способ изготовления ортопедического устройства

Формула изобретения

1. Способ изготовления ортопедического устройства, характеризующийся тем, что ортопедическое устройство содержит два чехла, размещенные один в другом, и наполнитель, при этом внутренний чехол изготавливают из синтетической воздухопроницаемой ткани с размером ячеек менее 15 мкм и с отражающим покрытием с его внутренней стороны, при этом края внутреннего чехла герметично соединяют по его периметру путем термического склеивания с последующей прошивкой, а наружный чехол изготавливают из синтетической ткани с антимикробными свойствами, причем края наружного чехла соединяют по части его периметра путем одновременной прошивки и окантовки, при этом операции составления смеси наполнителя и подачи смеси наполнителя во внутренний чехол осуществляют одновременно, причем смесь наполнителя изготавливают из микростеклосфер из натриевоборосиликатного стекла размерами 15-200 мкм и микростеклосфер из калий-натриевого стекла размерами 50-160 мкм с антимикробным покрытием, находящихся в объемном соотношении 12:1-5:1, при этом заполнение внутреннего чехла смесью наполнителя осуществляют до 1/2-2/3 максимального объема внутреннего чехла, при этом предварительно края внутреннего чехла герметично соединяют по части его периметра, затем заполняют его смесью наполнителя, затем создают герметичное соединение краев внутреннего чехла по всему его периметру, при этом предварительно края наружного чехла соединяют по части его периметра, затем помещают в него внутренний чехол с наполнителем, затем соединяют края наружного чехла по всему периметру.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что соединение краев наружного чехла по части его периметра выполняют разъемным.

3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве антимикробного покрытия микростеклосфер из калий-натриевого стекла используют кремнийорганические соединения.

4. Способ по п.1, характеризующийся тем, что одновременные операции составления смеси наполнителя и ее подачи во внутренний чехол осуществляют с помощью шнекового дозатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству средств удовлетворения жизненных потребностей человека, в частности к производству мягких матрацев и подушек общего, как бытового назначения, так и 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.

На современном рынке производства постельных принадлежностей существует потребность в производстве матрацев и подушек, способных обеспечивать комфортные условия для сна и отдыха и создающих оптимальные условия для позвоночника, мягких тканей и кожи человека, в том числе обладающих лечебно-профилактическими качествами.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известны способы изготовления матрацев и подушек, содержащих чехлы с наполнителями из шариков, раскрытые в описаниях соответствующих устройств (RU 2132208 С1, 6 A61N 5/06, 01.10.1999; US 2007/0113351 A1, A47C 27/10, 24.05.2007; US 4723328, A47C 27/08, 09.02.1988; US 4599755, A61G 7/00, A47C 27/08, 15.07.1986; US 4768250, A47C 27/08, 06.09.1988; FR 2523841, A61G 7/04, 25.03.1982; JP 6343664 A, A61G 7/05, 20.12.1994; WO 96/33641, A47C 17/00, 24.04.1996). Указанные способы не позволяют создавать изделия, способные фиксировать позвоночник оптимальным образом, либо требуют дополнительных сложных средств для создания эффекта псевдоплавания и для вентиляции наполнителя.

Наиболее близким к предложенному является способ изготовления подушки, содержащей чехол с наполнителем из шариков (DE 4324508 A1, A61G 7/05, 21.07.1993).

Указанный способ обеспечивает изготовление достаточно простых ортопедический устройств, но не позволяющих получить надежного герметичного соединения краев внутреннего чехла, а также не позволяющих получить эффект псевдоплавания для обеспечения оптимальной фиксации позвоночника и расслабления мышц.

Задачей изобретения является создание способа изготовления ортопедических устройств, в частности подушек и мягких матрацев, которые при простоте конструкции обеспечивают повышение удобства фиксации тела в расслабленном состоянии путем создания эффекта псевдоплавания за счет оптимального сочетания в смеси наполнителя микростеклосфер различных параметров и создание эффекта оптимального прогревания мягких тканей и органов человека путем отражения и перераспределения теплового излучения тела человека и естественной вентиляции конструкции устройства.

