Ортопедическое устройство

Полезная модель относится к средствам удовлетворения жизненных потребностей человека, в частности подушкам для использования в медико-профилактических и реабилитационных целях для коррекции и предупреждения патологии позвоночника, последствий травм и переломов, пролежней, нарушений венозного оттока и других патологических состояний.
3
3
Известно анатомическое корригирующее лечебно-профилактическое устройство, состоящее из двухслойного чехла и наполнителя, отличающееся тем, что внутренний слой представлен воздухопроницаемой плотной тканью с шириной ячеек менее 15 мкм, а верхний - антимикробной тканью, а наполнитель представлен смесью из аппретированных и неаппретированных микростеклошариков из натриевоборосиликатного стекла размерами 15-200 мкм, плотностью 0,3 г/см и теплопроводностью 0,07 Вт/с и микростеклошариков из калий-натриевого стекла размерами 50-160 мкм, плотностью 1,2-1,3 г/см, покрытых тонким несплошным слоем кремнийорганического покрытия, находящихся в смеси в соотношении 1:10-1:4. [RU 83700, МПК A61F 5/30, опубл. 20.06.2009].
Известное устройство позволяет при простоте конструкции создавать эффект псевдоплавания и аккумулировать инфракрасное излучение тела, но не может служить универсальным ортопедическим устройством для разных частей тела. Его также затруднительно приспосабливать к различным условиям использования и, главным образом, при использовании в активном состоянии человека.
Наиболее близким к заявленной полезной модели является ортопедическое устройство, характеризующееся тем, что содержит два чехла, размещенные один в другом, наполнитель, при этом внутренний чехол выполнен из воздухопроницаемой ткани с размером ячеек менее 15 мкм, а наружный чехол выполнен из ткани с антимикробными свойствами, при этом наполнитель является смесью из микростеклосфер из натриевоборосиликатного стекла размерами 15 - 200 мкм и микростеклосфер из калий-натриевого стекла размерами 50 - 160 мкм с кремнийорганическим покрытием, находящихся в смеси в объемном соотношении 12:1 - 5:1, при этом внутренний чехол, содержащий наполнитель, выполнен с герметичным соединением краев по его периметру, при этом объем наполнителя меньше максимального объема внутреннего чехла и соотношение объема наполнителя и максимального объема внутреннего чехла находится в диапазоне 1/2 - 2/3. [RU 2393752, МПК A47G 9/10, A47C 27/00, A61F 5/37 A61G 7/07, опубл. 10.07.2010 - прототип].
Описанное выше устройство повышает удобство фиксации тела в расслабленном состоянии путем создания эффекта псевдоплавания, а кроме того, обеспечивает оптимальное прогревание мягких тканей и органов человека путем отражения и перераспределения теплового излучения тела человека. Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает достаточную фиксацию шейного отдела позвоночника в физиологически правильном положении при использовании устройства людьми с диагнозом «остеохондроз позвоночника», что приводит к сохранению болевого синдрома.
Задачей полезной модели является расширение арсенала ортопедических устройств, обладающих профилактическими и оздоровительными свойствами, а также обеспечивающих комфорт человека при фиксации его тела в расслабленном состоянии.
Техническим результатом является снижение болевого синдрома при остеохондрозе позвоночника, сопровождающимся, в том числе, воспалительными процессами.
Технический результат достигается тем, что ортопедическое устройство, содержит внешний чехол и вкладыш, выполненные из воздухопроницаемой ткани, наполнитель, размещенный внутри вкладыша и содержащий микросферы первого типа из натриевоборосиликатного стекла размером 31 - 112 мкм и микросферы второго типа из калий-натриевого стекла с кремнийорганическим покрытием размером 50 - 160 мкм, причем объем наполнителя составляет 1/2 - 2/3 от объема вкладыша, при этом оно дополнительно содержит блок из пенополиуретана, а наполнитель дополнительно содержит микросферы третьего типа из натриево-кальциевого боросиликатного стекла размером 30 - 120 мкм, причем микросферы первого и второго типа находятся в объемном соотношении 3:1 - 15:1, микросферы третьего и второго типа находятся в объемном соотношении 2:1 - 7:1, а объем, занимаемый микросферами первого типа больше объема, занимаемого микросферами третьего типа.
