CN103655017B - 塑形垫 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塑形垫，其包括壳体，所述壳体内设有封闭的空腔，所述空腔内设有填充物，所述壳体由夹层和包裹于夹层内外的弹性层组成，所述夹层的材质为低温热塑性材料，所述填充物为高分子颗粒料。本发明的塑形垫加热后可以塑造成任意形状，填充物加热后具有很好的流动性，冷却后还能保持一定的柔软度，在人体定位器材的应用中可以很好地提升使用的舒适度及贴合度。本发明的塑形垫特别适合于放射治疗或其它高精度的体位固定。

Description

塑形垫

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种塑形垫。

背景技术

低温热塑材料应用于病人体位固定领域可以追溯到上世纪60年代，低温热塑材料在65-70℃的热水中加热软化后，它们可以根据病人目标体位的轮廓塑造成任意形状，通常是治疗师用手把材料轻压到病人目标体位上，让材料自然冷却完成塑形。这种器材在职业治疗的领域中是比较常见的，根据需要，为了提高病人的舒适感，也可以使用带有保护层或者是加上内衬的热塑材料。

在过去，塑料已经成功的在夹板或者其它可塑形材料上应用。聚二烯类物质，像聚异戊二烯和氯丁橡胶，熔点在60℃到100℃之间，结晶硬化温度大约是60℃，这些塑料可以用作制备支撑身体的器材。聚己内酯（PCL）应用在夹板上或者是可塑形材料上有很大的优势。

这类聚合物通过热水中加热，当材料加热到温度范围140℉（60℃）至212℉（100℃）之间时，材料会变软，表面开始粘连，并且很容易就能改变初始形状。这时，可以根据需要，塑形成不同的形状。塑形后的塑料由于冷却结晶而变硬，因此能够作为身体的支撑材料或者是保护器材使用。

用上述材料做成的夹板和塑形材料可以提供一种很好的强度，这决定于该材料冷却之后的硬度和强度。比如说PCL，硬度在45-55（肖氏硬度D），非常适合应用于夹板和可塑形材料，但是这种材料太硬而不适合作为枕头或者是颈部支撑材料，经常加内衬结合夹板应用，缓和夹板本身过硬的触感。

前面所提到的热塑性材料本身并不适合应用于头枕和支撑身体的塑形产品，因为这需要很厚的材料，加热这么厚的材料是不现实的。下面有相关的例子，一张3.2mm厚度的PCL夹板需要在70℃热水中塑化1分钟，而3cm厚的夹板则需要在热水中塑化15分钟，并且需要半小时以上的冷却硬化时间。

矩形（10英寸×10英寸）纯PCL片材在160℉（71℃）的热水中加热，材料加热到用于塑形的柔软度所需时间如下：

从上面的表格中可以看到，材料的厚度并不是与所需要的加热时间呈线性关系的。加热1.6mm厚度片材所需要的时间大约只是3.2mm厚度片料所需要加热时间的三分之一。

在每次放射治疗的过程中，病人照射的部位的精确性对治疗效果是非常重要的，在整个治疗周期中，每次照射的部位保持一致性也非常重要。在这种要求下，低温热塑板（热塑膜）经常作为位置的固定器材使用，使用时，热塑膜加热到70℃，然后在病人的头部或者是其它身体部分在底座上塑形固定，热塑膜必须把病人固定在底座上，治疗通常在专用底座上完成，底座支撑着病人的身体和其它部位。当完成一次治疗后，热塑膜可以移除，当病人再进行下一次治疗时，已塑形的热塑膜可以再次使用，以帮助治疗师再次找到治疗的正确位置。

在放射治疗中，可以使用不同种类的热塑膜协助治疗，包括头部立体固定热塑膜，这是一种能够把病人头顶部到底部固定的面膜。另外，除了应用面膜，固定病人头部的方法还包括使用可塑形垫子或者是头枕。

现有一种固定技术是采用一种弹性体颗粒料与水固化树脂的混合材料，树脂和颗粒料混合物添加到布料袋内，并做成头枕、垫子或者是一些支撑用的器材。使用时只需要把水添加到里面的树脂中，整个器材就会硬化。但是垫子需要储存在一个特殊包装中，保证它在环境中不会受到潮湿等因素影响。当垫子从包装中取出后，使用时添加一定量的水，这时垫子就会开始变硬，把垫子放置在病人的头部或者是其它部位下面，作为一种支撑器材使用。等待垫子硬化后，便成为一种安全可靠的位置固定设备。这种水固化的树脂设备里面含有直径为1-5mm的塑料珠子，并且树脂与这些小颗粒混合，形成一种类似于浆料的材料结构。浆料用布料包裹，阻止材料直接与病人皮肤接触，并且给病人一定的舒适感。需要进行水固化时，让水从布料渗进里面的浆料，水与浆料接触后会激活固化反应，整个器材变硬定型。但是这种设备最大问题是喷撒的水渍会减少患者的舒适性，材料一旦塑形后，便不能够再次塑形成其它形状。另外，这种器材必须储存在干燥地方，并且小心保存直到使用。这种水活化树脂产品也不能够在使用过程中改变它的构型，如果需要位置上的调节，只能换一个新的产品。

