ОРТОПЕДИЧЕСКИЙ МАТРАЦ И НАМАТРАЦНИК, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Полезные модели относятся к медицине, в частности, к средствам пассивной терапии, которые используются для лечения и профилактики патологии опорно-двигательного аппарата, например остеохондроза, сколиоза, и искривления позвоночника, для снятия избыточного тонуса и усталости мышц, а также для лечения и предупреждения пролежней и отеков у больных.
По патенту США №4748768, опубл. 07.06.1988, МКИ В65В 1/04, который выдан на изобретение «Способ изготовления матраца», известен ортопедический матрац. Он состоит из двух внешних слоев хлопчатобумажного материала, под которым находятся два слоя
пенопластового материала, и эти четыре слоя сшиты вместе, образуя наматрацник, в котором есть отсеки или каналы, заполненные частицами синтетического материала. Верхний и нижний слои состоят из пористого пенопластового материала, а находящиеся между ними частицы синтетического материала образованы из полистирола. При этом в наматрацнике, заполненном частицами синтетического материала, торцы каналов предварительно зашиты одним швом, а верхняя и нижняя поверхности наматрацника имеют волнообразную форму.
Этот известный ортопедический матрац имеет простую конструкцию, удобен в применении и позволяет одновременно держать тело больного при комфортной температуре без потребления энергии, в то же время, обеспечивая эффективную вентиляцию образующегося отпотевания, и еще способен оказывать массажное действие.
Однако эта конструкция ортопедического матраца имеет существенные недостатки, а именно:
- ее нельзя использовать в длительном постельном режиме, так как у больного могут появиться пролежни, а так же возникнуть иные неудобства, которые связаны с наличием у известного матраца неравномерного заполнения каналов наматрацника частицами синтетического материала;
- она имеет ограниченную сферу применения, так как сложно обеспечить равномерное стимулирование кровообращение и массажирующее воздействие на тело больного из-за того, что у известного ортопедического матраца только по одной его длинной стороне имеет место ярко выраженный краевой массажирующий эффект.
Эти недостатки обусловлены тем, что наматрацник имеет параллельные каналы, у которых глухие - закрытые торцы размещены на одной его стороне, а открытые - на другой, а после заполнения каналов частицами синтетического материала, образованных из полистирола, все торцы зашиты одинарным швом.
Известен Патент РФ №55579 на полезную модель «Ортопедический матрац» опубл. 2006.08.27, Он содержит наматрацник, образованный несколькими соединенными между собой отсеками из вспененного материала с тканевым покрытием. Отсеки, образующие поверхность наматрацника, выполнены в виде поперечных ширине наматрацника полос. Они вытянуты от одной его длинной стороны до его другой длинной стороны и соединены между собой по своим длинным сторонам, с последовательным чередованием этих полос по длине наматрацника. При этом каждый из отсеков выполнен выпуклым по своей короткой стороне. Все выпуклые отсеки образуют у наматрацника как сверху, так и снизу поверхности волнообразной формы. Отсеки заполнены сферическими массажными элементами в виде шариков различного диаметра из эластичного упругого материала и/или дисперсным волокнистым материалом. Продольные стороны отсеков, выполненных в виде вытянутых полос, по месту их соединения сшиты между собой волнообразным или прямолинейным швом. При этом, одни торцы секций в наматрацнике зашиты до их заполнения наполнителем, а противоположные торцы - после заполнения зашиты таким же швом. Кроме того, между двумя слоями вспененного материала в каждом отсеке размещен дополнительный слой армирующего материала. Более того, наполнитель секций наматрацников образован из частиц полистирола и дисперсного волокнистого материала.
Это известное техническое решение выбирается в качестве прототипа, так как оно имеет наибольшее число общих существенных признаков совпадающих с существенными признаками заявляемым техническим решением. Кроме того, прототип направлен на решение той же задачи, что и заявляемая полезная модель - восстановление здоровья у больного.
Однако прототип имеет существенные недостатки, а именно:
- его нельзя использовать в качестве ежедневной подстилки во время сна. Причина заключается в том, что при ежедневном использовании возникают либо проблемы влажности, либо отсутствия массажного эффекта,
либо проблемы сушащего воздействия на кожу. Это обусловлено наличием волнистости в соединении между собой секций и в наличие армирующего слоя, а также дисперсного волокнистого компонента в наполнителе. Они ухудшают условия гибкости наматрацника при его обтекаемости тела больного и не создают нормального вентиляционного эффекта между телом больного и поверхностью наматрацника. Кроме того, снижается массажный эффект из-за резкого ограничения перемещения частиц наполнителя относительно друг друга в секциях наматрацника, чему мешает дисперсный волокнистый материал в наполнителе.
