[发明专利]包含热塑性基质聚合物和木材颗粒的新型复合材料

说明书

技术领域

本发明通常涉及形成动物或人类身体部位上或周围的结构。更具体而言，涉及矫形夹板材料、方法和设备的领域。本文还描述了使用新型木材-塑料复合材料作为固定断裂的身体部位的夹板/铸件及其套件。

背景技术

在骨骼断裂的情况下，可施加夹板以支撑或固定身体部位。这种夹板通常由弹性绷带包裹且刚性部分不是周围性地包封肢体。传统的夹板技术使用各种材料，包括Paris的石膏(在1854年Crimean战争中首次用于处理战争损伤)，玻璃纤维增强的聚氨酯(DE 26 51 089)，泡沫铝(alumafoam)(US 4,213,452和US 4,153,051；衬垫在具有海绵状泡沫的一侧的铝条)，以及含多个带子(strap)、吊钩(hook)等的复合预成型多层体系(WO 2008/041215，EP 0 393 003，EP 0 407 055)。

所有这些技术的共同点为在安装过程中它们都在一定程度上可模塑的。此外，取决于所用技术，可模塑性以及随后硬化的时间范围变化很大。

尽管成本低廉，传统夹板材料Paris石膏的使用正在减少。这主要是由于其众所周知的缺点，如安置和干燥时间长，施用麻烦，强度低且较重，且由于重量可能十分大而特别是对孩子而言限制了运动。更进一步，在施用石膏绷带期间，用者必须特别小心以避免在柔软的石膏上造成能引起局部区域高压，导致石膏疮伤的压痕。其仍用于一些铸模应用的主要原因为其优异的模塑性能。

基于玻璃纤维增强的聚氨酯树脂的夹板材料被认为是常规Paris石膏铸件的实际代替品且目前广泛地用于处理断裂的身体部位。这些材料重量轻，耐用，防水且往往比传统的基于石膏的材料具有较短的安置时间。

尽管具有这些优点，它们仍远远不是理想的铸型材料。对于承重铸件而言，它们需要数层；它们可能由于反复使用而破裂并可出现尖锐的边缘，潜在引起对皮肤的损伤。基于聚氨酯树脂的材料十分有弹性，因此不会很好地与肢体共形。此外，为避免在施用中形成褶皱，必须使肢体在正确的位置。此外，玻璃纤维/聚氨酯铸型材料含有毒或有害的组分(氰酸盐和玻璃纤维)且必须用保护性手套进行施用。根据部分纤维增强的铸型材料的MSDS，在施用过程中与材料接触的皮肤可能引起发痒、发红、干燥等。

基于Paris石膏和玻璃纤维/聚氨酯的铸型材料的活化基于用水引发的化学反应。因此，一旦反应开始，基于聚氨酯的夹板(US 4,376,438)以及Paris(WO 00/35501)的硬化过程不能停止或中断。因此，如果在安装施用铸件中存在任何延误，则将导致铸型材料的干燥且必须用新的铸件替换。不管这些铸型材料的开发步骤如何，它们仍含有毒和刺激性组分，如氰酸盐和硫酸钙半水合物。为此，非常重要的是，当施用已知材料的铸件时，充分衬垫所有骨突起，以避免皮肤并发症。

开发替代夹板材料的一个前沿趋势为尝试使用不涉及有毒组分的化学反应且在使用前仅需要热处理的材料。这种材料的一个实例在US专利号4,240,415中提出。该材料基于电子辐射的聚己内酯。其可在沸水中加热以赋予其易弯曲性，随后当冷却至室温时硬化。这些类型的材料被推荐用于需要修正或功能性定位的夹板，特别是放射疗法患者的定位和固定。然而，它们缺乏良好的模塑性能和足以用于肢体夹板的刚性。

基于聚合物的夹板材料的刚性和可用性已经通过制造包含增强的天然纤维组分和热塑性聚合物的组合的复合材料而改进(US 2008/0262400，US 2008/0154164，WO 94/03211，EP 0 393 003)。这些出版物公开了将聚合物例如与粒度为至多数百微米的短纤维状纤维素添加剂混合的聚己内酯或聚己二酸六亚甲基酯用于组成复杂的预成型的夹板体系。细颗粒状填料改进了所形成复合材料的操作性能和刚度。应指出的是，需要仍旧相当复杂的结构，如元件网(mesh of elements)，同时将多各特别设计的开口和带子用于固定，以获得整体刚性的夹板体系。

本发明的一个目的是消除涉及常规夹板体系的至少部分问题，以及上文提及的涉及其毒性、结构复杂性或不足以用于肢体和身体肢体夹板的刚性的现有产品的问题。

发明内容

本发明的一个方面为引入新型的，创新的以及环境友好的可生物降解的木材-塑料复合材料，可将其热模塑为动物或人体部分的轮廓。

本发明的另一方面为提出一种包括新型复合材料和加热手段的用于矫形领域的系统。

本发明的又一方面为提出一种将本发明复合材料或本发明系统用作固定动物或人类身体部位的夹板或铸件的新方法。