JP3940763B2 - 身体固定材の採型用補助具 - Google Patents

Description

本発明は、人体の一部の型採りを行い、その型材を人体の固定、支持、保護、矯正等を目的として使用する医療、福祉、スポーツ等の分野における身体固定材の、型採りする際の補助具に関する。

従来、人体をベッド、椅子、検査装置等に固定、支持を行う方法として、医療、福祉分野で種々の装具、器具が使用されている。これらの人体の固定、支持、矯正、保護等のための各種装具、器具を容易に製作できる固定材として、湿気硬化型ウレタンプレポリマーでコーティングした粒状体の所定量を粒状体の大きさより小さい開口を有する水透過性包装体で包んだ成形材本体を湿分不透過性容器内に密封した成形材が本出願人らによって提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この成形材を使用するに当っては、湿分不透過性容器を開封して成形材本体を引き出し、この成形材本体を10〜25℃の水の入った水槽に5〜10秒間浸し、水槽より引き上げ、余分の水を切り、粒状体の入った水透過性包装体の上に固定ないし支持すべき人体部分を載せ、人体部分に水透過性包装体をよくなじませ、5〜10分後に人体部分を外し、乾燥させることにより、人体部分に完全に合致した曲面形状を有する固定具ないし支持具を得ることができる。

この成形材を使用して必要部位の型を採るときには、対象部位を水透過性包装体に押し当て、その部位の形状に沿うように水透過性包装体を保持しなければならない。即ち、対象部位と水透過性包装体との接触面に隙間が開かないように、粒状体が硬化して対象部位に相応する形状を維持できるようになるまで、手又はアタッチメントのような用具などで押さえておく必要がある。この作業は特に部位が大きいと極めて手間がかかり、場合によっては一人では困難で、多くの人手を要したり、アタッチメントを使用する場合には何種類も用意しなければならず、準備に手間がかかるという問題点がある。

特開平9−224796号公報（第3頁〜第7頁、図1、図2）

本発明の課題は、上述の固定材の使用時、型採りを容易にすることができる補助具を提供することにある。

上述の課題を解決するため、本発明によれば、湿気硬化型ウレタンプレポリマーでコーティングした粒状体の所定量を粒状体の大きさより小さい開口を有する水透過性包装体で包んだ成形材本体を湿分不透過性容器内に密封した身体固定材の採型用補助具において、湿分不透過性容器の内部にあって成形材本体の外側に成形材本体に対し一体に且つ取り外し可能に配置し手で塑性変形可能な材料で形成した保持機構を備え、湿分不透過性容器から取り出された成形材本体と保持機構とを、成形材本体と採型すべき部分とが密着し保持機構が成形材本体の外側になるように採型すべき部分上に配置し、保持機構の外側から採型すべき部分に対し押圧力を作用させ得るようにする。また、湿分不透過性容器の外部にあって成形材本体とは別体に形成され手で塑性変形可能な材料から成る保持機構を備え、保持機構を湿分不透過性容器から取り出された成形材本体と組合せ、この成形材本体を採型すべき部分と密着するように配置し、保持機構の外側から採型すべき部分に対し押圧力を作用させ得るようにしてもよい。

本発明によれば、補助具の保持機構を指で操作して変形させ、成形材本体を適用部位に合わせ、成形材本体の形状を保持させることによって、樹脂が硬化を開始してから成形材本体が形状を保持できる程度に樹脂が硬化するまでの間手で押さえておくなどの操作を必要とせず、大きな成形材本体を使用するときには特に有用で、人手が少なくても成形材本体の採型すべき部分への適用が容易にできる。また、保持機構は成形材本体への設置の仕方によって、使用後に成形材本体から取り外すことができ、検査等に身体固定材を使用するとき保持機構があると不都合な場合には保持機構を取り外して成形材本体のみで使用したり、同様の部位で採型するとき保持機構を再使用ができる。保持機構を成形材本体に付けたままで使用すると成形材本体の補強になる。更に、補助具の形状を予め成形材本体を設置する椅子、検査装置等の設置部分の形状に合わせておき、その補助具を成形材本体に設置して採型することにより、採型した後成形材本体を設置すべき場所にそのままぴったり合った状態で設置することができる。また、成形材本体の取り扱いが容易になるように、例えば成形材本体の持ち運びや位置調整がし易いように補助具の形状を定めることもできる。

