CN104720951B - 生物性桁架结构式中医小夹板构件及中医小夹板装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物性桁架结构式中医小夹板构件及中医小夹板装置，中医小夹板构件包括主板和层叠在主板上的内衬板，内衬板具有朝向主板凸出的桁架梁，主板具有容纳桁架梁的第一容置腔。本发明的生物性桁架结构式中医小夹板构件以合理的截面和外形形成不同方向的优良的承力结构，产生多轴向的杠杆力和依随轴向形成的横向固定力，使中医小夹板体系可以稳定的对关节骨折进行外固定治疗，可以充分发挥中医小夹板“弹性固定”功效，和“轴向持骨，横向固定”、“动静结合，筋骨并重”的中医外固定治疗骨折的特色。

Description

生物性桁架结构式中医小夹板构件及中医小夹板装置

技术领域

本发明涉及中医小夹板外固定治疗体系，具体的说，本发明涉及一种用于外固定治疗骨伤病的生物性桁架结构式小夹板构件及具有其的中医小夹板装置。

背景技术

夹板局部外固定是中国传统医学治疗骨折的特色，有其完整的理论体系和治疗原则。区别于其它任何外固定模式。因地域或取材的不同，有南北派之分，南派以杉树皮小夹板为代表，北派以柳木夹板为代表，两种夹板均为直条板形，具有一定的刚性、韧性和弹性，各具特色。蕴藏着“弹性固定”的原理，以及“轴向持骨，横向固定”的治疗原则和“动静结合，筋骨并重”的生物性外固定治疗模式，符合骨折愈合的客观规律。对世界骨科学治疗领域产生了指导性的影响。然而，目前国内中医小夹板的使用状态却不令人乐观，与当今突飞猛进，研究领域不断拓展的西方接骨术相比，中医小夹板技术的发展相对滞后，存在着先进的治疗理念与相对落后的治疗手段之间的矛盾，和诸多难以解决的问题。除外固定操作模式和整体结构外，夹板构件的力学性能不稳定，无标准是主要问题之一。尤其是，夹板的直板形状，仅能用于骨干骨折的治疗，对关节骨折治疗有限，存在着久远的缺憾。用中医正骨手法对关节骨折进行闭合复位，其效果并不低于手术治疗，但是，现有的小夹板体系却不能满足复位后的外固定治疗。部分学者认为，回顾中医接骨学的发展历史，是重手法，轻固定的遗留问题，造成了现在的局面，但更多的是无可奈何的选择。最近国内外出现了许多关于夹板的专利产品，其中石膏夹板、高分子聚酯夹板等在外固定使用时，可以根据关节形态塑形，但这类夹板所构成的外固定模式与石膏外固定基本相同。与中医小夹板弹性外固定治疗理念有着本质上的区别，产生不了中医小夹板外固定的优越治疗效果。历经十多年的探索，杉树皮板和柳条板均为垂直顺紋结构，具有以直线刚性轴力为主形成正交各向异性的特征。

现有技术中虽有用聚塑酯合金改性材料，以截面为连续工字、桥栱形等工程力学结构模拟天然夹板材料的顺紋结构，用挤塑工艺，研制出类似天然木质材料各向异性的夹板，通过临床验证，取得成功。但是，此夹板仍为直条板形，纵刚横柔的结构性能同样不能满足关节部位的外固定治疗。通过深化研究，认识到，用中医小夹板体系对人体关节骨折进行外固定治疗，所用夹板必须能顺应人体关节的生物形态的变化。可能因对中医小夹板力学本质的认识不足或制作工艺困难，至今没有此类具有传统中医小夹板理念的夹板问世。

鉴于以上所述，在中医小夹板外固定治疗领域需要一种能以中医外治法理念外固定治疗关节骨折的小夹板和治疗体系装置。

发明内容

本发明提供一种生物性桁架结构式中医小夹板构件，该小夹板具有中医传统小夹板的概念，符合中医小夹板“弹性外固定”的治疗原则。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：生物性桁架结构式中医小夹板构件，包括主板和层叠在主板上的内衬板，内衬板具有朝向主板凸出的桁架梁，主板具有容纳桁架梁的第一容置腔。

