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動所需的靈活性。
在現(xiàn)有技術(shù)中有各種各樣的裝置用來處理下肢損傷，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US-4,280,409所述，該裝置由一個帶有底座蹬和一對側(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，該裝置包括一個帶有氣墊的內(nèi)芯和一個泡沫材料外層。美國專利US-4,628,945敘述的是與上述美國專利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襯層，一個氣墊或泡沫材料墊，或是氣墊和泡沫材料的混合墊，但這些裝置不能對踝部提供最佳的支撐。氣墊和泡沫墊具有如下的特性，當患者穿上該裝置時，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，或趨向于恢復或回彈到它們在貼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。本裝置對于患者在正常行走時受腳底彎曲和背脊彎曲影響非常小。
本發(fā)明裝置包括一對剛性或半剛性的殼體，殼體可以包含相當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開口，以便為固定可彎曲的材料提供一個機構(gòu)，所述的可彎曲的材料穿過兩相對殼體，并為本裝置提供鐙形件。美國專利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)包含一個含由球形顆粒和潤滑劑構(gòu)成的復合材料的軟墊。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舒適的接觸表面。軟墊可以按照圖形焊接部分的軟墊成形，以便對病人的踝部提供一個自然的凹槽。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滑劑組成的復合材料，這種材料在美國專利US-5,421,874中已有說明，這里作為參考文獻引入。球形顆粒可以是球形的，橢圓球形的，卵形的，也可以是多邊形的，如八邊形。球形顆?？梢允侵锌盏?，也可以是實心的，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。潤滑劑可選用下列的任何一種，如油，潤滑脂，硅酮基潤滑劑，植物基潤滑劑，石油基潤滑劑，礦物基潤滑劑，水基潤滑劑，合成物潤滑劑，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，摩擦滑動和滾動接觸。以便于球形顆粒流動。復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，襯墊的材料不會回彈，當使用支撐裝置時，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患者提供有更明顯更好的支撐。
除出微球形顆粒復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載分布的圖表。
參照圖1，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，因為它易于模壓成所希望的形狀。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是用球形顆粒和潤滑劑充填的薄墊子。這種材料在美國專利US-5,421,874中有詳細說明。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)點是沒有記憶力，它對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行流動，因此它能保持其形狀和對患者的支撐，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滑劑20所包圍。軟墊或襯墊12的外表面是涂復的尼龍纖維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，因為當支撐裝置固定到患者身上支撐患者的踝部時，它改善了力的分布。墊子的受力分布特點可以通過圖5所示的裝置測試出來。該裝置由兩個剛性平板30、31組成，需要測試的墊子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。這反映了踝部相對于墊子的不同位置。在這個試驗中，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，因為必須在踝部支撐上加足夠的力，不好的分布力將導致高壓區(qū)域，它會造成疼痛。
本發(fā)明對不同樣品多次進行試驗，在每次試驗時所使用的襯墊的樣品為標記為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)點的標準偏差，且標準偏差的差異以百分率計算并記錄。氣墊樣品的標準偏差被認為要比本發(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)點的標準偏差樣品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)點在于對患者下肢的支撐明顯地改善，因為墊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，包括一對隔開的側(cè)壁部分，一個可彎曲的支撐件附著在每個側(cè)壁部分上，所說的可彎曲的件附著到每個側(cè)壁上，以便使彼此能面對面，和用于使可彎曲的件保持與穿戴者踝部接觸的固定件，改進包括所說的可彎曲的件包括含球形顆粒和潤滑劑組成的復合材料的可彎曲的襯墊，所說的混合物在對襯墊施加的壓力下流動，以便與穿戴者的踝部一致，且所說的混合物當壓力減小時將停止流動，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滑劑復合材料充填的襯墊。
文檔編號A61F5/34GK1157131SQ9612192
公開日1997年8月20日 申請日期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 申請人:莊臣及莊臣專業(yè)公司