CN104540483B - 双密度压力垫 - Google Patents

Abstract

本发明提供了矫形双密度压力垫，该垫被设计来将压力传送到所集中的解剖结构上；这通常是通过借助施加垂直力或向下力的装置来实现的。该垫包括包含相对软的材料的外层和包含刚性材料的内部支撑件，其中内部支撑件通常具有比外层显著更大的硬度。

Description

双密度压力垫

背景技术

本公开涉及一种用于矫形装置的压力垫，该压力垫具有凸起部分和从凸起部分突出的一个或多个突起。已知多种多样的外加支撑件和关节固定支具保护健康的关节和受伤的关节并且促进愈合某些损伤。支撑件和支具常常用于膝部、股部、肘部、腰部、腕部和背部处的损伤和其它医疗问题。某些产品通过向诸如肌腱的解剖结构施加直接压力来治疗此类损伤或医疗问题。这些产品大体具有垫或衬垫以传送力并且提供直接压力。这些垫大体是由刚性材料或软材料构造而成。

发明内容

用于压力垫的刚性材料趋于产生不适，因为它们通常与解剖轮廓不相符，并且可因此带来不舒服的感觉。在典型的肌屈曲状态期间，刚性材料趋于产生一个反作用力的峰值。相反地，包含软材料的垫趋于压缩，从而容易将力分布在更大的区域上并且减小直接力的效果。另外，广泛分布的力可能需要通过带子或其它压力装置提供另外的力的要求，这也可引起不适，或可能切断循环。

本公开提供一种矫形双密度垫，该垫被设计来将压力传送到解剖结构上，这通常是通过借助施加垂直力或向下力的一些形式的装置来实现的。垫包括包含软材料的外层和包含刚性材料的第二内部支撑结构，其中内部支撑结构通常具有比外层显著更大的肖氏硬度A。垫的轮廓符合解剖结构的至少一部分以便产生局部压力以及分布力两者。多种材料密度的使用允许力消散，这可改善使用者肌屈曲时的舒适度。

在一个方面，本公开提供一种用于将压力传送至解剖结构的压力垫，该垫包括：基部；包含刚性材料的内部支撑件，该内部支撑件联接到基部；包含软材料的主体，该主体从基部向外突出并且至少部分地包封内部支撑件；从主体向外延伸的突起，其中突起的至少一个几何特征对应于内部支撑件的至少一个几何特征。

当术语“包括”和其变型在说明书和权利要求书中出现时，这些术语并不具有限制性含义。

词语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可以提供某些有益效果的本发明的实施例。然而，在相同的情况或其它情况下，其它实施例也可以是优选的。此外，对一个或多个优选实施例的表述并不暗示其它实施例不是可用的，并且并非旨在从本发明的范围中排除其它实施例。

如本文所述，应该认为所有数值都由术语“约”修饰。

如本文所用，“一种(个)”、“所述(该)”、“至少一种(个)”以及“一种或多种(一个或多个)”可互换使用。因此，例如，包括“一个”突起的压力垫可解释为包括“一个或多个”突起的压力垫。

另外，本文通过端点表述的数值范围包括该范围内包含的所有数值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。

本公开的以上概述并非旨在描述本发明每一个公开的实施例或每种实施方式。以下描述更具体地例示了例示性实施例。在本专利申请全文的若干地方，通过实例列表提供指导，所述实例可用于各种组合中。在每种情况下，所陈述的列表只是作为代表性的群组，并且不应被解释为对所有情况的穷举。

附图说明

参考附图，将对本发明进行进一步描述，其中在所有若干个视图中，对应的参考符号指示对应的部分，并且其中：

图1描绘了根据本公开的一个实施方式的矫形压力垫的透视图。

图2是图1的压力垫的剖面图。

图3是联接到矫形压力装置的图1的压力垫的侧视图。

图4描绘了根据本公开的另一个实施方式的矫形压力垫的透视图。

图5是图4的压力垫的剖面图。

图6是联接到矫形支撑装置的图4的压力垫的侧视图。

某些描绘的实施例中的层仅是为了进行示意性的说明，并且并非旨在绝对地限定任何部件的厚度(相对厚度或其它方式的)，或位置。虽然上述附图示出了本发明的若干实施例，但正如说明书中所指出的，还可以想到其它的实施例。在所有情况下，本公开仅示例性而非限制性地展示了本发明。应当理解，本领域的技术人员可以设想出许多其它的属于本发明的范围和原理实质内的变型和实施例。