保持機構は、成形材本体と一体に形成し、成形材本体と共に湿分不透過性容器中に封入するようにすることができ、その場合、採型して固定体が得られた後も成形材本体と一体になったままでも、或いは固定体が得られた後は必要に応じ成形材本体から取り外せるようになっていてもよい。また、成形材本体と別体に形成し、成形材本体が湿分不透過性容器から引き出された後、固定材本体と組み合わせるようにすることもできる。具体的には、水透過性包装体に保持機構を例えば両面テープ、接着剤等で予め固定するか、使用時に後付けすることができる。或いは成形材本体の水透過性包装体の表面が面ファスナーの係合可能なものであれば、保持機構に面ファスナーを付けておき、着脱可能にすることができる。

保持機構は手で変形可能で、且つ塑性変形し得るものを使用することができる。好ましくは600N以下の力で変形し得る程度の強度を有し、しかも変形した形状をそのまま保持できる特性を持っているものがよい。その材料としては、アルミニウム、鉄、銅などの金属、プラスチック、例えばポリエチレンを主成分とする合成樹脂、又は金属と天然又は合成樹脂との複合物などで、塑性変形するものを使用することができる。

保持機構の形状については種々のものが可能である。例えばプレート状に形成したものを複数個使用して成形材本体の水透過性包装体を適宜の位置で部分的に支持するようにして包装体に力を作用させ、採型された形状を保持し得るようにすることができる。またメッシュ状に形成し、水透過性包装体を外側から包むようにすることもできる。またシートを所定の形状に形成して一体的な構造のものにしてもよい。その他、ベルト状に形成して水透過性包装体を外側から部分的に縛り、採型された形状を保持するようにしてもよい。また、保持機構は、その形状を予め成形材本体を設置する椅子、検査装置等の設置部分の形状に合わせておき、採型された成形材本体をそのまま設置場所にぴったり合った状態で設置することができるようにし、成形材本体を安定した状態に保持できるようにしてもよい。更に成形材本体の取り扱いが容易になるように、例えば成形材本体の持ち運びや位置調整がし易い形状に保持機構を形成することもできる。

粒状体は、ポリウレタン樹脂と反応しない素材で、湿気硬化型樹脂で被われるため水分含有率の低いことが必要である。使用し得る材料としては有機系材料と無機系材料とがあり、有機系材には、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリスチレン、ポリウレタン、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルホルマール、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂などの単独重合物又は共重合物、酢酸セルロース、セルロース、ゴム等の高分子化合物、また無機系材料には、焼成パーライト、シラスバルーン、多孔質ガラス、中空ガラス、鉱さい、軽石等の多孔質ないし発泡質のものがあり、これらは表面の穴を塞ぐために表面をコーティングしたものでもよい。上述の材料は、有機系、無機系を問わず、１種単独又は２種以上の組み合わせとして使用することができる。

使用する粒状体の比重は、比重が大きいと放射線治療に使用する場合粒状体の放射線吸収のため粒状体を透過した部分と透過しない部分とで人体への照射量に差が生じ、また比重が大きいとそれだけ重さが増すから取扱い上不便となる。従って、粒状体の見かけ比重は1.50以下が好ましく、実用上0.0125〜1.00がより好ましい。また、粒状体の大きさは、大き過ぎると表面の平坦性や採型性等が得られ難く、小さ過ぎると粒状体が密になり水切れ性、通気性、軽量性等が得られ難く、径としては0.05〜10ｍｍ、好ましくは0.5〜5ｍｍである。

粒状体の構造は中実、中空又は発泡体のいずれでもよく、形状はどんなものでも可能であるが、球形で中空又は発泡体が好ましい。球形は他の形状に比べ粒状体が整然と並び、均一な印象性が得られ、通気性も均一となり、水切れがよく、接触点が整然となり、強度が均一となる利点がある。更に仕上がり品はクッション性が得られるという利点もある。

