一種形狀記憶醫用夾板的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種具有熱致形狀記憶功能的醫用夾板，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域。該醫用夾板包括夾板主體和溫度控制系統兩大部分。溫度控制系統可實現對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，拆除時亦須加熱至熱變形溫度，松開連接結構，可輕松拆除。形狀記憶層采用環保無毒高分子材料制備，泡沫隔熱層采用環保無毒的物理發泡材料，該醫用夾板具有質量輕，強度高，操作方便，控溫精確，可重復利用等優點。
【專利說明】
一種形狀記憶醫用夾板
技術領域
[0001]本發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域，利用其熱致形狀記憶功能，在骨折固定時通過加熱到變形溫度，使它在外層材料的約束下塑造目標形狀，達到固定骨折部位的效果，通過更換內紗布或載藥層，可重復使用。
【背景技術】
[0002]在我國，骨折固定方面目前應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穩定性好，效果好等優勢，但由于石膏繃帶具有質量大、透氣性差、不易拆卸等不足，隨著新材料的不斷發展，近年來出現的醫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，優于傳統石膏繃帶夾板的特點，受到人們越來越多的關注。
[0003]中國專利CN02150720.1公開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，當加熱到轉變溫度時或以上時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，夾板內層與皮膚接觸部位未設置隔熱層，溫度控制對形狀改變非常重要，但該技術未提及對溫度的精確控制方法。CN200510020610.9公開了一種抗菌形狀記憶聚氨酯骨科矯形、固形康復板材及其制備方法，該板材由形狀記憶聚氨酯加抗菌劑和無機填料通過加熱加壓制備而成，未涉及到其結構形狀。
[0004]本項技術提供一種可智能控溫的形狀記憶醫用夾板，保證溫度的精確和智能控制，有利于形狀記憶材料的賦形，內層紗布或載藥層可更換，使醫用夾板可多次循環使用，實現了綠色環保的理念，節省成本。

【發明內容】

[0005]—種形狀記憶醫用夾板，該醫用夾板包括夾板主體和溫度控制系統兩大部分;夾板主體由內到外依次包括: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、連接結構，各層依次相連，連接結構位于夾板兩側與織物層相連，能夠使醫用夾板合攏和打開;溫度控制系統包括: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泡隔熱層之間，嵌入形狀記憶層內表面，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，一端通過插接口與醫用夾板主體連接，另一端與安全電源連接。
[0006]所述的形狀記憶醫用夾板，其特征在于該醫用夾板整體結構為軸向略帶斜度的立體結構，呈骨架狀，斷面形狀為C型，C型末端設有間隙，便于賦形和透氣，夾板總長為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己烷為物理發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，材質為熱致形狀記憶高分子材料，當加熱溫度達到其熱變形溫度時，依靠織物層和連接結構收緊夾板，使之與骨折部位很好的貼合，冷卻后使形狀固定下來，熱變形溫度范圍46?74°C。熱致形狀記憶高分子材料通過玻璃化轉變、鏈纏結等實現形狀的改變，形狀的回復通過化學交聯或物理連接實現，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體系，形狀記憶層上可設置開孔，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形結構，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構，之后通過加熱彎曲得到三維C形結構，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，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，連接方式可采用環保無毒的粘合劑或采用機械結構連接。
[0011]所述連接結構為柔性絲扣連接結構或多排柱孔連接結構，可通過織物層施加外力，使達到熱變形溫度的形狀記憶層變形，根據患者骨折部位骨骼粗細調節夾板合攏的尺寸，同時便于拆卸。
[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層表面，可根據夾板形狀在不同部位布置多個熱敏電阻，便于精確控溫。
[0013]所述的智能溫度控制模塊能夠顯示和設置溫度，具有自整定功能，并帶有加熱指示燈，可根據形狀記憶層的操作溫度設置加熱溫度的上限，準確控溫，該模塊還可根據需要添加其他功能模塊，如Wif i模塊或GPRS模塊，借助手機APP或互聯網軟件智能控溫，所用電源為對人體安全的電源。
