[发明专利]片状碳纳米管-聚合物复合材料

说明书

根据权利要求1的前序部分，本发明涉及使用片状复合材料以供制造固定装置用以固定至少一部分的身体部分，其中所述片状复合材料包括含热塑性聚合物的碳纳米管作为纤维增强材料。

背景技术

在诸如矫正术和修复术，物理复原，以及放射肿瘤学和诊断成像之类的应用中，使用定位和固定装置或模板用以固定身体的一部分已经成为众所周知的技术。直接在患者身上模塑固定装置的可能性连同机械性能和表面修饰(finishing)一起被视为重要的优点。除此以外，轻的固定装置被视为对患者舒适。对于放射肿瘤学来说，期望相对于辐射源，目标身体部分可被固定在精确和可再现的位置上，从而留下有限的相对于辐射源移动固定的身体部分的可能性。特别地，当牵涉高精度处理，例如在强度调整的放射疗法(Intensity Modulated Radiation Therapy)中，在图像导引的放射疗法(Image Guided Radiation Therapy)中，在立体定位的放射疗法或外科(Stereotactic Radiation Therapy or Surgery-)中，或者用高能治疗，例如质子疗法时，其中目标非常清楚地确定和描绘，固定装置应当允许精确、高度准确和可再现地再定位感兴趣的解剖区域，并确保限制小于2mm的移动，以确保在周围健康组织最小危险暴露下，传递辐射线到目标上。固定装置的其他应用包括物理复原应用和整形外科应用，例如在夹板和吊带中，以便固定并保护发炎或受伤的关节，支持并固定韧带和骨折与肌肉组织以及例如作为鞋垫(foot-bed)应用的足医术。

为了生产适合于在以上所述的应用中使用的定位或固定装置，通常使用片状热塑性材料，其中模塑所述热塑性材料，以便尽可能好地贴合待固定的身体部分。在采用高熔点热塑性塑料的情况下，在需要固定的部分的形状中使用阳模。过去几年来，对热塑性材料进行了连续开发，所述热塑性材料可直接模塑到待固定的身体部分上，因为它允许在最高精度下实现固定，其中固定装置的尺寸和形状可在待固定的身体部分的位置上直接适应每一单独的患者，且它可在再模塑固定装置的时间过程中适应。为了允许这一直接模塑，热塑性材料的熔融温度应当足够低到被身体维持。

以上所述类型的固定装置或模板优选具有足够高的弯曲模量，以最小化装置变形的危险和身体部分移动的能力，在使用固定装置的过程中，提供高的稳定性，这意味着在固定状态下限制身体部分移动的能力。为了改进舒适性和允许湿气通过材料蒸发，常常穿孔该材料。然而，孔的存在会降低材料的刚度和固定装置的稳定性。

J.-F.Gao,Z.-M.Li,Q.-J.Meng和Q.Yang在Materials Letters,62(2008)3530-3532中的文章CNTs/UHMWPE composites with a two-dimensional conductive network（具有二维导电网络的CNTs/UHMWPE复合材料)公开了制造具有碳纳米管作为纤维增强材料的含超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的复合材料的方法。该碳纳米管在超声波辅助下分散在醇中，然后颗粒形式的超高分子量聚乙烯加入到该分散体中。在蒸发醇之后，将浸渍的颗粒通过压塑，加工成复合材料。

I.I.Konstantinov,V.V.Karbushev,A.V.Semakov和V.G.Kulichikhin来自Russian Journal of Applied Chemistry,82(2009)489-493的文章Combining Carbon and Polymeric Particles in an Inert Fluid as a Promising Approach to Synthesis of Nano Composites(在惰性流体中结合碳和聚合物颗粒作为合成纳米复合材料的有前景的方法)公开了制造复合材料的方法，该复合材料包括在聚合物内分散的纳米金刚石，所述聚合物选自羟丙基纤维素，聚砜和苯乙烯与丙烯腈的共聚物(SAN)。将纳米金刚石借助超声波分散在惰性液体中，然后将聚合物以颗粒形式加入到分散体中。在蒸发惰性液体之后，将浸渍的珠粒通过挤出加工成复合材料。

CN1472239公开了制造复合材料的方法，该复合材料包括在聚合物内分散的碳纳米管，所述聚合物选自热致液晶聚酯，聚乙烯，聚丙烯，聚四氟乙烯，聚三氟氯乙烯，PVC，Merlon，聚甲基丙烯酸甲酯，聚苯乙烯，聚甲醛，聚乙烯醇，聚酰胺，聚丙烯腈，和ABS树脂。使用超声波，将碳纳米管分散在液体中，然后将聚合物以颗粒形式加入到该分散体中。在蒸发惰性液体之后，将浸渍过的珠粒通过挤出加工成复合材料。