一种连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料骨固定板的制作方法

专利2026-05-04  16


本技术涉及医疗用品,尤其涉及一种连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料骨固定板。


背景技术:

1、现有的医用植入骨固定板多为金属材料制作,一般是钛合金或不锈钢,虽然金属植入物机械性能优良,但仍存在以下问题:1、密度及质量大,增加了患者负荷和不适感;2、弹性模量过高,与天然骨不匹配,引起应力遮挡;3、影像成像时产生伪影,影响术后观察,另外,还有金属离子溶出产生细胞毒性的风险。而碳纤维增强聚醚醚酮复合材料作为一种生物相容性良好的医用植入材料,具有质量轻、无伪影、弹性模量接近天然骨等优势,另外还有优异的耐腐蚀、耐湿热、耐疲劳、耐磨损等性能,是制作人工骨或内固定产品的理想材料,为当今国内外的研究热点。

2、碳纤维增强聚醚醚酮复合材料按照碳纤维的形态尺寸不同主要分为短切碳纤维/聚醚醚酮和连续碳纤维/聚醚醚酮两种。连续碳纤维/聚醚醚酮复合材料由于在机械性能方面优势显著,目前在工业领域有着广泛应用,并在医疗领域引起了广泛关注。目前专利中所涉及的连续碳纤维复合材料骨科植入物基本上是采用单向预浸带或编织预浸布进行裁切、铺层排叠和预型,然后经过模压或热压成型而成,该制备方法虽然具有设备简单、工艺技术成熟的优点,但工序复杂,还需要人工手动铺层,效率低下,精度低,废料率高,质量不稳定,且不便于开孔,如果进行机加工破坏性开孔则会切断长链碳纤维,对骨固定板的力学性能造成破坏,如果进行非破坏性开孔则操作上不容易实施,容易造成板内材料分布不均匀,且可能会影响板形和尺寸精度。


技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料骨固定板。其工艺简单、易操作、高效率、高精度、高成材率和高可靠性等特点,能一次性、简便有效地制备出骨固定板及螺钉孔,且避免了机加工制备螺钉孔过程中因切断连续碳纤维而破坏了纤维连续性和完整性导致力学强度损失的问题。

2、本实用新型的目的通过以下技术方案实现:

3、一种连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料骨固定板,包括螺钉孔,包括至少一层叠板,每层叠板均为按照铺丝路径铺覆的连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料丝材;铺丝路径设有多条,且多条铺丝路径并行排布;铺丝路径沿螺钉孔闭合环绕。

4、进一步的,其为条状、y型状、三角状或圆环状。

5、与现有技术相比,本实用新型的优势在于:

6、1、本实用新型的连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料丝材按照设计路径铺丝,即根据骨固定板形状和螺钉孔的位置、尺寸及形状,沿固定板内所有螺钉孔进行闭合环绕。该固定板及螺钉孔制备方法简单可行,易于操作,且不影响板内材料及性能的均匀性,也不会影响板形,制品尺寸精度高;

7、2.本技术通过设计规划铺丝路径,成型过程中自动预留螺孔,避免了后续机加工开孔对长碳纤维的破坏,保留了纤维的连续性和完整性,能充分发挥连续碳纤维材料的性能优势,使固定板具有较高的力学强度;

8、3.本实用新型采用自动铺丝原位固结技术,按照设计路径自动铺丝并一次成型,简化了生产工艺,提高了自动化程度和生产效率,不产生边角废料,材料利用率高,且精度高,质量重复性好,适合工业化大规模生产。



技术特征:

1.一种连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料骨固定板,包括螺钉孔,其特征在于,包括至少一层叠板,每层叠板均为按照铺丝路径铺覆的连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料丝材;铺丝路径设有多条,且多条铺丝路径并行排布;铺丝路径沿螺钉孔闭合环绕;

2.根据权利要求1所述的一种连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料骨固定板,其特征在于,其为条状、y型状、三角状或圆环状。


技术总结
本技术公开了一种连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料骨固定板,属于医疗用品领域;其由连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料丝材在平面上按照铺丝路径铺覆并在厚度方向上铺叠至目标厚度;铺丝路径设有多条,且多条铺丝路径并行排布;铺丝路径沿螺钉孔闭合环绕。本技术工艺简单、易操作、高效率、高精度、高成材率和高可靠性等特点,能一次性、简便有效地制备出骨固定板及螺钉孔,且避免了机加工制备螺钉孔过程中因切断连续碳纤维而破坏了纤维连续性和完整性导致力学强度损失的问题。

技术研发人员:岳术俊,李慧,史春生,许奎雪,杨立,王刚
受保护的技术使用者:北京市春立正达医疗器械股份有限公司
技术研发日:20230718
技术公布日:2024/6/26
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