生物性桁架结构式中医小夹板构件还包括层叠在所述内衬板上的海绵垫层，内衬板位于海绵垫层与所述主板之间。

生物性桁架结构式中医小夹板构件还包括层叠在所述海绵垫上的棉毡层，海绵垫层位于所述内衬板与棉毡层之间。

生物性桁架结构式中医小夹板构件还包括层叠在所述主板上的装饰层，主板位于装饰层与所述内衬板之间。

所述桁架梁为沿所述内衬板轴向延伸设置，且内衬板具有多个并排设置的桁架梁。

所述内衬板还具有层叠在所述主板上且与所述桁架梁连接的内衬底板。

所述内衬底板并排设有多个，各个所述桁架梁位于相邻两个内衬底板之间，并与两侧的内衬底板连接。

所述桁架梁为V型，桁架梁的两端分别与所述两侧的内衬底板连接，桁架梁的尖端位于所述第一容置腔中。

所述桁架梁具有相连接且为对称设置的两个第一侧壁，两个第一侧壁分别与桁架梁一侧的所述内衬底板连接。

所述第一侧壁具有平行设置的两个第一弦杆和与两个第一弦杆连接的第一连接杆，第一连接杆在两个第一弦杆之间并排设有多个，且在相邻两个第一连接杆与两个第一弦杆形成的空腔中沿对角线设置一第一斜杆。

所述第一侧壁上相邻两个空腔中的第一斜杆呈V形布置。

所述第一连接杆与所述第一弦杆为垂直连接。

所述内衬底板具有第四弦杆和与第四弦杆连接的第四连接杆，第四弦杆至少平行设有两个，第四连接杆在相邻两个第四弦杆之间并排设有多个，且在相邻两个第四连接杆与两个第四弦杆形成的空腔中沿对角线设置一第四斜杆。

所述内衬底板上相邻两个空腔中的第四斜杆呈V形布置。

所述第四连接杆与所述第四弦杆为垂直连接。

所述主板具有上平横联、下平横联和垂直板，上平横联位于相邻两个垂直板之间且与两个垂直板的一端连接，下平横联位于相邻两个垂直板之间且与两个垂直板的另一端连接，所述第一容置腔位于垂直板一侧，第一侧壁另一侧为与第一容置腔开口方向相反的第二容置腔。

所述上平横联具有平行设置的两个第二弦杆和与两个第二弦杆连接的第二连接杆，第二连接杆在两个第二弦杆之间并排设有多个，且在相邻两个第二连接杆与两个第二弦杆形成的空腔中沿两个对角线分别设置一第二斜杆。

所述上平横联上相邻两个空腔中的第二斜杆呈V形布置。

所述第二连接杆与所述第二弦杆为垂直连接。

所述下平横联具有平行设置的两个第三弦杆和与两个第三弦杆连接的第三连接杆，第三连接杆在两个第三弦杆之间并排设有多个，且在相邻两个第三连接杆与两个第三弦杆形成的空腔中沿对角线设置一第三斜杆。

