CN101663003B - 假体和矫正装置的间隔元件 - Google Patents

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Abstract

一种矫正或假体间隔元件，包括通气且可压缩的芯体(94)和固定于芯体第一表面的分立且连续的网状硅酮基摩擦层(92)，所述芯体具有相对的第一和第二表面(91、90)。摩擦层(92)和芯体第一表面(91)具有以一定样式形成的一致的多个孔(95)。间隔元件可包括泡沫层(99)，泡沫层固定于芯体第二表面(90)，使得泡沫层(99)和芯体(94)具有不同刚度。可接收钩的材料层(97)可直接或间接地固定于芯体第二表面(90)。

Description

假体和矫正装置的间隔元件
背景技术
A.膝支架的背景信息
膝支架广泛地用于治疗各种膝病症。这种支架可构造成对围绕膝关节的肢体施加力或杠杆作用，以便减轻膝的膝关节的一部分内的压缩力，或者减小该膝部分上的载荷。此外，在膝韧带虚弱和衰弱时，膝支架可以稳定、保护、支撑或使膝康复。
膝被认为是身体中的最弱关节之一，并且用作大腿和小腿肌群之间的铰接关节。膝主要由小而有力的韧带保持在一起。由软骨损伤、韧带疲劳和其它原因引起的膝不稳定性是相对常见的，因为膝关节在需要使用腿的几乎任何种类的身体活动过程中承受很大的载荷。
健康的膝在膝的内侧和外侧隔室中具有均匀的压力分布。对于具有健康膝的人来说正常的是：在站立时对膝施予内翻力矩而使内侧和外侧隔室之间的压力不均匀但仍然是自然的。
很多人易于患有的一种膝病症是隔室骨关节炎。在膝的内侧和外侧隔室之一中具有持久性不均匀压力分布时可能引起隔室骨关节炎。隔室骨关节炎可能由于受伤、肥胖、膝失准或只是由于膝的老化而引起。
由膝的骨关节炎引起的主要问题在于装衬在膝内部的平滑软骨发生磨损。这导致关节空间由于骨端部中形成囊肿和侵蚀而缩窄。因为关节缩窄，骨直接与骨接触，并且在膝中形成不均匀的压力分布，这可导致在关节的周围形成骨刺。所有这些变化最终造成增加关节的疼痛和僵硬。
虽然不能治愈骨关节炎，但是有很多疗法。诊断有隔离的膝内侧隔室骨关节炎的人面临多种治疗选择，例如药物治疗、外科手术和非外科手术介入。非外科手术介入包括利用手杖、外侧鞋楔和膝支撑。
膝支撑适用于通过围绕膝关节应用相反的外部的外翻和内翻力矩来减小隔室上的载荷，从而缓解隔室的疼痛。卸载式膝支架已经显示出能够显著减小骨关节炎膝疼痛，同时改善膝功能。
B.现有技术膝支架
已经有很多已知的卸载式膝支架。在转让给BritishColumbia的Generation II Orthotics公司的美国专利5,277,698中描述了已知支架的一个例子，该专利通过引用并入本文。通常，这种支架被设计成通过两个机构围绕膝施加力矩。第一机构穿过铰链部件的角部，所述角部在铰链处引起弯矩。第二机构由三点弯曲系统经由力带(force strap)来提供，所述力带绕着膝盘旋并且向膝的指定方面施加力。
图1和2根据美国专利5,277,698举例说明了支架施加在腿上和膝关节上的力。箭头B1和B2示出了外侧的力带力。由于外侧力在腿中引起的力矩由箭头Y1和Y2示出。主力A是紧靠具有骨关节炎的膝隔室施加的力。图2示出正常的膝旋转轴线R。合力矩YR是单一旋转力矩。
已经发现，当力带的张力增加时，产生力矩的铰链外翻减少。因此，发现力带和铰链不能适当地协调工作。更具体地，发现铰链产生该支架中的总外翻力矩的大约20％。人们认为由于铰链对准成靠近膝，因此所述带迫使膝抵靠铰链。此外，这种铰链的刚度限制了铰链相对于膝的移位。
在具有铰链的常规支架中，在铰链和膝之间设置间隙以允许膝朝向铰链的运动。这导致庞大的支架，因为这需要可从膝延伸至少一英寸的大的铰链。
已经确定的是，如果需要支架对膝的卸载比由正常带张力获得的卸载更多，并且如果力带进一步张紧，那么膝被拉向铰链且可能撞击铰链。这导致铰链对膝施加的力抵消由力带施加的力。继而，力带的附加张紧被从铰链施加到膝上的力所减轻或者抵消。
例如，对穿戴具有力带的常规膝支架的患者进行了研究。在正常的带张力下，力带部件从膝卸载了5.8Nm，铰链卸载了大约2.2Nm。通过增加力带张力，所得到的力带卸载是11.6Nm，但是由于铰链被压靠在膝上，所得到的铰链卸载是-2.4Nm。
在随后讨论中将会更显而易见的是，本文描述的实施例设置成通过包含提供膝支架的最大卸载且同时消除已知膝支架中的铰链减轻效果的装置来克服现有技术卸载式支架的缺点。而且，本发明的实施例设置成治疗隔室骨关节炎、具有消除由支架导致的不希望旋转力的改进的机械特性、并且提供用于在膝处产生外翻或内翻力矩的更有效的机构。
虽然已知的膝支架可成功地减小膝关节处疼痛或者使膝关节稳定，但是很多使用者发现这些支架很笨重、难以穿戴、构造复杂、并且穿戴不舒适。基于这些原因，本文描述的实施例具有流线型部件，所述部件能够减轻内侧或外侧隔室骨关节炎，或者提供膝稳定性而不会有已知卸载式膝支架的附带缺点。
发明内容
本发明的实施例关于改进的膝支架和膝支撑方法来描述，所述膝支架和膝支撑方法用于减少内侧隔室或外侧隔室骨关节炎的影响。膝支架的实施例和膝支撑方法的变型通过在远离具有骨关节炎的一侧对膝施加多个力而在隔室侧提供力以将支架牢固地保持在腿上，同时使旋转力最小，从而减小隔室骨关节炎的影响。本文描述的部件的实施例不限于在膝支架中的使用，并且可以扩展到多种整形外科和假体应用。
根据一个实施例，膝支架设有具有内表面的至少一个透气间隔元件，所述内表面连接于近侧构件和远侧构件中的至少一个的面向内部的表面。间隔元件限定与内表面相对的外表面并且包括摩擦部件或摩擦层。
虽然在本文中以膝支架的示例性实施例进行描述，但是本文描述的间隔元件可以在各种不同的假体应用或矫正应用中使用，具体而言，可以提供与具体的假体装置或矫正装置没有任何关系的间隔元件，并且间隔元件可用于需要或期望摩擦控制、透气性、压缩或填料的各种不同应用中。
在间隔元件的一个实施例中，间隔元件和摩擦部件都是穿孔的。根据该实施例，间隔元件是具有带有多个孔的表面的纺织物，分立且连续的网状硅酮摩擦层固定在所述表面上。这产生可压缩的透气间隔元件，该间隔元件提供对施加在其上的力的摩擦阻力。
例如，该间隔元件可与本发明描述的膝支架实施例共同使用以防止膝支架在穿戴者的腿上旋转。此外，通过在膝支架的近侧和远侧部分上提供间隔元件，防止了膝支架的近侧和远侧部分由于力带施加的力而朝彼此拉近。
在间隔元件的另一实施例中，泡沫(或类似的可压缩材料)层沿着与具有摩擦层的表面相对的表面固定于芯体。泡沫层优选具有与纺织物芯体的刚度不同的刚度，在该实施例的变型中，可以使用具有不同刚度的附加泡沫(或类似的可压缩材料)层。
在间隔元件的又一实施例中，可接收钩的材料可在与具有摩擦层的侧面相对的侧面固定于芯体。
在摩擦层的变型中，摩擦层包括与芯体的孔对应的多个孔，在替代性变型中，摩擦层包括与由芯体限定的孔无关的多个孔。在这种变型中，摩擦层不妨碍芯体的透气性。
在摩擦层的又一个变型中，摩擦层可包括具有不同厚度的区域。所述不同的厚度可通过模制、层压或涂覆摩擦层以形成不同厚度的区域来形成，或者替代地，摩擦层可包括位于特定区域以获得不同厚度的不同层。此外，摩擦层可包括相比于其它区域具有不同硬度特性的区域。
结合力带和本文所述的膝支架的间隔元件可以比用一个力带获得更大的卸载力，而不增加施加于膝的压力。这是因为由两个力带加倍的总卸载力矩；由于具有两个压力点，因此相等的压力量施加于膝。
固定于框架构件的间隔元件在腿的第二侧分别在力的第一近侧主点和第一远侧主点的上方和下方的位置产生力的第二近侧主点和第二远侧主点。间隔元件将腿上的膝支架和框架构件保持隔开。间隔元件可以消除对现有技术支架中使用的铰链的需要。
当然，间隔元件在本文中仅结合膝支架作举例说明。然而，间隔元件可在膝支架以外的需要或期望摩擦控制、透气性、压缩或填料的各种不同的整形外科、假体和其它应用中使用。
当然，在下面的讨论中更详细地描述本发明的其它方法、实施例和变型。
附图说明
结合下面的说明、所附权利要求和附图将更好地理解本发明的这些和其它特征、方面及优点，在附图中：
图1是使用现有技术膝支架施加在腿上的力的示意图。
图2示出了使用图1的现有技术膝支架施加在腿上的旋转力。
图3是沿着前-后平面、近侧-远侧平面和外侧-内侧平面划分的膝支架的实施例的透视图。
图4是沿着外侧-内侧平面和近侧-远侧平面划分的图3的实施例的正面立视图。
图5是沿着前-后平面和近侧-远侧平面划分的图3的实施例的侧面立视图。
图6是沿着前-后平面和外侧-内侧平面划分的图3的实施例的顶部平面图。
图7是本发明的膝支架的实施例的透视图。
图8是图7的实施例的正面立视图。
图9是图7的实施例的内侧侧面立视图。
图10是图7的实施例的外侧侧面立视图。
图11是没有衬套的图7实施例的分解图。
图12是使用图7所示支架施加在腿上的力的示意图。
图13示出了使用图7的支架施加在腿上的旋转力。
图14大体上示出了力被施加于图7支架中的膝外部。
图15是沿图14的线XV-XV截取的剖视图。
图16和17分别是力带和稳定带的变型的透视图。
图18是图11的近侧壳体的详细透视图。
图19是图11的远侧壳体的详细透视图。
图20是图11中的切去部分XX-XX的详细剖视图。
图21是大体上旋转约180°的图20中的详细剖视图。
图22是近侧壳体的另一变型的前立面图。
图23是远侧壳体的另一变型的前立面图。
图24-27是示出现有技术框架构件和图7中的支架近侧壳体上的压力分布的力图。
图28是图7的衬套的前部透视图。
图29是图7的衬套的后部透视图。
图30是用于膝支架的衬套实施例的前立面图。
