專利名稱：一種夾板外固定治療骨折系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于夾板外固定治療骨折這一技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及醫(yī)用生物力學(xué)異向材料 夾板、壓墊、彈力貼束帶共同組合制成三維幾何結(jié)構(gòu)的彈性外固定系統(tǒng)裝置。
背景技術(shù)：
夾板外固定治療骨折是中醫(yī)骨傷科的特色己有幾千年歷史。二十世紀(jì)六十年代， 我國(guó)一些著名醫(yī)學(xué)專家、學(xué)者通過(guò)大量的臨床觀察和實(shí)驗(yàn)室研究，揭示了夾板外固定 治療骨折的力學(xué)原理，擬定了夾板外固定治療骨折的力學(xué)經(jīng)驗(yàn)值與夾板材料基本物理 性能，對(duì)這一方法的發(fā)展起到了理論上的推動(dòng)作用。然而我國(guó)幅員遼闊，醫(yī)家就地取 材使得夾板種類繁多，雜亂無(wú)章，制作隨意性、經(jīng)驗(yàn)性，材料、治療操作與理論水平 極不吻合，仍停留在原始狀態(tài)。夾板等材料至今不能形成工業(yè)化生產(chǎn)，治療操作僅是 一個(gè)臨時(shí)捆扎過(guò)程。醫(yī)者以經(jīng)驗(yàn)評(píng)估外固定的強(qiáng)度，夾板、扎帶無(wú)關(guān)聯(lián)，材料力學(xué)性 能不穩(wěn)定，易疲勞、松散，固定物與骨折端構(gòu)成不了一個(gè)穩(wěn)定的外固定幾何不變體系， 產(chǎn)生骨折再移位和畸形愈合的發(fā)生。尤其應(yīng)指出，國(guó)內(nèi)外所有的夾板外固定均無(wú)法滿 足關(guān)節(jié)部位骨折的治療要求，現(xiàn)今諸多醫(yī)家學(xué)者正在不懈的努力，但種種因素，夾板 外固定治療骨折在我國(guó)尚無(wú)法規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和現(xiàn)代化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科學(xué)外固定力學(xué)要求，提供 一種以"彈性固定"理論為準(zhǔn)則的一種夾板外固定治療骨折系統(tǒng)裝置，能可靠的保障 骨折愈合的過(guò)程。
本方案是一種骨折外固定治療系統(tǒng)，由夾板、壓墊、貼束帶構(gòu)成簾狀、框架型幾 何結(jié)構(gòu)裝置。
一種夾板外固定治療骨折系統(tǒng)裝置，包括有竹塑夾板，其特征在于具有一個(gè)或 二個(gè)單元，各個(gè)單元的結(jié)構(gòu)為為多根橫排的貼束帶與多根縱排的竹塑夾板連接組成 的簾形框架結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)貼束帶的起始端連接有彈力帶，彈力帶上連接有扣環(huán)，所 述的貼束帶的起始端與最外側(cè)的竹塑夾板固定連接，其它的竹塑夾板背面固定有扣 襻，所述的貼束帶穿過(guò)扣襻；在使用狀態(tài)下，所述的貼束帶穿過(guò)所述的扣環(huán)后折回，所述的貼束帶的背面與扣襻背面上分別帶有毛面與勾面且相互粘接，或者貼束帶的前 段與貼束帶后段的背面之間分別有毛面與勾面且相互粘接；當(dāng)具有二個(gè)單元時(shí)，稱之 為第一單元和第二單元，第一單元與第二單元的中間部位的竹塑夾板之間通過(guò)彎折的 連接套連接，所述的彎折的連接套的彎折角度與肘關(guān)節(jié)或者踝關(guān)節(jié)或者其它部位的固 定定位相適應(yīng)。
所述的夾板外固定治療骨折系統(tǒng)裝置，其特征在于所述的竹塑夾板是采用并排的 竹條通過(guò)PE粘合為一體而成，竹條截面寬0.15-0.75cm，厚0.2-1.5cm，間距為 0.2-0.8cm。
所述的夾板外固定治療骨折系統(tǒng)裝置，其特征在于所述的竹塑夾板為異向性竹塑
夾板，彈性模量根據(jù)治療骨折的不同部位進(jìn)行設(shè)定針對(duì)手指骨折部位，所述的竹塑