所述下平横联上相邻两个空腔中的第三斜杆呈V形布置。

所述第三连接杆与所述第三弦杆为垂直连接。

所述第一容置腔中设有上横梁，上横梁并层叠在所述上平横联上。

所述第二容置腔中设有下横梁，下横梁并层叠在所述下平横联上。

本发明还提供了一种用于肩部外固定治疗骨折的中医小夹板装置，包括上述的生物性桁架结构式中医小夹板构件。

本发明还提供了一种用于脚踝部外固定治疗骨折的中医小夹板装置，包括上述的生物性桁架结构式中医小夹板构件。

本发明还提供了一种用于肘部外固定治疗骨折的中医小夹板装置，包括上述的生物性桁架结构式中医小夹板构件。

本发明还提供了一种用于腕部外固定治疗骨折的中医小夹板装置，包括上述的生物性桁架结构式中医小夹板构件。

本发明的生物性桁架结构式中医小夹板构件，解决了小夹板不能稳定的固定关节骨折的难题。现有技术的中医传统天然材料夹板为垂直顺纹结构，以单轴向形成杠杆力，而且现有技术的挤塑夹板与其相同，均不能有效的适应关节骨折的外固定治疗。塑酯夹板、石膏夹板等可以根据关节塑形，但其固定力是均匀的和刚性的，与中医小夹板弹性固定的内涵有本质上的区别。经数十年临床体验，“轴向持骨，横向固定”，“动静结合，筋骨并重”是中医小夹板外固定治疗固定的基本特征。认识到所谓“轴向”是指夹板杆轴与骨杆轴顺应的方向，即杠杆力对应的方向。其“横向”依赖“轴向”形成，“持骨”与“横向固定”具有“纵轴”与“横围”相铰链的概念。“动”与“静”则可理解为：轴向主静，表现抗弯、抗剪力和弹性回位力；横向主动，表现为顺应肢体形态，肌肉舒缩的内在动力变化，产生贴服式起伏弹性波动变化等，构成动态局部外固定。通过计算机模拟分析，这种观念可概括中医小夹板的工作特征，是优于其它外固定模式的必要条件。以此机理，中医小夹板构件只有以多轴向形成不同方向的纵刚横柔的各向异性的结构性能，使不同轴向的杠杆力，在依随轴向形成的横向上均匀分布，顺应人体肢体关节生物形态变化，才能满足对关节骨折外固定治疗的需求。天然材料夹板不具备这种特性，而制作这样的夹板存在着困难。通过对股骨端部的功能结构三维桁架理论模型研究过程中发现：股骨颈为了适应载荷，骨小梁以桁架结构排列形成不同轴线应力方向，以多轴向力承受剪力和应力，并最大限度地降低了轴向弯矩。受这种生物性的三维桁架理论启发，本生物性桁架结构式中医小夹板构件以合理的截面和外形形成不同方向的优良的承力结构，产生多轴向的杠杆力和依随轴向形成的横向固定力，使中医小夹板体系可以稳定的对关节骨折进行外固定治疗，通过临床验证，疗效满意。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是中医小夹板构件的横截面示意图；

图2是主板的俯视图；

图3是主板的仰视图；

图4是内衬板的结构示意图；

图5是装饰层的结构示意图；

图6是用于肩部外固定治疗骨折的中医小夹板构件的结构示意图；

图7是用于脚踝部外固定治疗骨折的中医小夹板构件的结构示意图；

图8是用于肘部外固定治疗骨折的中医小夹板构件的结构示意图；

图9是用于肩部外固定的中医小夹板构件的结构示意图；

图10是用于腕部外固定的中医小夹板构件的结构示意图；

图11是用于肘部部外固定的中医小夹板构件的结构示意图；

图12是用于脚踝部外固定的内侧中医小夹板构件的结构示意图；

图13是用于脚踝部外固定的外侧中医小夹板构件的结构示意图；

图中标记为：

1、装饰层；2、棉毡层；3、海绵垫层；4、内衬板；41、桁架梁；411、第一侧壁；412、第一弦杆；413、第一斜杆；414、第一连接杆；42、内衬底板；421、第四弦杆；422、第四斜杆；423、第四连接杆；5、主板；51、上平横联；511、第二弦杆；512、第二斜杆；513、第二连接杆；52、下平横联；521、第三弦杆；522、第三斜杆；523、第三连接杆；53、垂直板；54、上横梁；55、下横梁；56、第一容置腔；57、第二容置腔。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图5所示，本发明提供了一种生物性桁架结构式中医小夹板构件，包括主板5和层叠在主板5上的内衬板4，内衬板4具有朝向主板5凸出的桁架梁41，主板5具有容纳桁架梁41的第一容置腔56。

本生物性桁架结构式中医小夹板构件作为外固定治疗骨折的中医小夹板装置的部件，具有中医传统小夹板的概念，符合中医小夹板“弹性外固定”的治疗原则，依据人体骨骼生物性三维桁架理论结构制作，由三层结构组成，类似人体骨骼的骨板排列。如图1所示，本生物性桁架结构式中医小夹板构件还包括层叠在主板5上的装饰层1，主板5位于装饰层1与内衬板4之间。装饰层1作为具有三层结构的小夹板构件的表层结构，如图5所示，作为优选的，装饰层1采用网状柔性材料制作，粘贴于主板5的外表面，使小夹板构件外观整洁，内衬板4设在主板5的内表面。

如图1和图4所示，内衬板4作为具有三层结构的小夹板构件的底层结构，内衬板4还具有层叠在主板5上且与桁架梁41连接的内衬底板42。内衬底板42沿小夹板构件的横向并排设有多个，且各个内衬底板42沿小夹板构件的轴向延伸设置。桁架梁41也为沿小夹板构件的轴向延伸设置，桁架梁41也沿小夹板构件的横向并排设有多个，且各个桁架梁41位于相邻两个内衬底板42之间，并与两侧的内衬底板42连接。

作为优选的，如图1和图4所示，桁架梁41的横截面为V型，桁架梁41的两端分别与两侧的内衬底板42连接，桁架梁41的尖端位于主板5的第一容置腔56中。桁架梁41具有相连接且为对称设置的两个第一侧壁411，两个第一侧壁411之间具有一定角度的夹角，形成V型结构，两个第一侧壁411的端部分别与桁架梁41一侧的内衬底板42连接。