图31是图30的衬套的部件的透视图。
图32A是沿图11的线XXXII-XXXII截取的剖视图。
图32B是图32A的间隔元件的示意立面图。
图32C是间隔元件的另一变型的剖视图。
图32D是间隔元件的另一变型的剖视图。
图32E是间隔元件的另一变型的剖视图。
图32F是间隔元件的另一变型的剖视图。
图33是膝支架实施例上的张紧装置的变型的透视图。
图34是根据图33的张紧装置的平面图。
图35是根据图33的张紧装置的示意平面图。
图36是膝支架实施例上的张紧装置的另一变型的透视图。
图37是张紧装置的又一变型的透视图。
图38是根据图37的张紧装置的立面图。
图39是根据图37的张紧装置的后立面图。
图40是根据图37的张紧装置的前立面图。
图41是根据图37的张紧装置的基部的变型的透视图。
图42是图41的基部的顶部平面图。
图43是图41的基部的立面图。
图44是包括图41中的基部的张紧装置的另一变型的透视图。
图45是固定到图22的壳体上的根据图44的张紧装置的透视图。
图46是张紧装置的另一变型的立面图。
图47是根据图46的张紧装置的顶部平面图。
图48是根据图46的张紧装置的底部平面图。
图49是膝支架实施例中的张紧装置的又一变型的透视图。
图50-52示出了带附连件的实施例。
图53-55是膝支架的带扣组件的变型的透视图。
图56是带扣组件的另一变型的顶部平面图。
图57是图56的底部平面图。
图58是图56的带扣组件的透视图。
图59是带扣组件的另一变型的透视图。
图60是膝支架的另一实施例的示意透视图。
图61是用于膝支架的铰链的变型的立面图。
图62是铰链的另一变型的立面图。
图63是膝支架的另一实施例的透视图。
图64是膝支架的另一实施例的透视图。
具体实施方式
A.概述
从下面的说明结合附图可以更好地理解本发明的不同实施例，在附图中，同样的附图标记指代同样的元件。
虽然本公开易于具有各种改进和替代性构造，但是在附图中只示出某些说明性实施例且在下文详细描述这些实施例。然而，应当理解，没有意图限制所公开的具体实施例的公开内容，相反地，本发明要涵盖落入本公开的精神和范围内且由所附权利要求限定的所有的改进、替代性构造、组合及等同物。
应当理解，除非术语在本发明中被明确地限定为具有描述的含义，否则不意图明确地或间接地限制该术语的含义超出其普通或普遍的含义。
权利要求中不明确地指定执行规定功能“所用的装置”或执行具体功能“所用的步骤”的任何要素不得按35U.S.C.§112第6节所规定的“装置”或“步骤”条款来解释。
B.实施例的环境和上下文
本发明的多个实施例被提供用来减少膝关节中的骨关节炎的影响，或者稳定已经由受伤或其它病症弱化的膝关节。本发明的实施例可以设置成减少或者治愈内侧和外侧膝关节病症。
本发明的实施例特别适用于人类膝关节，并且可以形成所需尺寸以适应人类关节及附属肢体的不同类型、形状和大小。另外，实施例可以被改进以将实施例的带系统所施加的主力定位在任何期望位置以治疗膝病症。
为了解释性的目的，本文描述的每个膝支架实施例都划分成由常用人体解剖学术语表示的各部分。这些术语中的每个术语都参考划分成具有近侧-远侧平面的类似部分的人腿来使用，所述近侧-远侧平面通常沿着股骨和胫骨之间的膝半月板延伸。
参考图3，膝支架的一个实施例由前-后平面划分成前部和后部。前-后平面总体上对应于人腿的冠状面或额状面。前部和后部中的每一个还关于膝的中心由横平面或近侧-远侧平面和正中面、矢状面或外侧-内侧平面被进一步划分。
具体参考图4-6，图3的膝支架的前部具有以下象限：(I)近侧-内侧，(II)远侧-内侧，(III)远侧-外侧，和(IV)近侧-外侧。图3的膝支架的后部具有以下象限：(V)近侧-内侧，(VI)远侧-内侧，(VII)远侧-外侧，和(VIII)近侧-外侧。
本文描述的解剖学术语不意图偏离矫形学领域的普通技术人员所易于理解的对这类术语的正常理解。
C.膝支架的各个实施例
i.膝支架实施例的概述
参考图7-10，示出了膝支架实施例10。虽然该膝支架具体示出和构造成治疗膝的外侧骨关节炎，但是可以理解，膝支架可以通过反转部件来构造，以便治疗膝的内侧骨关节炎。
根据该实施例，支架10包括衬套12，所述衬套12覆盖各种部件和组件，或者各种部件和组件固定在所述衬套12上。如下文将要参照近侧和远侧框架元件或壳体40、42所描述的，这些壳体连接到衬套、插入到衬套中或者固定在衬套上以为支架提供足够的刚度。
根据该实施例，衬套12包括大体沿支架10的近侧-远侧平面延伸的透气中心条部分14，以及大致围绕衬套12的中心设置的中心环16。中心环16优选由弹性材料构成以围绕支架10的中心部分提供支架10的足够的弯曲度，并且定位成辅助装置的使用者将所述中心部分放置在前膝上。而且，使衬套12的对应于膝的近侧部分的部分暴露，以防止对膝的伸展和弯曲的干涉。
第一和第二力带18、20在第一端各自固定于从衬套12的开口24、25伸出的相应的张紧装置22、23。力带18、20中的每个的第二端固定于相应的托架组件26、27，托架组件26、27也固定于衬套12。第一和第二力带18、20相交于交点21，交点21在支架10的后内侧侧面上定位在近侧-远侧平面附近或者沿着该近侧-远侧平面定位。
每个力带18、20可包括位于交点21的前侧或后侧附近或者处于交点21的前侧或后侧位置的缓冲部件。而且，力带18、20优选各自具有长度调整部件29(例如钩-环紧固件系统)以使得能够调整这种带18、20的长度。
在该实施例中，力带18、20是大致无弹性的，以便对膝施加更大的压力量，这与使用弹性带时的可能发生的情况不同。已经发现，具有充分弹性特性的力带不能有效地使膝卸载。相反，弹性力带将膝牵拉至弯曲状态，使得当腿伸直时，力带阻碍膝的弯曲。结果，虽然使力带张紧可能确实使膝卸载，但是由于膝进入弯曲状态的趋势，膝不能进行完全的伸展。与弹性带不同，大致无弹性带不具有这些缺点，因为这些带将膝拉向铰链并且使膝卸载，同时允许膝的弯曲和伸展。
然而，应当理解，膝支架的实施例不限于对大致无弹性带的使用。相反，在膝支架的不同实施例中，各种不同弹性度的带可以用于各种部件以适应穿戴支架的个人的各种需要。
第一力带18固定于外侧-近侧托架组件26并且沿着支架10的后侧朝衬套12的内侧-远侧侧面盘旋。第一力带18然后进入衬套12并且固定于大致位于衬套12的前侧-外远侧侧面上的远侧张紧装置23。
第二力带20固定于外侧-远侧托架组件27并且环绕支架10的后侧朝衬套的内近侧侧面盘旋。带20然后进入衬套12并且固定于大致位于衬套10的前侧-外近侧侧面上的近侧张紧装置22。如在随后的讨论中将要描述的，近侧和远侧张紧组件22、23被提供用来逐渐张紧第一和第二力带18、20，并且选择性地允许释放力带18、20的张力。
近侧稳定带28固定于支架10的内侧侧面并且延伸至外侧侧面，稳定带28在外侧侧面连接到近侧带扣组件32，近侧带扣组件32连接到衬套12。远侧稳定带30固定于衬套12的内侧侧面并且延伸至外侧侧面，稳定带30在外侧侧面连接到远侧带扣组件33，远侧带扣组件33也连接到衬套12。
根据该实施例，每个稳定带28、30包括固定在其上以增强旋转阻止和附加舒适度的缓冲部件34，例如泡沫或纺织垫。稳定带28、30各具有调整部件35(例如钩-环紧固件系统)以使得能够调整这种带28、30的长度。而且，缓冲部件可包括摩擦部件(未示出)，例如沉积的硅酮、橡胶或轻度研磨材料的样式。另外，缓冲部件可以是透气的，并且具有类似于下文所述的间隔元件的构造。
在一个变型中，稳定带可以可释放地固定到膝支架。例如，稳定带可以包括卡扣紧固件元件，该卡扣紧固件元件对应于膝支架的壳体支撑的卡扣紧固件元件。在另一个变型中，其它合适的可释放紧固件可用于允许安装稳定带和从膝支架拆卸稳定带。
膝支架的一个实施例可以替代地设有连接于张紧装置的一个力带和可利用紧固件系统(例如钩-环紧固件)调整的另一个带。例如，在期望提供低轮廓支架的情况下，可以使用连接于包括张紧装置的支架的近侧部分(对应于穿戴者的股骨)并且在该近侧部分处可调整的力带系统，而连接于远侧部分(对应于穿戴者的胫骨)的力带系统可简单地使用钩-环紧固件系统。该实施例的变型也有益于减少张紧装置延伸到可能在胫骨上存在的压力点上的问题。
图7-10的支架的实施例总体上涉及缓解左膝的外侧隔室骨关节炎。该支架可以构造成治疗左腿的内侧隔室骨关节炎或者替代地治疗右膝的内侧或外侧隔室骨关节炎。用于治疗内侧隔室骨关节炎的结构变换包括以反转构造设置力带，使得力带在装置的后侧-内侧侧面上的近侧-远侧平面上具有交点。
转到图11，在没有衬套12的情况下更详细地示出支架10的实施例的内部特征。所关心的是近侧和远侧壳体40、42，所述近侧和远侧壳体提供支架的结构并且连接到力带18、20和稳定带28、30。另外关心的是近侧和远侧间隔元件46、48，所述近侧和远侧间隔元件提供抗旋转器件(例如摩擦部件)并且在被穿戴在腿上时为支架10提供缓冲。
近侧和远侧壳体40、42构造成设置在支架10的前部的外侧侧面和内侧侧面之间。类似地，近侧和远侧间隔元件46、48构造成具有大致对应于近侧和远侧壳体40、42的形状，并且设置成连接到衬套12的后部与壳体40、42对准。期望的是近侧和远侧壳体40、42与近侧和远侧间隔元件46、48对准以使得力带和稳定带绕着腿张紧。间隔元件46、48被推靠在腿上以防止支架10由于从力带施加于腿的力而旋转。
根据壳体的变型，壳体可构造成设置在支架的后侧侧面上，或者至少具有在支架的后部的一部分上延伸的部段。另外，壳体的变型可以包括一个壳体，例如在外侧部分和内侧部分之间绕支架的前侧侧面延伸的近侧壳体，而远侧壳体在支架的后侧侧面上延伸并且还包括包绕在外侧和内侧侧面中的至少一个上以覆盖支架的远侧-前侧部分的一部分的区段。
