способ изготовления иммобилизирующих изделий

Формула изобретения

Способ изготовления иммобилизирующих изделий из жидкой полиуретановой композиции, содержащей смесь простых полиэфиров, катализатор, пеностабилизатор и полиизоцианат, заключающийся в смешивании компонентов, заливке внутрь двухслойной заготовки, равномерном распределении композиции внутри заготовки, вспенивании ее, придании объемной формы деталям путем прибинтовывания их к заданному участку тела пациента, отверждении композиции и окончательной сборке изделия, отличающийся тем, что двухслойную заготовку заранее выкраивают из трикотажного полотна, покрытого с одной стороны полимерной пленкой, при этом деталь первого слоя выкраивают в соответствии с формой и размерами заданного участка тела, а деталь второго слоя выкраивают аналогичной с припусками на толщину заливочного пространства, заливку композиции осуществляют из расчета 0,15-0,4 г/см² заготовки, а распределяют композицию внутри заготовки сразу после заливки до начала процесса вспенивания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ортопедии и травматологии и может быть использовано для изготовления иммобилизирующих изделий (лонгет, ортезов, шин, корсетов и т. д.), применяемых при лечении заболеваний и травм опорно-двигательного аппарата (ОДА).

В современных условиях заболевания ОДА (остеохондрозы, сколиозы и др.) являются одними из самых распространенных, поражают все категории населения, в том числе и детей, причем до 20% страдающих сколиозом заболевают уже в дошкольном возрасте. Поэтому актуальной является разработка ортопедических изделий, предотвращающих развитие деформаций и позволяющих социально реабилитировать таких больных, обеспечивая им нормальные условия жизни.

Основными требованиями, предъявляемыми к изделиям данной группы, являются: надежная фиксация пораженного ОДА в заданном положении, гигиеничность, малая масса, стабильные физико-механические характеристики, удобство использования и обслуживания, эстетичный внешний вид.

Наиболее простым и распространенным является способ изготовления иммобилизирующих изделий из гипсовых бинтов /1/: нагипсованные марлевые бинты шириной от 8 до 25 см замачивают в воде и накладывают на поврежденный сегмент тела свободно, без натяжения, складок и перегибов, таким образом, чтобы каждый новый ход бинта перекрывал половину предыдущего. Всего накладывают от 5 до 10 слоев бинта в зависимости от места наложения и массы тела пациента. Затвердевание гипсовой повязки происходит через 10-15 минут после наложения, высыхает же повязка окончательно за 1-2 дня.

Недостатками данного способа являются:

длительность эндотермического процесса высыхания гипса, приводящая к возникновению у пациента ощущений теплового дискомфорта; значительная масса получаемых изделий; недостаточная ударная прочность гипса; неудовлетворительные эргономические и эксплуатационные характеристики получаемых изделий из-за невозможности их снятия и повторного надевания (невозможность гигиенических обработок как изделия, так и закрытого участка тела); недостаточная информативность рентгеноскопического контроля состояния травмированного участка ОДА из-за рентген-контрастности гипса.

Известен способ изготовления ортопедических изделий (корсетов, ортезов) из пластмассы (полиэтилена, слоистого пластика и т.д.) /2/, заключающийся в следующем:

изготовлении гипсового негатива пораженного сегмента тела (торс, конечности), зафиксированного в заданном положении, из гипсовых бинтов;

изготовлении гипсовой модели (позитива) пораженного сегмента тела отливкой в негатив;

изготовлении деталей корсета (ортеза): на позитиве карандашом намечают границы, с помощью кальки выкраивают заготовки из пластмассы, которые затем разогревают до 135 -145^oC и накладывают на позитив, натягивая края и плотно прижимая руками в течение 2-3 минут, металлические усиливающие детали для корсета изгибают по негативу;

примерке и уточнении контуров деталей на пациенте;

окончательной подгонке и сборке корсета (ортеза).

Недостатками данного способа являются:

длительность цикла изготовления; наличие большого количества технологических переходов, сопровождающихся потерей точности воссоздания исходной объемной формы (пациент - негатив - позитив - деталь - изделие в целом); наличие в корсете металлических деталей, утяжеляющих конструкцию и ухудшающих эстетическое восприятие изделия.

