用于生物医学应用的热解碳

涵盖了主题

背景

结构

关键属性

申请

心脏瓣膜

心脏瓣膜的热解碳涂料的沉积

小骨科植入物

背景

鉴定热解碳是心脏瓣膜的合适材料，几乎是偶然发生的。1966年，Bokros博士从事用于核燃料颗粒的热解碳涂料。yabo214他碰巧读了戈特博士的一篇文章，他当时正在从事以碳为基础的油漆用于心脏血管应用的涂料。

此后不久，两人进行了合作并修改了Bokros一直在努力为Gott应用所需的耐用性提供的材料。

在此之前，人造心脏瓣膜是由金属和塑料制成的，这些金属和塑料因血液凝结或磨损而寿命短。如今，热解碳仍然是最受欢迎的材料，用于人造机械心脏阀，用于生产超过400万个设备，涵盖25种不同的设计。

结构

热解碳属于涡轮质碳的家族，其结构与石墨相似。石墨由在六角形阵列中共价键合的碳原子组成。这些阵列被薄弱的层间结合堆叠在一起。热解碳和其他涡轮碳碳的不同之处在于这些层是无序的，导致层内的皱纹或扭曲。与石墨相比，这给了热解碳改善耐用性。

关键属性

• 生物相容性，即植入人体时不会引起任何不良反应
• 血栓抗体，即抵制血液凝结
• 良好的耐用性
• 良好的耐磨性
• 优势

申请

心脏瓣膜

如上所述，热解碳已用于制造人造心脏瓣膜。这些实际上是由沉积在石墨上的厚的热解碳涂料组成的。

直到1996年，热解碳心瓣由硅合成的热解碳（含3-8wt％硅）组成。添加硅以改善刚度，硬度和耐磨性等性能。它的添加对生物相容性没有不利影响。

1996年，Bokros博士和他的团队也开发了一种纯碳植入物材料。由于新开发的生产过程，改进的材料成为可能，该工艺比硅合金变体更坚固，更强大。它具有更具生物相容性的额外优势，因为它不包含碳化硅夹杂物，这可能会损害碳的血栓抗性。

热解碳已经用来制造人造心脏瓣膜。图片来源：shutterstock/hdr中的世界

心脏瓣膜的热解碳涂料的沉积

热解碳涂层是通过使用化学蒸气沉积过程将碳和碳化硅共同降低到合适的底物上的。沉积在流化的床炉中进行，并用硅载气和碳氢化合物进行。

小骨科植入物

热解碳还适用于小型骨科关节，例如手指和脊柱插入物。

主要作者：azom.com