NO121007B - - Google Patents

Description

Herdbart materiale for støttebandasjer

og lignende ortopediske artikler.

Oppfinnelsen angår herdbare materialer for ortopedisk anvendelse.

Det er blitt erkjent at stive ortopediske bandasjer for anvendelse ved behandling av benbrudd og andre tilstander som krever at legemsdelene holdes i ro, med fordel kan fremstilles fra plast-eller armerte plastmaterialer. Det er en rekke fordeler forbundet med anvendelse av stive plastbandasjer i forhold til anvendelse av de mer vanlige materialer, som gips. En stiv plastbandasje er i alminnelighet ugjennomtrengelig overfor vann, har lav vekt,

er særpreget ved et hoyt styrke/vektforhold og er praktisk talt helt gjennomtrengelig for røntgenstråler, hvorvéd delen kan rontgenunder-sokes efter at den stive plastbandasje er blitt anbragt.

Tidligere har imidlertid anvendelsen av plastmaterialer for stive ortopediske bandasjer vært begrenset på grunn av vanskeligheter med å påfore plastmaterialet på legemsdelen. De stive plastbandasjer er hittil blitt formet under anvendelse av en plastimpreg-nert vevnad eller et stoff som er blitt lagt på legemsdelen mens plastmaterialet har befunnet seg i flytende eller halvflytende tilstand.

Ifolge en foreslått fremgangsmåte for fremstilling av en stiv plastbandasje in situ anvendes en tverrbindingsteknikk ved værelsetemperatur ved anvendelse av polyester-, acryl-, epoxy- eller urethanharpikssystemer som kan katalyseres ved tilsetning og til-blanding av visse katalytiske midler eller copolymermidler. Den kata-lyserte harpiks kan så anvendes for impregnering av armeringsduken.. Denne må imidlertid legges på legemsdelen i lopet av et par minutter da geldannelse hurtig inntrer. Selv om denne fremgangsmåte i enkelte tilfeller kan være praktisk, krever den stor dyktighet og lang tid for avbalansering og blanding av bestanddelene og for påforing av den klebrige harpiks på armeringsduken. Påforingen av den våte masse på legemet for fremstilling av den stive bandasje er også vanskelig og upraktisk. Dessuten er en rekke av de harpiks-dannende materialer giftige i flytende tilstand. Anvendelsen av disse er derfor ikke praktisk og i virkeligheten uaksepterbar for den praktiserende lege.

Ved en annen foreslått fremgangsmåte for påforing av stive plastbandasjer anvendes en for-katalysering og utvikling av en såkalt "B"-tilstand i harpikser hvor systemet bringes til en tilstand i hvilket det impregnerte stoff har en rimelig lagringstid.

Ved anvendelse av varme kan reaksjonen og polymeriseringen gjores fullstendig. Et stoff impregnert med torr harpiks som er blitt bragt til "B"-tilstanden, kan således lett vikles på plass på legemsdelen. Den. inodvendige varmemengde og tid ved anvendelse av kjente harpikssystemer for å gjore herdeprosessen fullstendig, gjor imidlertid systemet upraktisk spesielt for folsomme pasienter.

Det taes derfor ved foreliggende oppfinnelse sikte på å til-veiebringe herdbare materialer for ortopedisk anvendelse, spesielt for stive bandasjer, med lav vekt uten at det ved deres anvendelse er nodvendig å anvende varme eller de betingelser som er forbundet med en våtleggingsteknikk.

Ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes et herdbart

materiale for stottebandasjer og lignende ortopediske artikler, bestående av et fibermateriale impregnert med et herdbart, organisk materiale, og det herdbare materiale er særpreget ved at det er i det vesentlige tort og at det organiske materiale kan herdes ved ultrafiolett bestråling under dannelse av et hårdt materiale.

