CN103040550B - 医用自适应预塑形夹板装置 - Google Patents

Abstract

一种医用自适应预塑形夹板装置，包括包覆于肢体骨折之处的至少一个夹板及至少一个弹性约束带，该夹板为低温高分子材料按照人体肢体表面形状预制而成，该弹性约束带具有弹性，用于缠绕于该夹板外侧并将该夹板固定于该肢体骨折之处。本发明夹板装置首次利用弹性约束带，缠绕于该夹板外部而将其环绕固定于人体肢体骨折之处，使本发明夹板装置在骨折端肢体肿胀与消肿状态下自动调整对骨折端横向固定力的大小，达到夹板自适应性且保持恒定约束力的目的。本发明夹板装置为低温高分子材料，具有热可塑性，通过热吹风等处理即可将其形状微调塑形至更贴合人体骨折端肢体形状的状态，使其发挥更佳的固定效能、与肢体外形的适应能力和提高骨折外固定治疗的效果。

Description

医用自适应预塑形夹板装置

技术领域

本发明涉及一种医用夹板装置，尤其是一种用于体外固定和治疗骨折的夹板装置。

背景技术

骨折是常见的损伤之一，其中以肢体骨折最为常见，治疗及康复周期长，治疗不当可遗留肢体的功能障碍、畸形甚至病废，给患者在精神及身体上造成很大的痛苦。例如，最为常见的桡骨远端骨折，专指距桡骨远端关节面以上3cm以内的骨折。该骨折为人体最常发生的骨折之一，约占全身骨折的6.7%。多见于中老年人，以伸直型桡骨远端骨折（Colle’s骨折）最为常见。症状为局部肿胀，疼痛，皮下瘀斑出血；腕功能明显障碍或丧失，典型的外观呈餐叉样畸形，腕背部隆起，圆形掌突，腕部增宽，掌指向桡侧偏移，治疗时间长，给病人在精神及身体上均带来较大的痛苦。 

目前，用于治疗骨折的骨科外固定装置，主要包括小夹板及石膏两种。对于中西医结合小夹板而言，由于取材方便，质量较轻而于近年来广泛应用于骨折的治疗，但小夹板不能塑形，与肢体表面的不规则形状不相匹配、贴附性较差，适应范围较小，小夹板属于间接固定，不适于斜形，螺旋形和粉碎性等不稳定性骨折，治疗过程需经常复诊；肢体固定后肿胀加重使固定过紧，可发生肢体循环障碍；而消肿后小夹板松动影响骨折的固定性能，容易造成骨折发生移位，导致骨折畸形愈合，使用不当会引起较严重并发症和后遗症，如骨筋膜室综合征,缺血性肌挛缩等。因此,它禁用于血运障碍危象者，前臂、小腿肿胀有发生骨筋膜室综合征可能者，创面较大的开放骨折,骨折伴神经损伤者。小夹板受选材，固定范围，固定的松紧度及固定时间等因素均可影响到固定效果。使用小夹板时容易出现：①压疮：多为局部压力过大引起,引起局部溃疡；②远端肢体因血液循环差而肿胀；③骨折再移位：多为包扎太松或消肿后小夹板松动,未能及时调整；④肢体缺血性肌痉挛或坏死：多为固定太紧或伴有血运障碍者；⑤型号不合适，舒适度差，固定效能弱，效果差。

而对于石膏外固定装置而言，由于它坚硬，不宜变形松散，具有良好的可塑性，能够与所固定肢体匹配一致，固定作用可靠，便于护理、转运；但同时也存在着：①操作程序复杂，时间长，容易错过早期有效抢救治疗的时间。②石膏制作过程中，石膏粉外溢，对操作者及患者的皮肤有一定损伤。③石膏含水量多，干燥凝固慢，自重大，如上肢固定加重了悬垂质量，可引起骨折断端的分离移位。④石膏密封性强，透气性差，易引起厌氧菌生长，造成皮肤过敏、感染等。⑤不易观察皮肤及伤口情况，减张力差，肢体继续肿胀，时有发生骨筋膜室综合症的可能；塑形时间长，加大骨折移位的概率。⑥缺乏抗水性、射线穿透性及透气性，舒适度较差。⑦传统石膏绷带一经打开后，剩余石膏在短时间内凝固，造成浪费。