无铰链膝支架中的间隔元件的益处在于这些间隔元件防止壳体朝向彼此移动。间隔元件也由于抗旋转器件而将膝支架保持在使用者的腿上。而且，间隔元件也可以抵抗可能由力带施加的任何旋转力。
ii.应用膝支架的方法
在操作中，根据图7-11的支架实施例通过将装置安置在腿上使得衬套的中心部分设置在前膝上而附连于使用者，可以为使用者定制或预制所述支架。近侧和远侧力带18、20安置在膝的侧面的上方和下方并且被相应地张紧。力带的这种配置确保力带在腿移动到伸展状态时在膝的上方和下方张紧，在腿移动到弯曲状态时放松。力带18、20在膝伸展期间的张紧防止骨在腿伸展时的运动，从而治疗隔室骨关节炎的不利影响。
图12和13图示出左腿11上的支架，支架限定了分别对应于股骨和胫骨的近侧和远侧部分。力带18、20的张紧倾向于通过增加膝的患病侧的骨之间的间隔来使膝的隔室降压。沿着框架元件40、42的力带的构造为力带18、20提供反作用点。因此，力带18、20的张紧促使框架元件40、42与间隔元件共同在与交叉区21相对的侧面稳定膝盖。
根据图12，由于在腿上更大的压力分布，力A1和A2显示为相比于由图1和2举例说明的现有技术支架产生的单一力A以更大的程度施加于膝的内侧侧面。附加力B大致在力带附连于近侧和远侧构件的位置施加在腿的外侧侧面上。通过施加两个力，这些力抵消以减少现有技术支架中存在的旋转力矩，其中旋转力YR1和YR2大致彼此相等且相互抵消。
已经发现，如果像现有技术支架那样仅使用一个力带而没有任何交点，那么皮肤和软的肌肉组织会随壳体一起运动。结果，带的卸载效果显著减少。通过使用两个力带形成力A1和A2，装置在腿上的旋转被减小且被有效地阻止。这由膝上的支架提供了足够的卸载效果。
力带是大致无弹性的，因为如前所述，已经发现现有技术支架采用弹性力带，膝和腿抵消弹性带的柔性，从而减小在膝上的卸载效果。通过使用大致无弹性力带，膝就无法阻碍所述带，因此，获得膝的更大卸载效果。
参考图14和15，在膝进入伸展状态时施加合力A1和A2。力带优选在膝的法向旋转轴线的后侧(使膝盖骨51在旋转轴线R和胫骨53的前面)以大于0°且小于等于45°范围的角度α相交于交点21。交点优选不是卸载点；替代的是，卸载点正好位于内侧支架的外侧侧面上且正好在外侧支架的内侧侧面上。
膝支架可适于优化由力带产生的力。当支架包括两个力带或包括具有两个相交部分的单一力带时，只要此时两个力带施加相同的力，那么较大的力矩就施加于腿。这产生可用于构造力带的较低角度，因此，与仅具有在近侧和远侧构件之间盘旋延伸一次的单一力带的现有技术支架不同，近侧和远侧框架构件或壳体可更靠近地定位在一起。
在下面的讨论中介绍与本发明膝支架有关的具体部件的说明和变型。
iii.带
力带和稳定带可以由各种不同的纺织物和其它合适材料构成。根据图16和17举例说明的一个变型，力带400和稳定带412显示为包括二层系统：由外层402、414围绕的内部芯体404、416。提供合适的缝线406、420以将内部芯体404、416和外层402、414固定在一起。当从后端观察时，二层系统组合形成C形折叠带，其中外层402、414包绕内部芯体404、416以在带的转角附近大致限定出细长C形。
内部芯体404、416优选由软线环材料构成。该材料触摸起来总体上是软的，以适于具有围绕腿弯部(膝的后部)延伸的带的膝支架；所穿戴的带对于支架的穿戴者是舒适的。这在穿戴者的腿弯曲以及完全伸展时是明显的。内部芯体的顺应性和软度减少了对图7-10所示类型的缓冲部件的需要。
外层402、414可由任何合适的纺织物构成，因为带的顺应性基本上由内部芯体404、416提供。这使得能够使用令人满意的装饰性材料或者大致无弹性材料。
带400、412都可以包括位于带的前端以为该区域提供适当加固的突片410、418。突片410、418可包括通过压配合、缝合、粘合剂或其它合适手段固定于带的前端的塑料或金属件。另外，如在下文将更详细讨论的，力带400可包括表示带的增量设置的标记408。
在又一个变型中，稳定带可以是可显著伸展的且固定于衬套或壳体。根据该变型的带可以构造成使得所述带形成所需尺寸以允许支架通过在穿戴该支架的个人的腿上可滑动而被穿上和脱下，但是所述带被充分张紧以紧密地穿戴在个人的腿上。
iv.壳体
图18和19图示出图7的支架的近侧和远侧壳体40、42的一个变型。这些壳体40、42中的每一个都具有穿孔结构52，穿孔结构52使支架通气并因此减少支架10被穿戴在腿上时积聚的热。而且，每个壳体具有在壳体的外侧和内侧侧面之间延伸的间隙50，作为进一步的通气部件。虽然壳体40、42具有足够的刚度和强度以承受由力带18、20和稳定带28、30施加的力，但是壳体40、42可以是柔性的以与腿的对应部分相符合。
因为壳体40、42具有穿孔结构52和间隙50，壳体的尺寸可以大于膝支撑领域中已知的其它结构部件或框架构件。例如，近侧壳体40具有扩大的第一侧面部分54，第一侧面部分54提供对腿的足够支撑并且可以容纳张紧装置22和带扣组件26。壳体40也限定突出部56，突出部56沿大致跟随第二力带20的路径的方向从第一侧面部分54延伸，以便分配带对腿的压力。
壳体40限定第二部分58，第二部分58足够大以固定于腿，但是具有最小尺寸以防止对腿的相应侧面的过度干涉。类似地，远侧壳体42限定与近侧壳体40对应的部件，例如扩大的第一侧面部分68、突出部70和第二侧面部分72。
如图20和21示例性所示，壳体40、42中的每个优选具有用于安装张紧装置22、23、托架组件26、27和带扣组件32、33的构造。壳体40、42可各包括开口66和孔眼62，开口66用于接收张紧组件的安装部件82，孔眼62位于外侧部分54、68上，设置成接收托架组件26、27和带扣组件32、33的相应的销或类似部件82。孔眼62限定座部64，托架组件和带扣组件的安装部件82(例如销、钮扣、凸缘、钩、或类似元件)被推压和保持抵靠在所述座部64中。座部64被限定为孔眼62的减小部分，其半径刚好大于安装部件的半径。
该实施例的孔眼的构造是特别有利的，因为在所述装置不被穿戴在腿上时，孔眼便于带扣组件和托架组件与所述装置分离。例如，在力带和稳定带松弛或者支架10未被穿戴时，安装部件82可从座64被推出，随后从壳体40、42拆卸。然而，当带张紧时，安装部件被推压和锁定成与孔眼座64对准。
在该实施例的一个变型中，上述类型的各个孔眼可以限定在壳体上以各自容纳具有安装部件的带扣组件和托架元件。根据该实施例的另一变型，带扣组件或托架元件可具有钩，所述钩可固定抵靠限定在壳体中的相应孔眼。在该实施例的又一变型中，托架元件和带扣组件可利用诸如铆钉或其它已知紧固件的器件永久地固定到壳体上。
根据壳体的另一变型，图22和23示出近侧和远侧壳体422、448，近侧和远侧壳体422、448具有与图18和19的实施例不同的穿孔结构424。具体而言，穿孔结构424包括多个大体水平的槽426，所述槽426沿着跨越壳体422、448的宽度方向的部段延伸。这些槽426之间散布有多个板条428。壳体422、448中的每个的框架部分430围绕槽426和板条428。
近侧壳体422的形状大体上类似于图18所示近侧壳体的形状。具体地，近侧壳体422限定从横向部分434向下延伸的第二侧面部分432，横向部分434对应于壳体的前侧-近侧部分并且跨接到第一侧面部分436。横向部分434包括弓形轮廓，该弓形轮廓优选突显在横向部分的远侧侧面上并且符合大腿的解剖学构造。第一侧面部分436向下延伸超过第二侧面部分432延伸的距离，并且总体上尺寸宽于第二侧面部分432以在腿上提供附加支撑。
近侧壳体422包括位于第二侧面部分430上的孔眼440。孔眼440构造成接收带扣组件的销或锁定装置。座442位于孔眼的侧面，优选远离壳体的第二侧面部分432。座442可以形成从孔眼440延伸的槽并且比孔眼440具有更小的直径。
近侧壳体422还包括槽444，槽444与槽426隔开且大于槽426，并且位于第一侧面部分436和横向部分434之间的过渡区域附近。优选地，槽444相对于槽426以一定角度定向。槽444包括位于槽444最靠近横向部分435的一侧的柔性边缘445。柔性边缘445给予槽444较小的有效高度并且设置成接收由棘轮组件(参照图43更详细地描述)承载的销、旋钮或其它固定器件。
柔性边缘445由优选比用于形成近侧和远侧壳体422、448的材料更柔软的材料形成。例如，边缘445可以是硅酮橡胶或合适的聚合材料。
近侧壳体422还包括位于壳体的第二侧面部分432的槽446。类似地，槽446相对于槽426以一定角度定位并且类似地包括位于远离横向部分434的端部处的柔性边缘447。
远侧壳体448的形状不同于图19所示的远侧壳体42的形状。具体而言，远侧壳体448包括连接于横向部分452的第二侧面部分450，横向部分452对应于壳体的前侧-近侧部分。横向部分452具有近侧弓形轮廓453，近侧弓形轮廓453的大致轮廓适合于人腿胫部的形状。远侧壳体的近侧侧面从横向部分452上升到顶端455，顶端455在壳体448的第一侧面部分454为穿戴者提供附加支撑。壳体448还包括从壳体448的第二侧面部分454突出的小腿延伸构件456。
当支架穿戴在腿上时，小腿延伸构件456延伸到支架的后侧部分。小腿延伸构件456具有的益处是在膝支架穿戴在腿上时防止壳体448旋转，并且还因其优选构造成延伸经过人小腿的最厚点而用作附加的悬架部件。小腿延伸构件456的另一个益处在于消除了对用于连接到远侧壳体的两个稳定带的需要，因为小腿延伸构件有效地在小腿附近提供了充分支撑。
