一种夹板外固定治疗骨折系统装置

摘要

本发明公开了一种夹板外固定治疗骨折系统装置，包括有竹塑夹板，具有一个或二个单元，各个单元的结构为：为多根横排的贴束带与多根纵排的竹塑夹板连接组成的帘形框架结构，其中多个贴束带的起始端连接有弹力带，弹力带上连接有扣环，所述的贴束带的起始端与最外侧的竹塑夹板固定连接，其它的竹塑夹板背面固定有扣襻，所述的贴束带穿过扣襻；在使用状态下，所述的贴束带穿过所述的扣环后折回，所述的贴束带的背面与扣襻背面上分别带有毛面与勾面且相互粘接。本发明不同的弹性模量材料的组合，符合弹性外固定理论的准则要求，在临床使用中统计表示，骨折再移位率由30％降到5-1％，纠正残留畸形满意率100％，远远优于其他夹板和石膏外固定。

权利要求

1.一种夹板外固定治疗骨折系统装置，包括有竹塑夹板，其特征在于：具有一个或二个单元，各个单元的结构为：为多根横排的贴束带与多根纵排的竹塑夹板连接组成的帘形框架结构，其中多个贴束带的起始端连接有弹力带，弹力带上连接有扣环，所述的贴束带的起始端与最外侧的竹塑夹板固定连接，其它的竹塑夹板背面固定有扣襻，所述的贴束带穿过扣襻；在使用状态下，所述的贴束带穿过所述的扣环后折回，所述的贴束带的背面与扣襻背面上分别带有毛面与勾面且相互粘接，或者贴束带的前段与贴束带后段的背面之间分别有毛面与勾面且相互粘接；当具有二个单元时，称之为第一单元和第二单元，第一单元与第二单元的中间部位的竹塑夹板之间通过弯折的连接套连接，所述的弯折的连接套的弯折角度与肘关节或者踝关节或者其它部位的固定定位相适应；所述的竹塑夹板是采用并排的竹条通过PE粘合为一体而成，竹条截面宽0.15-0.75cm，厚0.2-1.5cm，间距为

0.2-0.8cm；所述的竹塑夹板为异向性竹塑夹板，弹性模量根据治疗骨折的不同部位进行设定：针对手指骨折部位，所述的竹塑夹板纵向弹性模量为0.16-0.40Gpa；针对上肢骨折部位：竹塑夹板纵向弹性模量为0.33-0.48Gpa；针对下肢骨折部位：竹塑夹板纵向弹性模量为0.50-0.58Gpa。

2.根据权利要求1所述的夹板外固定治疗骨折系统装置，其特征在于所述的竹塑夹板的表面有棉毡，所述的棉毡与竹塑夹板之间或者棉毡表面粘贴有高分子材料的压垫，所述的压垫和竹塑夹板需要固定的人体部位形状相贴合。

说明书

一种夹板外固定治疗骨折系统装置

技术领域

[0001] 本发明属于夹板外固定治疗骨折这一技术领域，尤其涉及医用生物力学异向材料夹板、压垫、弹力贴束带共同组合制成三维几何结构的弹性外固定系统装置。

背景技术

[0002] 夹板外固定治疗骨折是中医骨伤科的特色已有几千年历史。二十世纪六十年代，我国一些著名医学专家、学者通过大量的临床观察和实验室研究，揭示了夹板外固定治疗骨折的力学原理，拟定了夹板外固定治疗骨折的力学经验值与夹板材料基本物理性能，对这一方法的发展起到了理论上的推动作用。然而我国幅员辽阔，医家就地取材使得夹板种类繁多，杂乱无章，制作随意性、经验性，材料、治疗操作与理论水平极不吻合，仍停留在原始状态。夹板等材料至今不能形成工业化生产，治疗操作仅是一个临时捆扎过程。医者以经验评估外固定的强度，夹板、扎带无关联，材料力学性能不稳定，易疲劳、松散，固定物与骨折端构成不了一个稳定的外固定几何不变体系，产生骨折再移位和畸形愈合的发生。尤其应指出，国内外所有的夹板外固定均无法满足关节部位骨折的治疗要求，现今诸多医家学者正在不懈的努力，但种种因素，夹板外固定治疗骨折在我国尚无法规范化、标准化和现代化。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种符合现代医学科学外固定力学要求，提供一种以“弹性固定”理论为准则的一种夹板外固定治疗骨折系统装置，能可靠的保障骨折愈合的过程。