鉴于上述传统骨科外固定装置或多或少地存在缺陷，并发症时有发生，因此一种新型的骨科外固定装置，同时需要兼顾取材和使用方便，质轻但固定牢固，副作用少，价廉且环保，符合人体肢体表面形状的外固定装置是广大骨科医生和科技工作者的共同追求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明人基于多年的医学工作实践，独创出一种自适应预塑形夹板装置，尤指适用于肢体骨折的外固定治疗。

本发明的自适应预塑形夹板装置，包括包覆于肢体骨折之处的至少一个夹板及一个弹性约束带，该夹板为低温高分子材料按照人体肢体表面形状预制而成，该弹性约束带具有弹性，其缠绕于该夹板外侧并将该夹板固定于该肢体骨折之处。

其中，该夹板包括对向固定的至少两块夹板，各夹板的表面数个透气孔。

其中，该夹板的内侧粘贴一定厚度的棉质衬垫。

其中，该夹板四周边缘为抹边结构。

其中，该夹板至少部分区段的横向断面呈弧形，其弧形的开口方向朝向人体肢体部位，弧形的弯曲角度和形状与人体骨折处的肢体形态相符合。

其中，该夹板的长度按照肢体骨折处所需固定的范围进行预制并塑形，根据肢体骨折类型的固定要求确定所需固定的关节，各夹板的长度不到达所需固定关节的相邻关节。

其中，该夹板至少部分区段的纵向断面按照肢体骨折处肢体表面外形，而形成弯曲角度。

其中，该夹板的外表面设有数个魔术贴，该弹性约束带为带粘扣的弹性带或弹性尼龙粘扣带，该带粘扣的弹性带或弹性尼龙粘扣带与该魔术贴结合，缠绕于该夹板的外侧，以将该夹板环绕固定于该肢体骨折之处。

其中，该夹板为用于治疗伸直型桡骨远端骨折的夹板，该夹板包括对向固定的掌侧夹板和背侧夹板，该背侧夹板及掌侧夹板分别包括前臂部、腕部和掌部，各该前臂部与掌部连接之处为腕部，该背侧夹板的前臂部与掌部的中轴线于该腕部处相交形成一个凸向背侧的夹角，掌侧夹板的前臂部及掌部的中轴线于腕部处相交形成一个凸向背侧的夹角，各该夹角符合人体的腕关节自然掌屈位时的掌屈角度。

其中，该弹性约束带为由聚酯纤维与天然纤维交织而成，或由聚酯纤维与除聚酯纤维之外的其他化学纤维交织而成。

其中，该聚酯纤维为氨纶、该天然纤维为乳胶丝。

其中，所述低温高分子材料为聚已内酯或乙烯-醋酸乙烯聚合物，各该夹板可由单一种低温高分子材料制成，也可由几种低温高分子材料复合制成。

本发明的有益效果在于：本发明自适应预塑形夹板装置，其夹板是采用低温高分子材料按照人体肢体表面形状预制而成，该弹性约束带具有弹性，夹板内表面的形状和弯曲度符合肢体骨折之处的人体外形，使其能够更好的贴合于人体表面，起到更佳的固定效能、与肢体外形的适应能力和提高骨折外固定的治疗作用，其采用的约束带并非传统的约束带，而是具弹性的约束带，其间断缠绕于该夹板外侧并将该夹板固定于该肢体骨折之处，可使本发明夹板装置在骨折端肢体肿胀与消肿状态下自动调整对骨折端横向固定力的大小，达到夹板自适应性且保持恒定约束力的目的。本发明夹板装置符合人体工学，能够有效达到固定骨折的效能，其夹板上所设的透气孔，可减少许多骨折固定过程中的并发症；便于患者关节早期活动。由于其本身是依照人体标准参数进行预制并塑形的，当使用于某个特定的人体时，可能会出现部分不贴附现象，而夹板使用的材料为低温高分子材料，具有热可塑性，通过热吹风等加热处理手段即可将其形状微调塑形至贴合骨折端肢体的形状，使其发挥更佳的固定效能、与肢体外形的适应能力和提高骨折外固定的治疗效果。且其结构简单，取材容易，具有极大的医用价值和经济价值。