作为优选的，如图4所示，第一侧壁411具有平行设置的两个第一弦杆412和与两个第一弦杆412连接的第一连接杆414，第一弦杆412为沿第一桁架梁41的长度方向延伸，第一连接杆414在两个第一弦杆412之间并排设有多个，且在相邻两个第一连接杆414与两个第一弦杆412形成的四边形空腔中沿其中一个对角线设置一个第一斜杆413。第一连接杆414在两个第一弦杆412之间设置多个，从而在第一侧壁411上形成多个四边形的空腔，各个空腔中均设置一个第一斜杆413，且第一侧壁411上相邻两个空腔中的第一斜杆413呈V形布置。

作为优选的，如图4所示，第一侧壁411上的第一连接杆414与两个第一弦杆412为垂直连接，且第一连接杆414为等距分布，从而在第一侧壁411上形成多个大小相同的矩形空腔，相邻两个空腔中的第一斜杆413为对称设置。

作为优选的，如图4所示，为了适应人体肢体生物形态，内衬板4沿横向为弯曲的形状，主要体现在内衬底板42具有一定的弧度。内衬底板42也为桁架结构，其具有第四弦杆421和与第四弦杆421连接的第四连接杆423，第四弦杆421至少平行设有两个，第四连接杆423在相邻两个第四弦杆421之间并排设有多个，且在相邻两个第四连接杆423与两个第四弦杆421形成的四边形空腔中沿其中一个对角线设置一个第四斜杆422。第四连接杆423在两个第四弦杆421之间设置多个，从而在内衬底板42上形成多个四边形的空腔，各个空腔中均设置一个第四斜杆422，且内衬底板42上相邻两个空腔中的第四斜杆422呈V形布置。

作为优选的，如图4所示，内衬底板42上的第四连接杆423与两个第四弦杆421为垂直连接，且第四连接杆423为等距分布，从而在内衬底板42上形成多个大小相同的矩形空腔，相邻两个空腔中的第四斜杆422为对称设置。

作为优选的，内衬板4采用高压低密度聚乙烯改性材料注塑制成，即内衬底板42与桁架梁41为一体成型。内衬板4的形态与其配套的主板5相匹配，且内衬板4的两侧边超出主板5两侧边2－4mm。

如图1所示，主板5作为具有三层结构的小夹板构件的中间层结构，主板5是由多组复杂桁架结构集合组成的空腹弧形不规则平板，采用聚塑酯合金AS/ABS共混改性，以注塑工艺制成。如图1所示，作为优选的，主板5具有上平横联51、下平横联52和垂直板53，上平横联51位于相邻两个垂直板53之间且与两个垂直板53的一端连接，下平横联52位于相邻两个垂直板53之间且与两个垂直板53的另一端连接，第一容置腔56位于垂直板53一侧，第一侧壁411另一侧为与第一容置腔56开口方向相反的第二容置腔57，也即第一容置腔56为由两个垂直板53和一个上平横联51包围形成，第二容置腔57为由两个垂直板53和一个下平横联52包围形成。

由于中医小夹板装置采用的小夹板构件是依据人体四肢关节生物形态塑形，为了适应人体肢体生物形态的变化，小夹板构件一般分为长条直板型和不规则型。主板5上的上平横联51、下平横联52和垂直板53均为沿小夹板构件的横向并排设有多个，且各个上平横联51、下平横联52和垂直板53均为沿小夹板构件的轴向延伸设置。而且，主板5上的垂直板53可以呈多方向轴向排列，在一片夹板上根据所固定的关节生物形态可以形成垂直、水平、圆弧、成角、斜向等多轴向变化，并依随轴向与上平横联51和下平横联52垂直连接，形成横向弧形支撑。从而，垂直板53可以依据轴向变化、形态变化和杠杆力的需求变化，其形态亦产生适应性的不规则变化。

作为优选的，如图2所示，主板5的上平横联51为桁架结构，其具有平行设置的两个第二弦杆511和与两个第二弦杆511连接的第二连接杆513，第二连接杆513在两个第二弦杆511之间并排设有多个，且在相邻两个第二连接杆513与两个第二弦杆511形成的四边形空腔中沿两个对角线分别设置一个第二斜杆512。第二连接杆513在两个第二弦杆511之间设置多个，从而在上平横联51上形成多个四边形的空腔，各个空腔中均设置一个第二斜杆512，且上平横联51上相邻两个空腔中的第二斜杆512呈V形布置。

