一种形状记忆医用夹板的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种具有热致形状记忆功能的医用夹板，用于人体骨折部位固定，属于骨骼固定及高分子材料加工领域。该医用夹板包括夹板主体和温度控制系统两大部分。温度控制系统可实现对夹板主体的加热和控温，使夹板形状记忆层在热变形温度下利用织物层和连接层使形状记忆夹板迅速变形贴合至骨折部位的最佳形状，之后快速冷却固定，拆除时亦须加热至热变形温度，松开连接结构，可轻松拆除。形状记忆层采用环保无毒高分子材料制备，泡沫隔热层采用环保无毒的物理发泡材料，该医用夹板具有质量轻，强度高，操作方便，控温精确，可重复利用等优点。
【专利说明】
一种形状记忆医用夹板
技术领域
[0001]本发明涉及一种具有形状记忆功能的骨骼固定或矫正夹板，包括夹板主体和温度控制系统两大部分，夹板主体主要由具有热致形状记忆功能的高分子材料制得，属于高分子材料加工领域，利用其热致形状记忆功能，在骨折固定时通过加热到变形温度，使它在外层材料的约束下塑造目标形状，达到固定骨折部位的效果，通过更换内纱布或载药层，可重复使用。
【背景技术】
[0002]在我国，骨折固定方面目前应用最多的是石膏固定，其原因在于石膏绷带具有固化后制动稳定性好，效果好等优势，但由于石膏绷带具有质量大、透气性差、不易拆卸等不足，随着新材料的不断发展，近年来出现的医用高分子固定夹板以其在固定速度及牢固程度和舒适性上，优于传统石膏绷带夹板的特点，受到人们越来越多的关注。
[0003]中国专利CN02150720.1公开了一种形状记忆骨骼固定夹板，由形状记忆高分子材料和电热材料制成，当加热到转变温度时或以上时骨骼固定夹板即软化并收缩包紧在骨折或矫形部位，操作温度为45?75°C，夹板内层与皮肤接触部位未设置隔热层，温度控制对形状改变非常重要，但该技术未提及对温度的精确控制方法。CN200510020610.9公开了一种抗菌形状记忆聚氨酯骨科矫形、固形康复板材及其制备方法，该板材由形状记忆聚氨酯加抗菌剂和无机填料通过加热加压制备而成，未涉及到其结构形状。
[0004]本项技术提供一种可智能控温的形状记忆医用夹板，保证温度的精确和智能控制，有利于形状记忆材料的赋形，内层纱布或载药层可更换，使医用夹板可多次循环使用，实现了绿色环保的理念，节省成本。
【发明内容】
[0005]—种形状记忆医用夹板，该医用夹板包括夹板主体和温度控制系统两大部分;夹板主体由内到外依次包括:可更换纱布层(或载药层)、泡沫隔热层、形状记忆层、加热层(或加热模块)、织物层、连接结构，各层依次相连，连接结构位于夹板两侧与织物层相连，能够使医用夹板合拢和打开;温度控制系统包括:温度采集模块、插接口、智能温度控制模块，加热层(或加热模块)和温度采集模块分别通过插接口与智能温度控制模块相连，温度采集模块置于形状记忆层和发泡隔热层之间，嵌入形状记忆层内表面，插接口置于形状记忆层和加热层骨架上，温度控制模块采用外置式，一端通过插接口与医用夹板主体连接，另一端与安全电源连接。
[0006]所述的形状记忆医用夹板，其特征在于该医用夹板整体结构为轴向略带斜度的立体结构，呈骨架状，断面形状为C型，C型末端设有间隙，便于赋形和透气，夹板总长为200?350mmo
[0007]所述泡沫隔热层厚度为I?3mm，是采用超临界CO2或超临界仏或戊烷或环己烷为物理发泡剂的热塑性塑料或热塑性弹性体泡沫。