附图说明

图1为本发明夹板装置的层结构示意图。

图2为本发明一个实施例夹板装置的背侧夹板外表面示意图。

图3为本发明一个实施例夹板装置的背侧夹板内表面示意图。

图4为本发明一个实施例夹板装置的掌侧夹板外表面示意图。

图5为本发明一个实施例夹板装置的掌侧夹板内表面示意图。

图6为本发明一个实施例夹板装置组合使用时示意图。

具体实施方式

以下结合一个具体实施例详细说明本发明的技术方案，该实施例仅用于说明本发明的基本构思，并不用来限制本发明的应用，特此说明。

本发明的自适应预塑形夹板装置，包括包覆于肢体骨折之处的至少一个夹板及至少一个弹性约束带，夹板为低温高分子材料按照人体肢体表面形状预制而成，该弹性约束带具有弹性，其间断缠绕于该夹板外侧并将该夹板固定于该肢体骨折之处。

该弹性约束带可由聚酯纤维（例如氨纶）与天然纤维（例如乳胶丝，主要成分是顺式聚异戊二烯）交织而成，或由聚酯纤维（例如氨纶）与其他的化学纤维交织而成，且具有纵向弹性伸长性能的、带有粘扣的狭幅扁形带织物，该弹性约束带能够保持约800g左右的拉力，且能够在一定拉伸范围内拉力保持基本恒定。

本发明夹板装置包括分为对向固定的至少两块夹板，各夹板的表面数个透气孔。

为了更进一步地贴合人体肢体表面形状，其中该夹板内侧表面为适应人体肢体的表面形态，至少部分区段的横向段面设有弧形，即为一个拱式扁壳形的结构，该弧形的弯曲角度和形状与人体骨折处的肢体形态相符合。其中，该夹板的长度按照肢体骨折处所需固定的范围进行预制并塑形，根据肢体骨折类型的固定要求确定所需固定的关节，各夹板的长度不到达所需固定关节的相邻关节，以避免影响相邻关节活动。其中，该夹板至少部分区段的纵向断面按照肢体骨折处肢体表面外形，而形成一定程度的弯曲角度。其中，该夹板的表面宽度随着骨折肢体各处的粗细程度不同而呈不同的宽度，避免夹板固定于肢体后，形成多余的部分累赘部分，或者面积太小无法包覆肢体外周。

本发明夹板装置还可包括于该夹板内侧与人体接触之处设有一层棉质垫衬，以增加夹板与人体的肢体的贴附性及普遍适应性。如图1所示，夹板从外层至最内层依次为具有数个透气孔17的低温高分子夹板A1、尼龙拉毛布A2、海绵A3、毛巾布A4。而在低温高分子材料夹板A1的外侧设有魔术贴13与带粘扣的弹性带或弹性尼龙粘扣带14，该带粘扣的弹性带或弹性尼龙粘扣带14与该魔术贴13结合，间断缠绕于夹板A1的外侧，以将夹板A1环绕固定于该肢体骨折之处。本发明夹板装置也可仅以至少一根弹性约束带来取代魔术贴13与带粘扣的弹性带或弹性尼龙粘扣带14，并不必须设魔术贴13。

本发明进一步的，为避免本发明夹板装置环绕于人体肢体的骨折处时其较薄的边缘可能对皮肤造成的不适，可将夹板四周边缘制成为抹边结构，即略微向外翻的结构。

本发明夹板装置，其夹板使用的低温高分子材料较佳可采用聚已内酯（PCL）或乙烯-醋酸乙烯聚合物（EVA）等材料，各夹板可由单一种低温高分子材料制成，也可由几种低温高分子材料复合制成。由于低温高分子材料在室温下具有一定强度，低温下（60℃）即可迅速软化并任意塑形，形变过程可重复，无毒、无味，对皮肤无刺激，可避免长时间使用造成皮肤的过敏等症状。

以下结合人体最为常见的伸直型桡骨远端骨折为例进行说明。本发明用于其他的肢体骨折治疗应用的情形与之大致相同，本领域的技术人员在了解下述的具体实施例之后，均能够了解应用于其他肢体骨折治疗时，如何具体设计和制造本发明的预塑形夹板装置。例如，前臂骨折、踝关节骨折等的治疗，情况相同，因此后面不再详述。

