一種形狀記憶醫(yī)用夾板的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種具有熱致形狀記憶功能的醫(yī)用夾板，用于人體骨折部位固定，屬于骨骼固定及高分子材料加工領(lǐng)域。該醫(yī)用夾板包括夾板主體和溫度控制系統(tǒng)兩大部分。溫度控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)夾板主體的加熱和控溫，使夾板形狀記憶層在熱變形溫度下利用織物層和連接層使形狀記憶夾板迅速變形貼合至骨折部位的最佳形狀，之后快速冷卻固定，拆除時(shí)亦須加熱至熱變形溫度，松開(kāi)連接結(jié)構(gòu)，可輕松拆除。形狀記憶層采用環(huán)保無(wú)毒高分子材料制備，泡沫隔熱層采用環(huán)保無(wú)毒的物理發(fā)泡材料，該醫(yī)用夾板具有質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，操作方便，控溫精確，可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種形狀記憶醫(yī)用夾板
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種具有形狀記憶功能的骨骼固定或矯正夾板，包括夾板主體和溫度控制系統(tǒng)兩大部分，夾板主體主要由具有熱致形狀記憶功能的高分子材料制得，屬于高分子材料加工領(lǐng)域，利用其熱致形狀記憶功能，在骨折固定時(shí)通過(guò)加熱到變形溫度，使它在外層材料的約束下塑造目標(biāo)形狀，達(dá)到固定骨折部位的效果，通過(guò)更換內(nèi)紗布或載藥層，可重復(fù)使用。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國(guó)，骨折固定方面目前應(yīng)用最多的是石膏固定，其原因在于石膏繃帶具有固化后制動(dòng)穩(wěn)定性好，效果好等優(yōu)勢(shì)，但由于石膏繃帶具有質(zhì)量大、透氣性差、不易拆卸等不足，隨著新材料的不斷發(fā)展，近年來(lái)出現(xiàn)的醫(yī)用高分子固定夾板以其在固定速度及牢固程度和舒適性上，優(yōu)于傳統(tǒng)石膏繃帶夾板的特點(diǎn)，受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。
[0003]中國(guó)專(zhuān)利CN02150720.1公開(kāi)了一種形狀記憶骨骼固定夾板，由形狀記憶高分子材料和電熱材料制成，當(dāng)加熱到轉(zhuǎn)變溫度時(shí)或以上時(shí)骨骼固定夾板即軟化并收縮包緊在骨折或矯形部位，操作溫度為45?75°C，夾板內(nèi)層與皮膚接觸部位未設(shè)置隔熱層，溫度控制對(duì)形狀改變非常重要，但該技術(shù)未提及對(duì)溫度的精確控制方法。CN200510020610.9公開(kāi)了一種抗菌形狀記憶聚氨酯骨科矯形、固形康復(fù)板材及其制備方法，該板材由形狀記憶聚氨酯加抗菌劑和無(wú)機(jī)填料通過(guò)加熱加壓制備而成，未涉及到其結(jié)構(gòu)形狀。
[0004]本項(xiàng)技術(shù)提供一種可智能控溫的形狀記憶醫(yī)用夾板，保證溫度的精確和智能控制，有利于形狀記憶材料的賦形，內(nèi)層紗布或載藥層可更換，使醫(yī)用夾板可多次循環(huán)使用，實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保的理念，節(jié)省成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]—種形狀記憶醫(yī)用夾板，該醫(yī)用夾板包括夾板主體和溫度控制系統(tǒng)兩大部分;夾板主體由內(nèi)到外依次包括:可更換紗布層(或載藥層)、泡沫隔熱層、形狀記憶層、加熱層(或加熱模塊)、織物層、連接結(jié)構(gòu)，各層依次相連，連接結(jié)構(gòu)位于夾板兩側(cè)與織物層相連，能夠使醫(yī)用夾板合攏和打開(kāi);溫度控制系統(tǒng)包括:溫度采集模塊、插接口、智能溫度控制模塊，加熱層(或加熱模塊)和溫度采集模塊分別通過(guò)插接口與智能溫度控制模塊相連，溫度采集模塊置于形狀記憶層和發(fā)泡隔熱層之間，嵌入形狀記憶層內(nèi)表面，插接口置于形狀記憶層和加熱層骨架上，溫度控制模塊采用外置式，一端通過(guò)插接口與醫(yī)用夾板主體連接，另一端與安全電源連接。
