¿Cuáles son las ventajas de utilizar materiales de fibra de carbono en dispositivos médicos?

2025-09-18 13:59:04

Los compuestos de fibra de carbono, con sus ventajas de peso ligero, alta resistencia y alta rigidez a la flexión, se utilizan ampliamente en diversos campos. El uso inicial de fibra de carbono en dispositivos médicos comenzó en la década de 1960, cuando la investigación sobre materiales anticoagulantes para vasos sanguíneos artificiales reveló las notables propiedades anticoagulantes de los materiales de carbono. Después de que Bokros fuera pionero en el uso de materiales de carbono como dispositivos biomédicos en la década de 1970, los compuestos de fibra de carbono atrajeron una amplia atención en el campo médico. Analicemos las ventajas de utilizar compuestos de fibra de carbono en dispositivos médicos.

1. Excelentes propiedades mecánicas de la fibra de carbono

Los compuestos de fibra de carbono ofrecen las ventajas de una alta resistencia a la compresión y un peso reducido, con un módulo y una resistencia específicos elevados. En dispositivos médicos, se pueden utilizar para componentes que requieren alta rigidez y bajo peso. Los ejemplos incluyen camillas y sillas de ruedas de fibra de carbono, que son livianas y de alta resistencia a la compresión, lo que las hace fáciles de transportar y usar para los usuarios.

2. Anisotropía y designabilidad de la fibra de carbono

Algunos componentes de los dispositivos médicos requieren una deflexión mínima cuando se cargan en determinadas direcciones, lo que da como resultado una alta rigidez. Los compuestos de resina epoxi reforzados con fibra de carbono pueden exhibir una anisotropía significativa, lo que significa una diferencia significativa en la resistencia a lo largo del eje de la fibra y perpendicular a ella. Esta anisotropía del material proporciona una considerable flexibilidad de diseño.

3. Transmitancia de rayos X de fibra de carbono

El coeficiente de atenuación de la fuerza, o grado de absorción, de los rayos X después de atravesar un material está relacionado con la composición, el número atómico, la densidad y el espesor del material. El equivalente de aluminio de los compuestos de fibra de carbono es 0,11 y el de las estructuras de capas intermedias de espuma compuestas de fibra de carbono es 0,52. 

Su transmitancia de rayos X es significativamente superior a la de los materiales médicos tradicionales como el aluminio, la madera contrachapada y la resina fenólica. En comparación con los compuestos de fibra de carbono, la resina epoxi tiene una composición elemental de C, H y O, mientras que la fibra de carbono tiene una composición elemental de C. Su absorción de masa de rayos X es significativamente menor que la de los materiales típicos. Además, los compuestos de fibra de carbono permiten que la radiación llegue a la tabla de la cama desde cualquier dirección sin provocar reflejos. El uso de tablas de cama médicas de fibra de carbono en el diagnóstico por TC no solo puede reducir el consumo de rayos X, sino también hacer que los resultados del diagnóstico sean más claros y precisos.