夾板縱向彈性模量為0.16-0.40Gpa;針對(duì)上肢骨折部位竹塑夾板縱向彈性模量為 0.33-0.48Gpa;針對(duì)下肢骨折部位竹塑夾板縱向彈性模量為0.50-0.58Gpa。
所述的夾板外固定治療骨折系統(tǒng)裝置，其特征在于所述的竹塑夾板的表面有棉 氈，所述的棉氈與竹塑夾板之間或者棉氈表面粘貼有高分子材料的壓墊，所述的壓墊 和竹塑夾板需要固定的人體部位形狀相貼合。
夾板由竹條、聚乙烯組合制成弧形板狀材料，截面厚度0.2-0.8cm，竹寬 0.15-0.75cm，厚0.2-1.5cm，間距為0.2-0.8cm，改性聚乙烯彈性模量變化范圍在 0.15-0.6GPa間，在經(jīng)緯方向形成不同的彈性模量，這種彈性模量是依據(jù)不同部位骨 折移位的傾向力而工業(yè)化設(shè)定。
夾板可根據(jù)不同部位剪裁，分前臂、肘關(guān)節(jié)、上臂、肩關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)、手、股骨 干、膝關(guān)節(jié)、脛腓骨、踝關(guān)節(jié)、足定型。以其中一片夾板為主體，用尼龍貼束帶橫向 多段固定組合，尼龍帶寬1.5-5cm，貼束帶的長(zhǎng)度10-60cm，彈力帶有指示拉力裝置， 夾板內(nèi)面為棉氈，其次竹塑夾板背面有扣襻，貼束帶穿入竹塑夾板背面的扣襻可以方 便移動(dòng)。在關(guān)節(jié)部位棉氈與竹塑夾板間粘貼根據(jù)關(guān)節(jié)不同形態(tài)制成的高分子材料墊 塊，部分夾板縱向兩端包覆不同形態(tài)的高分子材料墊塊。本發(fā)明一個(gè)單元用于四肢長(zhǎng) 干骨骨折外固定，組合成為簾狀結(jié)構(gòu)裝置，二個(gè)單元連接通過(guò)連接套連接用于關(guān)節(jié)部 位骨折外固定，組合成框架結(jié)構(gòu)裝置。根據(jù)骨折移位情況，壓墊采用發(fā)泡高分子材料， 中間夾有金屬細(xì)絲網(wǎng)格、壓敏膠離型紙粘貼組合，高度為0.2-2.0cm，可隨意剪裁粘 貼組合。使用時(shí)根據(jù)骨折移位情況剪貼壓墊，放置于外固定裝置中，并調(diào)節(jié)夾板位置， 將內(nèi)面棉氈貼于皮膚，拉緊尼龍貼束帶，由另一端扣環(huán)穿出，反扣拉緊后通過(guò)毛面與
4勾面緊貼，剪去多余貼束帶。
本發(fā)明在竹塑夾板經(jīng)緯方向具有不同的彈性模量，縱向上的剛性有良好的杠桿力 和支持力，其彈性模量與人體骨骼相吻合，橫向上的柔韌性與肢體服帖，使得橫向固 定力、約束力均勻傳遞。尼龍貼束帶，彈力材料抗疲勞性能良好，兩端彈力帶拉長(zhǎng)l 倍時(shí)，其夾板下壓力為800g/cm2，符合夾板外固定經(jīng)驗(yàn)值，等于或小于靜脈壓。壓 墊具有良好抗疲勞性能，可保持長(zhǎng)時(shí)間彈性模量和體積不變。醫(yī)者在骨折整復(fù)后，使
用本裝置可迅速的在骨折端形成幾何不變體系，這一系統(tǒng)所有材料抗疲勞性能良好， 保持力學(xué)上的穩(wěn)定。
本發(fā)明的彈性模量根據(jù)外固定力學(xué)需求設(shè)定。簾形框架型結(jié)構(gòu)組合，保障力學(xué)穩(wěn) 定，安全，可調(diào)試，符合個(gè)體需求，分段式連接同時(shí)在保障約束力均勻分布并最大限 度的透氣。竹塑夾板之間的間隙，束帶不直接捆扎于肢體，最大限度保障血循環(huán)，彈 力帶最大限度的保障了約束力的穩(wěn)定。
竹塑夾板縱橫方向不同的彈性模量，在良好的剛性支持力下能與肢體服帖，高分 子材料壓墊有利于關(guān)節(jié)部位的成型，使本系統(tǒng)適用于人體四肢關(guān)節(jié)。
本裝置保留了中醫(yī)傳統(tǒng)夾板外固定觀念，結(jié)合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)生物力學(xué)觀念，為夾板現(xiàn) 代標(biāo)準(zhǔn)化提供了 一個(gè)新的思路。
