碳纖維在踝足矯形器中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
矯形器是根據(jù)生物力學(xué)原理來(lái)改變神經(jīng)肌肉和骨骼系統(tǒng)的機(jī)能特性或結(jié)構(gòu)的體外裝置,是用來(lái)預(yù)防、矯正畸形,用以治療患者的肢體功能障礙和補(bǔ)償功能缺陷的醫(yī)療器械。
因偏癱引起的松弛性足下垂患者一般會(huì)采用足矯形器來(lái)糾正異常運(yùn)動(dòng)模式,輔助其康復(fù)訓(xùn)練,并改善步態(tài)。其中,踝足矯形器就是腦卒中偏癱治療中應(yīng)用較多的下肢支具,其在穩(wěn)定踝部、防止病患者跌倒的同時(shí),能夠使前足在擺動(dòng)期保持中立位,盡可能幫助患者利用能量,因這種足矯形器并不限制肌肉活動(dòng),因而有助于提高血液循環(huán)質(zhì)量,對(duì)患者的恢復(fù)有重要的作用。從實(shí)際需求上看,這種矯形器必須重量輕、耐用性好,還要易于穿脫,能適合患者在穿鞋的情況下使用。
根據(jù)制作材料的不同,矯形器可分為:金屬矯形器、塑料矯形器、橡膠矯形器、樹(shù)脂矯形器、碳纖維矯形器等。其中,一般會(huì)采用不銹鋼、鈦合金或碳纖維復(fù)合材料來(lái)制作膝踝足矯形器。從患者的體驗(yàn)度、價(jià)格成本及產(chǎn)品自身的性能角度出發(fā),越來(lái)越多的醫(yī)療器械廠商更多地傾向于選擇碳纖維復(fù)合材料。
與不銹鋼這類(lèi)金屬材料相比,碳纖維質(zhì)輕、強(qiáng)度大,重量只有普通鋼材的1/4,但是抗拉強(qiáng)度卻是鋼材的幾十倍,彈性模量也很好。作為纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料,用于矯形器的碳纖維復(fù)合材料在斷裂應(yīng)變性方面表現(xiàn)更佳,即便在結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂紋,基體的塑性形變也能使裂紋尖端銳化,減緩其擴(kuò)展,因此,對(duì)于膝踝足矯形器來(lái)說(shuō),碳纖維復(fù)合材料的抗疲勞性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于一般的金屬材料。再者,因?yàn)槭欠?wù)于患者,所以X射線檢查有時(shí)不可避免,碳纖維優(yōu)于金屬材料的另一優(yōu)勢(shì)就是X射線透過(guò)性能好,其經(jīng)常被用于X射線檢查的床面板之類(lèi),因此用其制作矯形器對(duì)這類(lèi)檢查并不會(huì)造成障礙。
碳纖維復(fù)合材料在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,憑借強(qiáng)大的可設(shè)計(jì)性強(qiáng),可以根據(jù)廠家的設(shè)計(jì)要求通過(guò)鋪層方式的不同對(duì)矯形器各部位的性能做出相應(yīng)的調(diào)整。我們無(wú)錫智上新材料科技有限公司為客戶(hù)提供熱固性、熱塑性碳纖維醫(yī)療支架、醫(yī)療器械配件,不僅能將設(shè)計(jì)師的構(gòu)想最大程度地還原,更充分發(fā)揮出碳纖維復(fù)合材料輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、耐疲勞、蠕變小、無(wú)毒性等特征,為患者帶來(lái)福音。
以我們的一款碳纖維踝足矯形器為例,整個(gè)矯形器高47cm,重量為195g,選取同一個(gè)患者為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,這位患者不佩戴矯形器時(shí)行走速度為30±13cm/s,而穿戴上這款碳纖維矯形器后行走速度提升至36±16cm/s,在步頻、步幅、步長(zhǎng)方面都有顯著的改善。實(shí)驗(yàn)證明,被腦卒中患者作為康復(fù)之具的碳纖維踝足矯形器可以有效提高患者的行走能力,改善步態(tài)分析參數(shù)。通過(guò)臨床對(duì)比發(fā)現(xiàn),與聚丙烯塑料踝足矯形器相比,碳纖維踝足矯形器不僅質(zhì)量更輕,強(qiáng)度更好,而且碳纖維材料所獨(dú)有的儲(chǔ)能作用,使患者在行走時(shí)更加省力、自如。
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