專(zhuān)利名稱(chēng)：新型碳纖維人工骨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人骨替代品領(lǐng)域，具體地說(shuō)是涉及一種新型碳纖維人工骨。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及人骨替代品領(lǐng)域。在日?；顒?dòng)中，因外傷、感染、腫瘤及先天性疾病等原因造成的骨缺損非常常見(jiàn)，骨缺損的治療和修復(fù)是骨科臨床常見(jiàn)的難癥之一?，F(xiàn)有的修復(fù)材料有自體骨、異體骨和人工骨替代品，自體骨存在取用不便，移植受限的問(wèn)題，異體骨存在組織不兼容性，排斥反應(yīng)的問(wèn)題，人工骨替代品在韌性、承受力、可塑性、 組織相容性方面有較高要求，現(xiàn)有技術(shù)中人工骨替代品不能滿足臨床應(yīng)用的需要。目前，國(guó)內(nèi)外多采用羥基磷灰石(HA)材料作為修復(fù)骨缺損，體內(nèi)埋植試驗(yàn)證明，羥基磷灰石能有效地促進(jìn)骨的化學(xué)結(jié)合，具有很好的組織相容性，可加快新骨的生長(zhǎng)，對(duì)機(jī)體無(wú)毒、無(wú)刺激性，不易老化，易與塑性。但在力學(xué)性能方面仍不能滿足應(yīng)用需要，如HA的熱膨脹系數(shù)為15X ΙΟ—Γ1，比鈦合金8. 8Χ KT6IT1等其它金屬大很多，且HA的強(qiáng)度和韌性較差，且與基體的結(jié)合力也較差。發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是要提供一種強(qiáng)度高，硬度好，韌性好，耐腐蝕，承載力高，組織相容性好，結(jié)實(shí)耐用，無(wú)毒、無(wú)刺激性，塑形性好，價(jià)格合理的新型碳纖維人工骨。碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7 9倍，抗拉彈性模量為230 430Gpa亦高于鋼。碳纖維不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼具紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。本發(fā)明是采用高強(qiáng)度碳纖維，碳纖維呈單向排列，用微量的樹(shù)脂浸滲后作為修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)的加固材料，提高了原有碳纖維的抗拉強(qiáng)度，具有重量輕，高彈性，高強(qiáng)度，高耐久性， 耐腐蝕的特點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是人工骨中間層結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)度碳纖維，為加強(qiáng)硬度和韌性，碳纖維用酚醛樹(shù)脂預(yù)浸成為復(fù)合增強(qiáng)材料，即為單向的連續(xù)纖維；樹(shù)脂能耐高溫，防氧化，且為絕緣材料，碳纖維外層采用氣相沉降法，經(jīng)高溫加熱，使氯硅烷和高純氫氣發(fā)生反應(yīng)，氯硅烷裂解為氯化氫和碳化硅，碳化硅沉積在碳纖維表面形成碳化硅層，即成一種新型的復(fù)合體；環(huán)氧樹(shù)脂沿碳纖維拉伸方向粘貼在碳化硅外層上，形成環(huán)氧樹(shù)脂層，環(huán)氧樹(shù)脂層外層等離子噴涂HA，形成HA層；HA層外層設(shè)有OPG蛋白層，單獨(dú)的 OPG蛋白易隨體液流失，無(wú)法充分發(fā)揮作用，在有內(nèi)層載體制成復(fù)合體的情況下，可充分發(fā)揮作用。粘貼碳纖維材料之前，需將氣化碳化硅的碳纖維進(jìn)行放置8 12小時(shí)，常溫冷卻干燥，粘貼過(guò)程中使溫度保持在-10°C以上，相對(duì)濕度RH > 80% ；粘貼時(shí)，盡量不要留有空氣，粘貼樹(shù)脂涂料后，需自然養(yǎng)護(hù)1 2小時(shí)達(dá)到初期固化，固化期間免受外界干擾和碰撞。由于本發(fā)明具有強(qiáng)度高，硬度好，韌性好，耐腐蝕，承載力高，組織相容性好，結(jié)實(shí)耐用，無(wú)毒、無(wú)刺激性，塑形性好，價(jià)格合理的特點(diǎn)，可進(jìn)行批量化的生產(chǎn)，廣泛適用于臨床需要，是一種具有推廣價(jià)值的新技術(shù)。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)剖層圖。