CN110606746B - 一种颅骨修补片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种颅骨修补片及其制备方法，颅骨修补片由一层碳纤维针织布与一层或两层碳纤维布叠加构成；所述碳纤维布由碳纤维机织布和碳纤维非织造布叠加构成；碳纤维针织布与碳纤维布的碳纤维间均填充有基体碳和/或碳化硅。该颅骨修补片具有质量轻、生物相容性好、化学稳定性好、力学性能与人体骨相近、疲劳性好、可设计性强、无伪影等特点，特别适合颅骨修补使用。

Description

一种颅骨修补片及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种颅骨修补片，具体涉及一种碳纤维复合材料颅骨修补片及其制备方法，属于生物医用材料技术领域。
背景技术
因创伤、感染、肿瘤、手术等造成直径大于3厘米以上的颅脑缺损，就可能产生临床症状。为保持颅腔封闭、患者外形修复、避免生理异常等，需要进行颅骨修复手术。
用于颅骨修补的材料主要有自体骨，及人工高分子、金属等材料都是颅骨修补的常用材料。相比而言，钛合金在钢性、强度、可塑性及生物相容性方面已较理想，但其存在一定缺陷：(1)机械相容性欠佳，应力分布不均匀、植入物松动或脱位，局部致骨质疏松、骨吸收、骨折、骨愈合延缓等。(2)边缘通常较锋利易损伤皮肤，造成植入物的外露；(3)导热系数高，可导致患者在温差较大下有不适感。(4)强度和硬度均低于颅骨组织，耐冲击时易产生塑性变形。(5)医学检查有伪影，会影响后期诊断与康复治疗。碳材料具有很好的生物相容性，其在生物医用的多方面得到应用，但是现有技术中还未见采用碳材料成功设计及制备颅骨修补片的相关报道。
发明内容
针对现有技术中的颅骨修补片存在的缺陷，本发明的第一个目的是在于提供了一种碳纤维编制和仿形相结合的碳纤维复合材料颅骨修补片，该颅骨修补片具有质量轻、生物相容性好、化学稳定性好、力学性能与人体骨相近、疲劳性好、可设计性强、无伪影等特点，特别适合颅骨修补使用。
本发明的另一个目的是在于提供一种步骤简单、原料易得制备颅骨修补片的方法。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种颅骨修补片，其由一层碳纤维针织布与一层或两层碳纤维布叠加构成；所述碳纤维布由碳纤维机织布和碳纤维非织造布叠加构成；碳纤维针织布与碳纤维布的碳纤维间均填充有基体碳和/或碳化硅。
本发明的颅骨修补片中的碳纤维机织布和碳纤维针织布均由长碳纤维构成，其中碳纤维机织布的碳纤维含量高，主要提供强度支持，其中碳纤维针织布孔隙率高，可为后续新生组织提供有利空间；而碳纤维非织造布为短纤维构成，其可以设置在最表层，设置在表层时，利用其本身孔隙率高的特点，可为羟基磷灰石的附着提供大量有效表面，同时利用其短纤维刺入内层碳纤维布内部，起到铆接作用，且有利于羟基磷灰石渗入至碳纤维布内部，从而可以有效利用颅骨修补片孔隙内部和表面的羟基磷灰石引导组织生长，以提高颅骨修补片与组织的结合能力。碳纤维非织造布也可以设置在碳纤维针织布和碳纤维机织布之间，起到填充作用，并且利用短纤维的刺穿作用起到层间铆接，且使表层碳纤维机织布表面产生孔隙，有利于为羟基磷灰石的附着提供有效表面，且有利于羟基磷灰石渗入碳纤维机织布内部，从而引导组织生长至颅骨修补片内部，有利于提高颅骨修补片与组织的结合能力。
优选的方案，所述基体碳包括热解碳、树脂碳、沥青碳中至少一种。
优选的方案，碳纤维针织布与碳纤维布之间，以及碳纤维机织布和碳纤维非织造布之间均采用碳纤维通过逐层针刺方式或穿刺方式进行铆接，铆接点面密度为5点/cm2～25点/cm2。通过采用适当的铆接点面密度可以提高碳纤维针织布与碳纤维布之间，以及碳纤维机织布和碳纤维非织造布之间的结合强度。
