过孔道取代了前十字韧带。术后经过锻炼重新奔驰在足球场上。这一发现取得了意想不到的良好效果,迅速引起国际上的注意。这位伤者被称为接受碳纤维试验的第一例“人类的豚鼠。”此后他相继手术二百多例,绝大部分病人都取得了满意的效果。

碳纤维(Carbon fiber)早在一个世纪前就被发现。当时大发明家爱迪生就应用碳化了的棉纤维作电灯丝用。这种早期的碳纤维脆性大,易断。随着空间合成工业的发展,在六十年代已被碳纤维制成网球拍、钓鱼杆、高尔夫球杆、船身等物。七十年代开始才被应用到医学。制作过程是将合成纤维加热至华民四千五百三十二度,制作成细如头发能屈曲的丝状纤维,这种丝状纤维极其牢固,大约一万根丝状纤维合成一束,根据需要又可将数根束编结成一股,作为修复韧带和肌腱的材料。

碳纤维怎样取代损伤的肌腱或韧带?首先应了解人工肌腱或韧带的置换,必需要其与软组织之间聖有牢固的衔接。从机械学的观点看,凡属于假体材料的人工肌腱与生物软组织之间根本不相亲和。二者相衔接的接触面有一高应力区,必须减少或分散此种高应力才能使其接合。因此需选用生物性固定法,即将软组织引进和固定到人工植入物内,而使压力为大面积向内长入的组织所分散与降低。

碳元素是人体重要组成无素之一,与组织有亲和力,不会受人体组织排斥。临床上所应用的是结合的碳纤维,外裹有聚乳酸 (PQlvlacticacid),它是一种人体的自然代谢产物,在人体内会自然被破坏而消失,这种革新的外裹有聚乳酸的碳纤维能增进碳纤维与软组织的结合。聚乳酸在体内约两周即破坏而被吸收,剩下的碳纤维构成生物组织向内长入的一个网状支架,结缔组织沿着支架逐渐长入。一般约九至十二个月左右碳纤维完全被长入的结缔组织所替代,自身亦渐退化而消失。

因此碳纤维的作用能促使正常组织再生,而本身不是永久性的置换物,它最终被新形成的结缔组织所取代。这与应用尼龙或涤纶织物取代或修复被损伤的肌腱和韧带有根本的不同,因这类合成纤维不能被人体组织所取代,经过若干年后这些织物的强度逐渐疲劳,最后归于失败。而碳纤维取代的韧带系自身结缔组织所形成的永久性韧带,其强度不会疲劳,且不亚于原来的韧带。

医学上应用碳纤维虽然发展年限不长,但发展势头十分迅猛,这与普罗大众在医疗领域存在的巨大需求有着直接的关系,也得益于碳纤维技术的不断成熟,相信未来碳纤维一定会继续为大众所服务。

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