Более того, в известном наматрацнике создается резко выраженный неравномерный краевой эффект, так как наматрацник формируют или сшивают, включая дополнительный слой - слой армированного материала. Это резко усложняет выравнивание краевых эффектов в матраце.
Из описания прототипа известен наматрацник, используемый для создания известного ортопедического матраца. Этот известный наматрацник содержит оболочку, сшитую вместе, по меньшей мере, из двух слоев влаговпитывающего материала и, по меньшей мере, из двух слоев - покрывающего материала, и имеющую, по крайней мере, пару параллельно расположенных между внутренними слоями материала секции (каналы), у которых один торец выполнен закрытым - глухим, а другой - открытым. При этом у всех каналов (секций) торцы, выполненные закрытыми, расположены по одному краю оболочки, а другие торцы - открытые - по противоположному. Кроме того, между двумя слоями влаговпитывающего материала размещены дополнительные два слоя армирующего материала.
Однако прототип имеет существенные недостатки. У него сложная конструкция и она ограничивает возможности в изменениях параметров способа ее применения для изготовления ортопедического матраца с требуемым качеством. Это обусловлено как наличием у оболочки слоев армирующего материала, так и тем, что у всех каналов (секций) торцы,
выполненные закрытыми, расположены по одному краю оболочки, а другие торцы - открытые - по противоположному.
Задачей настоящих полезных моделей является устранение отмеченных недостатков прототипа, и создать ортопедический матрац, который одновременно держал бы тело больного при комфортной температуре без потребления энергии, и в тоже время обеспечивал бы эффективную вентиляцию образующегося отпотевания, и был бы способен оказать эффективное массажное действие.
При этом так же решалась задача по созданию такого наматрацника, применение которого позволяло бы исключить недостатки прототипа и способствовало бы новому ортопедическому матрацу проявить свои высокие лечебные качества.
Первая задача решена следующим образом. В известном ортопедическом матраце, содержащем наматрацник, сшитый вместе, по меньшей мере, из двух слоев влаговпитывающего материала и, по меньшей мере, из двух слоев - покрывающего материала, и имеющий в середине параллельно расположенные каналы с зашитыми торцами, причем каналы заполнены синтетическим гранулометрическим материалом, обладающим теплоотражающим эффектом, при этом, по меньшей мере, одна наружная поверхность наматрацника имеет волнообразную форму, СОГЛАСНО настоящей полезной модели, у каждого канала наматрацника один торец зашит двумя швами, а противоположный ему - одним, причем, у одного канала торец, зашитый двумя швами, и торец, зашитый одним швом, размещены в противоположном направлении размещению аналогичных торцов у рядом расположенного канала, при этом каналы наматрацника имеют постоянную степень заполнения синтетическим гранулометрическим материалом, обладающим теплоотражающим эффектом.
Вторя задача решена следующим образом. В известном наматрацнике, содержащем оболочку, сшитую вместе, по меньшей мере, из двух слоев влаговпитывающего материала и, по меньшей мере, из двух слоев
покрывающего материала, и имеющую, по крайней мере, пару параллельно расположенных между внутренними слоями материала секций (каналов), у которых один торец выполнен закрытым - глухим, а другой - открытым, СОГЛАСНО настоящей полезной модели, торцы одного канала размещены в противоположном направлении размещению аналогичных торцов у рядом расположенного канала.
Такие новые технические решения объединены единым изобретательским замыслом, так как первое техническое решение не может быть реализовано без второго и является его неотъемлемой частью, хотя и может найти применение в других устройствах, например, для изготовления соответствующих подголовников или подушек. В данной заявке эти два новых технических решения позволяют получить ортопедический матрац, имеющий изолирующий эффект и лишенный проблем влажности, что тело находится при комфортной температуре. Более того, в матраце распределяется давление тела оптимальным образом, и поэтому на нем удобно лежать. Далее, матрац стимулирует кровообращение и оказывает массажирующее воздействие на тело, что предотвращает появление пролежней и исключает другие неудобства, связанные с длительным постельным режимом. Этому способствует предлагаемый новый наматрацник, в котором торцы одного канала размещены в противоположном направлении размещению аналогичных торцов у рядом расположенного канала. В результате, каналы наматрацника имеют практически одинаковую степень заполнения от одного торца к другому и по всей площади наматрацника гранулометрическим синтетическим наполнителем, обладающим теплоотражающим эффектом. Так, по краям наматрацника, торцы каналов с большей степенью заполнения чередуются с торцами каналов с меньшей степенью заполнения, что обеспечивает равномерное распределение краевого эффекта у матраца. Кроме того, движение частиц в каналах относительно друг друга происходит достаточно активно под действием тела больного, что обеспечивает массажное действие,
которое только усиливается в предлагаемом наматрацнике из-за указанного распределения торцов каналов по краям наматрацника.