优选的方案，所述颅骨修补片中心设有固定-引流孔，孔间距为1cm～3cm，孔径为0.1cm～0.3mm。所述颅骨修补片也可以进一步在四周设有固定孔，孔间距为0.5cm～1cm，孔径为0.1cm～0.3mm。
优选的方案，所述颅骨修补片的孔隙及表层粘附有羟基磷灰石。较优选的方案，所述羟基磷灰石涂层的质量占颅骨修补片质量的5％～15％。孔隙内及表层粘附的羟基磷灰石可以提高生物相容性，形成有效过渡层，有利于引导生物组织生长，提高颅骨修补片与组织的结合能力，且同时可以降低基体颗粒的脱落与转移。
优选的方案，所述颅骨修补片包含两层碳纤维布时，碳纤维针织布设置在两层碳纤维布之间。碳纤维针织布设置在中间层，使得中间层具有一定孔隙率，可为后续新生组织提供有利空间。
优选的方案，所述碳纤维机织布包括面密度为120g/m2～1000g/m2的平纹布、斜纹布或缎纹布。较优选为200g/m2～600g/m2。
优选的方案，所述碳纤维针织布包括面密度为200g/m2～800g/m2的经编布或纬编布。所述碳纤维针织布是由加捻碳纤维束纬编针织而成；碳纤维束捻度为10捻/m～500捻/m，单束碳纤维包含1k、3k、6k、12k或24k碳纤维(1k表示1千根碳纤维)。将碳纤维束经过加捻，然后纬编针织可以大幅度提高刚性，提升弯曲模量。
优选的方案，所述碳纤维非织造布的面密度为10g/m2～60g/m2。较优选为20g/m2～40g/m2。
本发明的碳纤维预制体成型模具采用的材料为现有技术常见模具材料，如铝合金、碳材料等。
本发明还提供了一种颅骨修补片的制备方法，包括以下步骤：
1)将一层碳纤维机织布与一层碳纤维非织造布叠层(在厚度方向进行铆接，以提高层间结合强度)，得到碳纤维布，再将碳纤维针织布与一层或两层碳纤维布叠层，(在厚度方向进行铆接，以提高层间结合强度)，通过模具辅助成型，形成碳纤维预制体；
2)采用化学气相渗透法和/或浸渍-裂解法和/或反应融渗法对碳纤维预制体进行增密基体碳和/或碳化硅，得到坯体，坯体经过外形加工，打孔，即得；或者，进一步在坯体表面生成羟基磷灰石，再进行外形加工，打孔，即得。
本发明的化学气相渗透生成基体碳的工艺：将碳纤维预制体放入真空炉中，在850℃～1300℃温度下，通入的含碳气源(天然气、甲烷或丙烯等，氮气或氢气为稀释气体，碳源气体与稀释气体的流量比为1:0～2)经过裂解后，化学气相渗透在碳纤维坯料中，经过10小时～100小时，制备成碳纤维复合材料坯体。
本发明的液相浸渍-裂解增密生成基体碳的工艺：碳纤维预制体经过树脂(呋喃、酚醛和糠酮等)或沥青(石墨沥青、煤沥青)真空加压浸渍、固化处理(树脂)、裂解(树脂：900℃～1050℃，常压；沥青：750℃～850℃，50MPa～100MPa)等致密化工艺。浸渍压力为1.0MPa～5.0MPa，浸渍时间为2小时～10小时；固化温度为160℃～230℃，固化时间为10小时～50小时；裂解时间为2小时～20小时。
本发明的化学气相渗透法生成碳化硅基体工艺：将碳纤维预制体放入真空炉中，在900℃～1300℃温度下，通入的气源(三氯甲基硅烷，氢气为载气和稀释气体，三氯甲基硅烷与氢气的流量比为1:1～10)，经过裂解后，化学气相渗透在碳纤维坯料中，经过10小时～100小时，制备成碳纤维复合材料坯体。
本发明的化学气相渗透法生成碳化硅-碳基体工艺：可以先生成基体碳，再生成碳化硅，或者同时生成碳和碳化硅，或者先生成碳化硅，再生成基体碳。同时生成基体碳和碳化硅的工艺：将碳基体气源和三氯甲基硅烷同时通入，其他条件与生成基体碳的工艺条件相同。