Foreliggende materiale er spesielt anvendelig for påforing av enkle, stive, ortopediske bandasjer, men det kan også med fordel anvendes for påforing av annet ortopedisk utstyr, f.eks. støtte-skinner .

Det ved ultrafiolett bestråling herdbare, organiske materi-

ale kan påfores på fibermaterialet, herefter kalt "stoff", på en rekke forskjellige måter. Stoffet kan for eksempel.ganske enkelt dyppes i en polymeropplosning og derefter torkes for det anbringes på legemsdelen. Stoffet kan også dyppes i polymeren og straks påfores på legemsdelen eller forimpregneres og lagres i egnede pakninger eller beholdere for det påfores på en legemsdel. Selve stoffet kan være et hvilket som helst fibermateriale som vil impregneres av polymeren. Uttrykket "impregnere" som anvendt heri er ment å betegne en tilstand i hvilken polymeren omhyggelig sammenblandes med og omgir stoffets tråder eller fibre, og uttrykket angir ikke nødvendigvis at plastmaterialet må være helt eller delvis absorbert av selve fibrene. Stoffet kan være vevet eller

uvevet, men det vil i alminnelighet ha en forholdsvis åpen strikket struktur, og polymeropplosningen vil flyte inn i områdene mellom stoffets enkeltfibre og stivt bindes til stoffet ved herding ved ultrafiolett bestråling. Selve stoffet er fortrinnsvis fremstilt av bomull, syntetiske fibre eller fiberglass. Det spesielle stoff som velges, vil imidlertid være avhengig av dets anvendelse.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til anvendelse av noe

spesielt ved ultrafiolett bestråling herdbart, organisk materiale. Materialene har den fordel at det ikke er nodvendig med noen

ytterligere kjemisk katalysator og at initieringen av herdingen ikke

er avhengig av forhoyede temperaturer. En rekke polymerer i-som tidligere var uegnede ved fremstilling av ortopedisk utstyr, er således anvendelige ifolge oppfinnelsen. Selv om anvendelse av akselerator og/eller katalysator ikke er nodvendig, kan disse materialer anvendes i visse blandinger for derved å påskynde herdingen av harpiksen når den utsettes for ultrafiolett bestråling.

I alle tilfeller vil de ved ultrafiolett bestråling herdbare harpikser som anvendes ifolge oppfinnelsen, hurtig danne et stivt og/ eller hårdt materiale med lav vekt ved værelsetemperatur, hvorved unngåes nodvehdigheten av varmetilforsel og inntreden av hoye temperaturer som irriterer legemet.

Blant egnede ved ultrafiolett bestråling herdbare, organiske materialer for anvendelse ifolge oppfinnelsen kan for eksempel nevnes materialer som gjennomgår fotokatalytisk polymerisasjon, f.eks. ethylenisk umettede materialer som kan polymeriseres ved fotokatalytisk initiering. I disse materialer er initieringen en reaksjon av forste grad forårsaket ved dobbeltbindingsaktivering, og eventuelle dobbelt -endebindinger aktiveres tiltagende. I alminnelighet er initieringen proporsjonal med monomerkonsentra-sjonen og med kvadratroten av lysintensiteten.

De foretrukne organiske materialer ifolge oppfinnelsen inne-holder en monomer- ethylenisk umettet bestanddel som er istand til å opplose mindre mengder av en fotoinitiator som er aktiv under ultrafiolett lys. Anvendelsen av monomere forbindelser, f.eks. styren alene, er imidlertid i alminnelighet ikke praktisk på grunn av lav viskositet, hoy krympning ved polymerisering, ubehagelig lukt og utilstrekkelig styrke. Av disse og andre grunner kombi-neres en polymer med hoyere molekylvekt, som f.eks. en forenelig polystyrenharpiks, med monomeren for å danne en opplosning som kan være en fast eller en visoks væske.