Существует вариант, в котором поверхность блока из пенополиуретана выполнена волонообразной.
Существует вариант, в котором блок из пенополиуретана размещен внутри дополнительного вкладыша из воздухопроницаемой полиэфирной ткани.
Существует вариант, в котором блок из пенополиуретана выполнен перфорированным.
Существует вариант, в котором микросферы первого типа выполнены аппретированными.
Существует вариант, в котором микросферы первого и третьего типа выполнены полыми.
Существует вариант, в котором воздухопроницаемая ткань имеет размер ячеек менее 30 мкм.
На фиг.1 приведен общий вид ортопедического устройства в разрезе в частном варианте осуществления полезной модели.
На фиг. 2 приведена структура наполнителя во вкладыше.
Ортопедическое устройство 1 (фиг. 1) содержит внешний чехол 2 (фиг. 1), вкладыш 3 (фиг. 1, фиг. 2) с размещенным внутри него наполнителем 4 (фиг. 1, фиг. 2), а также блок 5 (фиг.1) из пенополиуретана.
Наполнитель 4 представляет собой смесь микросфер трех типов:
- микросферы 6 (фиг. 2) из натриевоборосиликатного стекла;
- микросферы 7 (фиг. 2) из калий-натриевого стекла с кремнийорганическим покрытием 8 (фиг. 2);
- микросферы 9 (фиг. 2) из натриево-кальциевого боросиликатного стекла.
Вкладыш 3 может быть выполнен из полиэфирной ткани с полиуретановым покрытием, которая обладает воздухопроницаемостью и остается непромокаемой при различных условиях эксплуатации. В частном варианте осуществления полезной модели максимальный размер ячеек 10 (фиг. 2) ткани вкладыша 3 подобран таким образом, чтобы микросферы, имеющие минимальный размер 30 мкм, не высыпались из вкладыша.
Внешний чехол 2 может быть выполнен из фактурной полиэфирной ткани плотного полотняного плетения. Благодаря прочному полотняному переплетению и пропитке, ткань обладает такими свойствами, как износостойкость, непромокаемость, воздухопроницаемость, мягкость и небольшой вес.
При использовании ортопедического устройства голова человека располагается со стороны вкладыша 3 с наполнителем 4.
Известно, что организм человека продуцирует тепловую энергию, излучаемую в виде инфракрасных лучей в диапазоне 3-50 мкм с пиком в 9,6 мкм. С другой стороны, при воздействии на организм инфракрасной энергии с длиной волны 9,6 мкм имеет место явление активного поглощения телом внешней энергии.
Особенностью наполнителя 4 ортопедического устройства 1 является малая теплопроводность и способность к отражению ИК-излучения. В случае реализации полезной модели источником ИК-излучения является организм человека.
Теплопроводность - способность материальных тел проводить энергию (теплоту) от более нагретых частей тела к менее нагретым частям тела путем хаотического движения частиц тела. Количественно способность вещества проводить тепло характеризуется коэффициентом теплопроводности. Эта характеристика равна количеству теплоты, проходящему через однородный образец материала единичной длины и единичной площади за единицу времени при единичной разнице температур (1 К). В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения коэффициента теплопроводности является Вт/(м⋅K). Наполнитель 4 состоит из микросфер 6, 7, 9. В силу того, что микросферы - полые идеальные сферы с малой площадью контакта между собой (соприкасаются они только в одной точке), то это ограничивает передачу тепла между слоями вещества. Кроме того, введение в наполнитель микросфер 9, обладающих меньшей по отношению к микросферам 6, 7 теплопроводностью, которая составляет 0,05 - 0,20 Вт/(м⋅K) при 20°С, позволяет повысить теплоизоляционные свойства наполнителя.
Кроме того, наличие микросфер 6, 7, 9 существенно изменяет отражающие свойства поверхности наполнителя 4, обеспечивая рассеяние попадающего излучения в узком телесном угле, ось которого направлена на излучающий источник.