本發(fā)明不同的彈性模量材料的組合，符合彈性外固定理論的準(zhǔn)則要求，所有材料 均可以大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，在保持傳統(tǒng)夾板外固定觀念的同時(shí)，又符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科學(xué) 的生物力學(xué)要求，為夾板外固定骨折這一療法奠定了通向標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)。在臨床使用 中統(tǒng)計(jì)表示，骨折再移位率由30%降到5-1%，糾正殘留畸形滿意率100%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu) 于其他夾板和石膏外固定。


圖1隨機(jī)抽取20組柳木夾板和某型號(hào)竹塑夾板彈性模量的比較。 圖2兩種材料的蠕變速率比較。
圖3不同部位夾板在不同復(fù)合比例下對(duì)材料彈性模量要求。 圖4添加劑用量與溫度對(duì)改性聚乙烯材料彈性模量的影響。 圖5為本發(fā)明單元結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明(二個(gè)單元)用于肘關(guān)節(jié)骨折部位骨折外固定結(jié)構(gòu)圖。 圖7為本發(fā)明用于不同部位骨折外固定結(jié)構(gòu)示意圖。
(a)、用于肘關(guān)節(jié)部位上臂與前臂固定；(b)、用于踝關(guān)節(jié)部位腳跟與腳底固定；(c)、用于踝關(guān)節(jié)固定；(d)、用于肩部固定；(e)、置于上臂腋下部位。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖5。 一種夾板外固定治療骨折系統(tǒng)裝置，包括有異向性材料竹塑夾板l，
具有一個(gè)單元，單元的結(jié)構(gòu)為為三根橫排的尼龍貼束帶2與四根縱排的竹塑夾板1
連接組成的簾形框架結(jié)構(gòu)，其中貼束帶2的起始端連接有彈力帶4，彈力帶4上連接 有尼龍扣環(huán)5，貼束帶2的起始端與最外側(cè)的竹塑夾板1固定連接，其它的竹塑夾板 l背面固定有扣襻，所述的貼束帶2穿過(guò)扣襻8;在使用狀態(tài)下，貼束帶2穿過(guò)所述 的尼龍扣環(huán)5后折回，貼束帶2的背面有毛面與扣襻8背面上的勾面相互粘接。竹塑 夾板1內(nèi)面為棉氈6覆蓋，根據(jù)竹塑夾板固定的部位，在棉氈表粘接有發(fā)泡材料壓墊 3，發(fā)泡材料壓墊3可根據(jù)需要隨意剪裁粘貼。竹塑夾板1寬度為l-5cm，是采用并 排的竹條通過(guò)PE粘合為一體而成，竹條采用橢圓柱形竹條，其粗細(xì)為2.5*1.5mm。 竹塑夾板1的縱向彈性模量根據(jù)治療骨折的不同部位進(jìn)行設(shè)定針對(duì)手指骨折部位， 所述的竹塑夾板縱向彈性模量為0.16-0.40Gpa;針對(duì)上肢骨折部位竹塑夾板縱向彈 性模量為0.33-0.48Gpa;針對(duì)下肢骨折部位竹塑夾板縱向彈性模量為0.50-0.58Gpa。 圖6所示是具有二個(gè)單元時(shí)，第一單元9與第二單元10的中間部位的竹塑夾板 1之間通過(guò)彎折的連接套7連接，彎折的連接套7的彎折角度與肘關(guān)節(jié)固定定位相適 應(yīng)。
圖7中，(a)所示是用于肘關(guān)節(jié)部位上臂與前臂固定；(b)是用于踝關(guān)節(jié)部位腳 跟與腳底固定；(C)是用于踝關(guān)節(jié)固定；(d)是用于肩部固定；(e)是置于上臂腋下 部位。
以下為本發(fā)明技術(shù)參數(shù)的篩選研究。 竹塑夾板與柳木板彈性模量比較實(shí)驗(yàn)