具体实施方式

图1描绘了大体呈椭圆形的压力垫10的一个实施方式，该压力垫10包括垫基部11、从垫基部11突出的凸起主体部分12、以及基本上围绕中心从凸起部分12突出的突起13。虽然图1示出了基本上呈椭圆形的垫基部11、凸起部分12以及突起13，但压力垫10的这些元件可在不脱离本公开的范围的情况下配置成任何几何形状或几何形状的组合，诸如圆形、正方形、矩形、三角形、梯形等，或它们的组合。在某些实施方式中，凸起部分12的设计提供了在解剖结构(例如，位于肘部近侧的肌腱)的一部分上既局部又分布的垂直的、直线压力(压迫)。基本上围绕中心从凸起部分12突出的突起的配置支持突起13针对解剖结构的一部分施加集中压力。

垫10通常被设计来轮廓符合佩戴者的解剖结构的一部分，诸如例如佩戴者的肘部或膝部的至少一部分的曲率。如图1中所描绘，垫10可以为截顶的凹形半圆，其中突起13位于曲面的内部。曲率半径可根据装置将要被佩戴在其上的肢体(例如，腿或臂)以及在该肢体上的位置而改变。当在压迫下佩戴时，曲率可受到调控以向使用者提供舒适度，并且根据所治疗的病症分布力或使力局部化。应当指出的是，本公开的压力垫可在解剖结构的多个区域上使用并且用于各种各样的矫形支撑件、支具和压力装置。对向包括关节的肢体施加压力的任何标引不应解释为限制本公开的范围或有用性。

垫基部11大体由半刚性或非拉伸材料制成。它可包含半刚性或刚性聚合物，诸如尼龙、聚甲醛(POM或“乙缩醛”)、聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)等。垫10还包括设置在突起13近侧并在其下面的内部支撑件14。内部支撑件14至少包括垫10的内部的一部分。在某些实施例中，内部支撑件14包括与突起13具有相同或基本上类似的尺寸和/或几何形状的单一结构。在其它方面，内部支撑件14可包括多个结构(参见例如图5)内部支撑件14优选地包含刚性材料并具有大于70的肖氏硬度A。在某些实施例中，内部支撑件14包含刚性材料并具有大于80的肖氏硬度A。在特别优选的实施方式中，内部支撑件14包含刚性材料并具有大于90的肖氏硬度A。当根据肖氏硬度D标度进行测量时，内部支撑件14通常具有至少为35并且不大于80的硬度。在其它实施例中，内部支撑件14具有至少为50并且不大于75的肖氏硬度D。

内部支撑件14可被模制到基部中或者与垫基部11一体制造。在某些其它实施方式中，内部支撑件14包括与基部11相同的材料，但它是单独产生的。在其它实施方式中，内部支撑件14包括与基部11不同的材料(通常为刚性的或更大刚性的材料)。可通过任何已知的固定机构，包括例如焊接和粘合，将内部支撑件14联接到垫基部的表面。为了增加潜在的使用者舒适度，通常通过形成凸起部分12和突起13的软外层来包封内部支撑件14。在其它实施方式中，内部支撑件14的至少一部分是暴露的或换句话讲形成垫10的外表面。

在其它实施方式中，内部支撑件14未相对于基部11固定。内部支撑件14可至少部分地由以下所述的可压缩软材料包封，使得内部支撑件14“浮”在所述软材料中(即，软材料存在于基部11与支撑件14背对凸起部分的表面之间的空间中)。这些构造允许支撑件14充当嵌入在软材料中的限定位置中的一个或多个小球。在其它实施例中，内部支撑件14置于基部11上，但不另外联接到基部11。