Более того, предлагаемые технические решения просто внедрить, так как они имеют простую конструкцию. Они могут быть освоены на имеющемся оборудовании, используемом для изготовления ортопедических матрацев, приведенных в аналоге и в прототипе. Поэтому освоение данных полезных моделей в производстве не потребует больших капитальных затрат.
По сравнению с прототипом, предлагаемый ортопедический матрац имеет существенные отличия, которые заключаются в исполнении торцов каналов, их размещением по краям наматрацника и степенью заполнения наматрациника гранулометрическим синтетическим наполнителем, обладающим теплоотражающими свойствами.
По сравнению с прототипом, предлагаемый наматрацник так же обладает существенными отличиями, которые заключаются в размещении торцов каналов относительно краев оболочки наматрацника.
Проведенный заявителем патентно-информационный поиск по данной теме показал, что предлагаемые совокупности существенных признаков по двум техническим решениям не обнаружены, поэтому эти полезные модели можно считать новыми.
Практическая применимость предлагаемых полезных моделей и их сущность поясняется ниже следующим описанием и чертежом, где:
Фиг.1 - ортопедический матрац (вид сверху),
Фиг.2 - поперечное сечение ортопедического матраца;
Фиг.3 - наматрацник (вид сверху).
Предлагаемый ортопедический матрац содержит наматрацник 1, который сшит, например, из двух слоев 2 влаговпитывающего материала, например, поролона и из двух слоев 3 - покрывающего материала, например,
из хлопка. Они сшиты вместе. В середине между двумя слоями 2 влаговпитывающего материала расположены каналы 4. Он расположены параллельно друг другу и по ширине матраца. Каналы 4 заполнены синтетическим гранулометрическим материалом 5, обладающим теплоотражающим эффектом. В качестве такого наполнителя целесообразно использовать гранулометрический в виде круглых частиц вспененный полистирол. При этом у каждого канала 4 наматрацника 1 один торец 6 зашит двумя швами 7, а противоположный 8 - одним 9, причем, у одного канала 4 торец 6, зашитый двумя швами 7, и торец 8, зашитый одним швом 9, размещены в противоположном направлении размещению аналогичных торцов 6 и 8 у рядом расположенного канала 4 (Фиг.1). Каналы 4 наматрацника 1 имеют постоянную степень заполнения синтетическим гранулометрическим материалом 5, обладающего теплоотражающим эффектом.
Наматрацник 1 содержит оболочку, сшитую вместе, по меньшей мере, из двух слоев 2 влаговпитывающего материала, например, поролона, а также, по меньшей мере, из двух слоев 3 покрывающего материала, например, хлопка. Между слоями 2 есть, по крайней мере, пара параллельно расположенных секций (каналов) 4, у которых один торец 6 выполнен закрытым - глухим, а другой 8 - открытым. Торцы 6 и 8 одного канала 4 размещены в противоположном направлении размещению аналогичных торцов 6 и 8 у рядом расположенного канала 4 (Фиг.3).
Предлагаемый ортопедический матрац изготавливают следующим образом. В начале изготавливают наматрацник 1 (Фиг.1, 3). Для этого берут покрывающий материал 3, например, хлопок. Это - наружный покрывающий слой, который формирует оболочку наматрацника 1. Под него укладывают влаговпитывающий слой 2, например, слой поролона. В сущности, образуются два слоя. Причем слои могут быть из разных материалов. Главное, чтобы они все были влаговпитывающими. Например, под
наружным слоем может быть расположен армирующий слой, но в виде крупно-сетчатого материала. Это не повлияет на функционирования поверхностного слоя из хлопка. Не скажется на функционировании влаговпитывающего материала, но может сказаться на создании массажного эффекта на теле больного.