Av egnede ved ultrafiolett bestråling herdbare, organiske materialer kan for eksempel nevnes en umettet, ikke-katalysert kommersielt tilgjengelig polyester av ikke-anilintypen, d.v.s. i det vesentlige fri for atomatiske aniliner, sammen med som monomer coreaktant en forenelig, ved enden ethylenisk umettet monomer (omfattende f.eks. vinylforbindelser, acrylforbindelser og allylfor-bindelser), som f.eks. styren, methylmethacrylat og triallyl-cyanurat. Monomeren anvendes i alminnelighet i en mengde av 5 - 50

vekt% av polyesteren sammen med 0,002-5 % av en fotoinitiator.

Som ved ultrafiolett bestråling herdbare, organiske materialer kan spesielt nevnes (a)en harpiks omfattende en umettet polyester sammen med en mindre andel av en methacrylpolymer opplost, i et monomert methacrylat og inneholdende en fotoinitiator, og (b)

en harpiks omfattende en umettet polyester, ca. 30 vekt$ styren og ca. 1 vekt$ benzoin.

Av egnede fotokjemiske initiatorer, som også av og til be-tegnes som fotokatalysator, for anvendelse i de ved ultrafiolett bestråling herdbare harpikssystemer ifolge oppfinnelsen kan f.eks. nevnes benzoin, azobisisobutyronitril, 2,2l<->dihyd^oxy-^-,Ll-,-dimethoxybenzofenon og 2,<1>+-dihydroxybenzofenon. Tilsetning av benzoin i en så liten mengde som f.eks. 0,5 % til monomert styren vil ikke påvirke lagringstiden i vesentlig grad dersom materialet ikke belyses. Ved å utsettes for ultrafiolett lys med moderat intensitet oker imidlertid polymeriæringshastigheten inntil ca. 10 ganger hastigheten for styren ikke inneholdende fotoinitiator.

Av andre ved ultrafiolett bestråling herdbare systemer som er egnet for anvendelse ved gjennomføring av foreliggende oppfinnelse, kan for eksempel nevnes de iodoformsensitiserte, herdbare kolloider beskrevet i US patent nr. 1.587.27^, og de metall-carbonylsensitiserte, alifatiske dienumettede langkjedede oljesystemer beskrevet i US patent nr. 1.891.203. Materialer inneholdende iodoform eller andre baktericide midler har den ytterligere fordel at de gir et antiseptisk materiale på det impregnerte stoff. En rekke andre ved ultrafiolett bestråling herdbare polymer-systemer er kjente og egnede for anvendelse ved foreliggende oppfinnelse .

Ethvert lys med hoy nok energi pr. kvantum eller med til-strekkelig kort bolgelengde kan direkte initiere polymeriseringen. Av praktiske grunner i forbindelse med lett tilgjengelige energi-kilder og for å gi en hurtig polymerisering efter at det impregnerte stoff er blitt lagt på legemsdelen, er det onskelig å anvende en fotokjemisk initiator som virker som et absorpsjonsmiddel og frigjbr frie radikaler under ultrafiolett lys i området 3600 Å. Kvikksolvdamputladningslamper, hoyfjellsoler, fluorescerende lamper med spesielle fosforer og sollys er eksempler på vanlige spektral-kilder inneholdende bånd med 3600 Å lysenergi.

Tekstilmaterialer som er impregnert med det ved ultrafiolett ibestråling herdbare harpikssystem, kan foreligge som en kontinuejj-,lig duk eller soai korte eller lange strimler. Den impregnerte

j!jmfnaierbteier rngiakean len vt æfpror å e eeokpn psvelmiepkgeelmel st hda einlne. n tiVbl red dedepdt åe feoar v ribnncasg k. aev 5li,g d08 eå t cm aopnvpovg enikdefe letdfer iebeirm-prtg-

jmateriale på legemsdelen pakkes strimmelen rundt delen på en freaj-jadrettet,, overlappende måte idet det gåes frem med ca. 2,54 cm jpr. omvikling. Når delen er blitt fullstendig innpakket i det j jimpregnerte stoff, utsettes det i kort tid av størrelsesordenen |

