【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及用于限制下肢运动的矫形装置，更具体地说，本公开涉及用于稳定和控制脚踝和足部的运动的踝足矫形器(afo)，以及制造该afo的方法。
技术介绍
1、踝足矫形器(afo)是一种医疗设备，用于通过抑制痉挛和过度有力的踝足肌肉、辅助虚弱和无力的踝足肌肉以及预防或矫正踝足畸形来支撑和调整踝足。afo通常用于因肌肉无力而出现步态偏差的使用者。
2、afo可替代或补偿使用者步态的摆动阶段中的虚弱的背屈肌以及站立阶段的虚弱的足底屈肌。实际上，afo可用于支撑和调整脚踝和足部，抑制痉挛和过度有力的踝足肌肉，辅助踝足的虚弱和无力的肌肉，预防和矫正踝足畸形，以及改善足部功能。
3、许多已知的afo构造成侧重于踝关节和膝关节的生物力学，而只为足部提供最低限度的支撑。然而已经发现，afo的使用者需要上述矫形脚板来提供至少一些足部支撑。
4、当使用者出现通常称为“垂足”的步态状况时，afo在辅助踝足功能方面尤其有用。垂足是一种神经肌肉疾病，导致使用者在行走时无法充分抬起他的一只脚。垂足可能是由于脑血管意外、脊髓损伤、遗传性和感觉神经病、神经肌肉疾病，或者任何刺激与足部有关的神经肌肉系统的肌肉所需的肌肉和神经的损伤所造成的。
5、垂足有两种常见的并发症。首先，患者无法控制脚跟着地后其脚的下落。因此，每走一步脚都会拍打地面，俗称“足拍击”。这通常是由于患者的背屈肌受损所致，该背屈肌位于腿部前侧膝盖下方，用于将脚从与小腿基本对齐的位置抬起到与小腿基本垂直的位置，即所谓的足背屈。因此，背屈肌受损会导致过度的足
6、第二种并发症是在步态周期的摆动阶段无法使脚趾抬离地面。这导致使用者的脚趾在整个摆动阶段都在地面上拖行，并可能导致表皮的疼痛性水疱和撕裂。因此，可以使用afo来补偿背屈肌的虚弱，这通过在步态周期中的脚跟着地和摆动阶段抵抗足底屈曲而实现。
7、虽然已经有了许多afo，但动态afo因反复使用致损而存在着材料缺陷。某些加厚区域提供了一些解决方案，例如设置在脚板和脚踝支柱之间的接口。然而，这种过度设计会导致使用者感到不适，并产生不必要的额外重量。
8、为了提供afo所需的强度，afo通常由手工铺设的碳纤维制成，以获得足够的强度和柔性。然而，这种繁琐的结构增加了时间，使afo的制造成本变得昂贵。afo的另一个问题是如何平衡afo的性能，既要有足够的刚性以提供支撑，又要有足够的柔性以便为使用者提供舒适的afo，这在afo具有复杂的形状(例如螺旋形截面)以适于从afo的脚板或脚床的内侧或外侧延伸到afo的后部时尤其如此。afo产品可使用注射成型的长纤维(如聚酰胺或尼龙)且结合高碳纤维含量来制造，或者使用基于压缩成型的碳纤维的产品(它们非常坚硬结实，几乎没有柔性)来制造。弯曲这些产品超过一定程度就会导致材料失效、碎裂或爆裂。
9、因此，显然需要一种afo，它能为病人的踝内侧和踝外侧部分提供支撑、实现动态的背屈和足底屈曲支撑、允许脚趾轻松翻转的脚板、更耐用且在正常使用中不易发生材料失效的动态设计，而且成本更低，易于重复制造。
技术实现思路
1、根据本公开的一个实施例，提供了一种踝足矫形器(afo)，其具有从连接脚板或脚床到后部上的接口或支柱中延伸出来的螺旋形部分，适于沿小腿的后部进行固定。接口或支柱优选地从脚板或脚床的外侧或内侧延伸出来。afo的这一构造方式兼顾了刚性和柔性，并提供了一种无需手工制作的afo结构。
2、afo采用高性能复合带材和层压板来制造，其中层压板将热塑性聚合物和连续纤维结合在一起，形成连续纤维增强热塑性塑料(cfrtp)复合材料。cfrtp复合材料策略性地置于afo中，并嵌入在热塑性基体材料或部件中。afo可压缩成型，并用cfrtp来对热塑性基体材料进行加强，以提高强度、刚度和抗冲击性，同时使选定区域具有最佳的柔性，并使围绕cfrtp成型的热塑性基体材料所产生的表面特征和外周轮廓具有可重复性。cfrtp和热塑性基体材料具有良好的粘附性和材料兼容性，可粘合形成单体式afo，克服了现有技术中的缺点。因此，afo是一种注塑成型的afo，具有注塑成型结构，或根据预定的工具或模具来成型的结构。cfrtp策略性地设置在afo的预定位置处。例如，可在支柱与脚板的连接处使用厚的四层层压板，以增加强度和刚度。相比之下，脚板可使用单层层压板，以便在使用该装置时增加柔性和回弹性。