[0008]所述形状记忆层厚度为I?4mm，材质为热致形状记忆高分子材料，当加热温度达到其热变形温度时，依靠织物层和连接结构收紧夹板，使之与骨折部位很好的贴合，冷却后使形状固定下来，热变形温度范围46?74°C。热致形状记忆高分子材料通过玻璃化转变、链缠结等实现形状的改变，形状的回复通过化学交联或物理连接实现，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_聚异戊二烯(TPI)、聚氨酯等，或以这些材料为基体的共混或部分交联体系，形状记忆层上可设置开孔，便于透气。形状记忆层采用注塑成型方法制造，可直接注塑成三维C形结构，或先注塑出平面状形状记忆层，再在其上安装其他各层和连接结构，之后通过加热弯曲得到三维C形结构，并冷却固定此形状。
[0009]所述加热层(或加热模块)为直径0.2?1.5mm的绝缘电加热丝，均匀排布于形状记忆层外表面的凹槽内，凹槽深度0.3?1.6mm，并加以固定，或者把电加热丝置于两带有凹槽的形状记忆层之间，电加热丝所通电流和电压是对人体安全的电流和电压。
[0010]所述织物层采用耐热织物，如聚酯、尼龙织物或由宽I?3mm，厚I?2mm的热塑性弹性体编织而成，覆盖在电加热丝外层。既保证足够的强度，又有良好的透气性，与加热层及形状记忆层在中间骨架部位连接，连接方式可采用环保无毒的粘合剂或采用机械结构连接。
[0011]所述连接结构为柔性丝扣连接结构或多排柱孔连接结构，可通过织物层施加外力，使达到热变形温度的形状记忆层变形，根据患者骨折部位骨骼粗细调节夹板合拢的尺寸，同时便于拆卸。
[0012]所述的温度采集模块为片式热敏电阻，嵌入形状记忆层的内层表面，可根据夹板形状在不同部位布置多个热敏电阻，便于精确控温。
[0013]所述的智能温度控制模块能够显示和设置温度，具有自整定功能，并带有加热指示灯，可根据形状记忆层的操作温度设置加热温度的上限，准确控温，该模块还可根据需要添加其他功能模块，如Wif i模块或GPRS模块，借助手机APP或互联网软件智能控温，所用电源为对人体安全的电源。
[0014]所述的插接口连接于夹板骨架的一端，由耐热绝缘高分子材料制得，在形状记忆材料的热变形温度下不会软化变形。
[0015]本发明的优点是:
[0016](I)形状记忆层采用具有形状记忆功能的高分子材料制备，质量轻、强度高、有良好的防水性。
[0017](2)温度控制系统使夹板的温度能够精确控制，还可通过添加相应功能模块，实现手机APP或互联网的智能控制。
[0018](3)夹板在变形温度下形状可自由调节，使之更贴合皮肤，且具有良好的透气性，更符合医学要求和人体舒适性要求，使制品发挥最大应用价值。
[0019](4)该制品结构紧凑、操作方便、适用范围广，可根据人体不同部位调节制品形状。
【附图说明】
[0020]图1为本发明形状记忆医用夹板的总体结构示意图，但不仅限于此种结构和连接方式；[0021 ]图2为垂直于夹板轴线方向过A-A局部剖视放大图。
[0022]该形状记忆医用夹板主要由两大部分组成:
[0023](^夹板主体^
[0024]I为纱布层(或载药层)、2为泡沫隔热层、3为形状记忆层、4为加热层(或加热模块)、5织物层、6为连接结构
[0025](2)为温度控制系统7-10
[0026]7为温度采集模块、8为插接口、9为智能温度控制模块、10为安全电源
【具体实施方式】
[0027]结合【附图说明】。
[0028]形状记忆医用夹板的安装和拆除
[0029]将智能温度控制模块9与插接口 8连接，开通电源10，设置加热温度上限65 °C，加热层(加热模块)4开始加热，在加热过程中温度采集模块7将形状记忆层3的温度信号传至智能温度控制模块9，当温度达到设定温度，停止加热。将医用夹板放置到病人受伤的肢体部位，通过织物层5和连接结构6收紧形状记忆层3，使其赋形，泡沫隔热层2阻隔热量传递到纱布层(或载药层)1。形状记忆层3赋形后，切断电源，使形状记忆层快速冷却到变形温度以下，形状固定。将智能温度控制模块9和插接口 8断开，夹板安装完毕。