Известны также способы изготовления иммобилизирующих изделий из пластиков с низкой температурой размягчения /3, 4/, заключающиеся в том, что предварительно выкроенный в соответствии с формой заданного сегмента тела лист полимерного материала нагревают до 45-65^oC, накладывают на тело, моделируя его форму, и затем дают остыть до температуры ниже 30^oC, после чего осуществляют окончательную подгонку и сборку (уточнение срезов, присоединение застежек). Недостатком данного способа является неточность воспроизведения одеваемой поверхности геометрически незакономерной формы, какой является торс фигуры человека, поэтому он наиболее приемлем для изготовления изделий простой конфигурации (лонгеты, шины и т.д.).

Наиболее близким техническим решением является способ изготовления иммобилизирующей лонгеты из жидкой полиуретановой композиции /5/. В полиэтиленовый мешок заливают полимерную композицию, которая перемешивается и вспенивается, затем вынимается и прибинтовывается к травмированному участку тела; через 10 минут лонгета затвердевает.

Положительным результатом данного метода является простота и удобство изготовления, малая масса, рентген-негативность и высокая механическая прочность получаемых изделий. Недостатком способа является нерастяжимость и плохая деформируемость полиэтиленового мешка, поэтому получение объемной формы изделия осуществляется из плоской заготовки только за счет механических деформаций при ее изгибании, что затрудняет изготовление изделий сложной, геометрически незакономерной формы, например, корсетов.

Общим недостатком всех рассмотренных способов является то, что они не позволяют получать изделия, точно повторяющие сложную форму поверхности торса фигуры (корсеты), без дополнительных технологических операций.

Техническим результатом данного изобретения является создание способа получения изделий любой объемной формы, обладающих высокими физико-механическими и эргономическими характеристиками, непосредственно на теле пациента, исключая технологические переходы "пациент - негатив - позитив".

Сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления иммобилизирующих изделий из жидкой полиуретановой композиции, содержащей смесь простых полиэфиров, катализатор, пеностабилизатор и полиизоцианат, заключающемся в смешивании компонентов, заливке в двухслойную заготовку, равномерном распределении внутри заготовки, вспенивании композиции, придании объемной формы детали путем прибинтовывания к заданному участку тела, отверждении композиции и окончательной сборке изделия, согласно изобретению двухслойную заготовку выкраивают и обрабатывают заранее из трикотажного полотна, покрытого с одной стороны (внутренней для оболочки) полимерной композицией, образующей непроницаемую для полиуретана пленку, не ухудшающую деформационную способность трикотажа, при этом деталь первого слоя выкраивают в соответствии с формой и размерами заданного участка тела, а деталь второго слоя выкраивают аналогичной с припусками на толщину заливочного пространства, заливку композиции осуществляют из расчета 0,15-0,4 г/см² заготовки, а распределяют композицию в жидкой фазе, до начала процесса вспенивания.

Все это позволяет наиболее полно использовать эластические свойства полиуретана в вязкотекучем состоянии, включить в процесс формообразования деформации растяжения, что в конечном итоге обеспечивает идентичность объемной формы корсета одеваемой поверхности. При этом с поверхностью тела пациента контактирует только трикотаж, что способствует улучшению тактильного восприятия и повышению гигиенических характеристик готовых изделий. Кроме этого, при данном способе изготовления изделие можно проектировать состоящим из нескольких деталей, имеющих свое заливочное отверстие и соединенных между собой с помощью швов, застежки-молнии, эластичной ленты, застежки типа "крючки и петли", шнуровки и т.д., а уточнение их формы и взаимного расположения осуществлять сразу после раскроя трикотажных заготовок во время примерки на пациенте до заливки полиуретана. Это обеспечивает упрощение объемной формы отдельных деталей, удобство надевания и снятия готового изделия, возможность его дополнительной подгонки на пациенте в процессе эксплуатации.

Перечень фигур графических изображений:

фиг.1 - внешний вид объемной модели для лабораторной апробации способа;

фиг.2 - разрез по линии А-А модели с фиг.1 в оболочке;

фиг.3 - лекало детали внутреннего слоя оболочки модели;

фиг.4 - лекало детали наружного слоя оболочки модели:

фиг. 5 - общий вид корсета для девочки 4 лет, полученного данным способом;

фиг. 6 - общий вид корсета для девушки 15 лет, полученного данным способом.

Примеры осуществления способа.

Способ апробирован в лабораторных условиях при изготовлении жестких оболочек модели, имеющей сложную объемную форму (фиг. 1).