[0004] 本方案是一种骨折外固定治疗系统，由夹板、压垫、贴束带构成帘状、框架型几何结构装置。

[0005] 一种夹板外固定治疗骨折系统装置，包括有竹塑夹板，其特征在于：具有一个或二个单元，各个单元的结构为：为多根横排的贴束带与多根纵排的竹塑夹板连接组成的帘形框架结构，其中多个贴束带的起始端连接有弹力带，弹力带上连接有扣环，所述的贴束带的起始端与最外侧的竹塑夹板固定连接，其它的竹塑夹板背面固定有扣襻，所述的贴束带穿过扣襻；在使用状态下，所述的贴束带穿过所述的扣环后折回，

[0006] 所述的贴束带的背面与扣襻背面上分别带有毛面与勾面且相互粘接，或者贴束带的前段与贴束带后段的背面之间分别有毛面与勾面且相互粘接；当具有二个单元时，称之为第一单元和第二单元，第一单元与第二单元的中间部位的竹塑夹板之间通过弯折的连接套连接，所述的弯折的连接套的弯折角度与肘关节或者踝关节或者其它部位的固定定位相适应。

[0007] 所述的夹板外固定治疗骨折系统装置，其特征在于所述的竹塑夹板是采用并排的竹条通过PE粘合为一体而成，竹条截面宽0.15-0.75cm，厚0.2-1.5cm，间距为0.2-0.8cm。

[0008] 所述的夹板外固定治疗骨折系统装置，其特征在于所述的竹塑夹板为异向性竹塑夹板，弹性模量根据治疗骨折的不同部位进行设定：针对手指骨折部位，所述的竹塑夹板纵向弹性模量为0.16-0.40Gpa；针对上肢骨折部位：竹塑夹板纵向弹性模量为0.33-0.48Gpa；针对下肢骨折部位：竹塑夹板纵向弹性模量为0.50-0.58Gpa。

[0009] 所述的夹板外固定治疗骨折系统装置，其特征在于所述的竹塑夹板的表面有棉毡，所述的棉毡与竹塑夹板之间或者棉毡表面粘贴有高分子材料的压垫，所述的压垫和竹塑夹板需要固定的人体部位形状相贴合。

[0010] 夹板由竹条、聚乙烯组合制成弧形板状材料，截面厚度0.2-0.8cm，竹宽0.15-0.75cm，厚0.2-1.5cm，间距为0.2-0.8cm，改性聚乙烯弹性模量变化范围在
0.15-0.6GPa间，在经纬方向形成不同的弹性模量，这种弹性模量是依据不同部位骨折移位的倾向力而工业化设定。

[0011] 夹板可根据不同部位剪裁，分前臂、肘关节、上臂、肩关节、腕关节、手、股骨干、膝关节、胫腓骨、踝关节、足定型。以其中一片夹板为主体，用尼龙贴束带横向多段固定组合，尼龙带宽1.5-5cm，贴束带的长度10-60cm，弹力带有指示拉力装置，夹板内面为棉毡，其次竹塑夹板背面有扣襻，贴束带穿入竹塑夹板背面的扣襻可以方便移动。在关节部位棉毡与竹塑夹板间粘贴根据关节不同形态制成的高分子材料垫块，部分夹板纵向两端包覆不同形态的高分子材料垫块。本发明一个单元用于四肢长干骨骨折外固定，组合成为帘状结构装置，二个单元连接通过连接套连接用于关节部位骨折外固定，组合成框架结构装置。根据骨折移位情况，压垫采用发泡高分子材料，中间夹有金属细丝网格、压敏胶离型纸粘贴组合，高度为0.2-2.0cm，可随意剪裁粘贴组合。使用时根据骨折移位情况剪贴压垫，放置于外固定装置中，并调节夹板位置，将内面棉毡贴于皮肤，拉紧尼龙贴束带，由另一端扣环穿出，反扣拉紧后通过毛面与勾面紧贴，剪去多余贴束带。