如本领域技术人员可以理解，内部支撑件14相对于基部的高度(以及其它尺寸)可影响硬度和伴随的抗压性。在一些实施例中，内部支撑件14为至少千分之五十英寸。在其它实施例中，内部支撑件14包括至少百分之十英寸的高度。在其它实施方式中，内部支撑件14包括不大于二分之一英寸的高度。

凸起部分12和突起13通常由可压缩软材料诸如热塑性弹性体(TPE)形成，设置在或模制到垫基部11和内部支撑件14的一部分上。除了TPE之外，凸起部分12和突起13可由其它可压缩材料诸如凝胶、泡沫(例如，聚氨基甲酸酯泡沫)、稀薄或粘滞液体、气体、颗粒等或此类材料的组合制成。这种软外层通常在包封内部支撑件14的区域中具有均匀的厚度。凸起部分12和突起13优选地包含具有至少为6的肖氏硬度A的软材料。在某些实施例中，凸起部分12和突起13优选地包括至少为7的肖氏硬度A。在特别优选的实施方式中，凸起部分12和突起13包括至少为8的肖氏硬度A。

凸起部分12和突起13优选地具有不大于35的肖氏硬度A。在某些实施例中，凸起部分12和突起13优选地具有不大于30的肖氏硬度A。在特别优选的实施方式中，凸起部分12和突起13优选地具有不大于28的肖氏硬度A。在某些特别可用的实施方式中，凸起部分12和突起13的肖氏硬度A至少为8并且不大于30。

在使用时，随着施加越来越大的力，在更大的力下内部支撑件14凭借其更大的肖氏硬度A(或肖氏硬度D)初始将不挠曲或不压缩。内部支撑件14的这种抗压性可允许主体12和突起13的软外层下面的局部压力增大。凸起部分12和突起13的柔性材料与解剖结构相符并且提升解剖贴合和舒适度，从而允许随着施加更多的力出现分散的压力和更高的分布力，同时缓和不适。随着施加更大的力，本公开的压力垫通常将产生线性挠曲曲线。因此，垫将允许肌屈曲，同时防止或减轻由更大刚性的垫所特有的更大刚性的垫料或反作用力峰值所引起的锐痛。

图3描绘了适用于与本公开的压力垫一起使用的用于施加垂直力或向下力的示例性装置。矫形压力装置100包括被配置成轮廓符合佩戴者的解剖结构的一部分的曲率的主体120。可调节带子130联接到主体120并且与肢体可释放地接合。可调节带子130通常包括可缠绕肢体并进行固定的柔性束带。带子通常包含相对非弹性的材料(例如，处于张力下具有不超过约30％的拉伸率的材料)，诸如泡沫层合物(例如，包括聚酯内层、聚氨基甲酸酯泡沫以及用于外部耐久性的尼龙平针织物的层合物)或织造棉质或尼龙带子。带子130还可包括接合表面，该接合表面与例如应用到带子的一侧或两侧的“粘扣应用”中的圆毛类似。带子应该足够长以牢固地附着在肢体周围，并且优选地足够宽以使得佩戴舒适。带子的宽度可有助于将施加的周向力绕着佩戴者的肢体分布以使得稳固但舒适地保持装置。

压力装置100包括用于通过压力垫10向肢体施加垂直压力的位移机构110。如图3中所描绘，位移机构包括用于调节垂直力的系带和张紧系统。其它位移机构是可以的，包括在美国专利公布2007/0169378中描述的那些。张紧系统110包括穿过或换句话讲附接到垫和主体的一部分的系带或缆线。系带或缆线在相对的两端处附接到绷紧或张紧机构。一般来讲，张紧机构包括控制件，诸如操纵杆、曲柄或旋钮，其可被操纵以使系带收缩。位移机构110使用线张力来使垫10位移。如果反向力大于施加的张力，则位移机构110将“变形”或允许位移机构减小竖直位移。