На трикотажное полотно, имеющее растяжимость, _x =36,4%, _y =16,2%, наносили из раствора полиуретановую пленку толщиной 0,5 микрон или пленку из каучукового латекса толщиной 1,0 микрон, после чего растяжимость дублированного полотна стала _x =15,8-22,9%, _y =6,7-14,2%. Из полотна выкраивались детали внутреннего слоя оболочки в соответствии с разверткой модели (фиг.2) и детали наружного слоя с учетом припусков на толщину полиуретановой композиции в вязкотекучем состоянии, которые соединялись между собой с помощью герметичных ниточных швов.

Деформационные характеристики пакета "трикотажная оболочка с пленочным покрытием + полиуретановая композиция в вязкотекучем состоянии" оценивались по относительной растяжимости образца в продольном и поперечном направлении: _x = 12,4-18,5%, _y =5,1-11,9%, что согласуется с характеристиками дублированных полотен.

Степень точности воспроизведения формы оценивалась сравнением геометрических параметров d1, d2, d3 и стрелы прогиба k исходной модели и полученной оболочки:

наружные диаметры исходной модели d1=80 мм; d2=50 мм; d3=90 мм;

внутренние диаметры полученных оболочек d1^*=81-82 мм; d2^*=53-55 мм: d3^*= 91-92 мм;

стрела прогиба наружной поверхности исходной модели k=17 мм;

стрела прогиба наружной поверхности полученных оболочек k^* =13-16 мм.

Полученные результаты говорят о достижении стабильно высокой точности воспроизведения сложной геометрической поверхности при использовании данного способа.

При этом плотность полученных образцов составляет 250-400 г/л, что в 12-20 раз меньше гипсовых, в 2-2,5 раза - полиэтиленовых и поливика.

Способ апробирован в клинических условиях при изготовлении корсетов для детей с заболеваниями ОДА в возрасте от 4 до 17 лет (фото 1 и 2). Корсеты, состоящие из спинки и двух полочек, предварительно выкраивались и временно собирались из одного слоя трикотажного полотна с пленочным покрытием из каучукового латекса. Во время примерки на пациенте уточнялись контуры деталей, места крепления эластичной тесьмы. Затем по уточненным деталям первого слоя выкраивались детали второго слоя с припусками на толщину заливочного пространства и на технологическую обработку. Детали первого и второго слоя собирались в виде двухслойных оболочек с помощью герметичных ниточных соединений (фиг. 3), каждая деталь отдельно. Полочки соединялись между собой с помощью застежки-молнии, по боковым срезам к ним крепились детали из эластичной тесьмы.

Полиуретановая композиция, состоящая из смеси простых полиэфиров, воды, катализатора и пеностабилизатора (компонент А) и полиизоцианата (компонент Б) в массовом соотношении 1: 1,1, смешивалась в расчете 0,3 г/см² площади изготавливаемой детали и заливалась внутрь двухслойной оболочки спинки через оставленное необработанным заливочное отверстие в нижнем срезе детали. Спинка укладывалась на плоскость рабочего стола и находящаяся внутри нее композиция равномерно распределялась по всему объему оболочки.

Пациент устанавливался в правильное положение в вытяжной раме. По окончании процесса вспенивания композиции заполненную деталь спинки накладывали на спину пациента и прибинтовывали бинтами, производя необходимое формообразование (изгибание, подтягивание).

Таким же образом заполняли одновременно обе полочки, каждую через свое заливочное отверстие. После распределения и вспенивания композиции деталь переда накладывали на торс пациента, совмещая контрольные знаки на спинке и полочках, и прибинтовывали.

Через 15-20 минут полиуретановая композиция во всех деталях отверждалась, после чего детали полочки и спинки временно соединялись, бинты удалялись и корсет снимался после растегивания застежки-молнии.

Детали полочек и спинки соединялись постоянно с помощью ниточных соединений.

Полученные корсеты имеют точно соответствующую форме тела и медицинским показаниям внутреннюю поверхность, небольшую массу, удобны в эксплуатации.

Источники информации

1. Л.Е.Рухман. Основы ортопедии и протезирования у детей. - Л., Медицина, 1964, с.46 - 55.

2. Функциональные корригирующие корсеты-аппараты ЦНИИПП при сколиозе. Инструкции по назначению, пользованию, изготовлению. - М., 1965, 40 с.

3. Патент США N 4 852 556, МКИ A 61 F 5/04, 1989 г.

4. Патент США N 4 951 656, МКИ A 61 F 5/04, 1990 г.

5. A.C. СССР N 1 503 823, МКИ A 61 L 15/07, 1989 г.