另外一种固定方式是使用真空负压袋固定，这种器材里面充满球状的PS小颗粒，小球的直径在1-5mm之间，外面是用密闭布料封装的，有一个抽、排气的装置，使用时，病人躺在这种袋子上，这时候袋子里的小球由于病人身体的压力而分散开，整个袋子根据病人的压力形成一定的形状，最后用真空泵把袋里面的空气抽走，把气嘴封好。这时袋子袋子里面的小球不会再运动，里面保持了真空负压状态，因此使病人固定于某一特定的位置。这种定位的器材虽然可以多次使用，但是并不能够满足每次接受治疗时定位精确匹配的要求。这种真空器材也用在其它的治疗领域中，比方说外科手术。这种器材的一个缺点是很容易被手术刀，注射器或者其它的利器刺穿漏气。只要真空器材出现漏气的情况，那么它的形状就会发生变化，位置也会改变，造成治疗计划的失败。另外，这种器材并没有弹性，舒适性有限，并不适合应用于长时间的使用。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种可塑形的、舒适的、可以重复使用的塑形垫。

具体的技术方案如下：

一种塑形垫，包括壳体，所述壳体内设有封闭的空腔，所述空腔内设有填充物，所述壳体由夹层和包裹于夹层内外的弹性层组成，所述夹层的材质为低温热塑性材料，所述填充物为高分子颗粒料。

在其中一个实施例中，所述低温热塑性材料为聚己内酯、聚异戊二烯或氯丁橡胶中的一种或几种。

在其中一个实施例中，所述弹性层的材料为尼龙、绵伦或棉质材料。

在其中一个实施例中，所述夹层的厚度为1-4mm；所述壳体厚度为1.5-5mm，加热后的伸长率大于150%。

在其中一个实施例中，所述夹层和弹性层通过热合、超声或粘胶方式粘合在一起。

在其中一个实施例中，所述高分子颗粒料为聚苯乙烯颗粒料、ABS颗粒料、尼龙颗粒料、氯丁橡胶颗粒料、聚乙烯颗粒料或聚丙烯颗粒料中的一种或几种。

在其中一个实施例中，所述高分子颗粒料的平均直径为1－8mm，密度为15-17kg/m³，使用温度为38-93℃，加热后的收缩率小于10%。

在其中一个实施例中，所述填充物在60-100℃下的动态粘度为100-500Pa·s。

在其中一个实施例中，所述空腔的体积为0.5-3L。

本发明的原理及优点如下：

本发明塑形垫的壳体是用低温热塑材料内、外层粘合高弹性材料制备成坚硬壳体，壳体内的空腔是通过热合、缝合、超声等方法制备而成。空腔内的填充物为高分子颗粒料，该填充物在不同的温度下具有不同的动态粘度，60-100℃条件下动态粘度为100-500Pa·s。使用时，低温热塑性材料加热到160℉－180℉（70℃－90℃）软化后，填充物在这个温度下粘度小，使用时根据需要推动料粒，塑形垫可塑造成需要的形状；当温度低于60℃后，低温热塑性材料固化成坚硬的壳体，填充物在这个温度下粘度升高，但还具有一定的柔软度，在人体定位器材的应用中可以很好地提升使用的舒适度和贴合度。

本发明塑形垫的壳体所使用的弹性层加热后（60-100℃）的伸长率大于150%，能够很好地满足塑形垫塑形的需求。

本发明的塑形垫可以作为人体或者某一部位的高精确的定位器材，还可以用于保持人体或者是某一部位的姿势，并且把该部位的压力均匀分摊在定位器材上。因此，这种器材适合应用于放射治疗领域或者是其它需要高精度、重复定位的操作过程。

本发明塑形垫可以重复使用，将塑形垫加热到60-100℃材料就会重新软化再次进行塑形操作。

附图说明

图1为本发明塑形垫的横截面示意图。

附图标记说明：

101、弹性层；102、夹层；103、填充物。

具体实施方式

本发明实施例所使用的原材料如下：

低温热塑材料为聚己内酯，购自广州科莱瑞迪医疗器材有限公司；

高分子颗粒料为EPS（可发性聚苯乙烯）颗粒料，又名雪花泥，购自深圳科创有限公司；高分子颗粒料的平均密度为15-17kg/m3，使用温度为38-93℃，加热后的收缩率小于10%；

