碳纖維在踝足矯形器中的應(yīng)用優(yōu)勢
矯形器是根據(jù)生物力學(xué)原理來改變神經(jīng)肌肉和骨骼系統(tǒng)的機能特性或結(jié)構(gòu)的體外裝置,是用來預(yù)防、矯正畸形,用以治療患者的肢體功能障礙和補償功能缺陷的醫(yī)療器械。
因偏癱引起的松弛性足下垂患者一般會采用足矯形器來糾正異常運動模式,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,能夠使前足在擺動期保持中立位,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,因而有助于提高血液循環(huán)質(zhì)量,對患者的恢復(fù)有重要的作用。從實際需求上看,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、樹脂矯形器、碳纖維矯形器等。其中,一般會采用不銹鋼、鈦合金或碳纖維復(fù)合材料來制作膝踝足矯形器。從患者的體驗度、價格成本及產(chǎn)品自身的性能角度出發(fā),越來越多的醫(yī)療器械廠商更多地傾向于選擇碳纖維復(fù)合材料。
與不銹鋼這類金屬材料相比,碳纖維質(zhì)輕、強度大,重量只有普通鋼材的1/4,但是抗拉強度卻是鋼材的幾十倍,彈性模量也很好。作為纖維增強型復(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,減緩其擴展,因此,對于膝踝足矯形器來說,碳纖維復(fù)合材料的抗疲勞性能遠遠優(yōu)于一般的金屬材料。再者,因為是服務(wù)于患者,所以X射線檢查有時不可避免,碳纖維優(yōu)于金屬材料的另一優(yōu)勢就是X射線透過性能好,其經(jīng)常被用于X射線檢查的床面板之類,因此用其制作矯形器對這類檢查并不會造成障礙。
碳纖維復(fù)合材料在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,憑借強大的可設(shè)計性強,可以根據(jù)廠家的設(shè)計要求通過鋪層方式的不同對矯形器各部位的性能做出相應(yīng)的調(diào)整。我們無錫智上新材料科技有限公司為客戶提供熱固性、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、耐腐蝕、耐疲勞、蠕變小、無毒性等特征,為患者帶來福音。
以我們的一款碳纖維踝足矯形器為例,整個矯形器高47cm,重量為195g,選取同一個患者為實驗對象,這位患者不佩戴矯形器時行走速度為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、步長方面都有顯著的改善。實驗證明,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)。通過臨床對比發(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,強度更好,而且碳纖維材料所獨有的儲能作用,使患者在行走時更加省力、自如。
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