作为优选的，如图2所示，上平横联51上的第二连接杆513与两个第二弦杆511为垂直连接，且第二连接杆513为等距分布，从而在上平横联51上形成多个大小相同的矩形空腔，相邻两个空腔中的第二斜杆512为对称设置。

作为优选的，如图3所示，主板5的下平横联52也为桁架结构，其具有平行设置的两个第三弦杆521和与两个第三弦杆521连接的第三连接杆523，第三连接杆523在两个第三弦杆521之间并排设有多个，且在相邻两个第三连接杆523与两个第三弦杆521形成的四边形空腔中沿其中一个对角线设置一个第三斜杆522。第三连接杆523在两个第三弦杆521之间设置多个，从而在下平横联52上形成多个四边形的空腔，各个空腔中均设置一个第三斜杆522，且下平横联52上相邻两个空腔中的第三斜杆522呈V形布置。

作为优选的，如图3所示，下平横联52上的第三连接杆523与两个第三弦杆521为垂直连接，且第三连接杆523为等距分布，从而在下平横联52上形成多个大小相同的矩形空腔，相邻两个空腔中的第三斜杆522为对称设置。

如图1所示，为了适应人体肢体生物形态，主板5形状与内衬板4形状相适应的的，也沿横向为弯曲的形状，主要体现在上平横联51和下平横联52具有一定的弧度，垂直板53的两端分别与上平横联51和下平横联52垂直连接，形成的主板5的外表面和内表面上均具有多个开口，且这些开口分别由装饰层1和桁架梁41封闭。内衬板4上的桁架梁41的数量与主板5上的第一容置腔56的数量相等，且位置对齐。

三角形的桁架梁41凸入主板5的第一容置腔56中，封闭向下槽口，作为优选的，桁架梁41与主板5为胶合卡入固定，即在第一容置腔56中填充胶水，使桁架梁41与主板5固定连接。

如图1所示，主板5的各个第一容置腔56中设有上横梁54，上横梁54并层叠在上平横联51的内壁面上，上横梁54与上平横联51连接构成主板5的上弦支撑；同时，各个上横梁54与上平横联51构成的上弦支撑与两侧的垂直板53和***第一容置腔中的桁架梁41组成内力臂梁，形成了一种静定结构的杆轴，增强了轴向支撑力，并且不限制横向负弯矩变化。

如图1所示，主板5的各个第二容置腔57中设有下横梁55，下横梁55并层叠在下平横联52的外壁面上，下横梁55与下平横联52连接构成主板5的下弦支撑，形成一种横向动态固定结构，使夹板在横向上可形成相对柔韧的负弯矩变化，可顺应人体生物形态产生弹性动态变化。

内衬板4的内衬底板42与主板5上的下平横联51为相对设置，内衬底板42与下平横联51之间可以不连接，也可以固定连接。如果要实现两者的固定连接，可以通过粘贴的方式使内衬底板42与下平横联51连接成一体。

如图1所示，本生物性桁架结构式中医小夹板构件还包括层叠在内衬板4上的海绵垫层3和层叠在海绵垫层3上的棉毡层2，海绵垫层3位于内衬板4与棉毡层2之间。海绵垫层3的材质优选为聚氨酯海绵垫，海绵垫层3粘贴在内衬板4的内面，海绵垫层3的内面粘贴棉毡。海绵垫层3和棉毡形成夹板内衬，用于接触人体皮肤。

