El material compuesto de fibra de carbono se ha utilizado ampliamente en placas de fijación interna de huesos, rellenos óseos, vástagos de articulaciones de cadera, raíces de dientes de implantes artificiales, materiales de reparación de huesos del cráneo y materiales de corazones artificiales.
La resistencia a la flexión del hueso humano es de aproximadamente 100 MPa, mientras que el módulo de tracción es de aproximadamente 7~20 Gpa.
La resistencia a la flexión del hueso humano es de aproximadamente 100 Mpa, el módulo de flexión es de 7 ~ 20 Gpa, la resistencia a la tracción es de aproximadamente 150 Mpa, el módulo de tracción es de aproximadamente 20 Gpa, mientras que la resistencia a la flexión del material compuesto de fibra de carbono es de aproximadamente 89 Mpa, el módulo de flexión es de 27 Gpa, la resistencia a la tracción es de aproximadamente 43 Mpa, el módulo de tracción es de aproximadamente 24 Gpa, que está cerca o supera la resistencia del hueso humano en comparación.
Los requisitos para los biomateriales utilizados para la implantación humana son resistencia y módulo bajo.
Combinado con la comparación de las propiedades mecánicas de los materiales compuestos de fibra de carbono y el hueso humano, se puede ver claramente que el módulo del metal y la cerámica es demasiado alto, pero el módulo elástico de los materiales compuestos de fibra de carbono es cercano al del hueso humano.
Cuando el material implantado de hueso artificial se utiliza junto con tejido óseo vivo, si la elasticidad del material es demasiado grande, provocará un gran impacto de fuerza en el hueso vivo, causando una fractura local de la interfaz.
Sin embargo, si el módulo de elasticidad es demasiado pequeño, no sólo se deformará el material, sino que también el tejido en la interfaz se encogerá y provocará aflojamiento.
Los materiales compuestos de fibra de carbono para implantación son fáciles de esterilizar ya que no reaccionan con soluciones salinas ácidas y alcalinas normales ni con fluidos corporales a altas temperaturas.
Los materiales compuestos de fibra de carbono no se dañarán ni deformarán cuando se esterilizan con vapor a alta temperatura o desinfectante general.
Los materiales compuestos de fibra de carbono también tienen una excelente resistencia a la corrosión, el almacenamiento prolongado en el cuerpo humano no se deteriorará ni degradará y no generará productos de corrosión tóxicos.
En el entorno de una solución biológica, puede permanecer estable.
El coeficiente de fricción y la cantidad de desgaste de los implantes humanos influyen fuertemente en la longevidad de las articulaciones.
Un aumento en la cantidad de desgaste no sólo cambia la geometría de la articulación, sino que también causa osteonecrosis.
Todos los implantes tienen que funcionar en condiciones de fricción, comparando el coeficiente de fricción y la cantidad de desgaste de los materiales compuestos de fibra de carbono con los de materiales relacionados.
En ausencia de lubricación, los materiales compuestos de fibra de carbono tienen coeficientes de fricción y desgaste más bajos, y el desgaste es aproximadamente {{0}} órdenes de magnitud menor en comparación con los metales. En presencia de un lubricante, el coeficiente de fricción de los materiales compuestos de fibra de carbono es de alrededor de 0,1, mucho menor que el de otros materiales.
