碳纤维在假肢技术中的应用

由于疾病、工伤、交通事故、工程作业及意外伤害将成百上千万下肢截肢者带给了社会，特别是近年来，随着工业、交通事业的迅速发展和日益频发的地质灾害，这一数字正以惊人的速度增加。

目前，我国下肢残疾者更是高达 600 万人，这些截肢者由于失去了人类最基本的行走功能，生活上难以自理，客观上被安置在脱离社会主流的一些特定角落，致使他们在身心方面都充满着常人体会不到的痛苦。因此，为这些截肢者安装假肢就成了恢复其行走功能的唯一手段。

过去研制和生产的假肢，由于受技术条件的限制，性能欠佳，截肢者装上这类假肢后，步态极不自然，行走相当吃力。为了提高假肢的实用性能，人们利用了一切可以利用的当代科学技术来制造性能更好的假肢，采用更先进的技术和材料，使之具备更完善的性能。

图为碳纤维

下肢假肢主要围绕提高稳定性保证安全，柔韧性改善步态，轻巧性减少能耗发展的，现在的假肢技术更加完善，各种产品更加丰富。碳纤维复合材料用于储能假脚，放/储能比高达 95%以上的，因其重量轻、行走舒适而广受欢迎。在使用时，当假肢承重后会因弹性材料变形而储存部分能量，而在后蹬时则将能量放出，这样有助于患者行走。

碳纤维的抗拉强度超过了钢，将碳纤维编织成碳布，在假肢中用作接受腔的增强材料，制成很薄其重量轻的接受腔。将碳纤维制成预浸料，利用铁芯巻制方法和模压成型工艺制作假肢的支撑构件和支撑杆，实现假肢的高强和轻量化，代表了当代假肢在轻量化技术上的先进水平。

利用碳纤维优良的医学以及物理化学特性，开发出具有国内先进水平的假肢，使截肢者能以极为接近正常人的自然步态行走。

将碳纤维高新技术材料运用在假肢中，针对下肢截肢者康复训练和自由活动等训练而设计，并能对这一群体在独立生活中起到辅助作用。本项目拟实现假肢外形美观、轻量化、并可更换内衬套、易于被残肢控制的特点，帮助下肢截肢者独立进行定向活动的训练，大大提高康复训练效率和降低人工成本。本项目涉及生物力学、人体解剖学原理，复合材料工艺学、材料力学、有限元仿真分析等科技，属于公共健康的残疾人及病后功能康复关键技术应用研究。

利用碳纤维优良的医学特性，开发出具有国内先进水平的假肢，使截肢者能以极为接近正常人的自然步态行走，这对帮助他们重新回归社会主流、像正常人一样生活、学习和工作，对减轻社会负担，对促进我国康复医学工程技术的发展无疑具有极其重要的意义。