粒状体にコーティングされる湿気硬化型ポリウレタンプレポリマーは、ポリオールとポリイソシアネートとを反応して得られる末端にイソシアネート基を有するものを使用することができる。ポリオールとしては、低分子ポリオール類（例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなど）、またはポリフェノーエル類に、アルキレンオキサイド（例えば、エチレンオクサイド、ピロピレンオキサイドなど）を付加して得られるポリエーテルポリオール：低分子ポリオール類とジカルボン酸（例えば、アジピン酸、フタル酸など）との脱水縮合反応により得られるポリエステルポリオール：ラクトン類（例えばγ−ブチルラクトン、ε−カプロラクトンなど）の開環重合によるポリラクトンポリオール：テトラヒドロフランの開環重合によるポリテトラメチレングリコール：ヒマシ油またはそのアルキレンオキサイド付加物：ブタジエン、イソプレンなどのジエン化合物の重合物であって末端にヒドロキシル基を有するポリジエンポリオールまたはその水添物などが挙げられ、これらは１種単独または２種以上の組み合わせとして使用することができる。

ポリイソシアネートとしては、例えば2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート：ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート：3−イソシアナートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネートなどの脂環式ポリイソシアネート：キシリレンジイソシアネートなどのアリール脂肪族ポリイソシアネート：及びこれらのカルボジイミドイミド変成またはイソシアヌレート変成ポリイソシアネートなどが挙げられ、これは１種単独または２種以上の組合わせとして使用することができる。これらのなかで好ましいのは4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート及びこれらのカルボジイミド変成ポリイソシアネートである。

水透過性包装体は、湿気硬化型ウレタンプレポリマーをコーテイングされた粒状体の所定量を一つの塊にまとめ、操作の際術者及び被術者がウレタンプレポリマーに直接触れることから隔離し、操作を容易にするもので、樹脂と非反応性の素材で、樹脂が湿気硬化性ウレタンプレポリマーであるため水分含有率の低い素材であることが好ましい。その素材としては、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリル、ポリウレタン、スチレン・イソプレン・スチレンコポリマー、ポリアミドその他の合成繊維、レーヨン、スフ、綿、麻その他の再生繊維や天然繊維、ガラス繊維その他の無機繊維などが使用できるが、湿気硬化型ウレタンプレポリマーと反応性があったり水分含有率の高いものは、予め表面を処理して非反応性にしたり、乾燥して水分を除去するとよい。好ましい素材としては、未硬化のウレタンプレポリマーと反応しないポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、スチレン・イソプレン・スチレンコポリマーなどがあり、特に好ましいものとしては、熱シール性を有するポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、スチレン・イソプレン・スチレンコポリマーや、これらのいずれかを混紡した繊維がある。

湿気不透過性容器は、水透過性包装体に外界から湿分が浸入するのを遮断する材料で構成され、素材としては、アルミニウムをポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステルなどの熱可塑性フィルムにラミネートしたフィルム状の包装材料、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリカーボネートなどのプラスチック容器、金属容器などが挙げられる。なお、これらの包装容器へ固定材本体を充填する場合にはできる限り水分が入らないように配慮する必要がある。

次に本発明の実施の形態を図面に示す実施例について説明する。

先ず本発明に使用する成形材本体の例と、その成形材本体を使用して身体固定材を作る方法を図４について説明する。図４ａにおいて、１は粒状体で湿気硬化型ウレタンプレポリマー２でコーティングされ、袋状の水透過性包装体３内に収納され、成形材本体４を形成している。この成形材本体４は更に保管中に水透過性包装体３内に湿分が浸入して粒状体が硬化するのを防ぐため袋状の湿分不透過性容器５内に封入され、全体として身体固定材６を構成する。この身体固定材６を使用して放射線治療用頭部固定材を製作する方法が図４ｂ、cに示されている。先ず身体固定材６の湿分不透過性容器５を開封し、成形材本体４を引き出し、片面約９ｇの水を両面に噴霧し、バスタオル４１を敷いた上に成形材本体４を設置し、その上に患者の頭頸部４２がくるように寝かせ、頭頸部４２の外側に出ている成形材本体４の部分７を手で頭頸部４２の方に寄せるようにして保持し、５〜10分経過したら患者を起こし、乾燥させると、頭頸部４２に完全に合致した窪みを有する形状に硬化した頭頸部固定材が得られる。この成形材本体４を手で保持する作業を本発明による補助具で行わせようとするものである。