本发明的浸渍-裂解法生成碳化硅基体工艺：碳纤维预制体经过含硅前驱体(聚碳硅烷PCS、聚甲基硅烷PMS)真空加压浸渍、固化处理、裂解等致密化工艺。浸渍压力为1.0MPa～5.0MPa，浸渍时间为2小时～10小时；固化温度为160℃～230℃，固化时间为10小时～50小时；裂解温度为800℃～1150℃，时间为2小时～20小时；陶瓷化温度为1200℃～1600℃，时间为2小时～10小时。
本发明的浸渍-裂解法生成碳化硅-碳基体工艺，可以先致密基体碳，再致密碳化硅，或者同时致密基体碳和碳化硅，或者先致密碳化硅，再致密基体碳。同时致密基体碳和碳化硅的工艺：将树脂/沥青和含硅前驱体同时浸渍，其他条件与致密基体碳的工艺条件相同。
本发明的反应融渗法生成碳化硅基体条件为：硅粉粒度为1μm～50μm；熔渗温度为1450℃～1750℃，时间为1小时～6小时。在进行反应融渗法生成碳化硅之前最好是先生成碳基体，以减少反应融渗法生成碳化硅过程中对碳纤维反应损害强度。
本发明的坯体还可以进行高温除杂和调质处理，处理工艺条件为：温度为1500℃～2300℃，保温时间为1小时～10小时。
本发明的生成羟基磷灰石的工艺：
(1)等离子喷涂法：
1)羟基磷灰石粉末粒度为20μm～150μm；2)等离子喷涂功率为20kW～40kW；3)热处理温度为600℃～800℃，时间为1小时～5小时。
(2)电化学沉积：
1)含磷与含钙溶液中Ca离子与P离子的比例为1.67；2)电流密度为0.5mA/cm2～3mA/cm2；3)沉积时间为20min～150min；4)电解液温度为25℃～90℃；5)热处理温度为700℃～1000℃，时间为1小时～5小时。
(3)溶胶-凝胶法:
1)溶胶由含磷化合物、乙醇与钙盐混合反应而成，其中Ca离子与P离子的比例为1.67；2)凝胶温度为80℃～120℃，时间为3小时～20小时；3)热处理温度为400℃～800℃，时间为1小时～5小时。
相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益技术效果：
本发明的颅骨修补片采用碳纤维复合材料，具有质量轻、生物相容性好、化学稳定性好、力学性能与人体骨相近、疲劳性好、可设计性强、无伪影等特点，特别适合颅骨修补使用。
本发明的颅骨修补片由碳纤维针织布、碳纤维机织布及碳纤维非织造布叠层结构，具有较好的力学性能，且表面具有一定孔隙度，有利于羟基磷灰石渗入内部以及引导组织细胞生长至内部，提高与组织的结合能力。
本发明的具有良好的机械性能，如压缩强度≥150MPa，弯曲强度≥100MPa，弯曲模量≥10GPa。
本发明的颅骨修补片是碳纤维编制技术和仿形相结合产物，可以根据实际需要，设计并制备出任意形状颅骨修补片，满足手术需要。
本发明的颅骨修补片孔隙内及表面包含羟基磷灰石可以提高生物相容性，形成有效过渡层，降低碳基颗粒脱落与转移。
附图说明
图1颅骨修补片实物图；其中，颅骨修补片的中心均匀分布孔为固定-引流孔。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制本发明权利要求保护范围。
实施例1
1)将一层3k碳纤维平纹布(面密度为200g/m2)与一层面密度为20g/m2的碳纤维非织造布叠层，且在厚度方向进行针刺成形铆接，得到碳纤维布，再将由6k加捻碳纤维纬编针织而成面密度为300g/m2的碳纤维针织布与一层碳纤维布叠层，在厚度方向进行针刺形成铆接，铆接点面密度为10点/cm2，通过模具辅助成型，形成碳纤维预制体；
2)将碳纤维预制体放入真空炉中，在1000℃温度下，通入天然气，以氮气为稀释气体，天然气与氮气的流量比为1:0.5，经过裂解后，化学气相渗透在碳纤维坯料中，经过40小时，制备成碳纤维复合材料坯体。