远侧壳体448包括如图20的孔眼440和座部442那样类似构造的具有座部460的孔眼458。远侧壳体还包括槽462和对应的柔性边缘463，柔性边缘463除了其取向以外大致对应于与图20中的槽444和相应边缘445相同的位置。而且，远侧壳体具有槽464和相应的柔性边缘465，柔性边缘465除了其取向以外大致对应于与图20中的槽446和相应边缘447相同的位置。
壳体422和448可包括绕壳体外围的全部或至少部分设置的柔性部件470。柔性部件由比构成壳体主体的材料更柔软的材料构成。柔性部件470延伸超过壳体的外周边。柔性部件优选是通过粘接、机械互锁或任何其它合适装置固定于壳体的柔软弹性材料。在美国专利5,445,602中描述了提供柔性部件的方法的例子，该专利通过引用并入本文。
壳体的尺寸和轮廓可以定制以适应支架的穿戴者的腿。而且，壳体可以预制成朝腿的轮廓弯曲，或者由于带和衬套促使壳体绕支架的穿戴者的腿弯曲而弯曲。虽然本文描述的实施例假定壳体足够柔软以在膝伸展和弯曲时均适应穿戴者的腿，但是壳体也可以构造成如现有技术支架那样是大致刚硬的。
这些变型的近侧和远侧壳体可以由多种材料构成，例如TRIAX(abs/尼龙混合物)、聚丙烯、聚乙烯、尼龙、预浸渍热固性或热塑性树脂的碳或玻璃纤维、以及由EVA、Platezote或聚氨酯形成的硬质泡沫。在另一变型中，近侧和远侧壳体可以构造成类似于转让给冰岛雷克雅未克的Ossur hf的美国专利6,592,539中描述的矫正衬套，该专利通过引用并入本文。
壳体的穿孔结构使得壳体的尺寸能够大于膝支架中使用的大多数框架构件。结果，由力带施加在腿上的压力可以更均匀地分布在腿的周围。
图24-27示意性地示出膝支架的前述实施例的壳体怎样优于已知膝支架中的那些壳体。图24示意性地示出假设的水平力Fa，该水平力对应于力带的方向、从现有技术壳体39的中点延伸。在该布置中，来自力Fa的压力均匀地分布在壳体39和腿13上。图25示出从壳体39的远侧部分延伸的假设的水平力Fb。在该布置中，力Fb在壳体的底部比在壳体的顶部对腿13施加更大的压力。
图26和27更适当地举例说明了由力带在近侧壳体上施加的实际力。图26示出现有技术中的壳体39具有小尺寸以便最小化支架的重量以及因壳体被穿戴在腿上而产生的热。因为壳体小，力带固定于壳体的中心部分，并且对角力Fc在壳体的下部比在上部对腿13产生更大的压力。
图27示出壳体40，其中由于能够提供较大的壳体，力带可以安装在壳体的上部处。这得到比力Fc对应于壳体的更大部分的对角力Fd，从而在壳体和腿13上更均匀地分配来自力Fd的压力。通过将力带设置壳体的中间部分上方，可以在壳体上获得更好的压力分布。
已经发现，在现有技术膝支架中，当力带在近侧和远侧框架构件处不位于相同位置时，框架构件的旋转可能发生。因为这些框架构件趋于显著小于根据前述膝支架实施例的壳体，因此这些框架构件通常更靠近地设置在一起并且紧邻于膝。
在下面的示例中讨论前述实施例的壳体的具体益处。在这些示例中，假设提供用10N的力牵拉的力带，膝的宽度或距离x是相同的。在第一情况中，定义为壳体之间的距离的距离Y是6个单位。通过将距离Y移至8个单位，壳体的距离形成因杠杆臂而引起的更大力矩。因为距离Y增加，由力带引起的竖直力由于力带角度的改变而增加。因此，壳体被更有力地推向彼此。另一方面，水平力被减小，使得膝上的水平方向的压力减小，甚至在更大力矩施加于膝时也是如此。
由此可见，如果壳体更靠近地运动到一起，例如回到6个单位的距离，那么力矩减小，而在膝上有更大的水平压力。而且，由力带施加的力必须增大以便获得与壳体隔开8个单位时产生的力矩相等的力矩量，这导致膝附近的更大水平力。通过提供双力带布置，显而易见的是，双力带提供两个压力点和在膝上产生载荷的两个带。因此，由于有更大的压力分布，膝支架在对膝进行卸载时是更舒适的。
除了关于压力分布的壳体优点之外，壳体可以设置成相比于已知框架构件在腿的更大部分上延伸。例如，现有技术支架具有小的框架构件，该框架构件最小限度地绕腿延伸，并且在力带对膝进行卸载时，该框架构件趋于绕膝旋转。这导致最小的胫骨伸展过度和韧带控制。
v.衬套
图28和29图示出衬套12和间隔元件46、48的实施例，间隔元件46、48和衬套12之间形成近侧和远侧凹穴84、86。凹穴84、86包括近侧和远侧开口74、76。开口74、76可以用封闭装置封闭，封闭装置例如是钩-环紧固件、拉链、钮扣和其它合适装置。开口74、76构造成允许将壳体40、42插入到凹穴84、86中，凹穴84、86成形为紧密地符合相应壳体40、42的形状。衬套12还限定近侧和远侧孔眼78、79，近侧和远侧孔眼78、79对应于壳体40、42的近侧和远侧孔眼62、63。
在图28和29的实施例的一个变型中，衬套在其自身内包含凹穴，其中，壳体可插入到凹穴中，凹穴可用合适的紧固部件封闭，例如钩-环紧固件、缝线、铆钉和本领域技术人员易于获得的其它已知装置。间隔元件固定在衬套的后部上，与壳体的形状和位置相对应。
在另一个变型中，衬套和间隔元件可以固定于彼此，使得在近侧部分的下侧和远侧部分的上侧形成凹穴。根据该变型，壳体可以插入到凹穴中，使得间隔元件和衬套有效地覆盖壳体，但使得壳体易于从衬套和间隔元件拆卸。这也使壳体能够滑动到凹穴中，而壳体仍然彼此相连。
在又一个变型中，壳体可以用合适的紧固部件永久地或可拆卸地固定于衬套的后侧侧面。在又一个变型中，支架可以不设有衬套，并且简单地具有图11所示的结构，其中，间隔元件通过合适的紧固部件固定于壳体。铰链可以用于连接壳体，或者其它合适的连接元件可用于在支架不设有衬套时防止壳体被拉向彼此。
在衬套的又一个变型中，衬套包括彼此隔开的近侧和远侧部分。根据该变型，近侧和远侧部分可包括用于保持壳体的前述的凹陷，或者替代地，壳体可固定于衬套部分的表面。根据该变型，衬套部分可由位于支架的外侧或内侧侧面之一上的铰链连接，或者用本文所述的其它连接元件之一来连接。
在图30中示出了衬套的另一个变型，其中，衬套242构造成包围框架元件并且可从框架元件拆卸。根据该变型，衬套242大致符合近侧和远侧构件的外表面，并且优选包围膝支架的前述部件的外表面。衬套242包括大致对应于前膝的开口246。这提供了到达膝盖骨的通路并且位于衬套的经受膝的弯曲的部分。
围绕开口244的是在行走期间易于衬套242弯曲的第一斜面部分246。另外，衬套242设有沿着近侧和远侧边缘设置的第二斜面部分248。第一和第二斜面部分246、248减少了支架的可能抓住衣服的任何锐边或钝边，从而利于将衣服穿在支架上。
衬套242能以多种方式应用在膝支架的下层部件上。根据此处所示的变型，衬套242采用环绕下层部件的套筒的形式。而且，衬套242可包括凹穴和在衬套外部的用于固定间隔元件的装置，其中近侧和远侧壳体可插在凹穴中。衬套可以从卷起状态展开以穿在下层部件上，并且由于衬套的弹性固定在下层部件上，在替代方案中，衬套由钩-环紧固件或其它合适装置固定在下层部件上。
衬套242可包括沿着衬套近侧部分的一侧设置的拉链290。如图31所示，拉链290提供到达张紧机构295的通路292，张紧机构295固定于近侧壳体293和力带294。该具体变型允许将张紧机构295隐匿在衬套242下方，但是仍然允许调整张紧机构的便利通路。而且，该变型防止张紧机构抓住衣服或腿可能接触的任何其它物体，并且进一步提供外观更令人满意的支架。衬套的近侧部分可具有类似的拉链和到达远侧壳体的通路。
衬套可以由织物构成，织物包括：氨纶、合成弹力纤维、尼龙、聚酯、OUTLAST、COOLMAX、AEROSPACER、微纤维、三维织物、以及其它合适的织物。衬套可具有包含在其中的多种处理物，例如抗菌剂、香料和水分芯吸剂。
在衬套的又一个变型中，衬套可构造成美国专利6,592,539中的矫正衬套，在该专利中，经弹性处理的织物用于形成衬套并且布置在不同部段中，这些部段在织物的纵向和横向方向展现出不同的弹性刚度。也就是，织物基本上在一个方向上比在垂直于该方向的方向上更刚硬。
vi.间隔元件
如图11和29所示，支架10包括近侧和远侧间隔元件46、48，所述间隔元件的轮廓与壳体40、42的轮廓外形相似。这些间隔元件46、48设置成允许自由空气流从中通过而透气。间隔元件还优选在间隔元件的至少一侧包括摩擦部件，例如摩擦层。
间隔元件可以经由可拆卸装置(例如钩-环紧固件系统)连接到衬套，或者可替代地经由缝线、粘合剂或其它类似紧固部件固定到衬套。虽然间隔元件不用来妨碍膝的运动，但由于力带产生的竖直力，间隔元件用于提供足够的摩擦力和缓冲来将壳体保持抵靠在膝上。
根据该实施例，间隔元件46、48固定到衬套12的后侧侧面。间隔元件46、48具有透气性部件88。根据一个变型，透气性部件包括穿过间隔元件46、48限定的一定样式的开口。或者，透气性部件可包括透气织物，并且可以与一定样式的穿孔相结合以进一步增强间隔元件的透气性。而且，间隔元件可以由在支架被穿戴时提供缓冲并且还至少部分地压缩的材料构成。
根据图32A(图11中的间隔元件46的横截面)举例说明的间隔元件47的一个变型，间隔元件47优选具有由采用摩擦层92形式的开孔摩擦部件限定的透气性部件，摩擦层92设置在通气且可压缩的芯体94的开孔第一表面91上。摩擦层92优选具有相对于皮肤或衣服的高摩擦系数。
通过开孔第一表面91和相对的第二表面90，芯体94允许空气从芯体穿过，而芯体可压缩以提供对腿或其它解剖学构造的适当缓冲和固定。另外，间隔元件具有保护芯体部分并且增强间隔元件的耐久性的加固边缘96。加固边缘可包含与芯体或摩擦层不同的材料，例如可接收钩的材料，这将结合图32C的变型来详细阐述。