[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軟化變形。
[0015]本發明的優點是:
[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，質量輕、強度高、有良好的防水性。
[0017](2)溫度控制系統使夾板的溫度能夠精確控制，還可通過添加相應功能模塊，實現手機APP或互聯網的智能控制。
[0018](3)夾板在變形溫度下形狀可自由調節，使之更貼合皮膚，且具有良好的透氣性，更符合醫學要求和人體舒適性要求，使制品發揮最大應用價值。
[0019](4)該制品結構緊湊、操作方便、適用范圍廣，可根據人體不同部位調節制品形狀。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明形狀記憶醫用夾板的總體結構示意圖，但不僅限于此種結構和連接方式；[0021 ]圖2為垂直于夾板軸線方向過A-A局部剖視放大圖。
[0022]該形狀記憶醫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為連接結構
[0025](2)為溫度控制系統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
【具體實施方式】
[0027]結合【附圖說明】。
[0028]形狀記憶醫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，開通電源10，設置加熱溫度上限65 °C，加熱層(加熱模塊)4開始加熱，在加熱過程中溫度采集模塊7將形狀記憶層3的溫度信號傳至智能溫度控制模塊9，當溫度達到設定溫度，停止加熱。將醫用夾板放置到病人受傷的肢體部位，通過織物層5和連接結構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，夾板安裝完畢。
[0030]拆除時按上述步驟進行加熱，當溫度達到設定溫度時，松開連接結構6，即可拆除。使用過程中可隨時通過X射線觀察受傷部位，并按上述過程對夾板進行調節或換藥。
【主權項】
1.一種形狀記憶醫用夾板，其特征在于:該醫用夾板包括夾板主體和溫度控制系統兩大部分;夾板主體由內到外依次包括: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、連接結構，各層依次相連，連接結構位于夾板兩側與織物層相連，能夠使醫用夾板合攏和打開;溫度控制系統包括: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泡隔熱層之間，嵌入形狀記憶層內表面，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，一端通過插接口與醫用夾板主體連接，另一端與安全電源連接。2.根據權利要求1所述的形狀記憶醫用夾板，其特征在于該醫用夾板整體結構為軸向略帶斜度的立體結構，呈骨架狀，斷面形狀為C型，C型末端設有間隙，夾板總長為200?350mmo3.根據權利要求1所述的形狀記憶醫用夾板，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己烷為物理發泡劑的熱塑性塑料或熱塑性彈性體泡沫。4.根據權利要求1所述的形狀記憶醫用夾板，其特征在于所述形狀記憶層厚度為I?4mm，形狀為骨架式結構，材質為熱致形狀記憶高分子材料，當加熱溫度達到其熱變形溫度時，依靠織物層和連接結構收緊夾板，使之與骨折部位很好的貼合，冷卻后使形狀固定下來，熱變形溫度范圍46?74 °C。5.根據權利要求1所述的形狀記憶醫用夾板，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，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人體安全的電流和電壓。6.根據權利要求1所述的形狀記憶醫用夾板，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.根據權利要求1所述的形狀記憶醫用夾板，其特征在于所述連接結構為柔性絲扣連接結構或多排柱孔連接結構，可通過織物層施加外力，使達到熱變形溫度的形狀記憶層變形，根據患者骨折部位骨骼粗細調節夾板合攏的尺寸。8.根據權利要求1所述的形狀記憶醫用夾板，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層表面，可根據夾板形狀在不同部位布置多個熱敏電阻，便于精確控溫。9.根據權利要求1所述的形狀記憶醫用夾板，其特征在于所述的智能溫度控制模塊能夠顯示和設置溫度，具有自整定功能，并帶有加熱指示燈，可根據形狀記憶層的操作溫度設置加熱溫度，準確控溫，該模塊可根據需要添加其他功能模塊，如Wif i模塊或GPRS模塊，借助手機APP或互聯網軟件智能控溫，所用電源為對人體安全的電源。10.根據權利要求1所述的形狀記憶醫用夾板，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軟化變形。
【文檔編號】A61F5/058GK106038029SQ201610520027
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月4日
【發明人】高長云, 康菲菲, 孟倩倩, 韓林, 高貫如, 王釗, 董爽, 馬季, 黃趾琴
【申請人】青島科技大學