引言
随着医疗行业快速发展,医疗器械的作用日益突出,但医疗器械要求较以往相比发生了很大改变。医疗器械属于医疗行业的核心支柱,技术要求趋向多元化、复杂化,落后的医疗器械已经无法满足目前医疗行业的发展需求。对此,良好运用PG/GF复合材料,是目前医疗行业工作人员重点考虑的问题,只有提升医疗器械性能和技术水平,满足医疗行业发展需求,才可以促进PG/GF复合材料在医疗器械中体现价值,进而促进医疗器械领域的长效发展。
1 PG/GF复合材料阐述
1.1 PG/GF复合材料的定义
PG/GF复合材料是由多种不同性质材料组成的新型材料,增强了组分材料的刚度、强度、热学等性能。基体材料是树脂、金属及非金属材料,纤维和颗粒属于具备增强性能的材料。其中,增强材料在PG/GF复合材料中发挥主要作用,一定程度上调控PG/GF复合材料的性能;基体材料配合效果较高,支持纤维材料的固定,传输纤维间的负载,确保纤维免受磨损与腐蚀侵害。
1.2 PG/GF复合材料的分类
PG/GF复合材料的分类,依照增强材料几何形状,被分为三类:颗粒增强复合材料,是颗粒增强和基体组合而成;纤维增强复合材料,由纤维与机体形成;层合复合材料,是多种片状材料形成。
1.3 PG/GF复合材料的优势
PG/GF复合材料具备以下优势:比强度较高,特别是一些高强度碳纤维、芳纶纤维复合材料。复杂的物理和化学因素,组成非常复杂的结构;比模量较高,但要抛出玻璃纤维环氧复合材料,其中高模量碳纤维复合材料比模量高于金属含量较多;可设计性,PG/GF复合材料性能与纤维、基体材料性能关联较强同时,纤维含量与铺设方式也处于核心位置。对此,依据载荷条件和结构构件形状,合理设计纤维含量,采用最合理铺设方式。不仅可以满足设计需求,还会最大化展现材料的价值;制造工艺简单、成本较低的优势,因为PG/GF复合材料结构不需要复杂化的机械加工设备,生产流程简化,却可以制造形状复杂的薄壁结构,节约大量时间和制造材料;一些PG/GF复合材料热稳定较强,例如,碳纤维、芳纶纤维具备负的热膨胀系数,当与正膨胀系统组合,可以实现制造热膨胀系数较小的复合材料;高温性能较强,正常铝合金工作温度是有限制的,温度较高环境下,会影响弹性模量与强度。特别的是碳纤维增强复合材料可以在高温环境下实现长期工作的目标,同时,力学温度也非常的稳定。目前一些其他类型复合材料具备不同的性能,打比方有高疲劳性、高冲击性、透电磁波性、减震阻尼性、耐腐蚀性等。
2 PG/GF复合材料在医疗器械中应用结构探究
2.1 口腔材料中的应用
近年来,口腔材料中对于复合材料的运用,取得了长足的发展,体现了良好的修复效果和美观效果,如今在口腔材料中占据不可取代的位置。传统时期复合树脂在口腔材料中的应用,包含树脂、基质、填料的偶联介质。但现如今的商品类型复合树脂,普遍是二甲基丙烯酸酯混合而成的树脂基质。
2.2 假肢中的应用
既往假肢普遍由钢木材料制成,呈现质量较大、消耗体力、制造工艺复杂化、成本较高的缺陷。目前普遍应用纤维增强树脂复合材料完成制造工作,多种优势得以体现,重量显著减轻,相较于传统钢木材料的假肢,脚部可顺利嵌入鞋子内部。特别注意的是,一些患有小儿麻痹症的儿童,会出现下肢瘫痪问题,此中情况用混杂复合材料制作整直器和支助器,辅助患者行走,可以刺激骨骼成长。
2.3 人造骨骼、关节中的应用
人造骨骼、关节的制造,应用混杂复合材料,适当要调节混杂比例与混杂方式,不超出人体体温变化范围的条件下,增加膨胀和人造骨骼膨胀的匹配程度,继而可以有效降低患者病痛。依照相关调查显示,当前国外将丙烯酸合成的树脂,通过三维技术制造了缺损形状,主要在颅骨缺损修补手术中应用,取得了非常满意的成果。
2.4 医疗设备中的应用
X射线发生器在定位肿瘤方面发挥重要作用,采用碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维混合复合材料研制出的悬壁式支架,不仅能够满足刚度需求,同时还能满足最大放射性衰减标准,适用于生产X线底片暗盒和床板等产品。
2.5 新型人工器官、组织材料中的应用
将蛋白质长生因子、酶及多肽等物质固定在材料表面,通过对表面进行修饰,实现新型分子生物材料的创建,但只有应用细胞学和分子生物学的方式,才会产生特异生物反应,严格限制非特异性的反应现象,进而提升生物医用材料的生物功能化和智能化。随着目前科学技术的持续发展,第三代生物医用材料陆续开发,属于具备生物活性和生物降解性的全新生物医用材料。其中细胞外的基质,普遍可以在分子水平中将组织分化,慢慢形成全新的组织和器官,证明第三代生物医用材料俨然成为行业发展的主要方向。
2.6 新型药物载体材料中的应用
伴随药物剂型和制剂研究工作力度的加强,已进入药物释放系统的适当,在医药领域中成为重要发展方向,体现新型药物载体材料研究工作的重要性。当今,聚乙二醇在医疗行业使用广泛,属于载体类型的材料,会与蛋白质与多肽类药物形成结合物,渐渐形成全新的载药系统。
2.7 纳米复合生物医用材料的应用
生物医用材料领域的快速发展,细胞与材料之间相互作用的研究日益彰显其重要性,之所以材料表面微观结构与细胞生物调控关系密切,是因为纳米材料自身效应的独特性,例如,体积效应和表面效应,体现在细胞黏附、增殖、功能表达等阶段,证实生物医用材料具有良好的发展前景,尤其是组织工程支架材料。 在生物医用研究领域,无机纳米材料、高分子纳米材料以及复合纳米材料均为研究对象,这些纳米材料在科学领域具有重要的应用价值。
3 PG/GF复合材料在医疗器械行业中的发展趋势
过去,复合材料在研发阶段取得了显著的成果,逐步成为医疗器械领域关键的应用材料。随生物技术、医药技术、信息技术、制造技术、纳米技术和材料科学技术的快速发展与融合,生物医用材料领域涌现出大量新型和新理念的产品,其中药物控制释放材料、组织工程材料、纳米生物材料、生物活性材料、介入诊断和治疗材料、可降解和吸收生物材料、新型人造器官、人造血液等体现了医疗器械领域全新的发展方向和目标。
4 结语
综上所述,文章通过对医疗器械用PG/GF复合材料的结构研究,得出了有关结论:PG/GF复合材料在医疗器械行业中的应用,取得了显著的成果,为医疗器械行业的进步和发展提供便利;在假肢、人造骨骼、医疗设备到新型人工器官、组织材料,复合材料以其优异的性能和广泛的应用前景,成为了现代科技领域的重要组成部分;新型药物载体材料和纳米复合生物医用材料的研究,在未来相信PG/GF复合材料将会在医疗器械领域内发挥更大的价值,最终为全球患者带来更好的生活品质。
参考文献
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