傳統(tǒng)柳木夾板由于材料本身的限制存在著彈性模量不穩(wěn)定，夾板質(zhì)量由于彈性模 量問(wèn)題彼此之間力學(xué)性質(zhì)相差很大，難以從外觀上選擇合適的夾板使用。竹塑夾板由 于選材同一，加之采用改性聚乙烯材料進(jìn)行力學(xué)性能調(diào)節(jié)，可以保證夾板在誤差允許 范圍內(nèi)的力學(xué)性能要求。圖1隨機(jī)各選取20組夾板進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試進(jìn)行比較，可 見(jiàn)"□"所代表的柳木夾板力學(xué)性能參差不齊，在大約4GPa到14GPa間波動(dòng)，"參" 所代表的竹塑夾板顯示較小的力學(xué)性能波動(dòng)，在8GPa到10GPa間波動(dòng)，力學(xué)性能穩(wěn) 定在2GPa誤差之間，而柳木夾板力學(xué)性能波動(dòng)幅度高達(dá)10GPa。
竹塑夾板與柳木板蠕變速率比較實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)柳木夾板由于蠕變速率較大，故對(duì)實(shí)際使用帶來(lái)諸多不便。使用最初的10 小時(shí)，由于蠕變明顯，醫(yī)護(hù)人員必須不斷跟蹤修正夾板位置和緊固程度，由于柳木夾 板本身力學(xué)性能的不穩(wěn)定性，難以尋求規(guī)律掌握好治療效果。圖2中"a"表示的曲 線是柳木夾板蠕變速率情況，" "表示的曲線是復(fù)合材料夾板蠕變速率情況?？梢?jiàn) 在最初的10小時(shí)柳木夾板蠕變速率很大，而復(fù)合材料夾板最初的10小時(shí)以及后續(xù)階 段蠕變速率一直很小，這方便了醫(yī)護(hù)人員的使用。
竹塑夾板的彈性模量的研究
為了制備各向異性材料，必須研究制備復(fù)合材料的第二相材料。目前市場(chǎng)上沒(méi)有 現(xiàn)成的商品材料可以使用。選用PE(聚乙烯)材料作為基材，加入增韌熱塑性彈性體 材料與增加流動(dòng)性助劑研發(fā)新的助劑材料。達(dá)到產(chǎn)品使用要求。
縱向彈性模量控制設(shè)計(jì)。根據(jù)夾板使用位置的不同(如上肢部位、下肢部位、手 指部位)或使用人群的個(gè)體差異(兒童、成人)，需要對(duì)彈性模量進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)。由于 采用了材料復(fù)合的原理，通過(guò)改變PE材料的力學(xué)性質(zhì)達(dá)到部分控制夾板的彈性模量 的目的。
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￡cs:夾板材料彈性模量，改性聚乙烯材料彈性模量，竹材彈性模量，
改性聚乙烯材料百分寬度，竹材百分寬度，^#^=1。
圖3是針對(duì)不同部位夾板在不同復(fù)合比例情況下的實(shí)驗(yàn)研究。以中間一條曲線為 例說(shuō)明(符號(hào)"參"表示上肢用夾板)，此條曲線橫坐標(biāo)方向表明改性聚乙烯在復(fù)合 材料中的所占的寬度比例，縱坐標(biāo)表達(dá)所需的改性聚乙烯材料的彈性模量，在 VPE=0.8時(shí)，改性聚乙烯彈性模量必須為0.4583GPa，對(duì)于同樣上肢用夾板如果改變 復(fù)合配方比例為VPE為0.65，則要求改性聚乙烯彈性模量必須為0.4103GPa，這就 需要根據(jù)復(fù)合材料的比例構(gòu)成調(diào)節(jié)改性聚乙烯彈性模量。對(duì)于手指用的(符號(hào)"B") 夾板，在比例為0.8時(shí)，要求EPE為0.3542GPa，對(duì)于下肢用的(符號(hào)"▼")夾板， 在比例為0.8時(shí)，要求EPE為0.5625Gpa。
本發(fā)明解決了這一問(wèn)題。通過(guò)控制塑料增韌劑使用量和溫度工藝指標(biāo)，達(dá)到了要求。
圖4顯示了處理溫度和增韌劑加入量對(duì)改性聚乙烯材料彈性模量的影響情況。圖中曲線表示等彈性模量線，曲線上數(shù)字是改性聚乙烯材料的彈性模量，單位GPa。分
析可見(jiàn)加入增韌劑可以調(diào)節(jié)聚乙烯材料的彈性模量，隨著加入量的增加材料的彈性模
量下降。處理溫度也有一定的影響，較低的溫度表現(xiàn)出較高的彈性模量。圖4的矩形 工況區(qū)域可以得到彈性模量相對(duì)大的改性聚乙烯材料，而在橢圓形區(qū)域得到彈性模量 相對(duì)小的改性聚乙烯材料，這樣通過(guò)適當(dāng)控制溫度和增韌劑比例可以有效控制改性聚 乙烯材料彈性模量，從而調(diào)節(jié)整個(gè)復(fù)合材料的彈性模量。