Эти слои сшивают вместе, например, с помощью сигальной одноигловой машины, например, типа МТО-3000А. В результате, между слоями влаговпитывающего 2 материала, с наружным слоем покрывающего материала 3, образуют внутренние параллельные каналы 4. У этих каналов 4 выполняют одни торцы 6 закрытыми - глухими, а другие 8 - открытыми. Открытые 8 и глухие 6 торцы у рядом расположенных каналов 4 образуют противоположно направленными (Фиг.3).
После изготовления наматрацника 1 его заполняют гранулометрическим наполнителем 5, обладающим теплоотражающим свойством, например, полистироловыми шарообразными частицами. Полистирол 5, в качестве теплоотражающего материала, является, как отмечено ранее, наиболее эффективным в применении для изготовления ортопедических матрацев. Необходимо отметить, что наиболее существенно, применение гранулометрического наполнителя, у которого важно иметь частицы синтетического материала круглыми, что позволяет легко заполнять наматрацник и регулировать его степень заполнения. Желательно, чтобы гранулометрический наполнитель 5 был выполнен из полистирола. Таким образом, матрацу придаются хорошие свойства при использовании сравнительно дешевого материала. Так, например, если полистирол используется в качестве наполнителя 5, то, желательно, что бы у него была прочность на вдавливание 145Н при 40% вдавливания. Доказано, что этот материал имеет отличные вентилирующие, изолирующие свойства и, в то же время, хорошие опорные характеристики. Кроме того, экспериментально выявлено, что если ширина каналов 4 в сдавленном плоском состоянии
составляет порядка 10 см, и толщина слоев впитывающего и в месте с ним покрывного материала 3 составляют по каждой поверхности не менее 5 мм, то такой ортопедический матрац имеет широкое применения.
При заполнении каналов 4 полистиролом 5 глухие торцы 6, в котором они являются низом, полистирол 7 заполняется равномерно, но в районе глухого торца полистирол укладывается более плотно из-за давления налагаемых сверху слоев наполнителя 5, чем у открытого торца 8 канала 4. Наматрацник 1 заполняют полистиролом 5 путем его введения в каналы 4 через их открытые торцы 8. При этом, в начале заполняют одну группу каналов 4 с открытыми торцами 8 расположенными на одной стороне наматрацника (Фиг.3), и потом зашивают эти отверстия 8. Затем - другую группу каналов 4 с отрытыми торцами 8, расположенными на противоположной стороне (Фиг.3) наматрацника, и зашивают уже эти торцы. Причем, зашивание открытых торцов 8 каналов 4 выполняют, например, с помощь машины «Оверлок» и одновременно на соседних торцах 6 каналов 4 выполняют вторые швы. Это повышает прочность каналов 4 со стороны из глухих торцов и обеспечивает достаточную прочность со стороны открытых торцов. Таким образом, ортопедический матрац готов.
Способ заполнения каналов 4 гранулометрическим наполнителем 5 очевиден. Например, для этого используют одну или несколько трубок, которые опускают в каналы 4 через их открытый торец 8 и во время заполнения каналов 4 (на чертеже не показано) через них наполнителем трубки перемещают из канала снизу, т.е. от глухого его торца 6, вверх - к открытому торцу 8. Это позволяет простым способом быстро заполнить каналы 4 наполнителем 5. Если трубки вставить во все открытые торцы упомянутых одной группы каналов, то во всех каналах этой группы будет одинаковая степень заполнения наполнителем. При смене группы каналов - она повторится с незначительным искажениями, вызванным технологическими отклонениями. При этом в готовом матраце эти искажения взаимно компенсируются, как за счет того, что открытые и глухие торцы 8 и
6 у рядом расположенных каналов 4 наматрацника 1 образуют противоположно направленными, так и за счет поддержания степени их заполнения, при которой плотность наполнителя в каналах изменяют в зависимости от веса человека.
При наполнении матраца наполнителем 5 можно изменять высоту каждого канала 4 наматрацника 1, изменяя плотность наполнителей 5, но сохранять степень их заполнения.
Естественно, что при заполнении каналов, форма их поперечного сечения будет меняться (на чертеже не показана) от плоской (при не заполненном канале) до эллипса. При этом фокальный параметр эллипса будет зависеть от степени заполнения наполнителем канала. Таким образом, сохраняя постоянной степень заполнения наполнителем каналов, их высота по краям и по всей поверхности матраца буде равномерно распределенной.