[0012] 本发明在竹塑夹板经纬方向具有不同的弹性模量，纵向上的刚性有良好的杠杆力和支持力，其弹性模量与人体骨骼相吻合，横向上的柔韧性与肢体服帖，使得横向固定力、约束力均匀传递。尼龙贴束带，弹力材料抗疲劳性能良好，两端弹力带拉长1倍时，其夹板2
下压力为800g/cm，符合夹板外固定经验值，等于或小于静脉压。压垫具有良好抗疲劳性能，可保持长时间弹性模量和体积不变。医者在骨折整复后，使用本装置可迅速的在骨折端形成几何不变体系，这一系统所有材料抗疲劳性能良好，保持力学上的稳定。

[0013] 本发明的弹性模量根据外固定力学需求设定。帘形框架型结构组合，保障力学稳定，安全，可调试，符合个体需求，分段式连接同时在保障约束力均匀分布并最大限度的透气。竹塑夹板之间的间隙，束带不直接捆扎于肢体，最大限度保障血循环，弹力带最大限度的保障了约束力的稳定。

[0014] 竹塑夹板纵横方向不同的弹性模量，在良好的刚性支持力下能与肢体服帖，高分子材料压垫有利于关节部位的成型，使本系统适用于人体四肢关节。

[0015] 本装置保留了中医传统夹板外固定观念，结合现代医学生物力学观念，为夹板现代标准化提供了一个新的思路。

[0016] 本发明不同的弹性模量材料的组合，符合弹性外固定理论的准则要求，所有材料均可以大规模工业化生产，在保持传统夹板外固定观念的同时，又符合现代医学科学的生物力学要求，为夹板外固定骨折这一疗法奠定了通向标准化的基础。在临床使用中统计表示，骨折再移位率由30％降到5-1％，纠正残留畸形满意率100％，远远优于其他夹板和石膏外固定。

附图说明

[0017] 图1随机抽取20组柳木夹板和某型号竹塑夹板弹性模量的比较。

[0018] 图2两种材料的蠕变速率比较。

[0019] 图3不同部位夹板在不同复合比例下对材料弹性模量要求。

[0020] 图4添加剂用量与温度对改性聚乙烯材料弹性模量的影响。

[0021] 图5为本发明单元结构示意图。

[0022] 图6为本发明(二个单元)用于肘关节骨折部位骨折外固定结构图。

[0023] 图7为本发明用于不同部位骨折外固定结构示意图。

[0024] (a)、用于肘关节部位上臂与前臂固定；(b)、用于踝关节部位脚跟与脚底固定；(c)、用于踝关节固定；(d)、用于肩部固定；(e)、置于上臂腋下部位。

具体实施方式

[0025] 参见图5。一种夹板外固定治疗骨折系统装置，包括有异向性材料竹塑夹板1，具有一个单元，单元的结构为：为三根横排的尼龙贴束带2与四根纵排的竹塑夹板1连接组成的帘形框架结构，其中贴束带2的起始端连接有弹力带4，弹力带4上连接有尼龙扣环5，贴束带2的起始端与最外侧的竹塑夹板1固定连接，其它的竹塑夹板1背面固定有扣襻，所述的贴束带2穿过扣襻8；在使用状态下，贴束带2穿过所述的尼龙扣环5后折回，贴束带2的背面有毛面与扣襻8背面上的勾面相互粘接。竹塑夹板1内面为棉毡6覆盖，根据竹塑夹板固定的部位，在棉毡表粘接有发泡材料压垫3，发泡材料压垫3可根据需要随意剪裁粘贴。竹塑夹板1宽度为1-5cm，是采用并排的竹条通过PE粘合为一体而成，竹条采用椭圆柱形竹条，其粗细为2.5*1.5mm。竹塑夹板1的纵向弹性模量根据治疗骨折的不同部位进行设定：针对手指骨折部位，所述的竹塑夹板纵向弹性模量为0.16-0.40Gpa；针对上肢骨折部位：竹塑夹板纵向弹性模量为0.33-0.48Gpa；针对下肢骨折部位：竹塑夹板纵向弹性模量为0.50-0.58Gpa。

[0026] 图6所示是具有二个单元时，第一单元9与第二单元10的中间部位的竹塑夹板1之间通过弯折的连接套7连接，弯折的连接套7的弯折角度与肘关节固定定位相适应。

[0027] 图7中，(a)所示是用于肘关节部位上臂与前臂固定；(b)是用于踝关节部位脚跟与脚底固定；(c)是用于踝关节固定；(d)是用于肩部固定；(e)是置于上臂腋下部位。