図１は本発明の一実施例の、ａは成形材本体の断面図、ｂは成形材本体に保持機構を設置したものの平面図、ｃ、ｄはその使用方法を説明するそれぞれ斜視底面図、側面図である。

ポリオール成分としてPPG-2000（平均分子量2000のポリプロピレングリコール（三洋化成工業社製））750ｇ、ポリイソシアネート成分としてISONATE125M（4,4-ジフェニルメタンジイソシアネート（三菱化成社製））184ｇ、触媒としてUCAT660M（モルホリノエチルエーテル（三洋化成工業社製））60ｇ、安定剤としてp-トルエンスルホン酸−水塩1.3ｇ、消泡剤としてBYK-A525（シリコーン系消泡剤（ビーワイケーヘミー社製））1ｇ、酸化防止剤としてイルガノックス1010（ヒンダードフェノール系酸化防止剤（長瀬チバ））1010ｇ、揺変性付与剤としてゲルオールD（新日本理化社製）0.6ｇを用いて湿気硬化型ウレタンプレポリマーを作製した。この湿気硬化型ウレタンプレポリマー樹脂１の91ｇを30倍発泡ポリスチレンビーズ２の45ｇに均一に混合し、その混合物を樹脂と非反応性の水透過性材料で発泡ポリスチレンビーズの大きさより小さい多数の開口を有するように作った大きさ20×25ｃｍの袋状の包装体３内に封入し、成形材本体４を作製した。この成形材本体４の片面に、保持機構として2ｃｍ×18ｃｍ×1ｍｍのアルミニウムプレート８の４本を図１ｂに示すように両面テープで包装体３の短辺に平行になるように等間隔で設置し、その全体を図４で説明したようなアルミラミネートフィルム等の湿分不透過性材料で作った容器５内に密封し、身体固定材６を作製した。

次にこの身体固定材を使用して図４で説明した頭頸部固定具を作製する方法について説明する。湿分不透過性容器から成形材本体４を引き出し、その両面に水を噴霧する操作は図４で説明したものと同様である。このようにして水透過性包装体３内に水分を浸透させた成形材本体４を、保持機構のアルミニウムプレート８が設置された方が下になるようにして図４で説明したようにバスタオル上に置き、その上に頭頸部を載せ、頭頸部の外側に出ている成形材本体の部分を保持機構のアルミニウムプレート８と共に手で頭頸部に寄せると、アルミニウムプレート８は図１ｃ、１ｄに示すように変形して成形材本体４を矢印（図１ｄ）で示す下側からの押上げ力により支持する形になる。この時点ではまだ樹脂が硬化していないので粒状体に流動性があるが、手を離してもアルミプレート８が形状を維持しているため、それ以上手で押さえておかなくても成形材本体４は患部に密着した状態で保持される。５〜10分後樹脂が硬化した後患者を起こし、成形材本体を乾燥させると、頭頸部に完全に合致した窪みを有する形状に硬化した頭頸部固定具が得られる。保持機構のアルミニウムプレート８はこの時点で除去してもよい。

