[發明專利]一種碳纖維復合材料接骨板及其制備方法

有效

• 申請號: 201611164830.3
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106580417B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 蔡錦云;李步龍;謝容泉;官江全
• 申請（專利權）人: 廈門市豪爾新材料股份有限公司
• 主分類號: A61B17/80
• 分類號: A61B17/80
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 方惠春

本發明公開了一種碳纖維復合材料接骨板及其制備方法。具體為，按設計將碳纖維預浸布卷制排疊鋪層，預熱，預型，預熱，成型；冷卻降溫，再送入脫模臺，開模取出制品，清洗干燥，并烘干；按照接骨板設計圖紙將塊體材料經CNC加工成接骨板胚件胚件；再在所得接骨板胚件表面進行生物安全涂層處理。所述接骨板生物相容性好；采用生物涂層化，提高了醫用植入的生物安全性；更加接近真實骨強度；其各項力學參數和骨骼相當，克服適配的問題，避免應力集中，造成應力遮擋效應；具有良好X射線穿透性，同時可以滿足核磁共振測試的需求；適合批量化生產，成本低。

技術領域

本發明涉及骨科材料領域，尤其涉及一種碳纖維復合材料接骨板及其制備方法。

背景技術

傳統接骨板材料都有不銹鋼，鈦合金；其存在以下問題：1、力學特性，例如模量與天然骨不匹配，差距過大會造成應力遮擋，引起骨吸收、骨炎癥，進而造成二次手術；2、長期植入會有金屬物的溶出，會有細胞毒性；3、X射線無法穿透，影響術后對康復情況的追蹤檢查；4、由于是金屬物，植入后無法進行核磁共振檢測。

CF（碳纖維）是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。

碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好并具有優異的生物相容性。碳纖維增強環氧樹脂復合材料，具有彈性模量與骨彈性模量相似的特點。

專利CN1296013C公開了一種碳纖維增強聚醚醚酮復合材料接骨板，具體為將碳纖維顆粒和聚醚醚酮混合造粒后注射成型獲得，由于是注射成型因此不可能采用長度大于2cm的連續碳纖維并能獲得連續鋪展結構，因此碳纖維所起到的增強作用沒有完全發揮作用；專利申請CN2223081Y公開了一種碳纖維加強環氧樹脂接骨板，即將浸潤環氧樹脂膠液的碳纖維編織布平行疊在一起，加壓固化即可,此發明獲得制品經過車床加工后容易出現纖維毛刺,植入后的周圍組織容易受刺激產生炎癥反應。專利申請CN104902832A公開了一種接骨裝置，通過包覆成型法或雙材料注射法制備得到，由于是注射成型因此不可能采用長度大于2cm的連續碳纖維并能獲得連續鋪展結構，因此碳纖維所起到的增強作用沒有完全發揮作用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種碳纖維復合材料接骨板。

為實現上述目的， 本發明提供一種碳纖維復合材料接骨板，其特征在于，制備方法為，

卷制：將碳纖維預浸布裁切成設計塊體的尺寸，卷制塊體，根據力學結構設計要求將碳纖維預浸布排疊鋪層；

預型：將上述排疊鋪層的制品，放在加熱臺上預熱，盡可能擠壓排除層間氣體，壓平順，然后將制品放在預型模內，按預型模設計的形狀預型；

入模成型：將上述預型好的制品，放入預熱烤箱內預熱后取出放入成型模具內，合模蓋緊；將模具送入熱壓成型臺使成型完成；

冷卻脫模：將成型好的模具送入冷卻臺冷卻降溫，再送入脫模臺，開模取出制品；

清洗干燥：將制品表面的油脂清洗干燥，并烘干；

機加工：按照接骨板設計圖紙將塊體材料經計算機數字控制機床即CNC加工成接骨板胚件，使其表面粗糙度為10-1000μm；

外包覆生物安全涂層加工：在所得接骨板表面獲得100-2000μm的涂層,使其表面粗糙度為0.4-3.2μm，彈性模量范圍為10-25GPa，彎曲強度140-230 MPa。

進一步，所述碳纖維預浸布是單向布或編織布；

任選的，所述碳纖維預浸布中環氧樹脂的含量為25-55%；