[发明专利]一种放疗用大型碳纤维床板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种放疗用大型碳纤维床板的制备方法，包括如下步骤：(1)将羟基化的碳纳米管、分散剂、去离子水混合均匀，得到碳纳米管水溶液；(2)将步骤(1)所得碳纳米管水溶液喷涂至碳纤维织物表面，待碳纤维织物充分吸收，得到含碳纳米管水溶液的碳纤维织物；(3)将步骤(2)所得含碳纳米管水溶液的碳纤维织物进行冷冻、冷冻干燥，得到碳纤维/碳纳米管织物；(4)在步骤(3)所得碳纤维/碳纳米管织物中引入环氧树脂后，在模具中进行固化成型，即得所述放疗用大型碳纤维床板。同时，本发明还公开一种所述制备方法制备得到的高强度放疗用大型碳纤维床板。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其是一种放疗用大型碳纤维床板及其制备方法。

背景技术

在对癌症患者进行放射治疗时，通常要把患者以特定的体位固定在底座上，使得癌变部位充分暴露在放射治疗设备(如直线加速器)的射野内，同时确保癌变部位的物理位置不会随意变动，从而达到能够精确定位治疗的目的。精确放疗技术对所用的固定底板提出了射线穿透率≥98％，均匀负载180Kg后远端挠曲≤5cm的严格要求。为了满足这一要求，目前行业内普遍使用了目前大规模量产的比强度、比模量最高的材料—碳纤维来制作放疗固定底板。

然而，由于碳纤维材料本身存在的结构缺陷使其难以达到理想的强度，所以目前临床使用的大型碳纤维床板仍不能满足上述强度要求，载重后远端挠曲普遍大于7cm，且耐蠕变性较差，随着使用时间的延长，往往出现不可逆的挠曲变形，给精确放疗带来一定的阻碍。

发明内容

基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种高强度放疗用大型碳纤维床板的制备方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种放疗用大型碳纤维床板的制备方法，包括如下步骤：

(1)将羟基化的碳纳米管、分散剂、去离子水混合均匀，得到碳纳米管水溶液；其中，所述碳纳米管为0.1～5重量份，所述分散剂为0.1～10重量份，所述去离子水为85～99.8重量份；

(2)将步骤(1)所得碳纳米管水溶液喷涂至碳纤维织物表面，待碳纤维织物充分吸收，得到含碳纳米管水溶液的碳纤维织物；

(3)将步骤(2)所得含碳纳米管水溶液的碳纤维织物进行冷冻、冷冻干燥，得到碳纤维/碳纳米管织物；

(4)在步骤(3)所得碳纤维/碳纳米管织物中引入环氧树脂后，在模具中进行固化成型，即得所述放疗用大型碳纤维床板。

优选地，所述步骤(1)中，羟基化的碳纳米管的直径为5～50nm，羟基化的碳纳米管的长度为1～10μm。碳纳米管的力学性能与其长径比有关，此处设定的碳纳米管，能够最大程度增强碳纤维床板的强度。

优选地，所述分散剂为非离子型表面活性剂。非离子型表面活性剂相较离子型表面活性剂有更强的乳化和增容效果，使用非离子型表面活性剂可以使碳纳米管得到更好的分散。

更优选地，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯醚中的至少一种。

优选地，所述步骤(2)中，所述含碳纳米管水溶液的碳纤维织物中，碳纤维织物与碳纳米管水溶液的质量比为：碳纤维织物：碳纳米管水溶液＝(0.5～5)：1。这样的限定是为了控制碳纳米管与碳纤维的比例，若碳纳米管太多则会发生团聚而影响增强效果，太少则增强效果有限。

优选地，所述步骤(3)中，所述冷冻的步骤为：将所得含碳纳米管水溶液的碳纤维织物置于-10℃～-40℃下冷冻6～24小时，使其完全冻结。这样的限定是为了快速而完全的冻结碳纳米管，使其在后续的干燥过程中不会发生团聚，提升增强效果。

优选地，所述步骤(4)中，所述环氧树脂的引入方式为手糊、喷涂、辊涂、真空导入中的至少一种。所述固化可以在常温下进行，也可以在加热条件下进行。