3)采用等离子喷涂在坯体表面涂覆层羟基磷灰石：羟基磷灰石粉末粒度为75μm；2)等离子喷涂功率为30kW；3)热处理温度为700℃，时间为3小时；4)羟基磷灰石质量占比8％，外形加工，且在中心打固定-引流孔，孔间距为2cm，孔径为0.2mm，表面抛光，即得。
制备的颅骨修补片压缩强度为170MPa，弯曲强度为140MPa，弯曲模量为15GPa，颅骨修补片表面孔隙率高，羟基磷灰石可以渗入孔隙内部，且表层羟基磷灰石粘附均匀。
实施例2
1)将一层1k碳纤维斜纹布(面密度为140g/m2)与一层面密度为30g/m2的碳纤维非织造布叠层，且在厚度方向进行针刺成形铆接，得到碳纤维布，再将由1k加捻碳纤维纬编针织而成面密度为500g/m2的碳纤维针织布与一层碳纤维布叠层，在厚度方向进行针刺形成铆接，铆接点面密度为20点/cm2，通过模具辅助成型，形成碳纤维预制体；
2)将碳纤维预制体先放入真空炉中，在1200℃温度下，通入甲烷，以氮气为稀释气体，甲烷与氮气的流量比为1:0.2，经过裂解后，化学气相渗透在碳纤维坯料中，经过30小时，制备成碳纤维复合材料坯体。再将碳纤维预制体经过糠酮树脂真空加压浸渍、固化处理、裂解等致密化工艺。浸渍压力为3.0MPa，浸渍时间为7小时；固化温度为220℃，固化时间为20小时；裂解温度为900℃，时间为8小时。
3)采用等离子喷涂在坯体表面涂覆层羟基磷灰石：羟基磷灰石粉末粒度为45μm；2)等离子喷涂功率为20kW；3)热处理温度为800℃，时间为2小时；4)羟基磷灰石的质量占比15％。外形加工，且在中心打固定-引流孔，孔间距为2cm，孔径为0.2mm，表面抛光，即得。
制备的颅骨修补片压缩强度为165MPa，弯曲强度为135MPa，弯曲模量为12GPa。颅骨修补片表面孔隙率高，羟基磷灰石可以渗入孔隙内部，且表层羟基磷灰石粘附均匀。
实施例3
1)将一层6k碳纤维缎纹布(面密度280g/m2)与一层面密度20g/m2的碳纤维非织造布叠层，且在厚度方向进行针刺成形铆接，得到碳纤维布，再将由3k加捻碳纤维纬编针织而成面密度为400g/m2的碳纤维针织布与一层碳纤维布叠层，在厚度方向进行针刺形成铆接，铆接点面密度为15点/cm2，通过模具辅助成型，形成碳纤维预制体；
2)将碳纤维预制体经过酚醛树脂真空加压浸渍、固化处理、裂解等致密化工艺。浸渍压力3.0MPa，浸渍时间为7小时；固化温度为220℃，固化时间为20小时；裂解温度为800℃，压力为100MPa，时间为6小时。
3)采用等离子喷涂在坯体表面涂覆层羟基磷灰石：羟基磷灰石粉末粒度为150μm；2)等离子喷涂功率为25kW；3)热处理温度为650℃，时间为4小时；4)羟基磷灰石质量占比10％。外形加工，且在中心打固定-引流孔，孔间距为2cm，孔径为0.2mm，四周打固定孔，孔间距为0.6cm，孔径为0.2mm，表面抛光，即得。
制备的颅骨修补片压缩强度为180MPa，弯曲强度为160MPa，弯曲模量为17GPa。颅骨修补片表面孔隙率高，羟基磷灰石可以渗入孔隙内部，且表层羟基磷灰石粘附均匀。
实施例4
1)将一层12k碳纤维缎纹布(面密度为480g/m2)与一层面密度为30g/m2的碳纤维非织造布叠层，且在厚度方向进行针刺成形铆接，得到碳纤维布，再将由3k加捻碳纤维纬编针织而成面密度为400g/m2的碳纤维针织布与一层碳纤维布叠层，在厚度方向进行针刺形成铆接，铆接点密度为12点/cm2，通过模具辅助成型，形成碳纤维预制体；
2)将碳纤维预制体经过含硅前驱体PCS真空加压浸渍、固化处理、裂解等致密化工艺。浸渍压力为4.0MPa，浸渍时间为6小时；固化温度为180℃，固化时间为30小时；裂解温度为1100℃，时间为4小时；陶瓷化温度为1400℃，时间为4小时。得到坯体。