Другой задачей изобретения является изготовление ортопедических устройств с высокими гигиеническими качествами, в частности антимикробными, а также обеспечение надежности герметичного соединения краев внутреннего чехла по всему его периметру.

Предложенное изобретение направлено на создание изделий, обеспечивающих оптимальный комфорт человека при фиксации его тела в расслабленном состоянии, на обеспечение профилактических и оздоровительных свойств ортопедических устройств.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Поставленная задача решается тем, что способ изготовления ортопедического устройства характеризуется тем, что ортопедическое устройство содержит два чехла, размещенные один в другом, и наполнитель, при этом внутренний чехол изготавливают из синтетической воздухопроницаемой ткани с размером ячеек менее 15 мкм и с отражающим покрытием с его внутренней стороны, при этом края внутреннего чехла герметично соединяют по его периметру путем термического склеивания с последующей прошивкой, а наружный чехол изготавливают из синтетической ткани с антимикробными свойствами, причем края наружного чехла соединяют по части его периметра путем одновременной прошивки и окантовки, при этом операции составления смеси наполнителя и подачи смеси наполнителя во внутренний чехол осуществляют одновременно, причем смесь наполнителя изготавливают из микростеклосфер из натриевоборосиликатного стекла размерами 15-200 мкм и микростеклосфер из калий-натриевого стекла размерами 50-160 мкм с антимикробным покрытием, находящихся в объемном соотношении 12:1-5:1, при этом заполнение внутреннего чехла смесью наполнителя осуществляют до 1/2-2/3 максимального объема внутреннего чехла, при этом предварительно края внутреннего чехла герметично соединяют по части его периметра, затем заполняют его смесью наполнителя, затем создают герметичное соединение краев внутреннего чехла по всему его периметру, при этом предварительно края наружного чехла соединяют по части его периметра, затем помещают в него внутренний чехол с наполнителем, затем соединяют края наружного чехла по всему периметру.

При этом соединение краев наружного чехла по части его периметра может быть выполнено разъемным.

При этом в качестве антимикробного покрытия микростеклосфер из калий-натриевого стекла могут быть использованы кремнийорганические соединения.

При этом одновременные операции составления смеси наполнителя и ее подачи во внутренний чехол осуществляют с помощью шнекового дозатора.

Также в ортопедическом устройстве отражающее покрытие на внутренней стороне внутреннего чехла может быть выполнено из полиуретана или в виде металлизированной зеркальной пленки.

При соотношении объема натриевоборосиликатных микростеклосфер к объему калий-натриевых микростеклосфер в смеси наполнителя более чем 12:1 проявление антимикробных свойств становится незначительным, при соотношении менее 5:1 значительно увеличивается вес изделия, уменьшаются свойства псевдожидкости за счет увеличения плотности наполнителя и увеличивается теплопроводность, за счет чего снижается эффект накопления инфракрасного тепла.

Наполнение изделия менее чем на 1/2 максимального объема внутреннего чехла приводит к «проваливанию» помещенной на изделие части тела за счет перераспределения наполнителя по краям изделия и отсутствия его под частью тела. Наполнение изделия более чем на 2/3 максимального объема внутреннего чехла приводит к ограничению подвижности наполнителя в пределах объема внутреннего чехла и исчезновению свойства псевдожидкости и невозможности принятия изделием формы помещаемой на него части тела.

Диапазоны размеров микростеклосфер каждого вида определены технологией их производства. Среднестатистические размеры микростеклосфер разных видов приблизительно равны между собой, что обеспечивает однородность смеси при ее получении и повышает эффект псевдожидкости смеси во время использования ортопедического устройства. При этом нижний предел размеров натриевоборосиликатных микростеклосфер увязан с максимальными размерами ячеек плотной ткани внутреннего чехла.

Отражающее покрытие внутренней стороны внутреннего чехла также способствует уменьшению трения микростеклосфер о поверхность ткани, что тоже повышает подвижность ортопедического устройства, а также срок его эксплутации.