在观察图32B时，至少设置在间隔元件47的一个侧面上的透气性部件88由孔95的样式限定。优选地，摩擦层92的孔95和开孔第一表面91彼此相一致，使得它们如图32B中的孔95所例示的那样彼此共用。
在该变型中，摩擦层92总体上是分立的，由此产生不同的独立层。摩擦层可以是独立式的，从而可作为已固化的板材施加到芯体的第一表面上，或者可以沉积或者形成到芯体的第一表面上以便层压或替代性地涂覆到芯体的第一表面上。通过利用粘合剂的粘接、合适的热和压力下的层压、或者对芯体涂覆未固化或部分固化的成分，摩擦层可以固定到芯体。
由本申请的受让人拥有的美国专利7,161,056可以改进得到一种示例性方法，该专利通过引用并入本文。根据该方法，未固化的硅酮成分在合适的固化温度下模制成呈层的形式的特定构造。在固化一段时间后，由此形成的部分固化的硅酮成分层被涂覆或压在衬底上，并且被连续地固化，直到固化过程完成。通过在涂覆到衬底上之前至少部分地模制摩擦层，可以定制摩擦层可采用的任何孔的形状或样式。
根据该变型，摩擦层92总体上是连续的以形成网状结构。摩擦层92的孔95可以按预定样式形成，该预定样式可以或可以不独立于孔或芯体的任何通气部件。在替代性变型中，摩擦层可以按一定样式的独特区段和位置来设置，使得摩擦层不像网状结构那样是连续的。这种区段可包括线、点或其它特有形状。
然而，应当注意，摩擦层和芯体(具有或不具有第一表面)的孔不必彼此相一致。例如，芯体可以是开孔泡沫，开孔泡沫具有沿其表面设置的多个随机孔。另一方面，摩擦层可具有一定样式的均匀隔开的孔，这些孔与泡沫的气孔独立地设置。重要的是，摩擦层和芯体的至少一些孔相交以允许空气传递通过间隔元件。
在美国专利7,161,056中介绍了在芯体上提供摩擦层使得摩擦层的孔与芯体的孔或气孔不对应的例子。应当进一步指出的是，本发明的摩擦层可以施加到无开孔衬底上以用于特殊应用，在这些应用中，衬底不必是透气的，但是期望在衬底上提供有某些形式的摩擦阻力。
在间隔元件49的另一个变型中，如图32C所示，芯体94的第二表面90固定到可接收钩的材料97。这使得间隔元件能够容易地固定到可固定于支架的壳体的相应的钩材料。而且，通过在间隔元件49上提供可接收钩的材料，间隔元件的表面是触摸起来柔软的，并且使得间隔元件49能够作为支撑件单独使用。可接收钩的材料可以是本领域技术人员已知的可接收钩的材料中的任一种。
间隔元件49可允许可接收钩的材料有效地形成图32B中的缝96，从而覆盖芯体的边缘。可接收钩的示例是本领域技术人员公知的，并且包括例如断开和未断开线环材料的材料。
图32C也举例说明了摩擦层92可如何包括第一区域93，第一区域93比其它(即，第二、第三等)区域具有更大的厚度。当期望有更大的缓冲或摩擦支撑时，这些第一区域93可具有可变厚度，如图32C所示，第一区域93朝向衬底的中间部分逐渐变厚。此外，这种可变厚度在不包括开孔衬底、或者衬底既不包括也不仅仅具有最小缓冲特性的实施例中是有利的。这样，较厚的第一区域93可以改进以提供衬底对物体(如衬底的穿戴者的解剖学构造)的所需摩擦阻力和缓冲或悬置。
应当注意，摩擦层可包括其自身的至少两个层。例如，顶部区域(或层)103可以是较软或可压缩的硅酮成分，而基部第一区域(或层)93可以是更刚硬且相对不能压缩的。这允许改进摩擦部件以适合于可能更疼痛或更敏感的某些解剖学构造，并且进一步改变摩擦部件在其样式中的软度，其中所述样式可对应于衬底的某些区域，所述样式被施加到这些区域上。在美国专利6,136,039中介绍了使用和形成不同硅酮成分层的例子，该专利为本申请的受让人所有并且通过引用并入本文。
图32C还举例说明了摩擦层的另一特征：该层的横截面可以如圆角边缘105所示那样变化。该构造提供了摩擦层到皮肤的过渡，从而易于应用于皮肤和从皮肤拆卸。圆角边缘105还可以允许摩擦层压缩和变形而不堵塞芯体或其它衬底的任何开口或某些开口，也不堵塞通气装置。圆角边缘105也可以提供允许摩擦层的装饰性和功能性样式的美观属性。圆角边缘105可以在形成摩擦层的正常过程中形成。
在图32D所示的另一个间隔元件变型中，间隔元件55包括固定到芯体94的第二表面90的泡沫层99。该泡沫层99优选比芯体94具有更大的刚度，并且如芯体94那样是通气且可压缩的。可接收钩的层97可固定到泡沫层99的表面。
在图32E所示的另一个间隔元件变型中，间隔元件57包括比间隔元件55中使用的泡沫层99更厚的泡沫层101。更厚的泡沫层101在增加间隔元件的总厚度的同时防止间隔元件55的移动或摆动。换句话说，使得间隔元件57更刚硬。而且，如同泡沫层99，泡沫层101是通气且可压缩的。
在图32F所示的另一个间隔元件变型中，间隔元件59包括泡沫层99和101。多个泡沫层使得能够利用泡沫的不同特性，例如不同的刚度、孔隙度和密度。通过在层压过程中使用热活化粘合剂可以将可接收钩的材料和泡沫层99、101固定于芯体且可固定于彼此。
在另一个变型中，如图60所示，间隔元件可直接连接到壳体。当然，这种间隔元件可以构造成使得它们可从壳体拆卸和重新应用于壳体，而不损害它们的结构。例如钩-环系统的紧固件可以用于将间隔元件附连到壳体。
可用于形成间隔元件的优选衬底材料包括开孔或闭孔泡沫、氨丁橡胶和纺织物。例如，某些材料可以是一次性无纺材料、氨丁橡胶或氨丁橡胶替代物(即，airprene或COOLMAX)、穿孔的闭孔泡沫(乙烯、EVA交联泡沫或plastizote)、圆形针织物、以及长袜。
虽然很多材料可用作间隔元件，但是根据某些实施例，期望这些材料具有由网覆盖的三维针织结构，所述网提供足够的透气性、隔热性、压缩性、耐久性和回复性。Gehring Textiles生产了产品号为SHR 701、SHR 714或SHR 754F的示例性材料。
根据该实施例，间隔元件的后侧表面涂覆有摩擦层，摩擦层包括由固化硅酮弹性体材料制成的连续的分立层92。硅酮弹性体材料优选足够厚和软以使使用者感到舒适，并且还提供近侧和远侧构件与支架10的使用者的皮肤或衣服之间的密封。
如图32B示例性所示，硅酮层优选具有的孔对应于在三维织物用于形成间隔元件的衬底时所述三维织物的网面的孔。在一个变型中，摩擦部件可包括多个硅酮基的点、线或其它样式的布置，这些布置被沉积到间隔元件的衬底的表面上。
使用硅酮作为摩擦层的优点在于，硅酮可以被模制以适应各种不同的开孔或不开孔的衬底。硅酮摩擦层的样式可以模制成对应于不规则开孔构造(不论这些构造是槽、圆形、方形还是其它形状)并且具有不同的替代形式。而且，硅酮摩擦层可以被粘接或直接层压或涂覆到衬底上，从而提供为各种衬底(摩擦层设置在衬底上)提供充分的制造灵活性。
硅酮材料可以与香料、消炎剂、抗菌剂和着色剂相混合。而且，硅酮材料可以包括亲肤性药剂，例如真芦荟或凡士林。在美国专利6,485,776中可以找到对硅酮的添加剂的更完整的描述，该专利转让给本申请的受让人并且通过引用并入本文。
硅酮材料优选地具有：25-70的肖氏硬度；230磅/英寸的最小抗张强度；8磅/平方英寸的100％模量；61磅/平方英寸的500％模量；49磅/英寸的最小抗撕强度；500磅/英寸的最大强度；以及，大约1000％的伸长率。硅酮材料可以沿圆周方向和纵向方向以均匀厚度来设置，或者可以具有不同的厚度以适应身体部分的不同形状、突起部、轮廓，等等。
应当理解，硅酮基摩擦层仅提供作为摩擦层的示例。可以提供其它类型的摩擦层，例如那些基于热塑性弹性体或橡胶的摩擦层，热塑性弹性体或橡胶例如是：苯乙烯类嵌段共聚物、热塑性聚氨酯橡胶、热塑性硫化橡胶、热塑性聚氨酯、热塑性共聚聚酯、可熔融加工橡胶、以及热塑性聚醚嵌段酰胺。此外，在本发明的范围内考虑使用由网状样式形成的膨胀聚酯泡沫作为摩擦部件。
前述材料中的很多种材料可以成形为适当的网或层，所述网或层可粘接、层压或涂覆到衬底上以便提供摩擦部件。而且，如关于图32C所示实施例所述的，这些由上述材料形成的摩擦部件可形成为具有不同厚度的区域，或者其厚度足以消除或最小化对填料衬底的需要。
虽然间隔元件显示为优选具有设置在间隔元件后侧表面上的摩擦部件，但是间隔元件的前侧表面可类似地被涂层以摩擦地联接衬套。在替代方案中，间隔元件可由经弹性处理的织物部段构成，且涂覆有美国专利6,592,539中描述的硅酮。
在支架的一个变型中，支架不包括间隔元件，而是借助于近侧和远侧构件带来附连到使用者。在另一个变型中，间隔元件不被涂覆硅酮。这些间隔元件在支架的近侧和远侧构件与使用者的腿之间提供压缩缓冲件。在又一个变型中，衬底可包括具有优良摩擦性质的纺织物，结果，仅仅纺织物的压缩就足以防止支架在被穿戴在腿上时的旋转。
在又一个变型中，间隔元件可包括硅酮网，该硅酮网包含用硅酮浸渍的纺织物。该硅酮网限定了孔的样式，所述孔允许空气输送通过所述孔。在又一个变型中，间隔元件形成硅酮板，该硅酮板具有一定样式的孔和足够的厚度以用作衬套、框架构件和腿之间的缓冲件。
如本文所述的间隔元件实施例和变型中任一种那样，这些间隔元件可用于需要或期望摩擦控制、透气性、压缩或填料的多种矫形和假体应用中。间隔元件可以与任一种支撑构件或框架构件结合使用，或者可以在具有或没有带或固定器件的情况下单独使用。
本文所述的间隔元件的实施例和实施例的变型可用于除了与矫形和假体用途有关的应用以外的各种不同应用。例如，间隔元件可适用于保护装置(protective gear)，在该保护装置中需要增强悬置、旋转阻力和透气性的装置。而且，间隔元件可以用于贴身内衣以提供透气性、舒适性和悬置。摩擦部件的层可施加到手套上以增加抓握性。足部用品可被提供通气的摩擦器件以防止鞋打滑且进一步增强舒适性。上文未提及的要求舒适性、透气性和抗旋转或防运动的其它应用被认为适用于本公开的间隔元件。
vii.张紧装置