结合图2-4所示，本发明的伸直型桡骨远端骨折自适应预塑形夹板包括背侧夹板1及掌侧夹板2两个部分（图中所示的实施例均是以人体左侧使用的夹板结构为例进行说明）。该背侧夹板1及掌侧夹板2以腕部W为界，分别包括前臂部11（21）和掌部12（22），其中夹板的腕部、前臂部、掌部均以本发明的夹板应用于人体时所对应的解剖部位而定义。其中，背侧夹板1各处的横向断面呈弧形，而掌侧夹板2的前臂部22各处的横向断面呈弧形，其弧形的开口方向朝向人体前臂部，与人体的前臂略呈圆柱的形态相符合。

再结合图6所示，该背侧夹板1的前臂部11和掌部12在腕部W处呈凸向背侧一定程度的夹角（为适应桡骨远端骨折固定要求而使夹板纵向断面呈现弯曲角度），以该背侧夹板1的前臂部11和掌部12的中轴线O1、O1’的夹角θ，如图6所示，可表示前臂部11和掌部12在腕部W所呈的夹角，θ大约为30-50°。同样，掌侧夹板2在腕部W处也呈凸向背侧一定程度的夹角，以掌侧夹板2的前臂部21及掌部22的中轴线O2、O2’的夹角φ, 如图6所示，可表示掌侧夹板2的前臂部21及掌部22在腕部W所呈的夹角，φ大约为30-50°。在设计制作本实施例的背侧夹板1、掌侧夹板2时，该背侧夹板1与掌侧夹板2的夹角θ、φ是依据人体的腕关节自然掌屈位时的掌屈角度来设置其大小的，以符合腕关节掌屈位时肢体表面的自然形态以及人体工学的原理，当背侧夹板1和掌侧夹板2使用于伸直型桡骨远端骨折的某个体病患肢体时，借助弹性约束带的约束作用或者对其进行一定程度的热变形微调塑形处理或两种方式结合使用，可使本发明的夹板装置可完全符合伸直型桡骨远端骨折时对腕关节掌屈位固定要求的形状，有效增加夹板的舒适性及对骨折的固定性能。

本发明的一种实施情况，如图3、图5所示分别为背侧夹板1内表面和掌侧夹板2的内表面的示意图，背侧夹板1和掌侧夹板2的前臂部11（21）大致呈锥形，即远离腕部W的一端向腕部W处宽度是逐渐减小的，减小的幅度与人体的前臂的直径粗细变化相适应。

本发明的一种实施情况，图2与图4所示，进一步的，按照桡骨远端骨折外固定范围的具体要求，可使背侧夹板1的远端121与掌指关节平齐，不影响掌指关节的活动；而背侧夹板1的近端111不超过肘关节，较佳到达前臂的中上位置的2/3处，不至影响肘关节的活动。

当本发明的夹板应用于伸直型桡骨远端骨折的治疗时，可更进一步地根据骨折具体部位，而增加贴合骨折处肢体外形的设计，如图2与图3所示，由于人体前臂的骨骼分为尺骨和桡骨，桡骨茎突和尺骨茎突分别为桡骨和尺骨的末端，并呈骨性突起。由于伸直型桡骨远端骨折患者的骨折远端易于向桡侧移位，因而，本发明的背侧夹板1包括一个桡骨茎突的包绕部15（如图2所示），本发明的夹板在固定于肢体骨折处时，包绕部15于桡侧包绕和固定桡骨茎突，以达到限制骨折端向桡侧移位的作用，同时于背侧夹板1上形成一个容纳尺骨茎突的凹陷部16，该凹陷部16从背侧夹板1的外表面看上去，呈现为一个凸起部，背侧夹板1在固定于肢体骨折处时，该凹陷部16与尺骨茎突突出的表面形状相吻合，“吻合”是指凹陷部16的内表面与尺骨茎突突出的外表面之间具有一定间隙或仅发生接触而不相互压迫，借此，突出的尺骨茎突不受背侧夹板1过度应力压迫，以增加舒适性。

本发明的一种实施情况，掌侧夹板2的远端221到人体手掌的掌横纹处，近端211与背侧夹板1的近端111平齐，与背侧夹板1组合于人体前臂的掌、背侧（如图6所示），以供一起起到防止骨折端向掌侧或背侧移位的作用。掌侧夹板2的掌部22能够支撑人体的手掌，不致使手掌过于悬垂，可固定腕关节于掌屈尺偏位，限制腕关节的活动，从而有效地固定骨折端。