在使用时，将装置定位在佩戴者(例如，人或动物患者)身上，使得压力垫10的提供垂直力的区域在将被压迫的软组织上对齐。然后根据患者的舒适度张紧或接合可调节带子130，从而将装置固定到佩戴者的肢体上。随后使用张紧机构110绷紧系带并对软组织提供可调节的垂直力。在获得期望的压迫之前，佩戴者可持续绷紧系带。然后，佩戴者可在任何时候使用可调节张紧机构110来增大或减小压迫，而不需要拆卸带子或连接器。有关矫形压力装置的另外的细节可见于提交于2012年3月27日并且名称为“ORTHOPEDIC PRESSUREDEVICE”的共同未决的国际申请PCT/US2012/030714。其它合适的矫形力递送装置可见于授予Weaver等人的美国专利6,755,800和授予Lamping等人的美国专利6,485,448。

图4描绘了矫形压力垫30的另一个实施方式。压力垫30包括从垫基部突出的主体。主体32包括从主体32的外表面向外突出的接触解剖结构的突起33。如所描绘的，主体32包括凹形表面38和39，使得主体32似蝴蝶结形。压力垫30，包括主体32和任何突起，可被配置成任何几何形状或几何形状的组合，诸如圆形、正方形、矩形、三角形、梯形等，或它们的组合。可优选的是将垫30(包括主体和突起)的接触解剖结构的表面倒圆或软化以在承受压迫时感到舒适。

如通过参考图5可以理解，接触解剖结构的突起32的位置和取向对应于内部支撑件34的相同特征。内部支撑件34可被模制到基部或以其它方式与基部成一体，或可分散在软外层中。接触解剖结构的突起的形状基本上对应于下面的或嵌入的支撑件的形状。合适的内部支撑件形状的示例可包括但不限于多种多面形、平行六面体、拟柱体、平截头棱椎体等，以及它们的组合。例如，特征可为多面形、锥形、截头圆锥形、锥体、截头锥体、球形、部分球形、半球形、椭球体、圆顶形、圆柱形、以及它们的组合。

图5中的内部支撑件34包括圆的横档状形状。中央支撑件，并且因此中央突起，沿与周边支撑件/突起任一者均不同的轴线取向。中央支撑件沿第一基准轴线延伸。周边支撑件沿垂直于第一基准轴线的第二基准轴线延伸。因此，在其中垫30用于向膝部施加压力的某些实施方式中，中央支撑件可对膝盖骨或髌腱提供更高的直接力，同时周边支撑件可稳定膝盖骨轨迹。

如所描绘的，每个内部支撑件34包括相同的高度。在某些情况下，可以优选的是使中央支撑件处于比任一周边支撑件稍大的高度。还可以想到支撑件之中不同高度的其它排列。

内部支撑件34可包含与上述内部支撑件14相同的刚性材料。支撑件可各自包含相同或不同的材料。软外层(诸如TPE、硅氧烷、或适用于上述凸起的突出12的其它材料)可设置在各支撑件34的上方(并且可能设置在其下方)。由于支撑件34之间的空间，软层延伸至基部。这种配置产生具有软层的支撑区域(即，突起)和未支撑区域。在未支撑区域近侧包含支撑区域允许在使用时垫传送更高的局部力，同时未支撑区域与使用者舒适度相符并且为使用者提供舒适度。

如可以理解的，内部支撑件的位置、尺寸和几何形状能够影响垫可吸收的力的量。这些方面可根据将要治疗的病症和期望的解剖接触按需定制或换句话讲设计。例如，对于外侧/内侧上髁炎，可选择内部支撑材料以使得它吸收更高水平的肌屈曲。

包括垫30的支撑带子200描绘于图6中。带子通常包含相对非弹性的材料(例如，处于张力下具有不超过约30％的拉伸率的材料)，诸如泡沫层合物(例如，包括聚酯内层、聚氨基甲酸酯泡沫以及用于外部耐久性的尼龙平针织物的层合物)或织造棉质或尼龙带子。带子200可包括对应于压力垫30上的凹形部分38、39的凹形部分212。对应的凹形部分212可防止不想要的带子材料卡在垫30与佩戴者的解剖结构之间。