Можно варьировать плотностью наполнителя, но не рекомендуется изменять степень заполнения наполнителем каналов, так как в противном случае возникнет разность по сторонам матраца в краевом эффекте.
Однако, количество заполняемых каналов и плотность их наполнителя 2 индивидуальны в каждом конкретном случае, поскольку они формируют не только рельеф горизонтальной поверхности матраца, но так же создают через нее соответствующие массажные воздействия, которые учитывают особенности, как заболевания больного, так и его строения тела. Выбор наполнителя для матраца, распределение плотности его по каналам и расположение дополнительного заполненного наполнителем матраца сверху основного определяется медицинскими показаниями или желанием больного.
Отметим, что выпуклые поверхности ортопедического матраца оказывают массирующее воздействие на позвоночник, ребра, крупные мышцы шеи. Позвоночник человека за счет своей эластичности стремится
принять форму линии, огибающей поверхность матраца, и при этом растягивается, поэтому применение изготавливаемого по предлагаемому способу ортопедического матраца приводит к восстановлению естественной формы межпозвоночных дисков, что уменьшает степень их деформации, высыхания и разрушения, вызывающих искривление позвоночника, остеохондроз и сколиоз.
Заполнение каналов 4 в наматрацнике 1, особенно круглыми полистироловыми гранулами, придает необходимую упругость каждому каналу 4 и обеспечивает массаж тела человека двух видов по всей поверхности соприкосновения с матрацем. Отдельные круглые полистироловые гранулы производят микромассаж кожи, кровеносных сосудов, межпозвоночных дисков, лимфатических и нервных узлов, поверхностных мышц. Выпуклые верхние поверхности наматрацника 1 осуществляют макромассаж позвоночника, ребер, крупных мышц шеи, плеч, спины, таза и ног, а также нервной, кровеносной и лимфатической систем этих органов. Указанные два вида массажа обеспечивают снятие избыточного тонуса, усталости в мышцах от шеи до ног и исключение застоя крови в сосудах. Они способствуют предотвращению образования отеков и пролежней, а также поддержанию позвоночника в наиболее комфортном динамическом состоянии, компенсируя вредное влияние на человека накопившейся за день усталости и чрезмерных нагрузок на позвоночник. Более того, еще и способствуют релаксации органов опорно-двигательного аппарата.
Использование в наматрацнике слоя из поролона с тканевым покрытием, например, из стопроцентного хлопка и заполнение полистироловыми гранулами, обладающих теплоотражающим эффектом, с воздушными промежутками между ними, придает матрацу высокие теплоизоляционные свойства и создает дополнительный комфорт ввиду сохранения тепла тела человека. В условиях высоких температур окружающей среды обеспечивается вентиляция тела человека за счет
циркуляции воздуха как в промежутках между волнами на поверхности наматрацника, так и внутри каждого канала.
Предлагаемый ортопедический матрац использовался в различных медицинских учреждениях и в быту многих людей. Так, например, у больных, перенесших операцию эндопротезирования тазобедренного сустава по поводу деформирующего коксартроза, в раннем послеоперационном периоде отмечалось более быстрое, чем обычно, уменьшение болевого синдрома и отечности оперированной конечности. Ни у одного больного не появились пролежни.
Заявителем был изготовлен следующий ортопедический матрац. В нем каждый канал 4 снаружи имел хлопковое покрытие, т.е. слой 2. Под ним слой 3 - поролон толщиной 3-8 мм и заполненный гранулами из полистирола 6, имеющими круглую форму и диаметр 4-8 мм. Всего в ортопедическом матраце использовали до 90000 гранул 6. Толщина ортопедического матраца составила 3.5-4.0 см. В настоящее время Заявителем изготавливаются ортопедические матрацы пяти размеров:
- двуспальный матрац - 190×140 см.
- полутороспальный матрац - 190×110 см.
- односпальный матрац - 190×80 см.
- детский матрац для кровати - 120×60 см
- детский матрац для коляски - 85×40 см.
Масса ортопедического матраца, в зависимости от размеров, составляет от 0,8 до 2,5 кг.
Предлагаемые полезные модели были рекомендованы для освоения в производстве ортопедических матрацев, необходимых для использования больными при патологии позвоночника, крупных суставов и других заболеваниях опорно-двигательного аппарата, а также для профилактики возможных осложнений после операций в стационарных лечебных учреждениях и в домашних условиях. Таким образом, заявляемые полезные модели практически применимы.