本发明的一种实施情况，当掌侧夹板2与背侧夹板1组合于人体前臂的掌、背侧后，可用一种弹性约束带，间断地缠绕于掌侧夹板2与背侧夹板1的外表面，该弹性约束带具有一定的弹性，随着患者骨折部位的肿胀或消肿而伸长或缩短，可自适应性地调整缠绕的松紧度并维持相对恒定的约束力，避免产生因消肿后的松动而造成夹板固定效能的下降、导致骨折发生再移位的情况，更可避免肢体继续肿胀或医护人员操作不当，使缠绕过紧，而使患者皮肤产生压疮以及肢体远端血循环障碍的状况发生。本发明中，所采用的约束带具有一定的弹性度，可为带粘扣的弹性带或弹性尼龙粘扣带。本发明的弹性约束带可由聚酯纤维（例如氨纶）与天然纤维（例如乳胶丝，主要成分是顺式聚异戊二烯）交织而成，或由聚酯纤维（例如氨纶）与其他的化学纤维交织而成，且具有纵向弹性伸长性能的、带有粘扣的狭幅扁形带织物。

本发明的一种实施情况，再如图6所示，在背侧夹板1外表面设置的数个魔术贴13与一带粘扣的弹性带或弹性尼龙粘扣带14配合，该带粘扣的弹性带或弹性尼龙粘扣带14具有弹性，能够与魔术贴13可拆卸的贴合连接，借此当掌侧夹板2与背侧夹板1组合于人体前臂的掌侧和背侧后，借助带粘扣的弹性带或弹性尼龙粘扣带14与魔术贴13，使背侧夹板1与掌侧夹板2对向紧扣于人体前臂，以固定桡骨远端骨折。较佳的，前臂部分共有3根上述的带粘扣的弹性带或弹性尼龙粘扣带14，掌部部分设有1根上述带粘扣的弹性带或弹性尼龙粘扣带14。

本发明的一种实施情况，本发明的夹板结构，其中的背侧夹板1及掌侧夹板2是选择热塑性塑料制成，较佳选择低温高分子材料所制成。其中，低温高分子材料较佳可采用聚已内酯（PCL）或乙烯-醋酸乙烯聚合物（EVA）等材料，本发明的夹板可由单一种低温高分子材料制成，也可由几种低温高分子材料复合制成。低温高分子材料在室温下具有一定强度，低温下（60℃）即可迅速软化并任意塑形，形变过程可重复，无毒、无味，对皮肤无刺激，避免长时间使用造成皮肤的过敏等症状。

本发明自适应预塑形夹板装置的制作方法，包括：

（1）根据所需固定的肢体部位的人体标准模型参数制作设计模具；该参数至少包括待固定关节的长度、肢体外径宽窄度变化。

（2）以高温低分子材料作为注塑液体于该模具内成型至少一个夹板；

（3）在该夹板上打出均匀分布的透气孔；

（4）于该夹板的外表面间隔固定至少一个魔术贴；

（5）于该夹板内侧粘贴至少一层棉质衬垫。

其中，于步骤（3）之后还可以增加一个热处理塑形步骤，该步骤是对夹板加热，在加热的同时，使夹板形成为横向断面为弧形的扁壳结构，并按照所需固定的关节部位的弯曲度，使夹板于加热时形成弯曲角。需要说明的是，也可于设计模具时，同时考虑所需固定肢体的外周圆表面曲线及长度方向的弯曲程度等参数，而使设计的模具能够一次成型出具有横向弧形断面及纵向弯曲断面的夹板形状。