上述结构的中医小夹板构件设置成三层结构，主板层为空腹桁架结构，采用聚塑酯合金共混改性，注塑成型。以主桁架内力臂梁的轴向排列在截面上构成变截面杆轴，形成夹板刚性杠杆力的轴向。与内力臂梁的轴向呈横向水平排列的下平横联构成夹板的横向。由于上平横联51、下平横联52呈内弧形，交错排列，利用材料的强度使夹板在横向上可产生柔韧的负弯矩变化。表面装饰网为柔性材料与主板表面粘贴，类似第一层骨板，控制主板负弯矩变化不会过大。内衬板4为具有黏弹性性能的高压低密度聚乙烯三角框网格状弧形平板，沿主板纵向有向上凸起的槽状三角桁架梁41，与主板卡入式铰链，类似第三层骨板。桁架梁41凸入第一容置腔56内，组成内力臂梁，以相对静定结构增强了轴向支撑力，并且不限制横向负弯矩变化。内衬板4内面粘贴有聚氨酯海绵垫和棉毡，构成夹板内衬。借鉴列车轨道枕木砂石力分散的原理，使夹板纵向杠杆力能在横向上均匀分布。与现有夹板技术相比，本中医小夹板构件模拟了人体骨骼的生物性桁架理论模型结构，实现夹板构件多轴向纵刚横柔的各向异性的力学性能。用材料的力学性质、性能产生夹板的机械强度，以复杂桁架集合和类似骨板组合建立夹板的承力结构，与内衬粘贴构成了本发明的本构关系。力学性能稳定，在轴向上具有抗弯、抗剪能力，挠度小。在横向上形成相对柔韧的负弯矩变化，可顺应人体生物形态产生弹性动态变化，形成不同的机械属性，自重小，透气。本发明最重要的部分是，夹板纵刚横柔的各向异性的力学性能可沿顺内力臂梁为杆轴的轴向排列变化而变化。如图2、图3所示，内力臂梁可在夹板的平面上和侧面上根据不同形态和需求形成不同方向的轴向排列，其结果是，同一片夹板可具有多方向的“轴向持骨，横向固定”的治疗效果，以适应关节骨折的外固定治疗需求。

本中医小夹板构件依据人体四肢关节生物形态塑形，以适应人体肢体生物形态变化制成直板型和不规则形板。如图6和图9所示，这种形状的中医小夹板构件构成的中医小夹板装置用于肩部外固定；如图7和图12、图13所示，这种形状的中医小夹板构件构成的中医小夹板装置用于脚踝部外固定；如图8和图11所示，这种形状的中医小夹板构件构成的中医小夹板装置用于肘部外固定；如图10所示，这种形状的中医小夹板构件构成的中医小夹板装置用于腕部外固定。图6至图13中的箭头指示主板内的垂直板53的弯曲和延伸方向的变化，上平横联51和下平横联52依随垂直板53的走向变化而产生相应的形态变化，以适应关节角度变化的外固定需求。

本发明充分研究了中医小夹板的定性描述和天然夹板材料的顺紋结构之间的关联，通过建立模型分析，认为以轴力为主的正交各向异性形成了中医小夹板最重要的特征。与人体骨骼的三维桁架理论模型的轴力为主的各向异性的功能结构有相似的共性，正是这种共性成就了中医小夹板对骨折的生物性外固定治疗的优势。与其不同的是，人体骨骼的杆轴存在着多向性和不规则性。Roux(1895年)提出松质骨最优结构是桁架形式，Kummer(1966年)展示了人体股骨端部的三维桁架模型，骨小梁的排列的干骨轴线方向，是干骨主应力方向，为适应不同形式的载荷，其不同形式的迹线走向形成了以多组轴力为主的各向异性的承力结构特征，为世界骨科学界所公认。受其启发，利用天然夹板材料与人体骨骼的功能结构的共性，和人体骨骼杆轴的多向性，可以研制满足关节骨折外固定需求的夹板构件。参考人体骨骼和柳条板的力学参数，依据人体关节生物状态，通过计算机模拟塑形、计算，以复杂桁架集合在多方向的横截面上形成不规则的变截面杆轴结构，在同一片夹板上产生以多轴线刚性力导向的各向异性机械功能，经3D打印预制，反复测试优化，制成不规则的夹板构件，成功的以多轴向性实现中医小夹板杠杆力的基本特征。由于夹板的不规则形态，本发明选择拉伸强度在50MPa以上，冲击强度在6KJ/㎡以上，长期耐热性在100℃以上的聚塑酯合金AS/ABS共混改性，采用注塑工艺，以上述的优化结构研制出可以适用于关节骨折外固定治疗的中医小夹板。对其进行拉伸、剪切、屈服、冲击强度，应力应变特征、弹性模量检测，各项性能指标符合技术指标。投入临床使用，收集循证医学证据，本夹板可以满足关节骨折外固定的治疗要求。以骨折愈合的质量、速度和关节功能康复为对比指标，本发明中医小夹板的外固定治疗效果明显优越于其它外固定治疗模式。使中医小夹板不能稳定的外固定治疗关节骨折成为历史。以伸直型肱骨髁粉碎性骨折为例，手术治疗创伤较大，常造成功能障碍。传统直条型夹板对其固定不稳定，塑酯夹板与石膏外固定模式相同，在屈曲位固定肘关节同时，必须固定腕关节，不仅调整困难，亦产生关节僵硬，肌肉萎缩，骨折延迟愈合的并发症。在后期需要较长时间的康复治疗。而采用本发明则不存在以上的问题。手法整复后，患肘屈曲位，以本发明的四片夹板对称布局与压垫、束带体系组成的中医小夹板外固定治疗装置，对其进行外固定治疗。前、后片夹板于上臂中段前方向下垂直至关节处由侧面向前屈曲，水平延长至尺挠骨中下段，前片夹板截面为负弯矩。后片夹板截面为正弯矩。内、外片夹板于上臂中段垂直向下于关节处由平面向前弯曲水平延伸至尺挠骨中下段，截面为负弯矩。依据液体不可压缩的原理，在约束力作用下，四片夹板对肱骨髁骨折形成对称相向挤压，每片夹板轴向刚性杠杆力均存在沿顺肱骨干轴垂直方向、尺挠骨干水平轴方向和肱骨髁斜角方向的对应变化。而由此形成的相对柔韧的横向固定，则可伴随肌肉收缩、放松活动产生贴服式起伏波动。随诊整个治疗过程和结果，依据中医骨伤治疗标准评判，骨折对位满意，功能恢复较快，充分体现中医小夹板外固定治疗的优越性能。