Таким образом, наполнитель 4 обеспечивает сохранение и отражение ИК-излучения организма, являющегося для него наиболее физиологичным и обеспечивающим улучшение микроциркуляции, а также уменьшение воспалительных процессов, и как следствие снижение болевого синдрома при остеохондрозе.
Блок 5 выполнен из пенополиуретана с мелкоячеистой структурой и открытыми порами сферической формы. Благодаря высокой эластичности вязко-упругого пенополиуретана достигается умеренно-стабильная фиксация шейного отдела позвоночника в физиологически правильном положении, без искривлений и деформаций. Таким образом, снижается нагрузка на шейные позвонки, не создается участков повышенного давления на тело, приводящих к нарушению кровообращения и дискомфорту, и тем самым приводит к снижению болевого синдрома при остеохондрозе.
Кроме того, пенополиуретан обладает свойством «памяти формы», т.е. под воздействием тепла и давления он принимает анатомическую форму головы человека и восстанавливает свою первоначальную форму в течение 10 с после снятия давления с незначительной остаточной деформацией.
В предпочтительном варианте осуществления полезной модели поверхность блока 5 выполнена волнообразной, что позволяет дополнительно повысить комфорт и снизить болевой синдром при ее использовании.
Блок 5 может быть выполнен перфорированным, что улучшает вентиляцию и терморегуляцию ортопедического устройства.
Блок 5 может быть размещен внутри дополнительного вкладыша 11 (фиг. 1) из воздухопроницаемой ткани с целью продления его срока эксплуатации.
Ниже приведена технология изготовления ортопедического устройства.
По выкройке изготавливают вкладыш 3, а также дополнительный вкладыш 11 в частном варианте осуществления полезной модели. Прошивают на швейной машине вкладыш 3 и разворачивают. Затем шов вкладыша 3 проклеивают, частично герметизируют и оставляют остывать в течение 30 - 60 мин. Осуществляют заливку наполнителя 4 во вкладыш 3 при помощи шнекового дозатора. По окончании заливки наполнителя 4 герметизируют оставшуюся часть вкладыша 3. Далее вырезают требуемого размера и формы блок 5 из пенополиуретана. В частном варианте осуществления полезной модели блок 5 размещают в заранее подготовленном вкладыше 11. Проверяют правильность и целостность швов вкладышей 3, 11. Изготавливают внешний чехол 2 по выкройке и прошивают его на швейной машине. Помещают вкладыши 3, 11 в чехол 2, при этом соединяя края вкладышей 3, 11 и чехла 2 по всему периметру. В завершении осуществляют окантовку готового ортопедического устройства 1.
Ниже приведены примеры осуществления ортопедического устройства, изготовленного вышеописанным способом.
Пример 1. Изготовлено ортопедическое устройство, содержащее внешний чехол с размещенными внутри блоком из пенополиуретана и вкладышем с наполнителем. Внешний чехол выполнен из воздухопроницаемой и износостойкой полиэфирной ткани, вкладыш выполнен из воздухопроницаемой полиэфирной ткани с размером ячеек 25 мкм, а наполнитель содержит микросферы первого, второго и третьего типа размером 31, 50 и 30 мкм, соответственно. Объемное соотношение микросфер первого типа и микросфер второго типа составляет 15:1, а объемное соотношение микросфер третьего типа и микросфер второго типа составляет 7:1. При этом объем наполнителя составляет 2/3 от объема вкладыша, а микросферы первого и третьего типа выполнены полыми.
Пример 2. Изготовлено ортопедическое устройство, содержащее внешний чехол с размещенными внутри блоком из пенополиуретана и вкладышем с наполнителем, причем блок из пенополиуретана размещен внутри дополнительного вкладыша из воздухопроницаемой полиэфирной ткани. Внешний чехол выполнен из воздухопроницаемой и износостойкой полиэфирной ткани, вкладыш выполнен из воздухопроницаемой полиэфирной ткани с размером ячеек 20 мкм, а наполнитель содержит микросферы первого, второго и третьего типа, размер которых составляет 65, 80 и 70 мкм, соответственно. Объемное соотношение микросфер первого типа и микросфер второго типа составляет 10:1, а объемное соотношение микросфер третьего типа и микросфер второго типа составляет 3:1. При этом объем наполнителя составляет 3/5 от объема вкладыша, микросферы первого типа выполнены аппретированными и полыми, а микросферы третьего типа выполнены полыми.
