2002年6月13日
涵盖的主题
出身背景
结构
关键属性
应用程序
心脏瓣膜
心脏瓣膜热解碳涂层的沉积
小型骨科植入物
出身背景
热解碳作为心脏瓣膜的合适材料的鉴定几乎是偶然的。1966年，Bokros博士正在研究核燃料颗粒的热解碳涂层。欧洲杯猜球平台他碰巧读到了戈特博士的一篇文章，戈特博士当时正在研究一种用于心血管应用的碳基涂料。
此后不久，两人合作并修改了博克罗斯一直在研究的材料，使其具有哥特应用所需的耐用性。
在此之前，人工心脏瓣膜是由金属和塑料制成的，由于血液凝结或磨损，它们的寿命很短。今天，热解碳仍然是人工机械心脏瓣膜最常用的材料，用于生产400多万个设备，涵盖25种不同的设计。
结构
热解碳属于涡层碳族，其结构与石墨相似。石墨是由共价键合成六边形的碳原子组成的。这些阵列通过弱层间结合堆叠在一起。热解碳和其他涡轮碳的不同之处在于，碳层是无序的，导致层内褶皱或扭曲。与石墨相比，这使热解碳具有更好的耐久性。
关键属性
- 生物相容性，即植入人体后不会引起任何不良反应
- 抗血栓形成，即抗凝血
- 耐久性好
- 良好的耐磨性
- 良好的强度
应用程序
心脏瓣膜
如上所述，热解碳已用于制造人工心脏瓣膜。这些实际上是由沉积在石墨上的厚热解碳涂层组成。
直到1996年，热解碳心脏瓣膜由硅合金热解碳组成(含3-8wt%的硅)。添加硅可以提高硬度、刚度和耐磨性。添加对生物相容性无不良影响。
1996年，一种纯碳植入材料被引入市场，也是由博克罗斯博士和他的团队开发的。由于新开发的生产工艺，一种改进的材料成为可能，该工艺比硅合金变体更坚固。它还有一个额外的优点，即更具生物相容性，因为它不包含碳化硅夹杂物，这可能会损害碳的抗血栓形成能力。
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热解碳已被用于制造人工心脏瓣膜。图片来源：Shutterstock/HDR中的世界
心脏瓣膜热解碳涂层的沉积
热解碳涂层是通过使用化学气相沉积工艺将碳和碳化硅共沉积到合适的基底上制成的。沉积是在流化床炉中进行的，该炉由硅载气和碳氢化合物供给。
小型骨科植入物
热解碳也适用于小型矫形关节，如手指和脊柱插入物。
主要作者：AZoM.com