3)采用化学沉积法在坯体表面生成羟基磷灰石：含磷与含钙溶液中Ca离子与P离子的比例为1.67；2)电流密度为1mA/cm2；3)沉积时间为60min；4)电解液温度为30℃；5)热处理温度为800℃，时间为2小时；6)羟基磷灰石质量占比10％。外形加工，且在中心打固定-引流孔，孔间距为2cm，孔径为0.2mm，四周打固定孔，孔间距为0.6cm，孔径为0.2mm，表面抛光，即得。
制备的颅骨修补片压缩强度为190MPa，弯曲强度为165MPa，弯曲模量为19GPa。颅骨修补片表面孔隙率高，羟基磷灰石可以渗入孔隙内部，且表层羟基磷灰石粘附均匀。
实施例5
1)将一层6k碳纤维缎纹布(面密度为320g/m2)与一层面密度为30g/m2的碳纤维非织造布叠层，且在厚度方向进行针刺成形铆接，得到碳纤维布，再将由6k加捻碳纤维纬编针织而成面密度为200g/m2的碳纤维针织布与两层碳纤维布叠层，形成夹心结构，在厚度方向进行针刺形成铆接，铆接点面密度为12点/cm2，通过模具辅助成型，形成碳纤维预制体；
2)将碳纤维预制体先放入真空炉中，在1000℃温度下，通入甲烷等，氮气或氢气为稀释气体，甲烷气体与稀释气体的流量比为1:1)经过裂解后，化学气相渗透在碳纤维坯料中，经过20小时。再将预制体经过含硅前驱体PCS真空加压浸渍、固化处理、裂解等致密化工艺。浸渍压力为4.0MPa，浸渍时间为6小时；固化温度为180℃，固化时间为30小时；裂解温度为1100℃，时间为4小时；陶瓷化温度为1400℃，时间为4小时，得到坯体。
3)采用溶胶-凝胶法在坯体表面生成羟基磷灰石：溶胶由含磷化合物、乙醇与钙盐混合反应而成，其中Ca离子与P离子的比例为1.67；2)凝胶温度为100℃，时间为5小时；3)热处理温度为600℃，时间为4小时；4)羟基磷灰石质量占比10％。外形加工，且在中心打固定-引流孔，孔间距为2cm，孔径为0.2mm，四周打固定孔，孔间距为0.6cm，孔径为0.2mm，表面抛光，即得。
制备的颅骨修补片压缩强度为220MPa，弯曲强度为176MPa，弯曲模量为20GPa。颅骨修补片表面孔隙率高，羟基磷灰石可以渗入孔隙内部，且表层羟基磷灰石粘附均匀。
实施例6
1)将一层6k碳纤维缎纹布(面密度为400g/m2)与一层面密度为40g/m2的碳纤维非织造布叠层，且在厚度方向进行针刺成形铆接，得到碳纤维布，再将由3k加捻碳纤维纬编针织而成面密度为400g/m2的碳纤维针织布与一层碳纤维布叠层，在厚度方向进行针刺形成铆接，铆接点面密度为14点/cm2，通过模具辅助成型，形成碳纤维预制体；
2)将碳纤维预制体经过含硅前驱体PCS真空加压浸渍、固化处理、裂解等致密化工艺。浸渍压力为5.0MPa，浸渍时间为8小时；固化温度为180℃，固化时间为30小时；裂解温度为1100℃，时间为4小时；陶瓷化温度为1300℃，时间为5小时。得到坯体
3)将坯体进行外形加工，且在中心打固定-引流孔，孔间距为2cm，孔径为0.2mm，四周打固定孔，孔间距为0.6cm，孔径为0.2mm，表面抛光，即得。
制备的颅骨修补片压缩强度为185MPa，弯曲强度为162MPa，弯曲模量为18GPa。颅骨修补片表面孔隙率高。
对比实施例1
1)将一层3k碳纤维平纹布(面密度为200g/m2)与由6k加捻碳纤维纬编针织而成面密度为300g/m2的碳纤维针织布叠层，在厚度方向进行针刺形成铆接，铆接点面密度为10点/cm2，通过模具辅助成型，形成碳纤维预制体；
2)将碳纤维预制体放入真空炉中，在1000℃温度下，通入天然气，以氮气为稀释气体，天然气与氮气的流量比为1:0.5，经过裂解后，化学气相渗透在碳纤维坯料中，经过40小时，制备成碳纤维复合材料坯体。