[0006]所述的形狀記憶醫(yī)用夾板，其特征在于該醫(yī)用夾板整體結(jié)構(gòu)為軸向略帶斜度的立體結(jié)構(gòu)，呈骨架狀，斷面形狀為C型，C型末端設(shè)有間隙，便于賦形和透氣，夾板總長(zhǎng)為200?350mmo
[0007]所述泡沫隔熱層厚度為I?3mm，是采用超臨界CO2或超臨界仏或戊烷或環(huán)己烷為物理發(fā)泡劑的熱塑性塑料或熱塑性彈性體泡沫。
[0008]所述形狀記憶層厚度為I?4mm，材質(zhì)為熱致形狀記憶高分子材料，當(dāng)加熱溫度達(dá)到其熱變形溫度時(shí)，依靠織物層和連接結(jié)構(gòu)收緊夾板，使之與骨折部位很好的貼合，冷卻后使形狀固定下來(lái)，熱變形溫度范圍46?74°C。熱致形狀記憶高分子材料通過(guò)玻璃化轉(zhuǎn)變、鏈纏結(jié)等實(shí)現(xiàn)形狀的改變，形狀的回復(fù)通過(guò)化學(xué)交聯(lián)或物理連接實(shí)現(xiàn)，可采用的材料如聚乳酸(PLA)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、反式-1，4_聚異戊二烯(TPI)、聚氨酯等，或以這些材料為基體的共混或部分交聯(lián)體系，形狀記憶層上可設(shè)置開(kāi)孔，便于透氣。形狀記憶層采用注塑成型方法制造，可直接注塑成三維C形結(jié)構(gòu)，或先注塑出平面狀形狀記憶層，再在其上安裝其他各層和連接結(jié)構(gòu)，之后通過(guò)加熱彎曲得到三維C形結(jié)構(gòu)，并冷卻固定此形狀。
[0009]所述加熱層(或加熱模塊)為直徑0.2?1.5mm的絕緣電加熱絲，均勻排布于形狀記憶層外表面的凹槽內(nèi)，凹槽深度0.3?1.6mm，并加以固定，或者把電加熱絲置于兩帶有凹槽的形狀記憶層之間，電加熱絲所通電流和電壓是對(duì)人體安全的電流和電壓。
[0010]所述織物層采用耐熱織物，如聚酯、尼龍織物或由寬I?3mm，厚I?2mm的熱塑性彈性體編織而成，覆蓋在電加熱絲外層。既保證足夠的強(qiáng)度，又有良好的透氣性，與加熱層及形狀記憶層在中間骨架部位連接，連接方式可采用環(huán)保無(wú)毒的粘合劑或采用機(jī)械結(jié)構(gòu)連接。
[0011]所述連接結(jié)構(gòu)為柔性絲扣連接結(jié)構(gòu)或多排柱孔連接結(jié)構(gòu)，可通過(guò)織物層施加外力，使達(dá)到熱變形溫度的形狀記憶層變形，根據(jù)患者骨折部位骨骼粗細(xì)調(diào)節(jié)夾板合攏的尺寸，同時(shí)便于拆卸。
[0012]所述的溫度采集模塊為片式熱敏電阻，嵌入形狀記憶層的內(nèi)層表面，可根據(jù)夾板形狀在不同部位布置多個(gè)熱敏電阻，便于精確控溫。
[0013]所述的智能溫度控制模塊能夠顯示和設(shè)置溫度，具有自整定功能，并帶有加熱指示燈，可根據(jù)形狀記憶層的操作溫度設(shè)置加熱溫度的上限，準(zhǔn)確控溫，該模塊還可根據(jù)需要添加其他功能模塊，如Wif i模塊或GPRS模塊，借助手機(jī)APP或互聯(lián)網(wǎng)軟件智能控溫，所用電源為對(duì)人體安全的電源。