權(quán)利要求
1、一種夾板外固定治療骨折系統(tǒng)裝置，包括有竹塑夾板，其特征在于具有一個(gè)或二個(gè)單元，各個(gè)單元的結(jié)構(gòu)為為多根橫排的貼束帶與多根縱排的竹塑夾板連接組成的簾形框架結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)貼束帶的起始端連接有彈力帶，彈力帶上連接有扣環(huán)，所述的貼束帶的起始端與最外側(cè)的竹塑夾板固定連接，其它的竹塑夾板背面固定有扣襻，所述的貼束帶穿過(guò)扣襻；在使用狀態(tài)下，所述的貼束帶穿過(guò)所述的扣環(huán)后折回，所述的貼束帶的背面與扣襻背面上分別帶有毛面與勾面且相互粘接，或者貼束帶的前段與貼束帶后段的背面之間分別有毛面與勾面且相互粘接；當(dāng)具有二個(gè)單元時(shí)，稱之為第一單元和第二單元，第一單元與第二單元的中間部位的竹塑夾板之間通過(guò)彎折的連接套連接，所述的彎折的連接套的彎折角度與肘關(guān)節(jié)或者踝關(guān)節(jié)或者其它部位的固定定位相適應(yīng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾板外固定治療骨折系統(tǒng)裝置，其特征在于所述 的竹塑夾板是采用并排的竹條通過(guò)PE粘合為一體而成，竹條截面寬0.15-0.75cm， 厚0.2-1.5cm，間距為0.2-0.8cm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾板外固定治療骨折系統(tǒng)裝置，其特征在于所述的竹塑夾板為異向性竹塑夾板，彈性模量根據(jù)治療骨折的不同部位進(jìn)行設(shè)定針對(duì)手指骨折部位，所述的竹塑夾板縱向彈性模量為0.16-0.40Gpa;針對(duì)上肢骨折 部位竹塑夾板縱向彈性模量為0.33-0.48Gpa;針對(duì)下肢骨折部位竹塑夾板縱 向彈性模量為0.50-0.58Gpa。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾板外固定治療骨折系統(tǒng)裝置，其特征在于所述 的竹塑夾板的表面有棉氈，所述的棉氈與竹塑夾板之間或者棉氈表面粘貼有高分 子材料的壓墊，所述的壓墊和竹塑夾板需要固定的人體部位形狀相貼合。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種夾板外固定治療骨折系統(tǒng)裝置，包括有竹塑夾板，具有一個(gè)或二個(gè)單元，各個(gè)單元的結(jié)構(gòu)為為多根橫排的貼束帶與多根縱排的竹塑夾板連接組成的簾形框架結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)貼束帶的起始端連接有彈力帶，彈力帶上連接有扣環(huán)，所述的貼束帶的起始端與最外側(cè)的竹塑夾板固定連接，其它的竹塑夾板背面固定有扣襻，所述的貼束帶穿過(guò)扣襻；在使用狀態(tài)下，所述的貼束帶穿過(guò)所述的扣環(huán)后折回，所述的貼束帶的背面與扣襻背面上分別帶有毛面與勾面且相互粘接。本發(fā)明不同的彈性模量材料的組合，符合彈性外固定理論的準(zhǔn)則要求，在臨床使用中統(tǒng)計(jì)表示，骨折再移位率由30％降到5-1％，糾正殘留畸形滿意率100％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他夾板和石膏外固定。
文檔編號(hào)A61F5/058GK101507669SQ20091011639
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2009年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日
發(fā)明者劉志敏, 孫益民, 孫雁群 申請(qǐng)人:孫雁群;孫益民;劉志敏