ألياف الكربون المستخدمة في المجال الطبي
ألياف الكربون (CF) هي نوع جديد من مادة الألياف ذات القوة العالية والمعامل العالي الذي يتكون من محتوى كربوني يزيد عن 90 بالمائة. تشبه البنية المجهرية لألياف الكربون الجرافيت الاصطناعي ، وهو عبارة عن هيكل جرافيت مضطرب ويظهر قوة عالية على طول محور الألياف. مع تحسين تكنولوجيا إنتاج ألياف الكربون وتعميق البحث التطبيقي ، وجد الناس العديد من مزايا ألياف الكربون والمواد المركبة.
أدى الأداء المتفوق لألياف الكربون إلى انتشار تطبيقها على نطاق واسع.
بالإضافة إلى الخصائص الميكانيكية الفائقة المذكورة أعلاه ، تتميز ألياف الكربون أيضًا ببعض الخصائص الخاصة الأخرى ، مثل النفاذية الجيدة للأشعة السينية ، والتوافق الحيوي الجيد ، ومقاومة درجات الحرارة العالية والمنخفضة ، ومقاومة التآكل الجيدة ، بالإضافة إلى بعض الموصلية والتوصيل الحراري. بسبب الخصائص المذكورة أعلاه بالتحديد ، فإن ألياف الكربون والمواد المركبة لها تأثير كبير في مجال الأجهزة الطبية.
1 ، جهاز التصوير المسطح بالأشعة السينية
تطبيق كاشف اللوحة المسطحة بالأشعة السينية في معدات الكشف بالأشعة السينية هو جهاز تصوير مسطح متعدد الوظائف عالي الدقة بالأشعة السينية يستخدم تقنيات متقدمة مثل الترانزستورات ذات الأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور ، صفائف الثنائي الضوئي ، والنمو المباشر يوديد السيزيوم عالي الحساسية وميض لتحقيق أداء تصوير مستقر بشكل استثنائي. يمكن تطبيقه على الاختبارات الطبية والصناعية غير المتلفة. ألياف الكربون هي نوع من المواد التي يمكنها توصيل التيارات الدقيقة ، وتمتص إشعاعات أقل ، ولها نفاذية عالية. يمكن أن يقلل الجهد والطاقة الإشعاعية للإشعاع ، مما ينتج عنه تصوير واضح. نظراً لانخفاض الجهد الكهربائي ، فإنه يوفر الطاقة ويقلل من الآثار الجانبية الضارة على المرضى. لذلك ، حلت ألواح ألياف الكربون المركبة محل ألواح الألمنيوم التقليدية في معدات الكشف بالأشعة السينية على نطاق واسع.
2 ، مكون المغناطيس فائق التوصيل
أصبح التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) طريقة شائعة لفحص التصوير. التصوير بالرنين المغناطيسي هو تقنية جديدة لفحص التصوير. تتكون أداة الرنين المغناطيسي النووي بشكل أساسي من أسافين مغناطيسية ، وأجهزة إرسال تردد لاسلكي ، وكاشفات ، ومضخمات ، ومسجلات. تستخدم المغناطيسات لتوليد المجالات المغناطيسية ، بما في ذلك المغناطيس الدائم ، والمغناطيسات الكهربائية ، والمغناطيس فائق التوصيل ، وما إلى ذلك. من أجل الحصول على مجال مغناطيسي أعلى ، يجب استخدام مغناطيس فائق التوصيل. لا يمكن تحقيق الموصلية الفائقة إلا في درجات حرارة منخفضة للغاية ، حاليًا في الهيليوم السائل (الهيليوم -268. 785 درجة مئوية) ، وتتطلب المكونات الميكانيكية المحيطة استخدام مواد خاصة. حتى في درجات الحرارة المنخفضة للغاية ، لا تزال ألياف الكربون تحافظ على أداء جيد في درجات الحرارة المنخفضة. لذلك ، يستخدم مصنعو الرنين المغناطيسي النووي المشهور حاليًا مواد مركبة من ألياف الكربون لإعداد المكونات الميكانيكية في منطقة درجة الحرارة المنخفضة للرنين المغناطيسي النووي.
