專利名稱：踝部支撐裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有效的矯形裝置，特別是一種踝部受傷之后使其穩(wěn)定的踝部支撐裝置。本踝部支撐裝置改善了踝部的支撐情況，而且還具有背脊彎曲和足底彎曲運(yùn)動(dòng)所需的靈活性。
在現(xiàn)有技術(shù)中有各種各樣的裝置用來(lái)處理下肢損傷，如脛骨和腓骨骨折，踝部挫傷或踝關(guān)節(jié)扭傷。
這種裝置的常見結(jié)構(gòu)如美國(guó)US-4,280,409所述，該裝置由一個(gè)帶有底座蹬和一對(duì)側(cè)壁組成的蹬形物，側(cè)壁與基座相連。蹬形件的構(gòu)造使患者的腳底適配于該件內(nèi)。在側(cè)壁的內(nèi)側(cè)裝有可充氣的墊或氣袋，它們可充氣到與患者下肢的側(cè)面及中間部位相接觸。該裝置還有一些使側(cè)壁和氣袋環(huán)繞固定在患者腿部的緊固元件，這些緊固元件是可調(diào)節(jié)的，由此使踝部支撐裝置的相同結(jié)構(gòu)適用于不同的患者。
美國(guó)專利US-5,125,400，5,348,530，5,445,602及4,977,891中敘述了使用了與空氣墊的相似的結(jié)構(gòu)。美國(guó)專利US-4,964,402敘述的是用具有熱性的凝膠墊代替空氣袋的類似裝置。美國(guó)專利US-5,329,705敘述的是一種矯形支撐裝置，該裝置包括一個(gè)帶有氣墊的內(nèi)芯和一個(gè)泡沫材料外層。美國(guó)專利US-4,628,945敘述的是與上述美國(guó)專利US-4,280,489相似的可充氣的踝部矯形支撐裝置，它所使用的空氣袋內(nèi)裝有彈性可壓縮填充材料。美國(guó)專利US-5,370,133敘述的是一種聚氨基甲酸酯模壓靴，它包括一個(gè)襯墊，墊子的類型與本發(fā)明所使用的，作為行走壓縮墊的類型是一樣的。
上述各種類型的踝部支撐裝置均包括一個(gè)襯層，一個(gè)氣墊或泡沫材料墊，或是氣墊和泡沫材料的混合墊，但這些裝置不能對(duì)踝部提供最佳的支撐。氣墊和泡沫墊具有如下的特性，當(dāng)患者穿上該裝置時(shí)，它不能在患者踝部提供均勻的壓力。這種氣墊或泡沫墊具有記憶力，或趨向于恢復(fù)或回彈到它們?cè)谫N合踝部或下肢施加的壓力之前的原始形狀。
本發(fā)明提供一種改進(jìn)的下肢或踝部支撐裝置，它能夠?qū)颊叩恼Ｐ凶咛峁└玫闹危驗(yàn)楸景l(fā)明所使用的墊子材料不具有記憶力，沒有回彈到初始狀態(tài)的要求。本裝置對(duì)于患者在正常行走時(shí)受腳底彎曲和背脊彎曲影響非常小。
本發(fā)明裝置包括一對(duì)剛性或半剛性的殼體，殼體可以包含相當(dāng)于人的踝部輪廓的凹槽。殼體可由任何半剛性材料制成，最好使用可模壓的熱塑性塑料，如聚丙為然，聚乙烯，尼龍，聚碳酸酯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。最佳材料是ABS三塑塑料樹脂或聚丙烯。
半剛性殼體在其下部具有若干個(gè)開口，以便為固定可彎曲的材料提供一個(gè)機(jī)構(gòu)，所述的可彎曲的材料穿過兩相對(duì)殼體，并為本裝置提供鐙形件。美國(guó)專利US-4,964,402敘述了這類開口。另外，裝置的上部有其它的開口，供緊固件穿過，用于綁緊裹在下肢或小腿上的裝置。優(yōu)選的緊固件是帶，它可以是纖維帶，在帶的端頭具有通常用于把這些裝置固定在患者腿部的Vel cro形的鉤和圈的固定裝置。
本發(fā)明所使用的軟墊結(jié)構(gòu)包含一個(gè)含由球形顆粒和潤(rùn)滑劑構(gòu)成的復(fù)合材料的軟墊。軟墊固定到殼體的內(nèi)側(cè)并與人體接觸，且是通過焊接或粘合或尼龍搭扣固定在殼體的內(nèi)側(cè)。軟墊本身是由聚氨基甲酸酯疊合到涂復(fù)的尼龍纖維上構(gòu)成的。聚氨基甲酸酯材料可以通過高頻焊接方法焊接在剛性支撐上的結(jié)構(gòu)，涂覆尼龍纖維使患者踝部有一個(gè)舒適的接觸表面。軟墊可以按照?qǐng)D形焊接部分的軟墊成形，以便對(duì)病人的踝部提供一個(gè)自然的凹槽。另外，焊接將控制在要求控制的特定位置的軟墊的量，例如，軟墊的頂部。