3)采用等离子喷涂在坯体表面涂覆层羟基磷灰石：羟基磷灰石粉末粒度为75μm；2)等离子喷涂功率为30kW；3)热处理温度为700℃，时间为3小时；4)羟基磷灰石质量占比8％，外形加工，且在中心打固定-引流孔，孔间距为2cm，孔径为0.2mm，表面抛光，即得。
制备的颅骨修补片压缩强度为160MPa，弯曲强度为110MPa，弯曲模量为14GPa。颅骨修补片表面孔隙率低，羟基磷灰石不能渗入颅骨修补片内部，且表层羟基磷灰石粘附不均匀。
对比实施例2
1)将一层面密度为20g/m2的碳纤维非织造布与一层由6k加捻碳纤维纬编针织而成面密度为300g/m2的碳纤维针织布叠层，在厚度方向进行针刺形成铆接，铆接点面密度为10点/cm2，通过模具辅助成型，形成碳纤维预制体；
2)将碳纤维预制体放入真空炉中，在1000℃温度下，通入天然气，以氮气为稀释气体，天然气与氮气的流量比为1:0.5，经过裂解后，化学气相渗透在碳纤维坯料中，经过40小时，制备成碳纤维复合材料坯体。
3)采用等离子喷涂在坯体表面涂覆层羟基磷灰石：羟基磷灰石粉末粒度为75μm；2)等离子喷涂功率为30kW；3)热处理温度为700℃，时间为3小时；4)羟基磷灰石质量占比8％，外形加工，且在中心打固定-引流孔，孔间距为2cm，孔径为0.2mm，表面抛光，即得。
制备的颅骨修补片压缩强度为80MPa，弯曲强度为60MPa，弯曲模量为5GPa，机械强度相对于实施例1明显降低，颅骨修补片表面孔隙率高，羟基磷灰石可以渗入孔隙内部，且表层羟基磷灰石粘附均匀。

Claims (5)

1.一种颅骨修补片，其特征在于：由一层碳纤维针织布与一层或两层碳纤维布叠加构成；所述碳纤维布由碳纤维机织布和碳纤维非织造布叠加构成；碳纤维针织布与碳纤维布的碳纤维间均填充有基体碳和/或碳化硅；所述颅骨修补片的孔隙及表面粘附有羟基磷灰石；所述颅骨修补片包含两层碳纤维布时，碳纤维针织布设置在两层碳纤维布之间；碳纤维针织布与碳纤维布之间，以及碳纤维机织布和碳纤维非织造布之间均采用碳纤维经过逐层针刺方式或穿刺方式进行铆接，铆接点面密度为5点/cm2~25点/cm2；所述碳纤维非织造布的面密度为10 g/m2~60g/m2，所述碳纤维针织布由加捻碳纤维束针织而成；碳纤维束捻度为10捻/m~500捻/m，单束碳纤维包含1k、3k、6k、12k或24k碳纤维。
2.根据权利要求1所述的一种颅骨修补片，其特征在于：所述基体碳包括热解碳、树脂碳、沥青碳中至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种颅骨修补片，其特征在于：所述羟基磷灰石的质量占颅骨修补片质量的5%~15%。
4.根据权利要求1所述的一种颅骨修补片，其特征在于：所述颅骨修补片中心设有固定-引流孔，孔间距为1cm ~3cm，孔径为0.1mm ~0.3mm。
5.权利要求1~4任一项所述的一种颅骨修补片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将一层碳纤维机织布与一层碳纤维非织造布叠层，得到碳纤维布，再将碳纤维针织布与一层或两层碳纤维布叠层，其中，碳纤维针织布与碳纤维布之间，以及碳纤维机织布和碳纤维非织造布之间均采用碳纤维经过逐层针刺方式或穿刺方式进行铆接，且通过模具辅助成型，形成碳纤维预制体；
2）采用化学气相渗透法和/或浸渍-裂解法和/或反应融渗法对碳纤维预制体进行增密基体碳和/或碳化硅，得到坯体，进一步在坯体表面生成羟基磷灰石，再进行外形加工，打孔，即得。
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