具有水凝胶基片的导热金属基绷带的制作方法
【专利说明】具有水凝胶基片的导热金属基绷带
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]根据美国法典35卷119(e)条(35U.S.C.§ 119 (e))，本PCT申请主张2012年11月6日递交的名称为“辅助医学治疗的导热金属基绷带及使用方法”的美国临时专利申请序列号为61/723075的权益，其全部公开内容通过引用而并入本文。
【背景技术】
[0003]烧伤是由火、化学品、电和摩擦引起的，并且可以在严重程度上有所不同。一级烧伤是最不严重的，其引起发红并且愈合较快。在该范围的另一端，四级烧伤是最严重的，达到烧毁肌肉和骨骼的程度。二级烧伤和三级烧伤落在这两个极端之间。
[0004]医学专业人士在决定如何治疗烧伤时常常尽力权衡利弊。一方面，如果烧伤是表面的且相对干燥的话，理想的则是用水或者某种软膏或乳膏保持创口湿润。然而，施用许多软膏和/或乳膏的问题是这些涂覆常常不利于从创口吸出热量。另一方面，如果烧伤更为严重的话，诸如渗出液体的二级烧伤，则存在感染加剧的担忧。在这些情况下，一些医疗专家认为这些创口应该保持相对干燥，而还有一些医疗专业人员可能提倡涂覆具有抗生性质的各种软膏敷料以对抗感染。因此，理想的是提出能够提供全世界最好的治疗对策。
[0005]1948年8月30日，Time Magazine (时代杂志)报道了机车爆炸产生的蒸汽烫伤了 Erie Railroad (伊利铁路)的消防员Frank Mihlan。1948年7月15日，当Mihlan被送到Cleveland’ s Charity Hospital (克里夫兰的慈善医院)时，他身体70%被烧伤，医生认为Mihlan几乎没有生还机会。然而，主治医师决定尝试将Mihlan的烧伤包裹在铝箔薄条中，一种由多伦多的Alfred W.Farmer博士开发的技术。这是第一次在美国使用烧伤用铝箔；第一次将烧伤用铝箔用于全身性烧伤。“奇迹般”地缓解了疼痛；并且，在应用20分钟内，Mihlan能舒适地休息。作为额外的预防措施，Mihlan服用了静脉注射液和青霉素。看起来像香烟包装盒内包装材料的铝箔显然起到密封从烧伤表面渗出的体液的作用。该铝箔也显然有助于杀灭细菌，加速愈合过程。在销箔包扎物中包扎十二天之后，Mihlan能起床。最后，虽然暂时发红，但Mihlan未留疤痕地离开了医院。
[0006]绷带和包裹材料可以在适于与烧伤创口直接接触的基片的底部包含导热金属(诸如铝)的薄层，而铝基片的顶侧具有散热增强形态以通过增强热对流特性有助于更快冷却烧伤。这些产品描述在Aluminaid公司Freer等人的美国专利8530720。烧伤产生的热量将通过传导从烧伤处吸收至金属基片。铝不能有效地储存热量，但它是优异的热导体。铝将热量从源中传导出，并且容易通过对流将热量向上给至其周围的大气环境。
[0007]导热层的某些散热增强形态可能具有技术上复杂的设计，或者可能难以廉价或高效地进行制造。在一个人希望降低导热金属形态的复杂性的情况下，理想的是可以并入导热绷带，一种通过传导而不是对流从烧伤处传递出热量的更有效方法。当将导热绷带的一侧应用至烧伤处时，在导热绷带基片的相反侧可以存在材料的附加层以起到散热片的作用。此附加层将起到能够从烧伤区域中移除并储存热量或者进一步通过对流将热量消散到大气环境的散热片的作用。水凝胶可以在这些应用中用作方便的散热片。