3 ، مجلس سرير طبي
بالإضافة إلى الخصائص الميكانيكية الجيدة ، تتمتع مواد ألياف الكربون بمقاومة جيدة للتآكل. حتى في حالة وجود بقع كحول ومخدرات ودماء ، فلن تتأثر اللوحة ، ويكون التنظيف أكثر ملاءمة. على المدى الطويل ، لن تتآكل اللوحة. الوزن خفيف جدا ومن السهل تحريكه. من الملائم للعاملين الطبيين ضبط الزاوية المناسبة بشكل أفضل. تعتبر الخصائص الميكانيكية ، مثل الاستقرار الكيميائي والتوافق الحيوي مع جسم الإنسان ، لألياف الكربون ذات قيمة في الأجهزة الطبية. أدى التقدم في المجال الطبي إلى انتشار استخدام آلات الأشعة السينية وأجهزة التصوير المقطعي بالكمبيوتر في التشخيص والعلاج. معظم الأسرة الطبية الحالية مصنوعة من الخشب والبلاستيك الثقيل والشفافية الضعيفة.
تسمح لوحة السرير المصنوعة من مادة مركبة من ألياف الكربون للإشعاع بالتألق على لوح السرير بأي زاوية ميل دون انحراف كبير في الانكسار وإسقاط الإشعاع. كما أنها تستخدم مواد أقل لتحقيق القوة الهيكلية المصممة ، والصلابة ، وتقليل الوزن ، وقوة الشد العالية.
4 ، التطبيق في الأطراف الصناعية
تطبيق المواد المركبة من ألياف الكربون في الأطراف الصناعية مثل:
1. تأثير تجويف المتقبل
لتحمل وزن جسم الإنسان ، والتحكم في الطرف الاصطناعي ، وتعليق الطرف الاصطناعي ، فإنه يجعل الطرف المتبقي مريحًا وخاليًا من التجويف ، كما يلبي إطار ألياف الكربون متطلبات دعم الوزن وقوة النقل
2. مفصل الركبة من ألياف الكربون
تعد القوة المحددة لمفاصل الركبة المصنوعة من ألياف الكربون حاليًا الأفضل بين المواد المستخدمة ، وبالتالي فإن الإطارات الخارجية لأكثر من 20 مفصل ركبة مشهور في العالم مصنوعة من مواد مركبة من ألياف الكربون. نظرًا لإدخال مواد مركبة من ألياف الكربون في مفصل الركبة ، فقد تم تقليل الكثير من الوزن ، مما يتيح لمفصل الركبة الاصطناعي تحقيق كفاءات متعددة
3. مفصل الكاحل من ألياف الكربون
تؤثر حركات مفصل الكاحل والقدم الاصطناعية بشكل كبير على استقرار دعامة مفصل الركبة. (تُستخدم مادة ألياف الكربون المركبة في القدم المرنة لعمل مفصل الكاحل ، والذي يمكن أن يرتد. تُستخدم ألياف الكربون لإصلاح مفاصل الكاحل الاصطناعية مثل الكاحل الناعم والكاحل العالمي من ألياف الكربون.)
4. توصيل الأنابيب
يمكن أيضًا أن يكون أنبوب التوصيل بين الكاحل وأسفل الساق الاصطناعية مصنوعًا من مادة مركبة من ألياف الكربون ، مما يجعل مفصل الكاحل
خفيفة الوزن وممتعة من الناحية الجمالية.
5. أقدام صناعية من ألياف الكربون
تتمثل الوظيفة الرئيسية للقدم الاصطناعية في دعم كتلة الجسم ، وتوليد قوة دفع في الحركة ، وفي نفس الوقت تعويض دور العضلة ثلاثية الرؤوس والعضلات المثنية.