转到支架的另一部件，支架包括设置成调整力带18、20的张力的张紧装置22、23。图33示意性地图示出用作棘轮系统98的张紧装置的一个实施例，棘轮系统98允许张紧和释放连接于力带18、20的缆索102。力带20的端部固定于环100，环100固定到缆索102。张紧装置32构造成增加地提供或释放绳30的张力。
根据该实施例，缆索102、环100和力带20的端部包含在衬套12内。可以理解，在替代实施例中，缆索、环和力带可以至少部分地或完全地在衬套之外。
图34图示出连接到缆索102和环104的棘轮组件98的一个实施例。在该实施例中，缆索102通过开口116离开棘轮本体106并且在一端固定于在环104上限定的座。棘轮组件98包括可旋转的手柄108，手柄108指向在本体106上限定的标记110。按钮112可在槽114内滑动并且允许释放棘轮组件。根据该实施例，在缆索102从棘轮组件98展开时，手柄108旋转。
手柄108提供机械杠杆作用并且提供独立使用和可调整安全性。标记110使得使用者能够测量和控制手柄108的旋转度，从而确定由力带施加在膝上的力的范围。手柄108是可枢转的，从而在不使用手柄108时将棘轮组件98置于低轮廓构造。
在图35中示出了棘轮组件98的内部机构。在该实施例中，外壳106包含棘轮126和卷轴127，棘轮126具有多个齿，棘轮126和卷轴127被安装成随轴128一起旋转。棘爪118安装在轴124上，并且具有从轴124延伸的第一和第二部分120、122。第一部分120连接到按钮112，第二部分122相对于第一部分120倾斜地延伸并且接合棘轮126的齿。
图36绘制了可用于膝支架的张紧装置的另一个实施例。根据该实施例，梯状带130具有固定于带20的端部的带扣138。杠杆136枢转地固定于壳体40并且接合梯状带130的多个凹槽134中的一个。凹槽134可设有与带20抵靠膝的张紧度相关的标记。
优选地，杠杆136朝梯状带130偏压。杠杆136的第一端接合梯状带130的凹槽134之一并且固定梯状带130使其不相对于壳体40运动。当然，如果在与第一端相对的第二端被按压，那么杠杆136从凹槽134之一释放，并且梯状带130可相应地相对于杠杆136被调整。
在该实施例中，梯状带130包括在与带20的连接部相对的端部处形成的环形式的抓握元件132。如图7和8更好地示例性所示，抓握元件132用来从衬套12向外延伸以为支架的使用者提供通路。而且，闩锁136可从衬套12向外延伸以便于调整梯状带130并且允许指示闩锁136接合哪个凹槽132。
梯状带优选由弹性材料形成，并且可以弯曲至大致对应于支架的穿戴者的腿的曲率。抓握元件不限于环，并且可以由允许使用者易于操纵装置的多种已知构造形成或者包括所述多种已知构造。虽然梯状带的凹槽显示为具有大致椭圆形，但是可以了解，其它形状或构造是可能的，例如锯齿形齿、矩形齿、以及对称三角形齿。
根据一个变型，闩锁具有突出的前端，该突出前端定向成偏向梯状带的凹槽以便改善闩锁主动接合梯状带的凹槽之一的能力。突出前端优选按所需尺寸和构造形成以接合梯状带上的每一个凹槽。
闩锁本体可在接合位置和回复位置之间枢转，在接合位置，杠杆的前端接合梯状带的凹槽，在回复位置，杠杆的前端可在凹槽上滑动。在接合位置，闩锁的前端的突出部用作梯状带的棘爪。内部偏压机构，例如扭簧，可用于将所述前端的突出部朝接合位置偏压。杠杆可具有被切口的部分，这些部分不仅通过减少所需的材料量而使杠杆变轻，而且提供到达杠杆下面的区域的通路。
根据图36的张紧装置的一个变型，图37-40图示出梯状带柔性机构500。在该机构中，闩锁504朝梯状带502弹性地偏压。
闩锁504限定相对的臂522，所述臂形成522形成上安装件512的一部分，该部分固定到位于基部506上的下安装件514。臂522足够柔顺以在后端526被压下以使位于闩锁504的前端524的掣子516与带502的齿510分离的情况下耐受扭转。
梯状带502限定抓握元件508和多个齿510，抓握元件508限定在前端，所述多个齿510允许对力带的增量调整。带502还限定宽度扩大的后端520。闩锁504相对于502定位，使得闩锁位于抓握元件508和后端520之间。这也防止后端520穿过闩锁504，并且设定了抓握元件508可从掣子516被拉出的最大距离。
基部506设置成安装闩锁504，并且对于基部506来说，带502在其上滑动。基部506包括孔518以便于安装到膝支架的壳体上。
张紧装置500可以由各种柔性和弹性材料构成，这些材料包括塑料、金属和复合物。而且，带502、闩锁504和基部506可由不同的材料构成。
在根据图37-40的基部506的一个变型中，图41-43图示出另一基部528，其具有增加到基部506的附加部件。根据该变型，基部528与臂530一体形成，臂530又与闩锁529一体形成。如图37-40的实施例那样，闩锁529朝基部528弹性地偏压并且包括掣子516。
基部528包括沿着基部528的边缘从臂530延伸的防护部分534。这些防护部分用于防止梯状带相对于掣子516横向移动。
闩锁529包括指示梯状带与基部528的相对位置的用量计532。闩锁还可包括标记537，标记537指示从闩锁529突出的释放按钮536。
基部528包括围绕其外围设置的柔性边缘531。适于制造柔性边缘的方法包括在美国专利5,445,602、5,713,837和6,024,712中描述的那些方法，这些专利通过引用并入本文。柔性边缘提供与支架的穿戴者的解剖学结构的一致性，因为基部528的边缘对支架的穿戴者的冲击被减小。
柔性边缘比基部528相对更薄并且实质上比形成基部的材料更柔软。柔性边缘通过在单个模制步骤中对塑料或其它柔性材料的模制而形成到基部上并且固定在一起。而且，如上所述，柔性边缘或边缘部分可以设置用于膝支架的壳体，其中柔性边缘或边缘部分围绕壳体的外围设置，以便允许壳体的边缘更好地符合支架的穿戴者的解剖学构造。
根据图41-43的基部的实施例还包括孔533的阵列，所述孔设置成接收用于固定到壳体的旋钮(如图42所示)。每个孔533包括摩擦地抵靠旋钮固定的缘535。孔的阵列允许选择将旋钮放置在孔之一中以有效地使壳体和闩锁528之间的连接部的距离变长或变短。
图44图示出组装有梯状带539的另一实施例的基部528。在该组件中，旋钮538固定在孔533中的一个内。梯状带539包括识别带539的齿541的多个标记542。梯状带539还包括位于与抓握元件545相对的端部处的多个孔543。所述多个孔543设置成支撑将力带固定到所述孔的线、铆钉或其它紧固器件。
图45图示出固定于图22的近侧壳体422的图44的棘轮组件。在该实施例中，旋钮538固定到槽444的缘445。用槽444以及从而用框架422来固定旋钮538，这允许张紧连接到梯状带539的力带546，梯状带539继而接合棘轮组件的基部528。如图所示，基部528在框架422下方延伸，使得旋钮538能够突出穿过槽444并且固定到缘445。
图46-48举例说明了与图44的棘轮组件共用某些部件的棘轮组件，并且还包括用于保持梯状带539靠近基部528的安装系统。在该示例中，安装系统包括销和槽系统，使得梯状带539形成销572，销572延伸穿过沿基部528纵向形成的槽576。销572包括尺寸大于槽576的凸缘部分并且适于装配通过设置在槽的前端的开口578。
梯状带539还包括凸起部分574，凸起部分574具有合适的孔582以安装到力带。该配置是有利的，因为带可以安装成大致与梯状带539的齿541平行，从而使力对准并且提供更大的稳定性。
安装系统特别提供用于确保梯状带539保持接近于基部528并且有利于基部528的棘轮接合。这在梯状带不被模制时基部被定制模制成符合患者的腿的情况下是特别有益的。当然，该实施例仅仅是安装系统的示例，其它安装系统也可以用于有效地使梯状带相对于基部稳定，从而相对于膝支架穿戴者的腿稳定。
图49示出可用于本申请的膝支架的张紧装置的另一个变型。根据该实施例，力带20安装在衬套12的外部或者安装到框架构件上，力带在其端部被固定到连接于梯状带142的托架146。梯状带142限定多个横向齿或突出部144。闩锁140以类似于图36的实施例的方式安装到衬套12或框架构件，所述闩锁接合齿144。虽然该实施例未示出用于带相对于衬套12被张紧的每个位置的标记，但是齿可以被缩短并且具有比梯状带142的宽度更小的宽度。标记可以设置在梯状带的每个齿的侧面。
根据又一个变型，线环材料固定到带上，钩材料固定到相应的壳体上。或者，多个环设置在壳体上，力带穿过所述环。力带包括彼此相对应且允许将力带保持在适当位置的钩-环部分。
也可与膝支架的不同实施例一起使用的张紧装置的商业示例包括BOA Technology Inc.of Steamboat Springs，CO的BOA系带系统，或者在替代方案中，棘轮带扣与M2 Inc.of Winooski，VT的以产品名“1″Mechanical Closure System”(零件号RB502 &LS118-WB)销售的梯状带相结合。
在有关张紧装置的任一实施例中，期望张紧装置提供对力带的精确调整(无论增量与否都是如此)，并且具有充分坚固的结构以耐受力带的拉应力。在张紧装置中可明显地想到使用钩-环紧固件系统、带扣、带、绳和棘轮的不同构造，从而提供对力带的简单的调整和有效的调整。
vii.带附连件
在图50-52中示出了带附连件560的一个实施例。根据该实施例，带附连件560包括大致三角形本体562，所述本体562具有在本体562的第一端处形成的旋钮564。旋钮564包括锥形头部572，锥形头部572利于将旋钮564固定到框架构件的槽之一上，例如图22的槽446。
