[发明专利]一种混杂有机纤维纱线热熔碳纤维假肢复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种混杂有机纤维纱线热熔碳纤维假肢复合材料及其制备方法，属于假肢材料技术领域。本发明利用热塑性有机树脂纱线与碳纤维混杂三维编织进行假肢用板状或杆状半成品部件加工的方法，待混编预制体织物加工完成之后，将半成品部件置于特定模具中进行热熔处理，有机纱线经过特定高温热熔与碳纤维三维预制体织物形成热塑性树脂三维复合材料，最终通过异型模具定型可快速制备大腿、小腿、手臂等特定人体部位的复合材料假肢，同时该复合材料假肢部件具有特定形状和生理弯曲率的可调整性，有效避免了假肢部件长期使用出现的变形等问题。

技术领域

本发明涉及假肢材料技术领域，具体涉及一种利用热塑性有机树脂纱线与碳纤维混制备假肢部件的方法。

背景技术

医学康复工程是医疗领域一项重要的综合性工作，不仅对于医学工程有很高的水平要求，对于生物学、生物仿生学以及材料学等多门学科来说也是一个交叉和融合，其中假肢是康复工程中发展最早、最快的领域，其中上肢或者下肢人体部位的假肢发展是最早、最迅速的分支。由于人体运动器官的结构复杂性，使得符合人体运动轨迹的上肢或者下肢的结构也比较复杂，而且这种结构所涵盖的弯曲度、器官形状及结构稳定性是十分精确的，同时假肢的质量也将随着运动的复杂性和快速反应性不可避免的增加，而假肢的质量尤其对于下肢截肢或瘫痪的残疾人来讲，运动消耗的能量将直接增加，这就带来了行动的困难和不舒适。鉴于此，随着新材料科技的不断发展，对于假肢部件提出了重量轻、刚性大、可调节、形状可校准等诸多复杂的要求。

目前市面上最普遍的上肢尤其是下肢的轻量化部件主要是由环向缠绕或者叠层排布的碳纤维二维织物构成，这种方式制备的复合材料假肢具有重量轻、刚性大等诸多优点，但由于叠层织物结构层间强度较低的问题，也给假肢的刚性稳定使用的寿命期限提出了苛刻的要求。除此以外，这种假肢的生产往往采用热固性树脂浸渍碳纤维复合材料织物制备，而这种材质的复合材料假肢由于树脂基体自身的特性限制，无法进行二次加工和形状或曲率的条恒，这尤其对于对假肢依赖性较高的儿童来讲，随着年龄增加残疾部位器官的生长变化会带来原有假肢部件的匹配度差出现不舒适等问题，综上所述，传统的复合材料结构的假肢产品在使用性能、使用寿命、使用调节等方面都存在诸多问题，有必要研究一种新的假肢部件复合材料。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种混杂有机纤维纱线热熔碳纤维假肢复合材料及其制备方法。本发明以热塑性有机纤维纱线与碳纤维为原料，三维编织成假肢用板状或杆状半成品部件，待混编预制体织物加工完成之后，将半成品部件置于特定模具中进行热熔处理，有机纱线经过特定高温热熔与碳纤维三维预制体织物形成热塑性树脂三维复合材料，最终通过异型模具定型可快速制备大腿、小腿、手臂等特定人体部位的复合材料假肢，同时，本发明复合材料编织的假肢部件具有特定形状和生理弯曲率的可调整性，有效避免了假肢部件长期使用出现的变形的问题。

本发明的目的之一是提供一种混杂有机纤维纱线热熔碳纤维假肢复合材料。

本发明的目的之二是提供一种利用混杂有机纤维纱线热熔碳纤维制备假肢部件的方法。

本发明的目的之三是提供一种假肢部件弯曲外型的调整方法。

本发明的目的之四是提供一种混杂有机纤维纱线热熔碳纤维制备的假肢部件。

本发明的目的之五是提供混杂有机纤维纱线热熔碳纤维假肢复合材料、利用混杂有机纤维纱线热熔碳纤维制备假肢部件的方法、混杂有机纤维纱线热熔碳纤维制备的假肢部件、假肢部件弯曲外型的调整方法的应用。

为实现上述发明目的，具体的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开了一种混杂有机纤维纱线热熔碳纤维假肢复合材料，所述复合材料采用两种或两种以上碳纤维长丝束与有机纤维纱线进行混合编织后热熔而成，所述碳纤维选用T300、T700或T800中的任意一种或多种；所述有机纤维纱线选自热塑性树脂纱线，所述有机纤维纱线具有中低温热熔性，其热熔温度在120-280℃之间，优选为120-200℃。