चिकित्सा उद्योग के लिए कार्बन फाइबर नवाचार

कूल्हे और घुटने का प्रत्यारोपण लोगों की गतिशीलता और जीवन की गुणवत्ता में सुधार के लिए चमत्कार किया है, लेकिन वे हवाई अड्डे के मेटल डिटेक्टरों में थोड़ी परेशानी पैदा करते हैं। धातु हड्डी की तुलना में अधिक घनी होती है, इसलिए एक्स-रे आसानी से इसमें से नहीं गुजरती हैं, जिससे रेखाएं और अपरिहार्य पैट-डाउन खोजें हो सकती हैं।

कार्बन फाइबर चिकित्सा प्रत्यारोपण इसे बदल सकते हैं। जबकि कूल्हे और घुटने के जोड़ों के लिए कार्बन फाइबर प्रतिस्थापन पर काम जारी है, यह सामग्री पहले से ही कई चिकित्सा अनुप्रयोगों में एक बड़ा प्रभाव डाल रही है। इस रोमांचक क्षेत्र को समझना प्रत्यारोपण और अन्य अनुप्रयोगों में जाने से पहले कार्बन फाइबर के चिकित्सा मूल्य को समझने से शुरू होता है।

घुटने का जोड़

कार्बन फाइबर गुण चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए अनुकूल हैं

स्टील की तुलना में हल्के और मजबूत, कार्बन फाइबर दशकों से एयरोस्पेस, मोटरस्पोर्ट्स और ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में उपयोगी रहे हैं। टेप या शीट से शुरू करके, कार्बन फाइबर को जटिल संरचनाओं में ढाला जा सकता है जो किसी भी धातु समकक्ष या यहां तक ​​​​कि टाइटेनियम की तुलना में अधिक कठोर, मजबूत, हल्का और अधिक थकान प्रतिरोधी होते हैं। यह मजबूत संरचनाएं और घटक बनाते समय वजन बचाने की अनुमति देता है।

इन गुणों के अलावा, कार्बन फाइबर में तीन अन्य गुण हैं जो चिकित्सा पेशेवरों के लिए रुचिकर हैं। यह है

रेडियोपैक: मेडिकल इमेजिंग के लिए उपयोग की जाने वाली तीव्रता की एक्स-रे इससे होकर गुजरती हैं

जैव अनुकूलता: शरीर कार्बन फाइबर प्रत्यारोपण को स्वीकार करता है और इस बात के प्रमाण हैं कि वे अपने धातु समकक्षों की तुलना में ऑसियोइंटीग्रेशन को बेहतर ढंग से बढ़ावा देते हैं।

घनत्व और लोच हड्डी के समान।

फोर बार हिप जॉइंट

चिकित्सा उपकरणों में कार्बन फाइबर का उपयोग होता है

ताकत और किरण पारगम्यता कार्बन फाइबर को कई इमेजिंग अनुप्रयोगों के लिए पसंद की सामग्री बनाती है। उदाहरण के लिए, सीटी और एमआरआई मशीनें 360 पर निर्भर करती हैं° रोगी के शरीर का स्कैन। यदि रोगी धातु की मेज पर लेटा है, तो यह इमेजिंग के अधिकांश भाग को अवरुद्ध कर सकता है। इसे रोकने के लिए, मरीज़ों को ब्रैकट वाली कार्बन फाइबर मेडिकल टेबल पर लिटाया जाता है जो इमेजिंग क्षेत्र में स्लाइड करती है। ये टेबल विक्षेपण के बिना और रेडियोलॉजिस्ट के दृश्य को प्रतिबंधित किए बिना 200 पाउंड से अधिक का समर्थन कर सकते हैं।

कार्बन फाइबर के लिए एक अन्य चिकित्सा उपकरण अनुप्रयोग बिजली उपकरण है। इनमें ऐसी सील की आवश्यकता होती है जो किसी भी दिशा में लीक न हो और नैदानिक ​​​​सफाई और नसबंदी प्रोटोकॉल का सामना कर सके। इलास्टोमेरिक सील के विपरीत, कार्बन फाइबर से भरे पीटीएफई से बने सील में इन प्रक्रियाओं का सामना करने के लिए आवश्यक तापमान और रासायनिक प्रतिरोध होता है।

चार बार वायवीय घुटने का जोड़

कार्बन फाइबर के लिए कृत्रिम अनुप्रयोग

विकलांग व्यक्तियों को हल्के, मजबूत और टिकाऊ कृत्रिम अंगों की आवश्यकता होती है, जो कार्बन फाइबर को एक आदर्श सामग्री बनाता है। कई निर्माता कार्बन फाइबर से कृत्रिम घोंसले और अंग बना रहे हैं। मूल रूप से एयरोस्पेस और मोटरस्पोर्ट्स के लिए विकसित की गई विनिर्माण तकनीकों का उपयोग आमतौर पर कृत्रिम अंग बनाने के लिए किया जाता है। इन्हें आकार बनाने के लिए पूर्व-संसेचित टेप और संपीड़न या आटोक्लेव मोल्डिंग के उपयोग की आवश्यकता होती है।