[0014]所述的插接口連接于夾板骨架的一端，由耐熱絕緣高分子材料制得，在形狀記憶材料的熱變形溫度下不會(huì)軟化變形。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0016](I)形狀記憶層采用具有形狀記憶功能的高分子材料制備，質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、有良好的防水性。
[0017](2)溫度控制系統(tǒng)使夾板的溫度能夠精確控制，還可通過(guò)添加相應(yīng)功能模塊，實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP或互聯(lián)網(wǎng)的智能控制。
[0018](3)夾板在變形溫度下形狀可自由調(diào)節(jié)，使之更貼合皮膚，且具有良好的透氣性，更符合醫(yī)學(xué)要求和人體舒適性要求，使制品發(fā)揮最大應(yīng)用價(jià)值。
[0019](4)該制品結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、適用范圍廣，可根據(jù)人體不同部位調(diào)節(jié)制品形狀。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明形狀記憶醫(yī)用夾板的總體結(jié)構(gòu)示意圖，但不僅限于此種結(jié)構(gòu)和連接方式；[0021 ]圖2為垂直于夾板軸線(xiàn)方向過(guò)A-A局部剖視放大圖。
[0022]該形狀記憶醫(yī)用夾板主要由兩大部分組成:
[0023](^夾板主體^
[0024]I為紗布層(或載藥層)、2為泡沫隔熱層、3為形狀記憶層、4為加熱層(或加熱模塊)、5織物層、6為連接結(jié)構(gòu)
[0025](2)為溫度控制系統(tǒng)7-10
[0026]7為溫度采集模塊、8為插接口、9為智能溫度控制模塊、10為安全電源
【具體實(shí)施方式】
[0027]結(jié)合【附圖說(shuō)明】。
[0028]形狀記憶醫(yī)用夾板的安裝和拆除
[0029]將智能溫度控制模塊9與插接口 8連接，開(kāi)通電源10，設(shè)置加熱溫度上限65 °C，加熱層(加熱模塊)4開(kāi)始加熱，在加熱過(guò)程中溫度采集模塊7將形狀記憶層3的溫度信號(hào)傳至智能溫度控制模塊9，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度，停止加熱。將醫(yī)用夾板放置到病人受傷的肢體部位，通過(guò)織物層5和連接結(jié)構(gòu)6收緊形狀記憶層3，使其賦形，泡沫隔熱層2阻隔熱量傳遞到紗布層(或載藥層)1。形狀記憶層3賦形后，切斷電源，使形狀記憶層快速冷卻到變形溫度以下，形狀固定。將智能溫度控制模塊9和插接口 8斷開(kāi)，夾板安裝完畢。
[0030]拆除時(shí)按上述步驟進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，松開(kāi)連接結(jié)構(gòu)6，即可拆除。使用過(guò)程中可隨時(shí)通過(guò)X射線(xiàn)觀察受傷部位，并按上述過(guò)程對(duì)夾板進(jìn)行調(diào)節(jié)或換藥。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種形狀記憶醫(yī)用夾板，其特征在于:該醫(yī)用夾板包括夾板主體和溫度控制系統(tǒng)兩大部分;夾板主體由內(nèi)到外依次包括:可更換紗布層或載藥層、泡沫隔熱層、形狀記憶層、加熱層或加熱模塊、織物層、連接結(jié)構(gòu)，各層依次相連，連接結(jié)構(gòu)位于夾板兩側(cè)與織物層相連，能夠使醫(yī)用夾板合攏和打開(kāi);溫度控制系統(tǒng)包括:溫度采集模塊、插接口、智能溫度控制模塊，加熱層或加熱模塊、溫度采集模塊分別通過(guò)插接口與智能溫度控制模塊相連，溫度采集模塊置于形狀記憶層和發(fā)泡隔熱層之間，嵌入形狀記憶層內(nèi)表面，插接口置于形狀記憶層和加熱層骨架上，溫度控制模塊采用外置式，