Пример 3. Изготовлено ортопедическое устройство, содержащее внешний чехол с размещенными внутри блоком из пенополиуретана и вкладышем с наполнителем. Внешний чехол выполнен из воздухопроницаемой и износостойкой полиэфирной ткани, вкладыш выполнен из воздухопроницаемой полиэфирной ткани с размером ячеек 28 мкм, а наполнитель содержит микросферы первого, второго и третьего типа, размер которых составляет 112, 160 и 120 мкм, соответственно. Объемное соотношение микросфер первого типа и микросфер второго типа составляет 3:1, а объемное соотношение микросфер третьего типа и микросфер второго типа составляет 2:1. При этом объем наполнителя составляет 1/2 от объема вкладыша, а микросферы первого типа выполнены аппретированными.
3
3
Микросферы первого типа обладают плотностью 0,2-0,3 г/см, в то время как микросферы из калий-натриевого стекла обладают более высокой плотностью 1,2-1,3 г/см. Таким образом, в случае, если объемное соотношение микросфер первого типа с микросферами второго типа будет менее 3:1, а объемное соотношение микросфер третьего типа с микросферами второго типа будет менее 2:1, наполнитель не обеспечивает комфортное использование ортопедического устройства, оказывая болевое воздействие на шейный отдел позвоночника за счет присутствия в нем большего количества плотных микросфер второго типа.
Кроме того, при низком содержании микросфер второго типа с кремнийорганическим покрытием, препятствующим слеживаемости микросфер в наполнителе, теплоизоляционные свойства наполнителя снижаются за счет образования крупных агломератов микросфер, обладающих более высокой теплопроводностью. Это происходит в случае, если объемное соотношение микросфер первого типа с микросферами второго типа будет более 15:1, а объемное соотношение микросфер третьего типа с микросферами второго типа будет более 7:1.
В случае, если объем наполнителя составляет менее 1/2 от объема вкладыша, наполнитель перераспределяется в краевую область устройства и, как следствие, снижается благоприятное физиологическое воздействие отраженного от наполнителя ИК-излучения на шейный отдел позвоночника.
В случае, если объем наполнителя составляет более 2/3 от объема вкладыша, ортопедическое воздействие блока из пенополиуретана на шейный отдел позвоночника снижается за счет формирования более жесткого слоя микросфер, препятствующего наиболее оптимальному расположению головы на ортопедическом устройстве.
Кроме того, микросферы третьего типа дополнительно увеличивают износостойкость и влагостойкость наполнителя и благодаря своей химической инертности отлично сочетаются с микросферами двух других типов.
Преобладание в наполнителе микросфер первого типа над двумя другими позволяет создать более однородную поверхность и тем самым повысить способность наполнителя отражать ИК-излучение.
Использование блока из пенополиуретана, а также наполнителя, объем которого составляет от 1/2 до 2/3 объема вкладыша, и содержащего микросферы первого, второго и третьего типа, размер которых составляет 31 - 112 мкм, 50 - 160 мкм и 30 - 120 мкм, соответственно, при объемном соотношении микросфер первого типа с микросферами второго типа 3:1 - 15:1, а также объемном соотношении микросфер третьего типа с микросферами второго типа 2:1 - 7:1 при условии, что объем, занимаемый микросферами первого типа больше объема, занимаемого микросферами третьего типа, позволяет осуществить полезную модель с достижением заявленного технического результата.
Использование аппретированных микросфер первого типа позволяет дополнительно повысить износостойкость и уменьшить слеживаемость наполнителя.
Использование полых микросфер первого и третьего типа позволяет дополнительно снизить вес ортопедического устройства.
Выполнение вкладыша из воздухопроницаемой ткани с размером ячеек менее 30 мкм, позволяет избежать протечки микросфер.