如上所述，軟墊本身是球形顆粒和潤(rùn)滑劑組成的復(fù)合材料，這種材料在美國(guó)專利US-5,421,874中已有說明，這里作為參考文獻(xiàn)引入。球形顆?？梢允乔蛐蔚?，橢圓球形的，卵形的，也可以是多邊形的，如八邊形。球形顆粒可以是中空的，也可以是實(shí)心的，如果是中空的，其中可填充氣體或液體。球形顆粒最好是用塑料外壁，其中填充氣體，它的直徑應(yīng)小于2000微米，最佳范圍是10到200微米。潤(rùn)滑劑可選用下列的任何一種，如油，潤(rùn)滑脂，硅酮基潤(rùn)滑劑，植物基潤(rùn)滑劑，石油基潤(rùn)滑劑，礦物基潤(rùn)滑劑，水基潤(rùn)滑劑，合成物潤(rùn)滑劑，去離子水的混合物，丙烯甘醇，異丙基腎上腺素，聚乙烯氧化物以及甲基硝苯硫磷酯。潤(rùn)滑劑在華氏0度到120度之間應(yīng)是穩(wěn)定的，它應(yīng)能有助于球形顆粒的低摩擦力，摩擦滑動(dòng)和滾動(dòng)接觸。以便于球形顆粒流動(dòng)。復(fù)合材料的比重大約為0.2至0.5。
本發(fā)明軟墊或襯墊的材料的顯著特征在于它沒有記憶力，一旦變形，它將保持這個(gè)形狀，直到附加的力作用在它上面。因此，在使用踝部支撐裝置，一旦踝部支撐裝置固定好和去除所施加的壓力，材料將與患者的人體一致，襯墊的材料不會(huì)回彈，當(dāng)使用支撐裝置時(shí)，支撐裝置將按人體的位置支撐患者的身體。和使用氣墊或可變形泡沫材料墊作為襯墊的踝部支撐裝置相比，這種踝部支撐裝置對(duì)患者提供有更明顯更好的支撐。
除出微球形顆粒復(fù)合墊用在踝部支撐裝置外，還可作為其它矯形裝置的襯墊，用在其它人體骨頭凸出的地方。例如，鞋墊，枕墊，脖套，膠帶墊，石膏墊，治療擠壓球以及其它支撐裝置的襯墊。


圖1是本發(fā)明的支撐裝置施加到患者腿上的側(cè)視圖。
圖2是本發(fā)明的支撐裝置的透視圖。
圖3是在本發(fā)明的支撐裝置中使用的襯墊的部分剖視圖。
圖4是按圖3箭頭方向所示的圖3的襯墊的局部剖視圖。
圖5表示的是判斷踝部支撐裝置的襯墊之間受力分布的測(cè)試裝置。
圖6至圖10是比較作用在空氣墊和在本發(fā)明支撐裝置中所使用的襯墊的負(fù)載分布的圖表。
參照?qǐng)D1，本發(fā)明的踝部支撐裝置10包括剛性側(cè)壁殼體11和襯墊12，襯墊通過緊固帶13固定在人的下肢的每一側(cè)上。殼體通過一個(gè)蹬形件14連在一起，蹬形件通過粘合劑或圖2所示的尼龍搭扣15固定在殼體上。當(dāng)患者穿上支撐裝置，蹬形件在他的腳后跟底下。
殼體11由剛性或半剛性材料制成，最好使用熱塑性塑料，因?yàn)樗子谀撼伤Ｍ男螤?。所使用的這種塑料包括聚丙烯，聚乙烯，尼龍，聚碳酸酯，優(yōu)選的是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)樹脂。蹬形件14的材料可以是尼龍帶，它穿過殼體11上的開口16和17，通過粘合劑或尼龍搭扣15固定在殼體上。本發(fā)明的踝部支撐裝置的襯墊12是用球形顆粒和潤(rùn)滑劑充填的薄墊子。這種材料在美國(guó)專利US-5,421,874中有詳細(xì)說明。這種材料可以從猶他州鹽湖城的Tek Source買到。這種材料的優(yōu)點(diǎn)是沒有記憶力，它對(duì)踝部的支撐比任何一種具有記憶力的氣墊或泡沫材料墊都好。襯墊中的球形顆粒僅僅在剪切力的作用下進(jìn)行流動(dòng)，因此它能保持其形狀和對(duì)患者的支撐，直到支撐裝置被調(diào)節(jié)或被去除。如圖3。圖4所示的襯墊，它包括含球形顆粒19聚氨基甲酸酯膜18，而所說的球形顆粒被潤(rùn)滑劑20所包圍。軟墊或襯墊12的外表面是涂復(fù)的尼龍纖維21，它使穿戴者感到很舒適。襯墊12可在不同部位22處焊接，以便使泡沫材料保持在特定部位，和提供某種襯墊結(jié)構(gòu)的形狀。
緊固帶13通常由一定長(zhǎng)度的尼龍帶24構(gòu)成，它的端頭設(shè)有尼龍搭扣的鉤狀結(jié)構(gòu)25和環(huán)套狀結(jié)構(gòu)26，環(huán)套以不同的長(zhǎng)度覆蓋在尼龍帶上，以利于調(diào)節(jié)緊固帶使之適合不同尺寸腿部的患者。緊固帶13的一端設(shè)有扣環(huán)27。帶子一端28穿過扣環(huán)，然后返回使鉤狀結(jié)構(gòu)25粘合在環(huán)套結(jié)構(gòu)26上，使緊固帶固定在病人身上就位。本發(fā)明所使用的襯墊或軟墊比現(xiàn)有技術(shù)的空氣墊或泡沫墊有顯著改進(jìn)，因?yàn)楫?dāng)支撐裝置固定到患者身上支撐患者的踝部時(shí)，它改善了力的分布。墊子的受力分布特點(diǎn)可以通過圖5所示的裝置測(cè)試出來(lái)。該裝置由兩個(gè)剛性平板30、31組成，需要測(cè)試的墊子32放在兩平板之間。上平板的底面安裝了一小段管子，例如聚氯乙烯管33。