圖1所示的附圖標(biāo)記如下1、碳纖維，2、酚醛樹(shù)脂，3、碳化硅，4、環(huán)氧樹(shù)脂，5、HA， 6、OPG蛋白。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明結(jié)合附圖1對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，具體方案是中間層結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)度碳纖維 1，碳纖維1用酚醛樹(shù)脂2預(yù)浸成為復(fù)合增強(qiáng)材料，即為單向的連續(xù)纖維；碳纖維1外層采用氣相沉降法，經(jīng)高溫加熱，使氯硅烷和高純氫氣發(fā)生反應(yīng)，氯硅烷裂解為氯化氫和碳化硅3， 碳化硅3沉積在碳纖維表面形成碳化硅3層，即成一種新型的復(fù)合體；環(huán)氧樹(shù)脂4沿碳纖維 1拉伸方向粘貼在碳化硅3外層上，形成環(huán)氧樹(shù)脂4層，環(huán)氧樹(shù)脂4層外層等離子噴涂HA5， 形成HA5層；HA5層外層設(shè)有OPG蛋白6層。粘貼碳纖維材料之前，需將氣化碳化硅的碳纖維進(jìn)行放置8 12小時(shí)，常溫冷卻干燥，粘貼過(guò)程中使溫度保持在-10°C以上，相對(duì)濕度RH > 80% ；粘貼時(shí)，盡量不要留有空氣，粘貼樹(shù)脂涂料后，需自然養(yǎng)護(hù)1 2小時(shí)達(dá)到初期固化，固化期間免受外界干擾和碰撞。在制造過(guò)程中，因碳纖維是導(dǎo)電材料，需注意安全用電；應(yīng)避免碳纖維的橫向彎折和扭曲，否則容易開(kāi)裂破壞；粘貼用的樹(shù)脂原料需密封儲(chǔ)存，遠(yuǎn)離火源，避免陽(yáng)光直接照射。
權(quán)利要求
1.新型碳纖維人工骨，其特征是中間層結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)度碳纖維，碳纖維用酚醛樹(shù)脂預(yù)浸成為復(fù)合增強(qiáng)材料，即為單向的連續(xù)纖維；碳纖維外層采用氣相沉降法，經(jīng)高溫加熱，使氯硅烷和高純氫氣發(fā)生反應(yīng)，氯硅烷裂解為氯化氫和碳化硅，碳化硅沉積在碳纖維表面形成碳化硅層，即成一種新型的復(fù)合體；環(huán)氧樹(shù)脂4沿碳纖維1拉伸方向粘貼在碳化硅外層上，形成環(huán)氧樹(shù)脂層，環(huán)氧樹(shù)脂層外層等離子噴涂HA5，形成HA層；HA5層外層設(shè)有OPG蛋白層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型碳纖維人工骨，其特征是粘貼碳纖維材料之前，需將氣化碳化硅的碳纖維進(jìn)行放置8 12小時(shí)，常溫冷卻干燥，粘貼過(guò)程中使溫度保持在-10°C以上，相對(duì)濕度RH > 80% ；粘貼時(shí)，盡量不要留有空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型碳纖維人工骨，其特征是粘貼樹(shù)脂涂料后，需自然養(yǎng)護(hù) 1 2小時(shí)達(dá)到初期固化。
全文摘要
新型碳纖維人工骨，本發(fā)明涉及人骨替代品領(lǐng)域；其特征是人工骨中間層結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)度碳纖維，為加強(qiáng)硬度和韌性，碳纖維用酚醛樹(shù)脂預(yù)浸成為復(fù)合增強(qiáng)材料，即為單向的連續(xù)纖維；碳纖維外層采用氣相沉降法，經(jīng)高溫加熱，使氯硅烷和高純氫氣發(fā)生反應(yīng)，氯硅烷裂解為氯化氫和碳化硅，碳化硅沉積在碳纖維表面形成碳化硅層，即成一種新型的復(fù)合體；環(huán)氧樹(shù)脂沿碳纖維拉伸方向粘貼在碳化硅外層上，形成環(huán)氧樹(shù)脂層，環(huán)氧樹(shù)脂層外層等離子噴涂HA，形成HA層；HA層外層設(shè)有OPG蛋白層。本發(fā)明具有強(qiáng)度高，硬度好，韌性好，耐腐蝕，承載力高，組織相容性好，結(jié)實(shí)耐用，無(wú)毒、無(wú)刺激性，塑形性好，價(jià)格合理的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)A61L27/42GK102366641SQ201110324420
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者周曌玥, 欒清楊, 海勇 申請(qǐng)人:曉健科技(大連)有限公司