在本体562的第二和第三端之间限定了多个孔566。每个孔566包括锥形部分568，锥形部分568从本体562的包含旋钮564的一侧开始优选延伸到本体562的相反侧。锥形部分568减小了由适于将带固定到带附连件560的缝线、铆钉、销或其它合适装置所施加到本体562上的压力。
返回参考图7和8中的支架，支架包括连接于稳定带28、30的带扣组件32、33。优选的是，带扣组件32、33大体具有低轮廓以使它们不显著地从衬套突出。而且，带扣组件应当是使用较为简单的，同时具有符合解剖学构造的形状并且提供足够的杠杆作用以紧密地将稳定带固定在腿上。
ix.带扣组件
在图53-55所示的带扣组件的一个实施例中，提供了将稳定带28、30相对于壳体40、42锁定在适当位置的低轮廓带扣组件。该实施例包括固定到带20且连接到臂150的托架148，臂150具有可滑动地接合杠杆本体154的前端152。臂150延伸穿过由杠杆元件154限定的间隙160，并且具有突出元件158，突出元件158与限定间隙160的杠杆本体154的边缘相接合，所述间隙160从杠杆本体154的前端166延伸到后端164。由于杠杆本体154的构造及其与臂150的关系，臂150可滑动地连接到杠杆本体154。
基部元件156可枢转地连接到杠杆本体154的后端164。基部元件156包括构造成接收臂150的突出元件158的接收孔162，以及用于锁定到壳体40、42之一上的锁定部件158。根据该实施例，锁定部件是具有头部168的按钮本体，头部的直径大于按钮本体的其余部分的直径。头部168期望比限定在壳体40、42上的孔眼62的座部64具有更大的直径。
杠杆元件154可在图53所示的分离位置和图55所示的接合位置之间枢转。图54示出分离位置和接合位置之间的中间位置。在接合位置，杠杆元件154的前端164抵靠基部元件156的表面170，臂150靠在表面170上，突出元件158与基部元件156的接收孔162接合。
优选地，突出元件158被弹性推入到接收孔162中。在分离位置，杠杆本体154枢转离开基部元件的表面170，突出元件158从接收孔162移开。臂150可以定位在杠杆本体154的前端166和后端164之间，销(未示出)可设置在连接部。
托架148包括环172，环172使带20从中延伸通过。在该实施例中，带20具有允许带20的端部部分174固定到带20的接收部分176的钩-环系统。使用者可在固定带扣组件之前使用钩-环系统设置近似的带的期望长度。随后，带扣组件被设置在接合位置，从而牢固地将膝支架设置和固定在腿上。
带扣组件包括曲线轮廓以使其符合支架的穿戴者的腿。这形成了更流线型的带扣组件并且还防止带扣组件钩住衣服或作为支架的穿戴者的阻碍物。
在图56-58中绘制了带扣组件188的另一个变型。在该变型中，基部元件193和托架本体191彼此相连，从而减少了零件数量并且使托架和带扣与壳体的装配简化。
如同托架组件的其它变型那样，托架本体191包括设置成接收带的间隙192。组件188的带扣部分类似地如图53-55的实施例那样设置，其中，该带扣部分包括共同的部件，例如基部元件189、杠杆本体190、臂193、突出元件197和具有间隙192的托架191。
带扣组件188具有设置在基部元件189和杠杆本体190的端部部分的固定部件。具体而言，基部元件189带有凹部199，由杠杆本体190形成的钩198固定到所述凹部199上。钩198被偏压以延伸到凹部199中并且推靠基部元件189。钩198也是弹性的，使其在杠杆本体190被推离基部元件189时能够偏斜。
带扣组件188还包括与基部元件193一体形成的托架195。托架195相对于基部元件198倾斜地延伸。托架195包括设置成接收力带的间隙196。带扣组件188具有与图53-55的带扣组件的曲线轮廓相似的曲线轮廓。
在图59绘制的带扣组件的又一个变型中，夹持构件178将稳定带179紧固到支架181。根据该变型，带179的第二侧185固定到支架181的第一侧，带179的第一侧183固定到夹持构件178。夹持构件178枢转地连接到支架181，并且设置成偏压在支架181的外表面187上。带179的第二侧185可与夹持构件178分离并且可用钩-环紧固件系统固定到夹持构件。
带扣组件可由塑料或增强复合材料构成。塑料构造为突出元件提供足够的弹性以使其柔性地穿过基部元件的接收孔。而且，塑料带扣组件减小了支架的重量并且具有抵靠支架使用者的腿的一定顺应性。能够用一定碳含量来增强带扣组件，例如基于TRIAX的带扣组件。基于复合物的带扣组件的其它示例包括用含有增强碳、KEVLAR或玻璃纤维的delron或尼龙构成的带扣组件。
应当注意，带扣组件还可以具有由金属(例如铝或钛合金)构成的部分。金属部分提供优良的强度并且可以是充分轻质的。在这种金属基托架组件中，突出元件可以是金属部件，所述金属部件具有环绕突出元件的弹性O形环，所述O形环具有足够的压缩特性以设置通过基部部分的接收孔。当然，在这种实施例中，金属突出部分优选地具有比接收孔的直径更小的直径。
前述带扣组件的变型可以用于将稳定带固定到支架。这些变型包括如下的实施例，其中，带利用铆钉紧固到带扣组件，环被设置在与带扣组件相对的衬套的侧面上。带的长度可以用设置在带上的钩-环系统简单地调整。
在上述的带扣和张紧装置的变型中，张紧装置可固定到带扣而不是直接连接到壳体。这允许带扣来控制带的两个端部。
根据利用本发明的带扣组件来穿戴膝支架的一种方法，所述方法以下列步骤执行。首先，一个力带被附连到相应的带扣组件，从而需要仅仅一个连接部而不是两个。其次，在初始装配中，带扣组件连接到壳体并随后被锁定。穿戴者的腿伸展，然后调整力带，使得力带在长度上是可调整的。除非腿的大小改变或一些其它原因，这导致在每次穿戴时消除了调整力带长度的需要。对应于带扣组件的稳定带也相应地被张紧。带扣组件均连接到壳体，并且其余未固定的力带和稳定带被张紧。
利用穿戴者弯膝来进行膝的卸载，这通过使膝弯曲、并且通过用相应的张紧装置张紧力带来完成。在穿戴者完成穿戴膝支架之后，力带被释放并且带扣组件被打开。带扣组件然后从壳体拆卸，支架随后被拆卸。
在重复使用时，除了通过张紧装置对膝进行卸载之外，不需要调整稳定带和力带；所有的稳定带和力带都已经被设置好。或者，穿戴者可以简单地释放力带的张力、解开带扣组件、并且使膝支架滑动离开腿。在任一方式中，所述配置提供膝支架到腿上的简单穿戴，并且加快了对膝支架的固定和拆卸。
x.铰链
在膝支架的另一部件中，图60示意性地示出了支架250，该支架具有与任一前述实施例的力带系统256相结合的铰链252。铰链252在框架构件254之间延伸，并且与力带系统的交叉部258相对地设置在与膝的患病隔室相同的侧面上。
优选地，铰链252具有弯曲和延伸止动部件以控制胫骨的伸展过度和向前牵拉(anterior drawer)。铰链可具有调整机构，调整机构使得使用者或临床医生能够调整铰链的内翻/外翻角度。
在图61中示出了在图60的支架中使用的铰链260的一个变型。该铰链260总体上由塑料或增强复合材料形成以使其轻质并且具有大致低的轮廓。铰链260包括设置成连接到框架构件254的柔性托架262。近侧和远侧臂264、266的第一端连接到相应的托架262。这些臂264、266的第二端限定具有大致圆形齿轮部分272、274的头部268、270。头部268、270绕外壳280的轴276、278枢转地安装，使得齿轮部分272、274彼此啮合。
每个头部268、270设有第一和第二止挡结构282、286。第一止挡结构282设置在铰链260的前侧侧面并且设置成接触外壳280的侧表面284以便限制铰链260在支架的前侧方向上的旋转。头部的第二止挡结构286形成在铰链的大致后侧侧面上，并且设置成限制铰链在支架的后侧方向上的旋转。
孔288可在外壳280中沿河头部268、270旋转时的止挡结构的路径形成。这些孔适于接收螺钉或销。螺钉或销设置成阻挡或接合第一和第二止挡结构之一以进一步限制铰链的旋转。
在铰链的一个变型中，图62示出铰链301，该铰链具有与铰链260的构造不同的臂构造。根据该变型，臂303、305与相应的头部315、317一体形成。另外，臂303、305中的每一个的轮廓都适应或对应于膝支架的远侧和近侧壳体的形状。
图60示出连接到近侧和远侧壳体309、311的铰链301。在该变型中，铰链301包括覆盖头部315、317的面板319。臂303、305被弯曲以大致在解剖学上与腿相适应。而且，臂303、305经由销或按钮313固定到相应的壳体。
在图61中，铰链301可以可释放地固定到壳体309和311。按钮313构造成可插入到开口321中并且锁定在开槽部分(未示出)，所述开槽部分与图45的框架422中的槽445或本文描述的其它框架槽相似。
根据其它变型，可拆卸铰链可利用一系列相应的卡扣紧固件或其它合适的紧固装置固定到壳体。壳体可特别构造成包括可接收自冲压(self-piercing)紧固件的孔。可拆卸铰链使得穿戴者能够使用铰链来进行强烈的腿部活动且获得更大的稳定性，并且拆卸铰链以便于更正常的使用、更大的舒适性和更流线型的支架。
铰链控制支架的运动和角位移来稳定和控制膝关节。优选地，铰链具有薄轮廓，并且由轻质材料构成，例如塑料、复合材料或金属。不同于其它铰链，该铰链不包括调整机构，因为一旦力带系统256抵靠铰链牵拉膝，铰链将因其柔性而偏离膝。
可以采用其它铰链类型，例如在目前转让给Generation IIUSA，Corp.of Bothell，WA的美国专利5,277,698中描述的那些铰链，或者替代地，在转让给Generation II USA，Corp.of Bothell，WA的美国专利申请公布2004/0002674A1和2004/0054311A1中描述的解剖学矫形铰链。该专利和这些申请公布通过引用并入本文。