一個(gè)大約2.664千克的砝碼放置在上平板的頂部的PVC管的上方、下平板的上方放置一9800型傳感元件，它可用TEKSCANISCAN1軟件記錄數(shù)據(jù)。測(cè)試墊子所使用的傳感器是3英寸乘以8英寸。加上力后，把20秒內(nèi)的數(shù)據(jù)平均一下，作為每次的數(shù)據(jù)。在下面的試驗(yàn)中，距離″A″是變化的，它表示隨PVC管位置變化的壓力變化。這反映了踝部相對(duì)于墊子的不同位置。在這個(gè)試驗(yàn)中，下平板表示踝部支撐裝置，上平板和PVC管表示患者的踝部，PVC管表示踝部。力的分布情況是顯然的，因?yàn)楸仨氃邗撞恐紊霞幼銐虻牧?，不好的分布力將?dǎo)致高壓區(qū)域，它會(huì)造成疼痛。
本發(fā)明對(duì)不同樣品多次進(jìn)行試驗(yàn)，在每次試驗(yàn)時(shí)所使用的襯墊的樣品為標(biāo)記為FLOAMTM和取自AIRCASTTM踝部支撐裝置的氣墊。支撐墊放置在傳感器帶負(fù)載單元頂部上的下平板表面上，然后把帶有PVC管的上平板表面與墊子接觸，把大約2.664千克的重物放在PVC管的上方。重物在該位置保持大約20秒鐘，記錄下力的分布數(shù)據(jù)，如圖6-10所示。圖表給出了每組支撐裝置FLOAMTM墊和AIRCASTTM氣墊的數(shù)據(jù)。從圖表可以很清楚地看出，F(xiàn)LOAMTM的分布力比氣墊要均勻得多。下面的數(shù)據(jù)表是圖中所示數(shù)據(jù)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，且標(biāo)準(zhǔn)偏差的差異以百分率計(jì)算并記錄。氣墊樣品的標(biāo)準(zhǔn)偏差被認(rèn)為要比本發(fā)明支撐裝置的FLOAMTM墊大得多。這表明氣墊分布的力不如FLOAMTM墊那么好。
數(shù)據(jù)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差樣品FLOAMTM墊 AIRCAST氣墊偏差比較值1 0.0086 0.0128 149％2 0.0064 0.0134 208％3 0.0079 0.0191 240％4 0.0064 0.0119 185％5 0.0091 0.0134 147％使用本發(fā)明墊子使力的分布更加均勻的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)患者下肢的支撐明顯地改善，因?yàn)閴|子所施加的力是更加均勻地施加在患者腿部的。
權(quán)利要求
1.一種踝部支撐裝置，包括一對(duì)隔開的側(cè)壁部分，一個(gè)可彎曲的支撐件附著在每個(gè)側(cè)壁部分上，所說的可彎曲的件附著到每個(gè)側(cè)壁上，以便使彼此能面對(duì)面，和用于使可彎曲的件保持與穿戴者踝部接觸的固定件，改進(jìn)包括所說的可彎曲的件包括含球形顆粒和潤(rùn)滑劑組成的復(fù)合材料的可彎曲的襯墊，所說的混合物在對(duì)襯墊施加的壓力下流動(dòng)，以便與穿戴者的踝部一致，且所說的混合物當(dāng)壓力減小時(shí)將停止流動(dòng)，以便保持與踝部接觸的形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支撐裝置，其特征是側(cè)壁部分由聚丙烯制成，緊固件為其端頭具有鉤和圈固定件的帶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支撐裝置，其特征是球形顆粒的直徑在10-200微米之間的微型球。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支撐裝置，其特征是球形顆粒的壁為塑料壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支撐裝置，其特征是復(fù)合材料的比重為0.2-0.5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種踝部支撐裝置，包括由球形顆粒和潤(rùn)滑劑復(fù)合材料充填的襯墊。
文檔編號(hào)A61F5/34GK1157131SQ9612192
公開日1997年8月20日 申請(qǐng)日期1996年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月27日
發(fā)明者B·菲茨帕特里克, V·M·努內(nèi)斯 申請(qǐng)人:莊臣及莊臣專業(yè)公司