3、根据制造afo的方法，第一材料部件包括将cfrtp带材切割(例如模切)成与afo相对应的预定形状。然后，将带材从该预定形状热成型为三维形状。将热成型的带材放入模具中，进行预热。第二聚合材料部件在带材上成型，使得第二聚合材料部件为热塑性塑料的。第一种材料部件可包括多个带材区段，它们可被切割、热成型并放入模具中。多个带材区段通过第二聚合材料部件相互固定，后者包裹并环绕多个带材区段，并在围绕多个带材区段成型后为afo提供一个确定的外周。
4、该afo和制造afo的方法具有降低了制造成本的优点。传统的手工铺设碳纤维类型的afo几乎完全使用人力来制造。因此，制造成本较高，制造产量也受到影响。相比之下，根据本公开的实施例和方法，注塑包覆成型的afo可以更加自动化地制造，周期更快，成本更低。
5、该afo和制造afo的方法就afo的结构和制作方法而言具有可重复性。在制造传统的碳纤维afo时，没有两件产品在外观上是完全相同的。碳纤维表面的微小瑕疵往往会让用户觉得很明显，因此会影响制造产量。注塑包覆成型的afo比传统的碳纤维afo具有更高的可重复性。
6、afo和afo的制造方法可以制造复杂的形状。注塑包覆成型afo或提供注塑成型的afo可使afo本身具有更复杂的形状和特征。例如，由于热塑性弹性体(tpe)相对于围绕cfrtp的热塑性基体材料具有良好的粘附性，afo可以设计成具有集成的搭扣、可变的刚度调节，以及包覆成型的软边缘。
7、在afo被注塑成型后，afo和制造afo的方法可提供进一步的热成型性。在为最终用户安装上新的afo时，需要做大量的工作。必须选择符合每个用户的解剖结构的afo，还必须选择既适合最终用户又适合afo装置的指定鞋子。传统的碳纤维afo可稍加加工以适应个人情况，但afo的形状无法进一步改变。相比之下，注塑成型的afo是可热成型的。这种设置使得认证假肢矫形师(cpo)或临床医师能够加热和成形afo，使其适合每位使用者。热成型afo的能力可以解决装配过程中的常见问题，如足部上举/前倾、足跟高度差异、零角度，以及鞋子的合脚性。
8、afo和制造afo的方法可对afo进行局部加固。注射包覆成型afo的材料特性部分地取决于所嵌入的cfrtp层压板的放置。因此，在设计和制造注塑包覆成型的afo时，可以有策略地放置cfrtp层压板，以便在afo的不同区域提供不同的材料特性。例如，在脚踝支柱与脚板的连接处可使用具有多层的厚的层压板，以增加本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种踝足矫形器(100)，包括：
2.根据权利要求1所述的踝足矫形器(100)，其中，所述第一材料部件(101)至少包括第一带材区段(103)和第二带材区段(104)，它们通过所述第二聚合材料部件(102)间隔开并彼此固定。
3.根据权利要求2所述的踝足矫形器(100)，其中，所述第一带材区段(103)的外周边缘(128)被所述第二聚合材料部件(102)包围。
4.根据权利要求3所述的踝足矫形器(100)，其中，所述踝足矫形器(100)的外周(130)在形状上大致对应于所述第一带材区段(103)的外周边缘(128)的至少一部分。
5.根据权利要求2所述的踝足矫形器(100)，其中，所述踝足矫形器(100)的外周(130)由所述第二聚合材料部件(102)限定。
6.根据权利要求5所述的踝足矫形器(100)，其中，所述第一带材区段(103)限定了互锁特征(126)，所述第二聚合材料部件(102)延伸通过所述特征(126)或延伸到所述特征(1260中，并且与所述第一带材区段(103)互锁。
7.根据权利要求1所
8.根据权利要求1所述的踝足矫形器(100)，其中，所述踝足矫形器(100)的外表面(E)由所述第二聚合材料部件(102)限定。
9.根据权利要求8所述的踝足矫形器(100)，其中，整个外表面(E)由第二聚合材料部件(102)限定，作为热塑性基体材料。
10.根据权利要求1所述的踝足矫形器(100)，其中，整个内表面(I)由所述第二聚合材料部件(102)限定，所述第一材料部件(101)限定在所述第二聚合材料部件(102)的厚度内。
11.根据权利要求1所述的踝足矫形器(100)，其中，所述第一材料部件包括脚跟部分(104)、脚踝部分(106)、脚踝支柱(108)和螺旋形小腿部分(110)，它们由第一连续带材区段(132)不间断地形成为三维构造，并具有适应于使用者的脚跟、脚踝和小腿的人体解剖结构的区段。
12.根据权利要求11所述的踝足矫形器(100)，其中，所述脚踝部分(106)从所述脚跟部分(104)的外侧延伸，并从所述外侧螺旋式延伸到与小腿后部相适应的后侧。