Заполнение внутреннего чехла указанным наполнителем из смеси микростеклосфер шнековым дозатором позволяет осуществлять одновременность смешивания компонентов смеси и ее подачи во внутренний чехол. Это обеспечивает высокую однородность смешивания разных компонентов, высокую точность наполнения и чистоту краев внутреннего чехла, не допуская попадание на них частиц смеси, что необходимо для надежности последующего герметичного соединения этого участка периметра ортопедического устройства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 показан общий вид ортопедического устройства;

на фиг.2 иллюстрируется ортопедическое устройство в разрезе;

на фиг.3 иллюстрируется структура ткани внутреннего чехла;

на фиг.4 иллюстрируется структура смеси микростеклосфер во внутреннем чехле;

на фиг.5 иллюстрируется процесс образования смеси наполнителя и ее подачи во внутренний чехол.

ПРИМЕР ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ изготовления ортопедического устройства осуществляют следующим образом.

Как показано на фиг.1; 2 и 3, ортопедическое устройство 1 содержит внутренний чехол 2 с отражающим покрытием 3 на его внутренней стороне, наружный чехол 4 и наполнитель 5.

Как показано на фиг.4, наполнитель 5 образуют, смешивая микростеклосферы из натриевоборосиликатного стекла 6 и микростеклосферы из калий-натриевого стекла 7 с кремнийорганическим покрытием 8.

Как показано на фиг.3 и 5, внутренний чехол 2 изготавливают из воздухопроницаемой ткани и по всему периметру создают неразъемное герметичное соединение 9.

Выполнение наружного чехла возможно съемным. Также возможно выполнение ортопедического устройства 1 различной формы.

Как показано на фиг.5, получение смеси наполнителя 5 и ее подачу во внутренний чехол осуществляют одновременно с помощью шнекового дозатора 10 через несоединенный участок периметра 11 внутреннего чехла 2.

Предварительно изготавливают внутренний 2 и наружный 4 чехлы ортопедического устройства 1 путем соединения раскроенных тканей по его периметру. При этом часть периметра внутреннего и внешнего чехлов оставляют несоединенными. Соединение ткани внутреннего чехла делают герметичным 9, для чего элементы ткани соединяют методом термического склеивания под давлением с последующей прошивкой, при этом внутренний чехол 2 изготавливают из синтетической воздухопроницаемой ткани с размером ячеек менее 15 мкм и с отражающим покрытием 3 с его внутренней стороны. Затем во внутренний чехол 2 через несоединенный участок его периметра 11 подают наполнитель с помощью шнекового дозатора 10, который одновременно создает смесь наполнителя необходимого состава и осуществляет заполнение внутреннего чехла до необходимого объема. При этом, как показали испытания, применение шнекового дозатора обеспечивает высокую степень перемешивания компонентов смеси до уровня отдельных элементов ее компонентов - микростеклосфер, а также, в дополнение к высокой точности заполнения объема внутреннего чехла 2, обеспечивает чистоту несоединенного участка периметра 11 внутреннего чехла, не допуская попадания на его поверхность микростеклосфер в процессе его заполнения, что является необходимым для последующей операции - герметичного соединения этого участка методом термического склеивания. После заполнения внутреннего чехла 2 наполнителем 3 герметично соединяют ткань на участке его периметра 11, через который осуществлялось его заполнение. Эта операция также осуществляется методом термического склеивания с последующей прошивкой.

Затем заполненный и герметично закрытый по всему его периметру внутренний чехол 2 помещают во внешний чехол 4. Затем открытый участок периметра внешнего чехла закрывают или неразъемным соединением, как и остальной участок периметра, методом одновременной окантовки и прошивки, или разъемным соединением, например застежкой «молния».

Изготовление ортопедического устройства этим способом обеспечивает при его простоте гигиеничность, надежность герметичного соединения внутреннего чехла по всему периметру, а также эффекты псевдоплавания и оздоравливающего прогревания тела человека при последующем использовании ортопедического устройства.

При приложении веса тела к ортопедическому устройству 1, изготовленному указанным способом, оно легко принимает форму участка тела на всей площади контакта и фиксирует удобное положение тела, снимая напряжение с мышц и нагрузку с опорно-двигательного аппарата. При этом благодаря отражательной способности наполнителя 5 ортопедическое устройство 1 прогревает тело на площади контакта когерентным инфракрасным облучением, соответствующему конкретному пользователю и каждому его органу в месте контакта, оказывая благотворное физиотерапевтическое воздействие.

