目前，医用连续碳纤维增强复合材料在骨外科临床应用中主要有两种应用形式：一种是作为体外固定部件以及相关医疗器械部件使用，另一种是作为体内植入固定件。下文就针对这两种形式做案例性说明。

连续碳纤维增强聚醚醚酮（PEEK）复合材料——骨科体外固定部件的力学性能：

      我们无锡智上新材料科技有限公司采用新型工艺将连续碳纤维与聚醚醚酮（PEEK）进行复合，形成强度极高的碳纤维热塑型复合材料。采用这种连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料制作骨外固定器中的连接杆，在达到固定骨折处力学需要的同时，表现出重量轻、X光射线通透性好等优异性能。临床证明，该连续碳纤维增强PEEK复合材料生物相容性较好，与人体长期接触是安全无害的。

      选用连续碳纤维增强peek制作体外固定器中的连接杆等部件时，主要是看重其比传统金属更加优越的力学性能表现。317L不锈钢的拉伸强度为690MPa，弹性模量E为210GPa，延伸率为12%；钛合金的拉伸强度为793MPa，弹性模量E为110GPa，延伸率为10%。通过对医用连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料骨外科固定部件进行拉伸、压缩、弯曲及剪切强度的测定，其结果表明，用于体外固定的连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的力学性能更加优越，其弹性模量接近人体皮质骨，而拉伸强度则比上述金属材料更好。
 


       临床表明，用与骨科固定器械的连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料承载能力强，固定牢靠，应用后骨折愈合快，患者使用轻便，负担小。目前，我们无锡智上新材为医疗器械商提供的连续碳纤维增强peek骨科医疗部件系列产品，有望替代金属材料，成为新型的骨修复材料。

连续碳纤维增强聚烯烃复合材料——骨科体内植入物的放射穿透性能：
 


      目前，国内已有将连续碳纤维增强聚烯烃复合材料作为体内植入材料的案例，其对骨折内固定及促进愈合的效果较好。选用碳纤维复合材料作为体内植入物，其优势主要体现在使用放射性诊断和治疗过程中。

      过去，骨科体内植入物常常选用不锈钢和钛合金材料，但是，这两种金属的密度都大于人体组织的密度，当射线穿过时会有相当大程度的衰减，当患者在进行放射性诊断和治疗时，会影响到成像和治疗的效果。

      因为碳原子序数较低，射线对其作用效果与人体相当。因此，在放射性定位诊断过程中，碳纤维植入物对图像质量影响很小，不仅在二维影像中不形成遮挡障碍，在三维影像中，也不会在植入物周围产生伪影。
 


       碳纤维植入物在放射性治疗中优势更加突出。通过实验比较发现，等剂量的射线穿过不锈钢植入物后衰减了5.7%，钛基合金衰减4.5%，碳纤维衰减1.6%。因此，采用不锈钢、钛基合金植入物进行骨肿瘤放射治疗时，就必须加大照射量来满足必要的肿瘤剂量，这必然会给患者带来过多的伤害。除此之外，射线照射金属时，会在金属表面产生剂量增加的现象，使治疗剂量形成不均匀性，这也在一定程度上影响到治疗的效果。相比之下，碳纤维对射线几乎无阻挡作用，等剂量线与人体正常组织一致，几乎相当于没有植入物的干扰。所以，碳纤维的植入不会造成射线的衰减，进而导致骨肿瘤的放射剂量不足。

      总之，碳纤维骨科植入物相对于不锈钢、钛基合金植入物，无论是在放射性诊断过程中还是在放射性治疗中都有着明显的应用优势，未来取得大范围的临床应用可能性比较大。

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