13.根据权利要求11所述的踝足矫形器(100)，其中，所述踝足矫形器(100)还包括与所述第一连续带材区段(132)的至少一部分重叠的第二连续带材区段(134)，所述第二连续带材区段(134)至少与所述第一连续带材区段(132)部分地共享外周轮廓。
14.根据权利要求13所述的踝足矫形器(100)，其中，所述第二连续带材区段(134)至少在所述脚踝部分(106)上延伸到所述第一连续带材区段(132)上，所述脚踝部分(106)相对于所述第一连续带材区段(132)中的没有第二连续带材区段(134)延伸的区域更厚。
15.根据权利要求14所述的踝足矫形器(100)，其中，第三连续带材区段(136)在所述第二连续带材区段(134)上延伸，并限定了与所述第二连续带材区段(134)的外周轮廓相似或至少部分相同的外周轮廓。
16.一种踝足矫形器(100)，包括：
17.根据权利要求16所述的踝足矫形器(100)，其中，所述至少一层连续纤维增强热塑性塑料(200)延伸至所述脚板(105)和腿部支撑(107)中，并被所述热塑性材料部件(114)包围。
18.根据权利要求16所述的踝足矫形器，其中，所述至少一层连续纤维增强热塑性塑料(200)包括被所述热塑性材料部件(114)间隔开一定距离(115)的第一带材区段(103)和第二带材区段(104)。
19.根据权利要求18所述的踝足矫形器，其中，所述第一带材区段(103)和第二带材区段(104)具有由互补形状限定的第一互锁部分(122)和第二互锁部分(124)，例如，所述第一互锁部分(122)具有突出形状，所述第二互锁部分(124)限定了与所述第一互锁部分(122)的突出形状相适应的凹槽，它们之间的距离(115)由所述热塑性材料部件(114)形成。
20.根据权利要求16所述的踝足矫形器，其中，所述纤维(202)相对于所述脚板(105)的从脚跟部分(104)延伸到脚踝部分(106)再延伸到脚趾部分(103)的行进线大致呈斜角地定向。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种踝足矫形器(100)，包括：
2.根据权利要求1所述的踝足矫形器(100)，其中，所述第一材料部件(101)至少包括第一带材区段(103)和第二带材区段(104)，它们通过所述第二聚合材料部件(102)间隔开并彼此固定。
3.根据权利要求2所述的踝足矫形器(100)，其中，所述第一带材区段(103)的外周边缘(128)被所述第二聚合材料部件(102)包围。
4.根据权利要求3所述的踝足矫形器(100)，其中，所述踝足矫形器(100)的外周(130)在形状上大致对应于所述第一带材区段(103)的外周边缘(128)的至少一部分。
5.根据权利要求2所述的踝足矫形器(100)，其中，所述踝足矫形器(100)的外周(130)由所述第二聚合材料部件(102)限定。
6.根据权利要求5所述的踝足矫形器(100)，其中，所述第一带材区段(103)限定了互锁特征(126)，所述第二聚合材料部件(102)延伸通过所述特征(126)或延伸到所述特征(1260中，并且与所述第一带材区段(103)互锁。
7.根据权利要求1所述的踝足矫形器(100)，其中，所述第二聚合材料部件(102)围绕所述第一材料部件(101)包覆成型。
8.根据权利要求1所述的踝足矫形器(100)，其中，所述踝足矫形器(100)的外表面(e)由所述第二聚合材料部件(102)限定。
9.根据权利要求8所述的踝足矫形器(100)，其中，整个外表面(e)由第二聚合材料部件(102)限定，作为热塑性基体材料。
10.根据权利要求1所述的踝足矫形器(100)，其中，整个内表面(i)由所述第二聚合材料部件(102)限定，所述第一材料部件(101)限定在所述第二聚合材料部件(102)的厚度内。
11.根据权利要求1所述的踝足矫形器(100)，其中，所述第一材料部件包括脚跟部分(104)、脚踝部分(106)、脚踝支柱(108)和螺旋形小腿部分(110)，它们由第一连续带材区段(132)不间断地形成为三维构造，并具有适应于使用者的脚跟、脚踝和小腿的人体解剖结构的区段。
12.根据权利要求11所述的踝足矫形器(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·尼亚尔松，大卫·桑达尔，瓦尔盖尔·佩图尔松，
申请(专利权)人：奥索冰岛有限公司，
类型：发明
国别省市：
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