図２は本発明の異なる実施例の成形材本体の平面図である。図１の実施例と同等部分には同符号を付してある。

実施例１と同様にして成形材本体４を作製し、15ｃｍ×20ｃｍのステンレス製の網９（10メッシュ（縦線及び横線の１インチ当たりの本数）、線径0.44ｍｍ）を粘着剤付きのポリエチレンフィルム（図示せず）で両面被覆したものを両面テープ（図示せず）により成形材本体４の水透過性包装体３の片面に接着した。この成形材本体４を湿分不透過性容器５内に密封して身体固定材６を作製した。この身体固定材６も実施例１と同様に、湿分不透過性容器５から成形材本体４を取り出し、水分を浸透させた後、網９を設置した側を下にして置き、採型時、網９に力を加えて変形させ、成形材本体４を下側から保持するようにすることにより採型操作を容易にすることができる。

図３は本発明の更に異なる実施例の成形材本体の平面図である。図１の実施例と同等部分には同符号を付してある。

実施例１と同様にして成形材本体４を作製し、外形寸法18cm×23cm×1mmのアルミニウム製シート１０から図に示すように中心部分１１の左右にそれぞれ突出した枝部分１２を有する形状に形成した保持機構１３を両面テープにより成形材本体４の水透過性包装体５の片面に接着した。この成形材本体を湿分不透過性容器内に密封して身体固定材を作製した。この身体固定材も実施例１と同様に、湿分不透過性容器から成形材本体を取り出し、噴霧等により水分を浸透させた後、保持機構１２を設置した側を下にして置き、採型時、保持機構1３に力を加えて変形させ、成形材本体４を下側から保持するようにすることにより採型操作を容易にすることができる。

本発明の実施例の、ａは断面図、ｂは平面図、ｃ、ｄはその使用方法を説明するためのそれぞれ斜視底面図、側面図である。 本発明の異なる実施例の平面図である。 本発明の異なる実施例の平面図である。 本発明に使用される身体固定材の、ａは断面図、ｂ、ｃはその使用方法の説明図である。

符号の説明

１ 粒状体
２ 湿気硬化型ウレタンプレポリマー
３ 水透過性包装体
４ 成形材本体
５ 湿分不透過性容器
６ 身体固定材
７ 成形材本体の部分
８ アルミニウム製プレート（保持機構）
９ ステンレス製網（保持機構）
１０ アルミニウム製シート
１１ 中心部分
１２ 枝部分
１３ 保持機構
４１ バスタオル
４２ 頭頸部

Claims (5)

1. 湿気硬化型ウレタンプレポリマーでコーティングした粒状体の所定量を粒状体の大きさより小さい開口を有し且つ湿気硬化型ウレタンプレポリマーと相互に非反応性で低接着性の水透過性包装体で包んだ成形材本体と、この成形材本体を内部に密封する湿分不透過性容器とを備えた身体固定材の採型用補助具であって、湿分不透過性容器の内部にあって成形材本体の外側に成形材本体に対し一体に且つ取り外し可能に配置し手で塑性変形可能な材料で形成した保持機構を備え、湿分不透過性容器から取り出された成形材本体と保持機構とを、成形材本体と採型すべき部分とが密着し保持機構が成形材本体の外側になるように採型すべき部分上に配置し、保持機構の外側から採型すべき部分に対し押圧力を作用させ得るようにしたことを特徴とする身体固定材の採型用補助具。
2. 湿気硬化型ウレタンプレポリマーでコーティングした粒状体の所定量を粒状体の大きさより小さい開口を有し且つ湿気硬化型ウレタンプレポリマーと相互に非反応性で低接着性の水透過性包装体で包んだ成形材本体と、この成形材本体を内部に密封する湿分不透過性容器とを備えた身体固定材の採型用補助具であって、湿分不透過性容器の外部にあって成形材本体とは別体に形成され手で塑性変形可能な材料から成る保持機構を備え、保持機構を湿分不透過性容器から取り出された成形材本体と組合せ、この成形材本体を採型すべき部分と密着するように配置し、保持機構の外側から採型すべき部分に対し押圧力を作用させ得るようにしたことを特徴とする身体固定材の採型用補助具。
3. 保持機構が複数のプレートを組み合わせて構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の身体固定材の採型用補助具。
4. 保持機構がメッシュ状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の身体固定材の採型用補助具。
5. 保持機構が所定の形状のシートにより形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の身体固定材の採型用補助具。

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