5 minutter til 0,5 time for ultrafiolett bestråling. I

■ i Por leggingen av det impregnerte fibermateriale på legems- ;

{delen kan denne også forst dekkes med en trikotvare og/eller en i jplastomhylling soa polyethylen. Når polymeren er blitt herdet, jkan trikotvaren ligge på plass eller fortrinnsvis trekkes ut fra j jinnsiden av den stive bandasje slik at det fåes en stiv bandasje som er fri for materialer som er tilbøyelige til permanent å inne-lukke fuktighet mot huden hvilket kan forårsake hudinfeksjon og/ eller-irritasjon. Fjernelsen av trikotvaren lettes dersom det e4 jtilstede en mellomliggende omhylling av plast for å hindre at den stive bandasjehefter til trikotvaren.

j I de efterfolgende eksempler er alle deler og prosenter ! ibasert på vekt dersom ikke annet er nevnt. !

i i

;EKSEMPEL 1 !

Harpiks A j

Det ble fremstilt en typisk stiv polyester for generell an-j vendelse son folger: En alkydkjele forsynt med oppvarmningsanordninger, turbin-jlignende omrbring, spylegassinnlop, tilbakelopskondensator og itemperaturkontrollerende anordninger ble fylt med 35,07 deler Ifthalsyreanhydrid og 41,71 défcer propylenglycol og^oppvarmet "ved<;>232,2°C inntil det ble nådd et syretall av 15. 25,22 deler maleinsyreanhydrid ble så tilsatt i små porsjoner, og temperaturen i kjelen ble ved avkjoling holdt på 204,4°G i 4 timer» 'Temperaturen ble så senket til 93,3 C.

45,74 deler styrenmonomer og 0,13 deler p-tert.butylcatechol ble blandet og satt til innholdet i kjelen under god omroring. 1,0 del benzoin ble så tilsatt og opplost. Kjelens innhold ble i

så avkjblt og tomt i en metallbeholder.<1>

i EKSEMPEL 2

Harpiks B i

En fleksibel polyester ble fremstilt på lignende måte som i eksempel 1 og inneholdt de fblgende bestanddeler:

Efter at reaksjonen var avsluttet og reaksjonsblandingen av-solt,ble. 46,50 deler triallylcyanuratmonomer og 0,04 deler hydro-jui^on blandet og satt til chargen. 0,5 deler azobisisobutyro-litril ble så tilsatt og kjelens innhold tomt i en lagr.ingsbe-lolder av metall.

EKSEMPEL 3

En polyester som markedsføres under varemerket "Laminac U23" ble kombinert med 1 vsktf» UV50 Sunlight-katalysator fremstilt av U.S. Peroxygen og lagret i en mbrk beholder.

i

I EKSEMPEL 4

En polyester som markedfbres under varemerket "Plaskon 942" ble blandet med 0,5 i» 2,4-dihydroxybenzof enon og lagret i en inetållbeholder.

EKSEMPEL 5

Én polyester som markedsfbres under varemerket "Polylite blodp" ble blandet med 0,5 $ > benzoin opplost i styrenmonomer og jLagret i en lukket! beholder uten tilgang av lys.

i EKSEMPEL 6

En viss mengde av harpiksen A fremstilt ifolge eksempel 1 tie helt inn i en oventil åpen, manualformet stbpeform til en pybde av 3,2 mm for undersbkelse av strekkfastheten. Lys fra eh kvikksblvbluelampe AH^ fra General Electric ble rettet mot formens flytende innhold fra en avstand av 30,48 cm. I lbpet av 30 minutter hadde formens innhold stbrknet på grunn av den ultra-

i ifiolette stråling fra lampen. En lignende undersbkelse uten kvikksblv^lys ga ingen polymerisering selv efter 24 timer.

