[发明专利]一种透气轻质的医用碳素材料

说明书

技术领域

本发明属于医用材料技术领域，具体涉及一种透气轻质的医用碳素材料。   

背景技术

医用碳素材料是一种化学惰性材料，具有良好的生物相容性，在体内不会因被腐蚀或磨损，不会产生对机体有害的离子，低温热解同性碳还具有罕见的抗血凝性能，可直接应用于心血管系统；与金属材料相比，医用碳素材料又具有良好的“生物力学相容性”，尤其是碳纤维问世以来，碳/碳复合材料、碳纤维增强树脂等多种高性能结构材料不断涌现，它们可容高强度低模量于一身，并具有很好的抗疲劳性能，因此医用碳素材料作为修复或替代受损骨组织的材料已较为广泛地应用于骨伤外科。

在下肢不等长畸形的肢体延长矫正手术中，用碳/碳复合材料制成的圆骨针取代不锈钢圆骨针可减少组织反应和感染的机会。处理骨折时为避免金属内骨板带来的应力屏蔽效应，可采用碳/碳复合材料或碳纤维增强树脂制造的内骨板，国内已有碳纤维增强塑料内置式接骨板的研制报告。用碳纤维编织带内固定治疗髌骨骨折也已用于临床。对于难以愈合的关节损伤，有时必须考虑关节置换术。尽管碳素材料良好的生物相容性已被公认，但也有一例碳纤维植入致骨坏死的报告，所以临床应用碳素材料时也应注意个体差异。

目前的医用材料中煅石膏铸件具有一些缺点，包括低的强度重量比，结果制成的铸件很重，而且体积大。此外，煅石膏铸件强度的形成需要较长的时间。而且，煅石膏铸件一般遇水会崩解，结果上石膏的病人不得洗澡或从事其它涉及与水接触的活动。由上述可见，可知本领域中需要一种矫形碳素材料，它既具有煅石膏的优点，如良好的模制性和细骨结构的触摸性，还具有非煅石膏材料的优点，如强度重量比大，强度增高迅速，并且最好是透气性也良好。因此，提供这种并非煅石膏的矫形碳素材料，使其性能与现有的针织矫形碳素材料更好，并且价格更低，为人们乐于采用是本发明要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种透气轻质的医用碳素材料，强度显著提高，具有足够的透气性，材料的固化状态是很硬和耐刮的，重量比较轻，具有所需的高强度性能。

本发明采取的技术方案为：

一种透气轻质的医用碳素材料，其特征在于，原料各组分按照重量分组成如下：

碳纤维增强树脂15-20份、甲基丙烯酸丁酯5-7份、三(6-异氰酸根合己基)-缩二脲6-8份、脂肪族聚酯3-5份、二丁基二乙酸锡1-3份、聚乙烯基吡咯烷酮1.2-1.6份、硅烷偶联剂0.6-0.8份、丙烯酸异辛酯2-4份、陶瓷泡填料6-8份、纤维材料3-5份。

上述的陶瓷泡填料的平均粒径为10-400微米。

上述的纤维材料为单向纤维束、和聚芳基酰胺纤维按照重量比2：1组成的混合物。

本发明的有益效果为： 

本发明材料中添加陶瓷泡填料和纤维材料等成分，可以使固化碳素材料的强度显著提高，也显著改善未固化原料的操作性能，而且也给材料赋予空气孔隙度和蒸气孔隙度，具有足够的透气性。材料的固化状态是很硬和耐刮的，重量比较轻，其强度与合成玻纤铸造材料相同，具有所需的高强度性能。

具体实施方式

实施例1

一种透气轻质的医用碳素材料，其特征在于，原料各组分按照重量分组成如下：

碳纤维增强树脂15份、甲基丙烯酸丁酯5份、三(6-异氰酸根合己基)-缩二脲6份、脂肪族聚酯3份、二丁基二乙酸锡1份、聚乙烯基吡咯烷酮1.2份、硅烷偶联剂0.6份、丙烯酸异辛酯2份、平均粒径为10-400微米的陶瓷泡填料6份、单向纤维束、和聚芳基酰胺纤维按照重量比2：1组成的纤维材料3份。

实施例2

一种透气轻质的医用碳素材料，其特征在于，原料各组分按照重量分组成如下：

碳纤维增强树脂18份、甲基丙烯酸丁酯6份、三(6-异氰酸根合己基)-缩二脲7份、脂肪族聚酯4份、二丁基二乙酸锡2份、聚乙烯基吡咯烷酮1.4份、硅烷偶联剂0.7份、丙烯酸异辛酯3份、平均粒径为10-400微米的陶瓷泡填料7份、单向纤维束、和聚芳基酰胺纤维按照重量比2：1组成的纤维材料4份。

实施例3

一种透气轻质的医用碳素材料，其特征在于，原料各组分按照重量分组成如下：

碳纤维增强树脂20份、甲基丙烯酸丁酯7份、三(6-异氰酸根合己基)-缩二脲8份、脂肪族聚酯5份、二丁基二乙酸锡3份、聚乙烯基吡咯烷酮1.6份、硅烷偶联剂0.8份、丙烯酸异辛酯4份、平均粒径为10-400微米的陶瓷泡填料8份、单向纤维束、和聚芳基酰胺纤维按照重量比2：1组成的纤维材料5份。