带子还可包括接合表面210，该接合表面210与例如应用到带子的一侧或两侧的“粘扣应用”中的圆毛类似。另选地，带子可使用扣环、搭锁、狭槽按钮、粘合剂等来张紧或固定。

带子200应该足够长以牢固地附着在肢体周围，并且优选地足够宽以使得佩戴舒适。可使用本领域中已知的各种方法将垫30附接到带子。垫30可通过纺织物材料40覆盖并且通过附接机构，诸如射频焊接(RF焊接)、缝编、粘合剂等以及它们的组合固定至带子主体。纺织物材料40优选地是柔性的弹性材料，诸如氯丁橡胶。

在使用时，将装置定位在佩戴者(例如，人或动物患者)身上，使得垫30在将被压迫的解剖结构上对齐。然后根据患者的舒适度张紧可调节带子200。在获得期望的压迫之前，佩戴者可持续绷紧带子。在张紧发生之前或之后，可接合紧固机构(例如，扣环)。

本公开的矫形压力垫可在用于治疗以下病症的矫形装置中适用：外侧上髁炎(“网球肘”)、内侧上髁炎(“高尔夫球肘”)、腕管综合征、髌股关节综合征(PFS)、膝盖骨软化(CMP)、软骨软化、膝盖骨脱臼(通常称为膝盖骨肌腱炎)，跳跃者膝(Jumper's knee)、以及其它慢性髌股关节问题。

对于在前臂近侧发生的网球肘，在不影响肘部屈曲的前提下将组装了压力垫的装置在前臂上尽可能靠上定位，并且垂直力接触区域居中定位在伸肌腔前臂肌肉组织上。

对于位于前臂上侧的高尔夫球肘或位于前臂远侧的腕管综合征，在不影响肘部屈曲的前提下将包括本公开的压力垫的装置在前臂腹侧尽可能靠上定位，并且垂直力接触区域相对于屈肌腔前臂肌肉组织居中定位。

对于PFS和CMP，将包括本公开的压力垫的装置在膝盖骨下边缘定位以提供内侧和外侧支撑。

实施例

1.一种用于将压力传送至解剖结构的压力垫，该垫包括：基部；包含刚性材料的内部支撑件，该内部支撑件邻近基部；包含软材料的主体，该主体从基部向外突出并且至少部分地包封内部支撑件；从主体向外延伸的突起，该突起的至少一个几何特征对应于内部支撑件的至少一个几何特征。

2.根据实施例1的压力垫，还包括多个突起。

3.根据实施例2的压力垫，其中多个突起各自包含具有大于35的肖氏硬度D的材料。

4.根据实施例2的压力垫，其中多个突起中的一个包含具有大于50的肖氏硬度D的材料。

5.根据实施例2的压力垫，其中内部支撑件具有至少为35并且不大于75的肖氏硬度D。

6.根据前述实施例中任一项的压力垫，其中内部支撑件嵌入主体中。

7.根据前述实施例中任一项的压力垫，其中内部支撑件不与基部接触。

8.根据前述实施例中任一项的压力垫，包括至少三个内部支撑件。

9.根据前述实施例中任一项的压力垫，其中对应的几何特征包括形状。

10.根据前述实施例中任一项的压力垫，其中对应的特征包括高度。

11.根据前述实施例中任一项的压力垫，其中主体具有至少为8并且不大于30的肖氏硬度A。

12.根据前述实施例中任一项的压力垫，还包括设置在突起和主体的至少一部分上的纺织物。

13.一种用于将压力传送至解剖结构的压力垫，该垫包括：基部；内部支撑件，该内部支撑件包含刚性材料；主体，该主体从基部向外突出并且至少部分地包封内部支撑件；从主体向外延伸的突起，其中突起的形状对应于内部支撑件的形状。

