روند انتخاب مواد برای تجهیزات پزشکی توانبخشی

انتخاب مواد برای تجهیزات پزشکی توانبخشی به سرعت به سمت هوش، سبک وزن، زیست فعالی و پایداری در حال تکامل است. مواد دیگر صرفاً حامل‌های ساختاری نیستند، بلکه به محرک‌های اصلی برای بهبود نتایج درمان، بهینه‌سازی تجربه کاربر و ارتقای ارتقای صنعتی تبدیل شده‌اند.

 

1. استفاده گسترده از مواد کامپوزیت سبک و با کارایی بالا-

کامپوزیت‌های فیبر کربن به انتخابی ارجح برای{0}تجهیزات توانبخشی پیشرفته تبدیل شده‌اند که به طور گسترده در صندلی‌های چرخدار، اسکلت بیرونی، ارتز و سایر محصولات استفاده می‌شود. با چگالی فقط یک چهارم فولاد اما بیش از سه برابر استحکام، وزن تجهیزات را به طور قابل توجهی کاهش داده و تحرک مستقل بیماران را بهبود می بخشد. به عنوان مثال، یک قاب فیبر کربن می تواند وزن را از 18 کیلوگرم به 7 کیلوگرم کاهش دهد و به بیماران این امکان را می دهد که آن را با یک دست کار کنند و نیاز به کمک پزشکی را 80٪ کاهش می دهد.

 

کامپوزیت‌های فیبر کربن/PEEK استحکام بالای فیبر کربن را با زیست سازگاری PEEK ترکیب می‌کنند و آنها را برای قطعات متحرک با فرکانس بالا- مناسب می‌سازد. آنها مقاومت بسیار خوبی در برابر خستگی نشان می دهند، می توانند میلیون ها چرخه بار را تحمل کنند و به طور قابل توجهی طول عمر تجهیزات را افزایش می دهند.

 

2. یکپارچه سازی مواد هوشمند: از پشتیبانی غیرفعال تا سنجش فعال
مواد شروع به ادغام عملکردهای حسگر می کنند و ارتباط داده ها را بین دستگاه و بدن انسان امکان پذیر می کنند. به عنوان مثال، تعبیه حسگرهای گریتینگ فیبر نوری (FBGs) در داربست های فیبر کربنی امکان نظارت{1}در زمان واقعی قدرت بیمار در هنگام ایستادن و تغییرات فشار اندام را فراهم می کند، و داده ها را به صورت بی سیم به یک سیستم نظارتی برای هشدار در مورد خطر افتادن یا شل شدن تجهیزات ارسال می کند.

 

ACF (فوم غضروف مصنوعی) ساختار غضروف مفصل انسان را تکرار می کند و دارای راندمان جذب انرژی عالی و ویژگی های واکنش مکانیکی است. این در بریس‌های آرتروز و کفی‌های ضد افتادگی استفاده شده است و راحتی پوشیدن و دقت محافظتی را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد.

 

آلیاژهای تیتانیوم نیکل، به دلیل فوق الاستیسیته و اثر حافظه شکل، در سیم‌های راهنمای جراحی با حداقل تهاجم و بریس‌های هوشمند استفاده می‌شوند. آنها می توانند با محیط های پیچیده داخلی سازگار شوند و به کنترل دقیق دست یابند، و آنها را به یک ماده کلیدی برای رابط های رایانه{2}} مغز و جراحی روباتیک تبدیل کند.

 

3. مواد زیست سازگار و تجزیه پذیر جایگزینی را تسریع می کنند

سیستم‌های رزین پزشکی- (مانند PEEK و PPA) به تدریج جایگزین رزین‌های صنعتی سنتی می‌شوند و اطمینان حاصل می‌کنند که مواد غیر-سیتوتوکسیک و غیر{2}}هستند، با نرخ بقای سلولی بیشتر یا مساوی 96%، مطابق با الزامات استانداردهای ISO 10993.

 

مواد زیست تخریب پذیر مانند پلی لاکتیک اسید (PLA) و PLGA به طور گسترده در دستگاه های توانبخشی کودکان و سیستم های پشتیبانی موقت استفاده می شوند. آنها در عرض 2 تا 3 سال در بدن کاملاً تخریب می شوند و از نیاز به جراحی ثانویه برای برداشت اجتناب می کنند و با گرایش به سمت پزشکی کم تهاجمی و دقیق همسو می شوند.

 

ایمپلنت‌های فیبر کربن کاملاً تجزیه‌پذیر در حال توسعه هستند و از سیستم کامپوزیتی "فیبر کربن/PCL" برای دستیابی به همجوشی طبیعی پس از بهبود استخوان استفاده می‌کنند و تبدیل درمان ارتوپدی را از "ترمیم عملکردی" به "بازسازی فعال" ارتقا می‌دهند.