一端通過(guò)插接口與醫(yī)用夾板主體連接，另一端與安全電源連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶醫(yī)用夾板，其特征在于該醫(yī)用夾板整體結(jié)構(gòu)為軸向略帶斜度的立體結(jié)構(gòu)，呈骨架狀，斷面形狀為C型，C型末端設(shè)有間隙，夾板總長(zhǎng)為200?350mmo3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶醫(yī)用夾板，其特征在于所述泡沫隔熱層厚度為I?3mm，是采用超臨界CO2或超臨界犯或戊烷或環(huán)己烷為物理發(fā)泡劑的熱塑性塑料或熱塑性彈性體泡沫。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶醫(yī)用夾板，其特征在于所述形狀記憶層厚度為I?4mm，形狀為骨架式結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為熱致形狀記憶高分子材料，當(dāng)加熱溫度達(dá)到其熱變形溫度時(shí)，依靠織物層和連接結(jié)構(gòu)收緊夾板，使之與骨折部位很好的貼合，冷卻后使形狀固定下來(lái)，熱變形溫度范圍46?74 °C。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶醫(yī)用夾板，其特征在于所述加熱層(或加熱模塊)為直徑0.2?1.5mm的絕緣電加熱絲，均勻排布于形狀記憶層外表面的凹槽內(nèi)，凹槽深度0.3?1.6mm，并加以固定，電加熱絲所通電流和電壓是對(duì)人體安全的電流和電壓。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶醫(yī)用夾板，其特征在于所述織物層采用耐熱織物，如聚酯、尼龍織物或由寬I?3_，厚I?2mm的熱塑性彈性體編織而成，覆蓋在電加熱絲外層。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶醫(yī)用夾板，其特征在于所述連接結(jié)構(gòu)為柔性絲扣連接結(jié)構(gòu)或多排柱孔連接結(jié)構(gòu)，可通過(guò)織物層施加外力，使達(dá)到熱變形溫度的形狀記憶層變形，根據(jù)患者骨折部位骨骼粗細(xì)調(diào)節(jié)夾板合攏的尺寸。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶醫(yī)用夾板，其特征在于所述的溫度采集模塊為片式熱敏電阻，嵌入形狀記憶層的內(nèi)層表面，可根據(jù)夾板形狀在不同部位布置多個(gè)熱敏電阻，便于精確控溫。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶醫(yī)用夾板，其特征在于所述的智能溫度控制模塊能夠顯示和設(shè)置溫度，具有自整定功能，并帶有加熱指示燈，可根據(jù)形狀記憶層的操作溫度設(shè)置加熱溫度，準(zhǔn)確控溫，該模塊可根據(jù)需要添加其他功能模塊，如Wif i模塊或GPRS模塊，借助手機(jī)APP或互聯(lián)網(wǎng)軟件智能控溫，所用電源為對(duì)人體安全的電源。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶醫(yī)用夾板，其特征在于所述的插接口連接于形狀記憶層骨架一端，由耐熱絕緣高分子材料制得，在形狀記憶材料的熱變形溫度下不會(huì)軟化變形。
【文檔編號(hào)】A61F5/058GK106038029SQ201610520027
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月4日
【發(fā)明人】高長(zhǎng)云, 康菲菲, 孟倩倩, 韓林, 高貫如, 王釗, 董爽, 馬季, 黃趾琴
【申請(qǐng)人】青島科技大學(xué)