弹性层的材料为尼龙、绵伦或棉质材料，购自北京金超伦有限公司；

以下结合附图和实施例对本申请做进一步的阐述。

参考图1，本发明实施例一种塑形垫，包括壳体，所述壳体内设有封闭的空腔，所述空腔内设有填充物103，所述壳体由夹层102和包裹于夹层内外的弹性层101（尼龙）组成，所述夹层的材质为低温热塑性材料（聚己内酯），所述填充物为高分子颗粒料（PS颗粒料）。所述夹层和弹性层材料通过热合、超声或粘胶方式粘合在一起。

所述夹层的厚度为1-4mm；所述壳体厚度为1.5-5mm，壳体加热后的伸长率大于150%，空腔的体积为0.5-3L。

所述高分子颗粒料（EPS颗粒料）的平均直径为1－8mm，密度为15-17kg/m³，使用温度为38-93℃，加热后的收缩率小于10%，60-100℃下的动态粘度为100-500Pa·s。

本实施例塑形垫使用时通常采用水箱加热或者是烘箱加热，但并不仅仅限于这两种方式。

对于水浴加热塑形垫的方式来说，水浴加热的水温可以设置在65-80℃，这个温度可以使塑形垫在大约10－15分钟内软化。为了使得塑形垫上的柔软层不变湿，可以用一种不透水的材质包裹在外，加热大约5－10分钟，塑形垫即可到达合适的柔软度。

对于使用对流型的热烘箱加热，加热的温度为70-90℃，加热时间可以稍短些，大概需要8－10分钟。加热时间并不会使得材料发生其它变化。这种设备能够产生比较均匀的热量，由于烘箱内的条件是干燥的，因此无需使用防水阻隔材料。

塑形垫软化后，需要在室温中冷却2-3分钟，然后再放置到需要固定的身体部位上，比如说头部的塑形，塑形垫能够直接对头部和/或者颈部进行塑形。操作中，可以把完成加热后的塑形垫放置在平台上，然后让需要塑形的部位轻轻压在上面。以病人的头部固定举例，这时塑形垫可以放置在合适的硬头枕上，让病人的头部躺在夹板上。这时候，只需要轻轻的按压病人的头部，夹板就会在硬头枕和头部之间发生形变，塑形出比较精确的头部轮廓。由于加热的缘故，夹板会留有余热，许多使用过这种固定器材的病人都表示这种塑形垫材料非常舒适，甚至能让病人心情平和。

专业的医疗人员在操作这种夹板时，需要保持病人的目标部位不动，轻轻的压着塑形垫直到塑形垫在室温中冷却变硬。塑形垫需要经过大约3-4分钟才开始变硬。完全硬化需要大约10-15分钟的时间。如果需要在一些部位上轻微修改，可以在局部位置使用热风枪、风筒或者其它合适的加热源加热。如果需要进行大面积的修整，可以把夹板再次在水浴或是烤箱中加热软化，经过再次加热后，塑形垫会恢复到原来的形状。需要强调的是，加热源加热塑形垫需要有一定的温度，这温度下的塑形垫能够软化到达可塑形的状态。水加热方式需要在夹板上套上防水材料并不是由于潮湿会让材料发生性质上的改变，而是从病人舒适性的角度考虑的。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种塑形垫，其特征在于，包括壳体，所述壳体内设有封闭的空腔，所述空腔内设有填充物，所述壳体由夹层和包裹于夹层内外的弹性层组成，所述夹层的材质为低温热塑性材料，所述填充物为高分子颗粒料，所述填充物在60-100℃下的动态粘度为100-500Pa·s，所述夹层的厚度为1-4mm；所述壳体厚度为1.5-5mm，加热后的伸长率大于150％。

2.根据权利要求1所述的塑形垫，其特征在于，所述低温热塑性材料为聚己内酯、聚异戊二烯或氯丁橡胶中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的塑形垫，其特征在于，所述弹性层的材料为尼龙、绵伦或棉质材料。

4.根据权利要求1-3任一项所述的塑形垫，其特征在于，所述夹层和弹性层通过热合、超声或粘胶方式粘合在一起。

5.根据权利要求1所述的塑形垫，其特征在于，所述高分子颗粒料为聚苯乙烯颗粒料、ABS颗粒料、尼龙颗粒料、氯丁橡胶颗粒料、聚乙烯颗粒料或聚丙烯颗粒料中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述的塑形垫，其特征在于，所述高分子颗粒料的平均直径为1－8mm，密度为15-17kg/m³，使用温度为38-93℃，加热后的收缩率小于10％。

7.根据权利要求1-3、5、6任一项所述的塑形垫，其特征在于，所述空腔的体积为0.5-3L。