[0030]拆除时按上述步骤进行加热，当温度达到设定温度时，松开连接结构6，即可拆除。使用过程中可随时通过X射线观察受伤部位，并按上述过程对夹板进行调节或换药。
【主权项】
1.一种形状记忆医用夹板，其特征在于:该医用夹板包括夹板主体和温度控制系统两大部分;夹板主体由内到外依次包括:可更换纱布层或载药层、泡沫隔热层、形状记忆层、加热层或加热模块、织物层、连接结构，各层依次相连，连接结构位于夹板两侧与织物层相连，能够使医用夹板合拢和打开;温度控制系统包括:温度采集模块、插接口、智能温度控制模块，加热层或加热模块、温度采集模块分别通过插接口与智能温度控制模块相连，温度采集模块置于形状记忆层和发泡隔热层之间，嵌入形状记忆层内表面，插接口置于形状记忆层和加热层骨架上，温度控制模块采用外置式，一端通过插接口与医用夹板主体连接，另一端与安全电源连接。2.根据权利要求1所述的形状记忆医用夹板，其特征在于该医用夹板整体结构为轴向略带斜度的立体结构，呈骨架状，断面形状为C型，C型末端设有间隙，夹板总长为200?350mmo3.根据权利要求1所述的形状记忆医用夹板，其特征在于所述泡沫隔热层厚度为I?3mm，是采用超临界CO2或超临界犯或戊烷或环己烷为物理发泡剂的热塑性塑料或热塑性弹性体泡沫。4.根据权利要求1所述的形状记忆医用夹板，其特征在于所述形状记忆层厚度为I?4mm，形状为骨架式结构，材质为热致形状记忆高分子材料，当加热温度达到其热变形温度时，依靠织物层和连接结构收紧夹板，使之与骨折部位很好的贴合，冷却后使形状固定下来，热变形温度范围46?74 °C。5.根据权利要求1所述的形状记忆医用夹板，其特征在于所述加热层(或加热模块)为直径0.2?1.5mm的绝缘电加热丝，均匀排布于形状记忆层外表面的凹槽内，凹槽深度0.3?1.6mm，并加以固定，电加热丝所通电流和电压是对人体安全的电流和电压。6.根据权利要求1所述的形状记忆医用夹板，其特征在于所述织物层采用耐热织物，如聚酯、尼龙织物或由宽I?3_，厚I?2mm的热塑性弹性体编织而成，覆盖在电加热丝外层。7.根据权利要求1所述的形状记忆医用夹板，其特征在于所述连接结构为柔性丝扣连接结构或多排柱孔连接结构，可通过织物层施加外力，使达到热变形温度的形状记忆层变形，根据患者骨折部位骨骼粗细调节夹板合拢的尺寸。8.根据权利要求1所述的形状记忆医用夹板，其特征在于所述的温度采集模块为片式热敏电阻，嵌入形状记忆层的内层表面，可根据夹板形状在不同部位布置多个热敏电阻，便于精确控温。9.根据权利要求1所述的形状记忆医用夹板，其特征在于所述的智能温度控制模块能够显示和设置温度，具有自整定功能，并带有加热指示灯，可根据形状记忆层的操作温度设置加热温度，准确控温，该模块可根据需要添加其他功能模块，如Wif i模块或GPRS模块，借助手机APP或互联网软件智能控温，所用电源为对人体安全的电源。10.根据权利要求1所述的形状记忆医用夹板，其特征在于所述的插接口连接于形状记忆层骨架一端，由耐热绝缘高分子材料制得，在形状记忆材料的热变形温度下不会软化变形。
【文档编号】A61F5/058GK106038029SQ201610520027
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月4日
【发明人】高长云, 康菲菲, 孟倩倩, 韩林, 高贯如, 王钊, 董爽, 马季, 黄趾琴
【申请人】青岛科技大学