其中，于热处理塑形步骤的同时或之前，还包括一个边缘“抹化”处理步骤，使夹板的边缘略朝外侧翻边。

本发明相较于现有骨科外固定装置，其技术效果在于：本发明自适应预塑形夹板装置，其夹板采用低温高分子材料按照人体肢体表面形状预制而成，且其内表面的形状和弯曲度符合肢体骨折之处的人体外形，使其能够更好的贴合于人体表面，起到更佳的固定效能、与肢体外形的适应能力和提高骨折外固定治疗效果，其采用的约束带并非传统的约束带，而是弹性约束带，其间断缠绕于该夹板外侧并将该夹板固定于该肢体骨折之处，可使本发明夹板装置在骨折端肢体肿胀与消肿状态下自动调整对骨折端横向固定力的大小，达到夹板自适应性且保持恒定约束力的目的。本发明具有符合人体工学的夹板，更能够有效达到固定骨折的效能，其夹板上所设的透气孔，可减少许多骨折固定过程中的并发症，便于患者关节早期活动。由于其本身是依照人体标准参数进行预制并塑形的，当使用于某个特定的人体时，可能会出现部分不贴附现象，而夹板使用的材料为低温高分子材料，具有热可塑性，通过热吹风等加热处理手段即可将其形状微调塑形至贴合骨折端肢体的形状，使其发挥更佳的固定效能、与肢体外形的适应能力和提高骨折外固定的治疗效果。且其结构简单，取材容易，具有极大的医用价值和经济价值。

本发明首次采用弹性约束带固定的形式，结合低温高分子夹板独特的材料性质,可随骨折端肢体肿胀与消肿状态的变化自动调整对骨折端横向固定力的大小，达到夹板自适应性且保持恒定约束力的目的。既自适应性地调整约束带缠绕的松紧度并维持相对恒定的约束力，达到固定骨折的效能，另外又避免了传统夹板因肢体肿胀加重或消退而引起的固定过紧或过松的问题，便于护理，使用方便，无需在医院进行制作塑形和调整约束带的松紧度，提高了医生的工作效率。本发明的自适应预塑形夹板装置既结合小夹板的良好约束力和石膏的良好贴附性的特点，采取弹性固定的方式，减少传统小夹板的不良因素，显著提高了外固定的固定效能和临床疗效，同时可以避免部分手术，达到无创治疗骨折的目的，很好地解决骨折即时固定、肢体肿胀和肿胀消退三个时期所遇到的问题，减少许多骨折固定过程中的并发症，便于患者关节早期活动。全部设计经模具注塑工艺一次加工而成，使用方便。

Claims (9)

1.一种自适应预塑形夹板装置，包括:包覆于肢体骨折之处的至少一个夹板及至少一个弹性约束带，该夹板为低温高分子材料按照人体肢体表面形状预制而成，该弹性约束带具有弹性，其缠绕于该夹板外侧并将该夹板固定于该肢体骨折之处，该夹板的内侧设有一定厚度的棉质衬垫，该夹板四周边缘为向外翻的结构。

2.如权利要求1所述的自适应预塑形夹板装置，其特征在于：该夹板包括对向固定的至少两块夹板。

3.如权利要求2所述的自适应预塑形夹板装置，其特征在于：各夹板的表面数个透气孔。

4.如权利要求2所述的自适应预塑形夹板装置，其特征在于：该夹板至少部分区段的横向断面呈弧形，其弧形的开口方向朝向人体肢体部位，弧形的弯曲角度和形状与人体骨折处的肢体形态相符合。

5.如权利要求2所述的自适应预塑形夹板装置，其特征在于：该夹板的长度按照肢体骨折处所需固定的范围进行预制并塑形，根据肢体骨折类型的固定要求确定所需固定的关节，各夹板的长度不到达所需固定关节的相邻关节。

6.如权利要求2所述的自适应预塑形夹板装置，其特征在于：该夹板的外表面设有数个魔术贴，该弹性约束带为带粘扣的弹性带或弹性尼龙粘扣带，该带粘扣的弹性带或弹性尼龙粘扣带与该魔术贴结合，缠绕于该夹板的外侧，以将该夹板环绕固定于该肢体骨折之处。

7.如权利要求1-6任一项所述的自适应预塑形夹板装置，其特征在于：该弹性约束带为由聚酯纤维与天然纤维交织而成，或由聚酯纤维与除聚酯纤维之外的其他化学纤维交织而成。

8.如权利要求7所述的自适应预塑形夹板装置，其特征在于：该聚酯纤维为氨纶、该天然纤维为乳胶丝。

9.如权利要求1-6任一项所述的自适应预塑形夹板装置，其特征在于：所述低温高分子材料为聚已内酯或乙烯-醋酸乙烯聚合物。