Undersøkelsen av de således stdpte prdvestykker ga fblgenda resultater:

EKSEMPEL 7 \ i En 50/50 blanding ble fremstilt fra harpiksen A ifolge ' eksempel 1 og harpiksen B ifolge eksempel 2 og herdet av lys fra i en kvikksblvbuelampe i former for fremstilling av strekkf asthets-* prøvestykker. Undersbkelse av stbpestykkene ga følgende resultater: !

EKSEMPEL 8

En strimmel av 0,1624 kg glassfiberduk med en lengde av 1,448 a, en bredde av 0,762 m og en tykkelse av 0,137 mm ble

mettet med harpiks A og fort gjennom valser inntil overskuddet av harpiks var blitt fjernet. Opptaket av harpiks var 40 vekt$. ' Den impregnerte duk ble pakket rundt en sammenfallbar stbpekjerné og utsatt for lys fra en 250 watt . General Electric UA-2 ultrafiolett lampe fra en avstand av 30,48 cm. Efter 20 minutter ble lampen fjernet og den harpiksimpregnerte glaseduk undersøkt. Den viste seg å utgjore en stiv, selvbærende struktur og hadde ikke noe merkbart varmeinnhold. Det kunne ikke merkes noen klebrighet, og efter å ha fjernet stbpekjernen, var roret istand til å understøtte en betraktelig vekt til tross for at det selv hadde en lav vekt.

EKSEMPEL 9

Et 0,113 kg vevet glassfiberbånd med en bredde av 5,08 cm<!>ble impregnert med en opplbsning av harpiksen ifolge eksempel 3 i aceton. Båndet ble fort gjennom valser og gjennom et varmlufts-bad for å fjerne opplbsningsmidlet. Harpikskonsentrasjonen i duken viste seg ved måling å være 34 a/ >. Det noe klebrige bånd j ble så viklet rundt en sylindrisk kjerne med polyethylenbånd an- ; bragt mellom hvert lag for å skille disse. Den oppviklede kjerne! ble så anbragt i en ugjennomtrengelig plastpose og lagret ved + 1,11°C i to måneder. Båndet ble så oppvarmet til værelsetem peratur og spiralformet viklet på en fleksibel stbpekjerne.

Ved å utsettes for ultrafiolett lys fra en hbyfjellsol fra en avstand av 20,32 cm ble det oppnådd en stiv gjenstand som had^e samme form som den fleksible kjerne. Ved undersbkelse av plast-'i . gjenstanden viste denne seg å være stiv, klebefri, meget sterk og av lav vekt.

EKSEMPEL 10

En rull med. 38,1 mm bredt og 0,127 mm tykt, smidig,;'skrått

■\ nyionbånd ble viklet av og kontinuerlig fort gjennom en tank og irundt neddykkede valser. Tanken ble fylt med en 85 $> opplbsning av harpikssystemet ifolge eksempel 4 i dimethylketon. Sammen-jpresningsvalser var anbragt over tanken, og overskudd av harpiks jble fjernet fra båndet efterhvert som det passerte mellom valsene. Et vertikalt tårn med varmluftssirkulasjon ble anvendt for å tbrke båndét for det ble oppviklet på kjerner med mellomlegg av siliconbehandlede papirstrimler som skilte hvert lag fra hver-andre.

i

De oppviklede kjerner ble så anbragt i polyethylenposer Lhvor luften var blitt erstattet med tort nitrogen for de ble luk-iket. Posene ble så anbragt i lukkede, ugjennomskinnelige beholdere, og halvparten av beholderne ble lagret ved en temperatur jav 1,67°C og den annen halvpart ved 21,11°C. Med noen få ukers imellomrom ble en beholder åpnet og en strimmel av det avviklede bånd utsatt for ultrafiolett bestråling for å undersbke systemets lagringsstabilitet. Det viste seg at lagring ved værelsetempera-:tur ga gode resultater for lengere perioder enn tre måneder og :at lagring under avkjbling ga gode resultater for perioder av minst ni måneder.