在图63中示出了膝支架330的另一个实施例，该膝支架构造成稳定膝的内侧和外侧侧面。根据该实施例，力带332、334构造成绕支架330的相对侧延伸。这些带332、334中的每一个连接到可包括本文讨论的任一前述变型的框架构件336。
在该实施例中，力带332、334设置成在膝的两侧施加相等的压力。根据构造，一个力带沿着膝的近侧、外侧侧面延伸，而另一个力带沿着膝的远侧、内侧侧面延伸。该实施例由于其为膝提供的稳定性而特别适用于治疗韧带损伤或病症。
铰链或相对的铰链340、342，例如关于图61和62讨论的铰链，也可以用于进一步利用该实施例来使膝稳定。
xi.替代性膝支架实施例
图64图示出根据本发明的膝支架210的另一个实施例。该支架210包括近侧框架构件212和远侧框架构件214，所述框架构件均设置在装置210的前侧侧面上，并且在支架210的外侧和内侧部分之间延伸。框架构件212、214都具有面向前侧和后侧的表面。连接元件216连接框架构件212、214。力带218连接到框架构件212、214，并且限定第一和第二带部分220、222，所述带部分在位于框架构件212、214之间的交叉区224相交。
交叉区224大致限定在与图7-10的实施例中的交叉区相同的区域中。而且，力带218相对于框架构件212、214的位置类似于也关于图7-10的实施例所述的位置。
第一力带部分220的第一端锚固到近侧框架构件212并且朝远侧框架构件214盘旋。多个带引导件226沿着远侧构件214的外表面引导力带218并且改向引导力带218朝向近侧构件212。第二带部分222从远侧构件214露出并且与第一带部分220相交，同时朝近侧构件212延伸。
第二带部分222的第二端固定到连接于绳230的托架228。绳230由本文所述的固定到近侧构件212的任一种张紧装置232所接收。如关于前述实施例所述的张紧装置232设置成递增地张紧力带218，并且选择性地允许释放力带218的张力。第二带部分222和张紧装置232之间的连接按预定方向来定向，从而在第一和第二带部分220、222之间的交叉区224获得优选的取向。
近侧和远侧间隔元件234、236分别沿着框架构件的内表面连接到框架构件212、214。与前述间隔元件类似，间隔元件234、236具有涂层，该涂层具有相对于皮肤或衣服的高摩擦系数。当施加在皮肤或衣服上时，摩擦间隔元件234、236阻碍膝支架10相对于皮肤或衣服的运动。
近侧构件212包括稳定带238，稳定带238在近侧构件212的相对的外侧和内侧侧面之间固定和延伸。远侧构件214包括稳定带240，稳定带240类似地在远侧构件214的相对的外侧和内侧侧面之间固定和延伸。近侧和远侧带238、240优选具有钩-环紧固件系统以连接到相应框架构件212、214的内侧和外侧侧面。
根据图64的实施例，框架构件212、214可以是刚性或柔性构件。而且，框架构件可以如参考图18和19的壳体所述的方式是穿孔或透气的。然而，在膝支架的变型中，框架构件可以由柔软构件构成，柔软构件足够坚固以耐受力带218在膝上产生的力，但又足够柔软以为膝支架的使用者提供舒适性。
连接元件216是连接到近侧和远侧构件212、214的环。连接元件216不限于环状结构，而是可以提供具有合适结构任何形状和强度，该强度足以保持框架构件212、214隔开，同时在行走期间在膝盖骨上提供足够的弯曲。
连接元件优选由具有足够硬度值(即，10)和足够刚度的中级硅酮构成，从而保持框架构件212、214隔开。或者，连接元件216可以由硬泡沫构成，硬泡沫由EVA、plastezote或聚氨酯形成。
在一个变型中，设置在支架的内侧或外侧侧面之一上的至少一个铰链可以代替连接元件，或者与连接元件相结合。
张紧装置232可以包括用于张紧力带218的任一个前述系统。而且，力带218和稳定带232可以以关于图7-10的实施例所述的任一前述方式安装到壳体上。
xii.附加部件
附加部件可以结合膝支架的前述实施例来使用。
一种这样的部件包括连接到力带以测量施加在膝上的力的测力传感器。根据该部件，测力传感器连接到第一和第二力带。这些测力传感器监测施加在膝上的压力并且经由连接件向张紧装置传递压力度数。根据该实施例的张紧装置配备有驱动马达(未示出)，驱动马达通过张紧或释放力带来增量地调整张紧装置。
当然，该实施例不限于需要两个测力传感器，一个或多个测力传感器可以用于确定由力带在膝上引起的压力。
张紧装置的该部件是特别有利的，因为其允许对带进行精确的张力调整以治疗特定的使用者。预定参数包括使用者的用量需求范围。这些用量需求包括使用者所需的卸载膝的隔室骨关节炎的力。例如，一个用量可等于约3Nm的卸载。在该示例中，最大卸载是12Nm，因此4个用量将提供对膝的最大卸载。在装配过程中可以由矫正器修配者来为使用者配置测力传感器，矫正器修配者可为使用者设置用量需求。
在另一个变型中，测力传感器可以与膝支架和张紧装置一体形成。测力传感器获得的数据随后可以供张紧装置用以在行走期间改变力带的张力。根据该变型，需要加速度计装置来确定在特定时间点的行走阶段。这在上坡或上山或下坡或下山、或者上楼梯或下楼梯时是特别有用的，因为膝在弯曲时承受重量，使得带在这样的行走阶段中被拉得更紧。
可与膝支架的实施例结合使用的另一部件是可充气气囊系统，其用于提供对力带和稳定带的附加缓冲和调整。如图所示，力带设有连接到泵的多个气囊以减轻腿的疼痛。气囊在力带上特别设置在力带对膝施加最大压力的腿的近侧和远侧位置处。
在操作中，力带以微小张力施加在膝上。随着气囊被充气，力带由于气囊的尺寸增大而在膝上张紧。所述泵允许气囊的充气和放气。泵可以与力带一体形成或者位于远离力带的位置。
在转让给Dielectrics Industries of Chicopee，MA的美国专利5,022,109和6,598,250中描述了可与膝支架的力带结合使用的泵和气囊系统的示例，所述专利通过引用并入本文。
以上根据本发明描述的膝支架的各个实施例因此提供了减少疼痛、加快痊愈过程且给予膝改善的稳定性的产品。膝支架是轻质的并且具有各个年龄组的支架穿戴者易于使用的流线型轮廓。而且，膝支架允许对支架更精确的调整，并且在医务人员和穿戴者之间实现了关于膝支架所应当设置的程度的有效协调。患者舒适性也得到增强，并且利用本发明膝支架的新特征易于穿上和脱下支架。
当然，应当理解，根据本发明的任何具体实施例不必实现所有上述目标或优点。因此，例如，本领域技术人员将认识到，可以以实现或优化本文教导的一个优点或一组优点的方式来实施或实现本发明，而不必实现可能由本文教导或提出的其它目标或优点。
本领域技术人员将认识到不同实施例的各个特征的互换性。除了本文所述的变型之外，本领域技术人员可以混合和匹配每个部件的其它已知等价物以根据本发明原理来构造膝支架。
虽然已经关于某些优选实施例和示例公开了本发明，但因此本领域技术人员应当理解，本发明超出具体公开的实施例而扩展到本发明的其它替代实施例和/或用途及本发明的明显改进和等同物。因此，要求在此公开的本发明的范围不应当受限于上文所述的具体公开的实施例，而是应当仅由对所附权利要求的合理解读来确定。

Claims (11)

1.一种矫正或假体间隔元件，包括：
三维针织物，所述三维针织物具有由通气且可压缩的芯体隔开的第一和第二表面层，第一表面层是织物网，所述织物网具有以一定样式布置的多个均匀隔开的孔；
分立且连续的网状摩擦层，所述摩擦层限定为层压到第一表面层上的硅酮弹性体的板，所述摩擦层具有以一定样式布置的多个孔，所述摩擦层的孔的样式与第一表面层的孔的样式直接对应；
固定于所述芯体的第二表面的可接收钩的衬里层，该可接收钩的衬里层形成缝，从而覆盖芯体的边缘。
2.根据权利要求1所述的间隔元件，所述可接收钩的衬里层基于纺织物并且具有相对的第一和第二表面，所述衬里层的第一表面固定于第二表面层。
3.根据权利要求1所述的间隔元件，还包括：
具有相对的第一和第二表面的可压缩材料层，可压缩材料层第一表面连接于第二表面层并且大体平行于第二表面层。
4.根据权利要求3所述的间隔元件，其中，可压缩材料层大体上比芯体更刚硬。
5.根据权利要求1所述的间隔元件，还包括：
固定于第二表面层的第一可压缩材料层，其中，第一可压缩材料层大体上比芯体更刚硬。
6.根据权利要求5所述的间隔元件，其中，第一可压缩材料层的厚度大于芯体的厚度。
7.根据权利要求5所述的间隔元件，还包括：固定于第一可压缩材料层的第二可压缩材料层，第二可压缩材料层的刚度不同于第一可压缩材料层的刚度。
8.根据权利要求7所述的间隔元件，其中，第二可压缩材料层比第一可压缩材料层厚。
9.根据权利要求7所述的间隔元件，所述可接收钩的衬里层固定于所述第二可压缩材料层。
10.一种通风式矫正或假体间隔元件，包括：
三维针织物，所述三维针织物具有由通气且可压缩的芯体隔开的第一和第二表面层，第一表面层是织物网，所述织物网具有以一定样式布置的多个均匀隔开的孔；
分立且连续的网状摩擦层，所述摩擦层限定为层压到第一表面层上的硅酮弹性体的板，所述摩擦层具有以一定样式布置的多个孔，所述摩擦层的孔的样式与第一表面层的孔的样式直接对应；以及
固定于所述芯体的第二表面的可接收钩的材料层；
置于三维针织物和所述可接收钩的材料层之间的可压缩材料层，该可压缩材料层是泡沫层，通过在层压过程中使用热活化粘合剂将泡沫层固定于芯体。
11.根据权利要求10所述的间隔元件，其中，可压缩材料层比三维针织物具有更大刚度。
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