[0028] 以下为本发明技术参数的筛选研究。

[0029] 竹塑夹板与柳木板弹性模量比较实验

[0030] 传统柳木夹板由于材料本身的限制存在着弹性模量不稳定，夹板质量由于弹性模量问题彼此之间力学性质相差很大，难以从外观上选择合适的夹板使用。竹塑夹板由于选材同一，加之采用改性聚乙烯材料进行力学性能调节，可以保证夹板在误差允许范围内的力学性能要求。图1随机各选取20组夹板进行力学性能测试进行比较，可见“□”所代表的柳木夹板力学性能参差不齐，在大约4GPa到14GPa间波动，“●”所代表的竹塑夹板显示较小的力学性能波动，在8GPa到10GPa间波动，力学性能稳定在2GPa误差之间，而柳木夹板力学性能波动幅度高达10GPa。

[0031] 竹塑夹板与柳木板蠕变速率比较实验

[0032] 传统柳木夹板由于蠕变速率较大，故对实际使用带来诸多不便。使用最初的10小时，由于蠕变明显，医护人员必须不断跟踪修正夹板位置和紧固程度，由于柳木夹板本身力学性能的不稳定性，难以寻求规律掌握好治疗效果。图2中“□”表示的曲线是柳木夹板蠕变速率情况，“●”表示的曲线是复合材料夹板蠕变速率情况。可见在最初的10小时柳木夹板蠕变速率很大，而复合材料夹板最初的10小时以及后续阶段蠕变速率一直很小，这方便了医护人员的使用。

[0033] 竹塑夹板的弹性模量的研究

[0034] 为了制备各向异性材料，必须研究制备复合材料的第二相材料。目前市场上没有现成的商品材料可以使用。选用PE(聚乙烯)材料作为基材，加入增韧热塑性弹性体材料与增加流动性助剂研发新的助剂材料。达到产品使用要求。

[0035] 纵向弹性模量控制设计。根据夹板使用位置的不同(如上肢部位、下肢部位、手指部位)或使用人群的个体差异(儿童、成人)，需要对弹性模量进行合理的调节。由于采用了材料复合的原理，通过改变PE材料的力学性质达到部分控制夹板的弹性模量的目的。

[0036] ECS＝EPEVPE+EBVB

[0037] ECS：夹板材料弹性模量，EPE：改性聚乙烯材料弹性模量，EB：竹材弹性模量，VPE：改性聚乙烯材料百分宽度，VB：竹材百分宽度，VPE+VB＝1。

[0038] 图3是针对不同部位夹板在不同复合比例情况下的实验研究。以中间一条曲线为例说明(符号“●”表示上肢用夹板)，此条曲线横坐标方向表明改性聚乙烯在复合材料中的所占的宽度比例，纵坐标表达所需的改性聚乙烯材料的弹性模量，在VPE＝0.8时，改性聚乙烯弹性模量必须为0.4583GPa，对于同样上肢用夹板如果改变复合配方比例为VPE为0.65，则要求改性聚乙烯弹性模量必须为0.4103GPa，这就需要根据复合材料的比例构成调节改性聚乙烯弹性模量。对于手指用的(符号“■”)夹板，在比例为0.8时，要求EPE为
0.3542GPa，对于下肢用的(符号“ ”)夹板，在比例为0.8时，要求EPE为0.5625Gpa。

[0039] 本发明解决了这一问题。通过控制塑料增韧剂使用量和温度工艺指标，达到了要求。

[0040] 图4显示了处理温度和增韧剂加入量对改性聚乙烯材料弹性模量的影响情况。图中曲线表示等弹性模量线，曲线上数字是改性聚乙烯材料的弹性模量，单位GPa。分析可见加入增韧剂可以调节聚乙烯材料的弹性模量，随着加入量的增加材料的弹性模量下降。处理温度也有一定的影响，较低的温度表现出较高的弹性模量。图4的矩形工况区域可以得到弹性模量相对大的改性聚乙烯材料，而在椭圆形区域得到弹性模量相对小的改性聚乙烯材料，这样通过适当控制温度和增韧剂比例可以有效控制改性聚乙烯材料弹性模量，从而调节整个复合材料的弹性模量。