EKSEMPEL 11

Flere skråttvevede bomullsbandasjer ble impregnert med [harpikssystemet ifolge eksempel 5 på en lignende måte som i<!>eksempel 10.

Det ble valgt en ortopedisk forsbksperson hvis forarm ble jbehandlet ved å anbringe en glattstrikket duk rundt armen. Over • ;denne ble det anbragt og festet med bånd en pute av 12,7 mm tykt, mykt, bbyelig urethanskum. En omhylling av et 0,051 mm tykt fpolyethylenark ble så anbragt over skummet. De forimpregnerte

'bomullsbandasjer ble så lagt over armens tildekkede områder slik

at det ble dannet en omhylling med en gjennomsnittlig tykkelse av 2,5^ mm. En ultrafiolettlampe av medisinsk type ble så anvendt for å bestråle bandasjeoverflåtene fra en avstand av 30,^8 cm.

I lopet av 30 minutter var overflaten hård, stiv og hadde en meget lav vekt. Forsøkspersonen fikk intet ubehag hverken på grunn av varme eller damper. Et røntgenbilde tatt gjennom bandasjen viste ingen hindring overfor røntgenstråler på grunn av den stive bandasje, og dette viser at en røntgenundersøkelse lot seg gjennom-føre i praksis med den stive bandasje på plass;.

Ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes et ortopedisk materiale hvortil kan festes for eksempel bolter, klemmer eller en hvilken som helst annen gjenget eller ugjenget forankrings-eller holdeanordning. Disse anordninger kan anvendes for strek-king, lofting eller opphengning som ved trekking eller for terapi-formål. Utstyret ifolge oppfinnelsen kan ikke bare anvendes på lemmer av det menneskelige legeme, men også på dyrelemmer.

De stive bandasjer kan fjernes med en hvilken som helst av de vanlige anordninger som .anvendes for å fjerne gipsbandasjer, f.eks. ved å anvende en vibrerende sag.

ved at den ethylenisk endeavsluttede, umettede comonomer er styren, methylmethacrylat eller en allylmonomer, fortrinnsvis tr.iallylcyanurat.

6. Materiale ifolge krav 3-5,karakterisert vedat fotoinitiatoren er benzoin, et hydroxybenzofenon eller et azonitril. 7. Materiale ifolge krav 3,karakterisert vedat harpiksen omfatter en umettet polyester sammen med en mindre andel av en methacrylatpolymer opplost i et monomert methacrylat. 8. Materiale ifolge krav 3-6,karakterisert vedat harpiksen omfatter en umettet polyester, 30 vekt$ styren og 1 vekt% benzoin.

Claims (5)

1. Herdbart materiale for stottebandasjer og lignende ortopediske artikler, bestående av et fibermateriale impregnert med et herdbart, organisk materiale,karakterisert vedat det er i det vesentlige tort og at det organiske materiale kan herdes ved ultrafiolett bestråling under dannelse av et hårdt materiale.

2. Materiale ifolge krav 1,karakterisert vedat det ved ultrafiolett bestråling herdbare, organiske materiale omfatter en umettet polyester.

3. Materiale ifolge krav 1 eller 2,karakterisertv ed at det ved ultrafiolett bestråling herdbare, organiske materiale er en harpiks omfattende umettet polyester, en ethylenisk endeavsluttet, umettet comonomer og en fotoinitiator. h.

Materiale ifolge krav 35karakterisert vedat harpiksen omfatter en umettet polyester, 5-50 vekt$, basert på vekten av harpiksen, av en ethylenisk endeavsluttet, umettet comonomer og 0,002-5 vekt$, basert på vekten av harpiksen, av en fotoinitiator.

5. Materiale ifolge krav 3 eller M-,karakterisert