14.根据实施例13的压力垫，其中主体和突起包含软材料。

15.根据实施例14的压力垫，其中软材料具有至少为8并且不大于35的肖氏硬度A。

16.根据实施例13-15的压力垫，其中内部支撑件联接到基部。

17.根据实施例13-15的压力垫，其中内部支撑件嵌入主体中。

18.根据实施例17的压力垫，其中内部支撑件不与基部接触。

19.根据实施例13-18的压力垫，包括多个突起，每个突起对应于内部支撑件。

20.根据实施例13-19的压力垫，其中内部支撑件包括固定在主体中的刚性材料的小球。

21.一种用于将压力传送至解剖结构的组件，该组件包括根据前述实施例中任一项的压力垫和围绕佩戴者的解剖结构的一部分可固定的带子。

本文所引用的专利、专利文献以及出版物的完整公开内容以引用方式全文并入本文，就如同将它们各自单独并入一样。在不脱离本发明的范围和实质的前提下，对本发明的各种变型和更改对于本领域技术人员将是显而易见的。应当理解，本发明不旨在受本文示出的示例性实施例和实例的不当限制，这种实例和实施例仅以举例的方式提供，本发明的范围旨在仅受本文中示出的如下实施例的限制。

Claims (21)

1.一种用于将压力传送至解剖结构的压力垫，所述垫包括：

基部；

相对于所述基部固定且包含刚性材料的内部支撑件，所述内部支撑件邻近所述基部；

包含软材料的主体，所述主体从所述基部向外突出并且至少部分地包封所述内部支撑件；

从所述主体向外延伸的突起，所述突起的至少一个几何特征对应于所述内部支撑件的至少一个几何特征。

2.根据权利要求1所述的压力垫，还包括多个突起。

3.根据权利要求2所述的压力垫，其中所述多个突起各自包含具有大于35的肖氏硬度D的材料。

4.根据权利要求2所述的压力垫，其中所述多个突起中的一个包含具有大于45的肖氏硬度D的材料。

5.根据权利要求1所述的压力垫，其中所述内部支撑件具有至少为35并且不大于75的肖氏硬度D。

6.根据权利要求1所述的压力垫，其中所述内部支撑件联接到所述基部。

7.根据权利要求1所述的压力垫，其中所述内部支撑件的肖氏硬度A大于所述软材料的肖氏硬度A。

8.根据权利要求1所述的压力垫，包括至少三个内部支撑件。

9.根据权利要求1所述的压力垫，其中所述对应的几何特征为形状。

10.根据权利要求1所述的压力垫，其中所述对应的特征为高度。

11.根据权利要求1所述的压力垫，其中所述主体具有至少为8并且不大于30的肖氏硬度A。

12.根据权利要求1所述的压力垫，还包括设置在所述突起和所述主体的至少一部分上的纺织物。

13.一种用于将压力传送至解剖结构的压力垫，所述垫包括：

基部；

内部支撑件，所述内部支撑件相对于所述基部固定且包含刚性材料；

主体，所述主体从所述基部向外突出并且至少部分地包封所述内部支撑件；

从所述主体向外延伸的突起，其中所述突起的形状对应于所述内部支撑件的形状。

14.根据权利要求13所述的压力垫，其中所述主体和所述突起包含软材料。

15.根据权利要求14所述的压力垫，其中所述软材料具有至少为8并且不大于35的肖氏硬度A。

16.根据权利要求13所述的压力垫，其中所述内部支撑件联接到所述基部。

17.根据权利要求13所述的压力垫，其中所述内部支撑件嵌入所述主体中。

18.根据权利要求17所述的压力垫，其中所述内部支撑件的肖氏硬度A大于所述软材料的肖氏硬度A。

19.根据权利要求13所述的压力垫，包括多个突起，每个突起对应于内部支撑件。

20.根据权利要求13所述的压力垫，其中所述内部支撑件包括固定在所述主体中的所述刚性材料的小球。

21.一种用于将压力传送至解剖结构的组件，所述组件包括根据权利要求1或13所述的压力垫和可围绕佩戴者的解剖结构的一部分固定的带子。