प्रोस्थेटिक्स के लिए कार्बन फाइबर के एक दिलचस्प और विवादास्पद अनुप्रयोग में पैर शामिल है। एथलीटों ने पाया है कि कार्बन फाइबर मानव पैर की तुलना में अधिक ऊर्जा भंडारण और गतिशील प्रतिक्रिया प्रदान करता है। इस का मतलब है कि कार्बन फाइबर कृत्रिम पैर विकलांग एथलीटों को लाभ प्रदान करें। एथलेटिक फुटवियर में शामिल होने पर कार्बन फाइबर भी प्रदर्शन में वृद्धि प्रदान कर सकते हैं।

कार्बन फाइबर स्टोरेज एनर्जी सैक फुट

कार्बन फाइबर चिकित्सा प्रत्यारोपण

व्यापक शोध, जैसे कि "इम्प्लांट्स के लिए कार्बन फाइबर बायोकम्पैटिबिलिटी" में विस्तृत, ने पुष्टि की है कि कार्बन फाइबर न केवल चिकित्सा प्रत्यारोपण के लिए सुरक्षित है, बल्कि अन्य प्रत्यारोपण सामग्रियों की तुलना में कई फायदे भी प्रदान करता है। इनमें बेहतर लोड ट्रांसफर शामिल है, जो वोल्फ के नियम के अनुसार, हड्डी को मजबूत करने में मदद करता है, और विद्युत गुण जो ऊतक निर्माण को बढ़ावा देते हैं।

आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण आम तौर पर कार्बन फाइबर-प्रबलित पॉलीएथेरेथेरकेटोन (सीएफआर-पीईईके) से बने होते हैं, जो उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोध, उच्च पिघलने बिंदु और लगभग 289 के ग्लास संक्रमण तापमान के साथ एक थर्मोप्लास्टिक पॉलिमर है।°एफ. मिश्रण में कम लंबाई के कार्बन फाइबर मिलाने से एक मजबूत, थकान-प्रतिरोधी और हल्का मिश्रण बनता है। समग्र प्रवाह मोल्डिंग प्रक्रिया इंजेक्शन मोल्डिंग का व्युत्पन्न है और इसका उपयोग CRF-PEEK प्रत्यारोपण बनाने के लिए किया जाता है।

स्टेनलेस स्टील सिंगल एक्सिस मैकेनिकल हिप जॉइंट

CFR-PEEK का उपयोग कई वर्षों से हड्डी के पेंच और प्रत्यारोपण में किया जाता रहा है। स्पाइनल केज एक अन्य स्थापित अनुप्रयोग है, और हाल ही में, डॉक्टरों ने स्पाइनल डिस्क को बदलने के लिए सामग्री का उपयोग करना शुरू कर दिया है। घुटने और कूल्हे के प्रतिस्थापन में टाइटेनियम के विकल्प के रूप में सीएफआर-पीक आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण का उपयोग करने पर काम चल रहा है।

दिलचस्प बात यह है कि प्रत्यारोपण एक ऐसा अनुप्रयोग है जहां कार्बन फाइबर की रेडिओल्यूसेंस इतनी फायदेमंद नहीं होती है। यहां मुद्दा यह है कि ऐसा नहीं होता है'यह एक्स-रे पर दिखाई नहीं देता है, जिससे चिकित्सा पेशेवरों के लिए स्थान निर्धारित करना कठिन हो जाता है। कार्बन फाइबर चिकित्सा प्रत्यारोपण के निर्माता एक्स-रे फैलाने वाली सामग्री, विशेष रूप से टैंटलम तार, जोड़कर इसका समाधान करते हैं।

लाखों लोगों के जीवन को बेहतर बनाना

वही गुण जो कार्बन फाइबर को एयरोस्पेस, मोटरस्पोर्ट्स और खेल के सामान जैसे जूते और साइकिल में इतना आकर्षक बनाते हैं, वे इसे कई चिकित्सा उपयोगों के लिए एक महान उम्मीदवार भी बनाते हैं। इसे इस तथ्य से भी समर्थन मिलता है कि कार्बन फाइबर किरण-पारगम्य होते हैं और इनमें मानव हड्डी के समान यांत्रिक गुण होते हैं। जबकि चिकित्सा उपकरणों और प्रोस्थेटिक्स का उपयोग तेजी से बढ़ रहा है, प्रत्यारोपण अनुप्रयोगों में नैदानिक ​​​​परिणामों में सुधार और जीवन की गुणवत्ता बढ़ाने की सबसे बड़ी क्षमता है। शायद वे हवाई अड्डे के मेटल डिटेक्टर में होने वाली देरी को भी ख़त्म कर देंगे!