탄소섬유 복합재료는 뼈 내부 고정판, 뼈 필러, 고관절 줄기, 인공 임플란트 치근, 두개골 뼈 복구 재료 및 인공 심장 재료에 널리 사용되어 왔습니다.
인간 뼈의 굽힘 강도는 약 100Mpa이고, 인장 탄성률은 약 7~20Gpa입니다.
인간 뼈의 굽힘 강도는 약 100Mpa, 굽힘 탄성률은 7~20Gpa, 인장 강도는 약 150Mpa, 인장 탄성률은 약 20Gpa인 반면, 탄소 섬유 복합재의 굽힘 강도는 약 89Mpa, 굽힘 탄성률은 27Gpa, 인장 강도는 약 43Mpa, 인장 탄성률은 약 24Gpa로 비교해 볼 때 인간 뼈의 강도에 가깝거나 그 이상입니다.
인체 이식에 사용되는 생체재료에 대한 요구 사항은 강도와 낮은 탄성계수입니다.
탄소섬유 복합재료와 인간 뼈의 기계적 성질을 비교해보면, 금속과 세라믹의 탄성계수가 너무 높은 반면, 탄소섬유 복합재료의 탄성계수는 인간 뼈의 탄성계수와 비슷하다는 것을 알 수 있다.
이식재인 인공뼈를 생체 뼈 조직과 결합하여 사용할 경우, 재료의 탄성이 너무 크면 생체 뼈에 큰 힘의 충격을 가해 계면의 국소적 골절을 유발합니다.
그러나 탄성계수가 너무 작으면 재료가 변형될 뿐만 아니라, 경계면의 조직이 수축하여 느슨해짐이 발생합니다.
이식용 탄소섬유복합재료는 고온에서 일반 산, 알칼리 염용액, 체액과 반응하지 않아 멸균이 용이하다.
탄소섬유 복합소재는 고온의 증기나 일반 소독제로 살균하더라도 손상되거나 변형되지 않습니다.
탄소 섬유 복합 재료는 또한 내식성이 뛰어나 인체에 장기간 보관해도 열화 및 분해되지 않으며 독성 부식 생성물을 생성하지 않습니다.
생물학적 용액 환경에서는 안정적으로 유지될 수 있습니다.
인간 임플란트의 마찰 계수와 마모 정도는 관절의 수명에 큰 영향을 미칩니다.
마모량이 증가하면 관절의 형상이 변할 뿐만 아니라 골괴사도 발생합니다.
모든 임플란트는 마찰 조건에서 작동해야 하며, 탄소 섬유 복합 재료의 마찰 계수와 마모량을 관련 재료의 마찰 계수와 마모량과 비교해야 합니다.
윤활이 없는 경우 탄소 섬유 복합 재료는 마찰 계수와 마모가 더 낮고, 마모는 금속에 비해 약 {{0}}배 더 낮습니다. 윤활제가 있는 경우 탄소 섬유 복합 재료의 마찰 계수는 약 0.1로 다른 재료보다 훨씬 낮습니다.