Особенностью ортопедического устройства 1, изготовленному указанным способом, является то, что при расположении на данном изделии какой-либо части тела и изменении ее положения происходит движение не между телом и изделием, а между слоями наполнителя 5, так как внутреннее трение наполнителя гораздо меньше трения скольжения между частью тела и изделием. Сила нормального давления Р1 равна P1=mg; с учетом трения Р1т=k*mg-Р2т=n* mg и Р1т>>Р2т; где P1 - сила нормального давления, Р1т - сила внешнего трения; Р2т - сила внутреннего трения, n - вязкость или коэффициент внутреннего трения, и так как n<<k, то наполнитель по своим свойствам приближается к жидкости и создается эффект «псевдоплавания», и в силу этого объем наполнителя, оставаясь постоянным, очень легко под действием внешнего давления (Р) меняет форму. В этом случае применим закон Паскаля: внешнее давление (Р) на наполнитель передается во все стороны равномерно. И поэтому применим закон Архимеда: на тело, погруженное в жидкость (или вещество, приближенное к ней по свойствам), действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, заключенной в объеме погруженного тела F=p*v*g, где v - объем тела, погруженного в жидкость; р - плотность жидкости; g - ускорение свободного падения, P1 - вес тела. Если F=Р1, тело переходит в свободное состояние. Создавая состояние псевдоневесомости, изделие, изготовленное указанным способом, приводит к максимальному расслаблению мышц шейного и верхнего грудного отделов позвоночника, что особенно важно при наличии триггерных зон и миокилозов. Благодаря легкой изменчивости своей формы с возможностью ее сохранения изделие идеально принимает форму позвоночника любого человека при любом положении головы и шеи, меняя ее при изменении положения тела. Это приводит к тому, что тело принимает наиболее физиологичное, анатомически правильное положение, происходит расслабление мышц, снятие спазмов, болевого и воспалительного синдромов, улучшению венозного оттока.

Таким образом, вышеизложенные особенности делают ортопедическое устройство 1, изготовленное указанным способом, незаменимым для профилактики и в качестве существенного терапевтического дополнения при лечении такой патологии, как шейный и грудной остеохондроз, сколиоз, плечелопаточный периартрит и многое другое. Важным следствием улучшения состояния при данных заболеваниях является не только снятие болевого синдрома, но и улучшение мозгового кровообращения, обусловленное устранением спазма сосудов шеи, а также значительное уменьшение эпизодов колебания артериального давления. Особенно важным является применение этого ортопедического устройства у детей первых месяцев и лет жизни, когда идет формирование физиологических изгибов позвоночника.

Результатом испытаний ортопедического устройства 1, изготовленного указанным способом, у пациентов при лечении было устранение болевого синдрома при остеохондрозе, головных болей, артериальной гипертензии, головокружения, связанных с нарушением венозного оттока из области черепа, улучшения венозного кровообращения сосудов нижних конечностей, получение косметического эффекта: уменьшение образования морщин и второго подбородка, устранение отечности век и лица, улучшение цвета лица.

Известно, что организм человека продуцирует тепловую энергию, излучаемую в виде инфракрасных лучей в диапазоне 3-50 мкм с пиком в 9,6 мкм. При нормальных условиях теплоотдача человека в окружающую среду на 25% происходит конвекцией, на 50 - излучением, на 22 - испарением, на 3 - через дыхание. Видно, что на теплопотери излучением приходится половина всех теплопотерь, которые вдвое превышают конвективные.

Влияние на организм человека инфракрасных излучений разных диапазонов спектра таково. Реакции организма, в зависимости от интенсивности излучений и длины волны, можно классифицировать на оптимальные (реакции адаптации), допустимые (компенсационные) и повреждающие (вызывающие негативные реакции в организме). В условиях выполнения санитарных норм развиваемые в организме реакции являются реакциями адаптации. Повреждающее же действие возникает в условиях повышенных уровней облучения, интенсивность которых снижается с уменьшением длины волны:

- при=1,5 мкм порог повреждающего действия находится на уровне 50 Вт/м²;

- при=3 мкм и при=6 мкм порог повреждающего действия находится на уровне 100 Вт/м ²;

- при=4,5 мкм порог повреждающего действия находится на уровне 150 Вт/м².