本生物性桁架结构式中医小夹板构件的优点如下；

1、本生物性桁架结构式中医小夹板构件以中医小夹板的基本特征顺应人体肢体关节生物形态变化，对关节骨折实施稳定的外固定治疗，包括类似人体骨骼骨板组合的三层结构，模拟人体骨骼的生物性桁架模型结构，在一片夹板上产生多向轴力为主的正交各向异性功能，以主桁架内力臂梁为杆轴，在轴向的抗弯、抗剪力功能形成夹板的杠杆力；

2、生物性桁架结构使同片夹板以不规则多轴向刚性力构成各向异性的性能，轴刚横柔，适应关节骨折的外固定需求；以上平横联、下平横联形成夹板的横向动态固定力，解决了长期以来中医小夹板不能稳定的外固定治疗关节骨折的缺憾。用本发明夹板构件组成的中医小夹板外固定装置治疗关节骨折，可以充分发挥中医小夹板“弹性固定”功效，和“轴向持骨，横向固定”、“动静结合，筋骨并重”的中医外固定治疗骨折的特色；

3、采用高强度工程塑酯合金材料，工业化生产，力学性能稳定，以与人体骨骼功能结构的共性和本构关系形成力学本质，并以结构、本质、功能的关系明确定量关系；

4、刚性材料主板与黏弹性材料的内衬组合，使轴向杠杆力能在横向上形成体壁式均匀分布，以稳定性产生动态固定力，可以充分调动肌肉的内在动力发挥软组织在骨折复位固定中的作用；

5、桁架空腹结构使夹板质轻，透气舒适；

6、主板5采用AS/ABS共混改性，还具有铝当量低的技术优点。

本发明还提供了一种用于肩部外固定治疗骨折的中医小夹板装置，其包括上述的生物性桁架结构式中医小夹板构件。此中医小夹板构件的具体结构可参照图1至图5，在此不再赘述。由于本发明的用于肩部外固定治疗骨折的中医小夹板装置包括上述实施例中的中医小夹板构件，所以其具有上述中医小夹板构件的所有优点。

本发明还提供了一种用于脚踝部外固定治疗骨折的中医小夹板装置，其包括上述的生物性桁架结构式中医小夹板构件。此中医小夹板构件的具体结构可参照图1至图5，在此不再赘述。由于本发明的用于脚踝部外固定治疗骨折的中医小夹板装置包括上述实施例中的中医小夹板构件，所以其具有上述中医小夹板构件的所有优点。

本发明还提供了一种用于肘部外固定治疗骨折的中医小夹板装置，其包括上述的生物性桁架结构式中医小夹板构件。此中医小夹板构件的具体结构可参照图1至图5，在此不再赘述。由于本发明的用于肘部外固定治疗骨折的中医小夹板装置包括上述实施例中的中医小夹板构件，所以其具有上述中医小夹板构件的所有优点。

本发明还提供了一种用于腕部外固定治疗骨折的中医小夹板装置，其包括上述的生物性桁架结构式中医小夹板构件。此中医小夹板构件的具体结构可参照图1至图5，在此不再赘述。由于本发明的用于腕部外固定治疗骨折的中医小夹板装置包括上述实施例中的中医小夹板构件，所以其具有上述中医小夹板构件的所有优点。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (28)