[0008]有利的是开发一种具有作为导热基片的铝或其它导热材料与水凝胶基片结合的绷带，以便可以通过铝迅速从烧伤处吸出热量，然后进一步从铝中吸出至水凝胶散热片中。这种绷带能有效地冷却受治对象的烧伤，并进一步减轻与受治对象的烧伤相关的疼痛。
【发明内容】
[0009]本发明是一类设计用于减轻不适并缓解烧伤引起的疼痛的医疗产品。本发明的绷带包括导热金属(特别是铝)与散热片(特别是水凝胶)结合的层。并入作为主要冷却剂的水凝胶与铝基片结合的绷带能提高从受治对象的烧伤处至热散热片的热传递。
[0010]本发明的绷带配置为铝基片直接定向至受治对象的烧伤上以通过传导从烧伤处吸出热量。从铝中吸出热量的水凝胶结合至铝基片的相反侧。
[0011 ] 当应用至烧伤时，本发明的绷带存在两个主要作用。第一是热量通过传导从创口传递至铝基片。第二是热量从铝基片传出并进入起到储热器作用的水凝胶层。储热器的最大化提高了冷却速率。薄铝层和相关的水凝胶散热片确保了柔韧性和快速冷却烧伤创口的有效热传递特性。
[0012]水凝胶是水为分散介质的亲水性聚合物链的网状物。水凝胶大多是水，并且一些具有超过99%的水。水凝胶由其水含量大而通常显示出与人体组织类似的柔韧性。水具有高比热容，并且水含量大的水凝胶将类似地具有高比热容。高比热容，外加物理柔韧性和生物相容性使得水凝胶成为本发明的绷带中的散热片的优选选择。
[0013]通过适合于在受治对象上使用的粘合材料的顶层将本发明的绷带固定在受治对象的烧伤处。粘合至绷带的最底部的可移除背衬层保护粘合材料和绷带的接触烧伤部分，直到从所使用的绷带中移除背衬层。优选的是绷带组件薄且有柔韧性，以增强患者舒适度。
[0014]使用本发明的绷带的方法包括促进并加快热量从烧伤处消散以辅助烧伤的愈合。本发明的一个目的是在约十五(15)秒至约300秒内且更优选在约15秒至约120秒内实现烧伤和绷带之间的热平衡。本发明的一个目的是在绷带应用约15(15)秒至约300秒内减轻、减少和消除烧伤症状。
[0015]参照下面的附图、说明书和权利要求书将可以更好地理解本发明的这些和其它的特征、方面和优点。
【附图说明】
[0016]图1示出了包括底部背衬层、金属热辐射层、水凝胶吸收层和顶部粘合层的绷带的展开组装。
[0017]图2示出了指示层的位置和尺寸的组装绷带的剖开示意图。
[0018]图3描绘了图2中所示的组装绷带内各层的横截面图。
【具体实施方式】
[0019]描述热能传递的方式有三种:传导、对流以及辐射。传导需要物理接触(类似于电线中的电流动)。对流源自分子的运动(例如，加热和冷却的水或其它流体向上和向下移动的方式)。辐射不必包括直接接触(例如，太阳发射光线的方式)。
[0020]在任何给定的温度下，给定质量的铝比等质量的人体保留更少的能量。比如，在对流或传导情况下，如果在烹调过程中有人触摸来自烘箱的铝箔，受治对象的手和上述铝箔共享热能。(具有更大的质量)手需要更多的能量以提高其温度(如果存在的话，取决于铝箔和食物之间的物理连接)。当受治对象触摸铝箔时，铝箔将热量传递给人体；然而，由于铝的低比热容，铝箔迅速失去能量，几乎不增加接触的皮肤的温度。因为铝箔不能有效地储存传导的热量，所以它有利于“冷却”烧伤。
[0021]铝是无毒的，并且在医疗行业中广泛使用。虽然铝不能有效地储存传导的热量，但铝是极好的热导体。铝将热量从源中传导出，并且容易将热量向上给至其周围。它对热源具有冷却效果。铝可以是受治对象身体热量的有效导体，减轻来自受治对象烧伤上新增温热的疼痛。铝金属通常是不反应并且无毒，并且铝将抵抗烧伤创口的粘附，这些属性允许铝将热量从烧伤