Поскольку тело человека излучает инфракрасную энергию в диапазоне приблизительно 3-50 мкм с пиком в 9,6 мкм, при воздействии на организм инфракрасной энергии с длиной волны 9,6 мкм имеет место явление активного поглощения телом внешней энергии (так называемое резонансное поглощение). В результате этого воздействия повышается потенциальная энергия клеток организма, и из них будет уходить несвязанная вода, повышается деятельность специфических клеточных структур, растет уровень иммуноглобулинов, увеличивается активность ферментов и эстрогенов, происходят и другие благоприятные биохимические реакции. Это характерно для всех типов клеток организма и крови. Инфракрасное излучение проникают в ткани организма глубже, чем другие виды световой энергии, что вызывает прогревание всей толщи кожи и отчасти подкожных тканей. Более глубокие структуры прямому прогреванию не подвергаются. Область терапевтического применения инфракрасного излучения довольно широка: негнойные хронические и подострые воспалительные местные процессы, в том числе внутренних органов, некоторые заболевания опорно-двигательного аппарата, центральной и периферической нервной системы, периферических сосудов, глаз, уха, кожи, остаточные явления после ожогов и отморожений.

Лечебный эффект инфракрасного облучения определяется механизмом его физиологического действия - он ускоряет обратное развитие воспалительных процессов, повышает тканевую регенерацию, местную сопротивляемость и противоинфекционную защиту. Происходящее при поглощении энергии ИК излучения образование тепла приводит к локальному повышению температуры облучаемых кожных покровов на 1-2°С и вызывает местные терморегуляционные реакции поверхностной сосудистой сети.

Сосудистая реакция выражается в кратковременном спазме сосудов (до 30 с), а затем увеличении локального кровотока и возрастании объема циркулирующей в тканях крови. Выделяющаяся тепловая энергия ускоряет тканевой обмен веществ. Активация микроциркуляторного русла и повышение проницаемости сосудов способствует дегидратации воспалительного очага и удалению продуктов распада клеток. Активация пролиферации и дифференцировки фибробластов приводят к ускорению заживления ран и трофических язв. Также осуществляется нейрорефлекторное воздействие на внутренние органы, которое проявляется расширением сосудов этих органов, усилением их трофики. Описанный эффект применяется в современной медицине - в так называемой инфракрасной терапии.

В качестве приборов инфракрасной терапии используются такие, как "МИО-1" (паспорт 3.293.000 ПС, завод "Магма", г. Рыбинск), приборы серии Геска. Недостатком их является сложное техническое устройство и необходимость технического обслуживания, а спектр волн и их интенсивность не всегда является когерентным и физиологичным для конкретного организма, что диктует наличие противопоказаний к их применению, необходимость дозирования, соблюдения курсового режима и создает сложности в их использовании. Особенностью наполнителя 5 ортопедического устройства 1 является малая теплопроводность и способность к отражению инфракрасных волн.

Известно, что теплопроводность - это процесс передачи теплоты Q от одного вещества площадью S и толщиной l, когда разность температур на его плоскостях Т2-Т1 за время t Q=л*(T2-Т1)/l*S*t, где л - коэффициент теплопроводности. Удельная теплопроводность определяется свойством самого вещества. Наполнитель 5 состоит из микростеклосфер 6 и 7. В силу того, что микростеклосферы - это полые идеальные сферы с малой площадью контакта между собой (соприкасаются они только в одной точке), то это ограничивает передачу тепла Q между слоями вещества.

Кроме того, наличие микростеклосфер существенно изменяет отражающие свойства поверхности, обеспечивая рассеяние попадающего излучения в узком телесном угле, ось которого направлена на излучающий источник. Таким образом, наполнитель 5 обеспечивает сохранение и отражение соответствующего инфракрасного излучения организма, являющегося для него наиболее физиологичным и обеспечивающим улучшение микроциркуляции, снятие болевого и воспалительного синдромов, усиление репаративных процессов.