1.生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：包括主板和层叠在主板上的内衬板，内衬板具有朝向主板凸出的桁架梁，主板具有容纳桁架梁的第一容置腔。

2.根据权利要求1所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：还包括层叠在所述内衬板上的海绵垫层，内衬板位于海绵垫层与所述主板之间。

3.根据权利要求2所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：还包括层叠在所述海绵垫上的棉毡层，海绵垫层位于所述内衬板与棉毡层之间。

4.根据权利要求1至3任一所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：还包括层叠在所述主板上的装饰层，主板位于装饰层与所述内衬板之间。

5.根据权利要求1至3任一所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述桁架梁为沿所述内衬板轴向延伸设置，且内衬板具有多个并排设置的桁架梁。

6.根据权利要求5所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述内衬板还具有层叠在所述主板上且与所述桁架梁连接的内衬底板。

7.根据权利要求6所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述内衬底板并排设有多个，各个所述桁架梁位于相邻两个内衬底板之间，并与两侧的内衬底板连接。

8.根据权利要求7所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述桁架梁为V型，桁架梁的两端分别与所述两侧的内衬底板连接，桁架梁的尖端位于所述第一容置腔中。

9.根据权利要求8所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述桁架梁具有相连接且为对称设置的两个第一侧壁，两个第一侧壁分别与桁架梁一侧的所述内衬底板连接。

10.根据权利要求9所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述第一侧壁具有平行设置的两个第一弦杆和与两个第一弦杆连接的第一连接杆，第一连接杆在两个第一弦杆之间并排设有多个，且在相邻两个第一连接杆与两个第一弦杆形成的空腔中沿对角线设置一第一斜杆。

11.根据权利要求10所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述第一侧壁上相邻两个空腔中的第一斜杆呈V形布置。

12.根据权利要求11所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述第一连接杆与所述第一弦杆为垂直连接。

13.根据权利要求7所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述内衬底板具有第四弦杆和与第四弦杆连接的第四连接杆，第四弦杆至少平行设有两个，第四连接杆在相邻两个第四弦杆之间并排设有多个，且在相邻两个第四连接杆与两个第四弦杆形成的空腔中沿对角线设置一第四斜杆。

14.根据权利要求13所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述内衬底板上相邻两个空腔中的第四斜杆呈V形布置。

15.根据权利要求14所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述第四连接杆与所述第四弦杆为垂直连接。

16.根据权利要求1所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述主板具有上平横联、下平横联和垂直板，上平横联位于相邻两个垂直板之间且与两个垂直板的一端连接，下平横联位于相邻两个垂直板之间且与两个垂直板的另一端连接，所述第一容置腔位于垂直板一侧，第一侧壁另一侧为与第一容置腔开口方向相反的第二容置腔。

17.根据权利要求16所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述上平横联具有平行设置的两个第二弦杆和与两个第二弦杆连接的第二连接杆，第二连接杆在两个第二弦杆之间并排设有多个，且在相邻两个第二连接杆与两个第二弦杆形成的空腔中沿两个对角线分别设置一第二斜杆。

18.根据权利要求17所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述上平横联上相邻两个空腔中的第二斜杆呈V形布置。

19.根据权利要求17所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述第二连接杆与所述第二弦杆为垂直连接。

20.根据权利要求16所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述下平横联具有平行设置的两个第三弦杆和与两个第三弦杆连接的第三连接杆，第三连接杆在两个第三弦杆之间并排设有多个，且在相邻两个第三连接杆与两个第三弦杆形成的空腔中沿对角线设置一第三斜杆。

21.根据权利要求20所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述下平横联上相邻两个空腔中的第三斜杆呈V形布置。

22.根据权利要求20所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述第三连接杆与所述第三弦杆为垂直连接。

23.根据权利要求16所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述第一容置腔中设有上横梁，上横梁并层叠在所述上平横联上。

24.根据权利要求16所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件，其特征在于：所述第二容置腔中设有下横梁，下横梁并层叠在所述下平横联上。

25.用于肩部外固定治疗骨折的中医小夹板装置，其特征在于：包括权利要求1至24任一所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件。

26.用于脚踝部外固定治疗骨折的中医小夹板装置，其特征在于：包括权利要求1至24任一所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件。

27.用于肘部外固定治疗骨折的中医小夹板装置，其特征在于：包括权利要求1至24任一所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件。

28.用于腕部外固定治疗骨折的中医小夹板装置，其特征在于：包括权利要求1至24任一所述的生物性桁架结构式中医小夹板构件。