Особенно ярко положительные эффекты инфракрасного излучения проявляются при суставных заболеваниях, нейропатиях, миалгиях, способствуя более быстрому снятию болевого синдрома. Отмечен положительный эффект при лечении травм, ушибов, растяжений, ран. Использование инфракрасных лучей положительно сказывается при лечении простудных заболеваний, в частности трахеитах и бронхитах, способствуя более быстрой реконвалесценции.

Использование инфракрасного тепла оказывает благоприятный косметический эффект, так как научно доказано, что инфракрасные лучи стимулирует выработку коллагена в поверхностных слоях кожи, способствуя разглаживанию морщин и подтяжке кожи лица.

Наличие в составе наполнителя 5 микростеклосфер с тонким кремнийорганическим покрытием 7 приводит к повышенному содержанию щелочных компонентов в составе стекла и обеспечивает стерильность воздуха, проходящего через них. Это достигается образованием щелочной среды при попадании выделений больного в устройство, которая является губительной для микроорганизмов. При отсутствии выделений микроорганизмы погибают в среде микростеклосфер за счет повышенной сухости. Дополнительный антимикробный и антигрибковый эффект создает верхнее покрытие наружного чехла 4 из антимикробной ткани, например, Тередо Пермагард, которое обеспечивает эффективный контроль и предотвращение роста грамположительных и грамотрицательных бактерий, грибков, водорослей и дрожжей, подавлению запахов, вызванных бактериями и грибками.

Варьирование соотношений двух разных видов микростеклосфер в смеси наполнителя 5 позволяет усиливать эффект антибактериальное (при увеличении содержания калий-натриевых микростеклосфер 7) или эффект псевдоневесомости и сохранения тепла (при увеличении содержания в смеси натриевоборосикатных микростеклосфер 6).

Кроме того, у наполнителя и чехла отсутствуют аллергизирующие свойства, а размножение в наполнителе пылевых клещей невозможно, что дает возможность использовать изделие у лиц с аллергией к домашней пыли и пылевому клещу.

Микросферы из натриевоборосиликатного стекла 6 обладают плотностью 0,2-0,3 г/см³ и низкой теплопроводностью (0,07 Вт/с), что обуславливает свойство псевдожидкости и накопление инфракрасного тепла, а микросферы из калий-натриевого стекла 7 обладают более высокой плотностью 1,2-1,3 г/см³ и высокой теплопроводностью и наличием кремнийорганического антимикробного покрытия. При соотношении более чем 12:1 проявление антимикробных свойств становится незначительным, при соотношении менее 5:1 значительно увеличивается вес изделия, уменьшаются свойства псевдожидкости за счет увеличения плотности наполнителя и увеличивается теплопроводность, за счет чего снижается эффект накопления инфракрасного тепла.

Наполнение изделия менее чем на 1/2 максимального объема внутреннего чехла 2 приводит к «проваливанию» помещенной на изделие части тела за счет перераспределения наполнителя по краям изделия и отсутствия его под частью тела. Наполнение изделия более чем на 2/3 максимального объема внутреннего чехла 2 приводит к ограничению подвижности наполнителя в пределах объема внутреннего чехла и исчезновению свойства псевдожидкости и невозможности принятия изделием формы помещаемой на него части тела.

Указанный способ изготовления ортопедического устройства 1 при его простоте и надежности позволяет обеспечить правильное анатомическое положения головы, позвоночника или конечностей в результате возникающих условий псевдоневесомости и равномерного распределения нагрузки, что ведет к расслаблению мышц, снятию болевого синдрома, улучшению венозного оттока, а также обеспечивает сохранение инфракрасного тепла, излучаемого организмом человека, что ведет к физиотерапевтическому воздействию, заключающемуся в улучшении микроциркуляции, репаративных процессов, снятию болевого и воспалительного синдромов, а также созданию среды, препятствующей развитию бактерий и грибов, что способствует профилактике инфекционных процессов.

Специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что в настоящем изобретении возможны разнообразные модификации и изменения. Соответственно предполагается, что настоящее изобретение охватывает указанные модификации и изменения, а также их эквиваленты без отступления от сущности и объема изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.