制造假肢的主要材料

三、制造假肢的主要材料

制造假肢的主要材料包括金属、塑料、木材、皮革、植物等。为了便于了解各种假肢的特性,便于选择,需要治疗师具有一些主要的假肢材料知识。

(一)金属材料

包括各种碳素钢、不锈钢、铝合金、铁合金等。金属材料的共性是都具有良好的机械强度、刚性和耐用性能,主要用于制造假肢的各种金属关节铰链。不锈钢的主要性能特点是其表面具有良好的防锈功能,而一般碳素钢制品表面都需要防锈处理。各种钢质假肢部件都具有体积小与良好的耐用性能,价格较低,但重量较大。铝合金假肢部件体积比钢质部件大一些,但重量轻,多用于体重较轻、活动水平不高的截肢者。钛合金是一种现代的高技术合金材料,重量既轻,机械强度、耐用性能又好,但是价格比较贵。

(二)木材

木材重量轻,容易雕刻,多应用椴木。椴木是传统假腿、假手制造的常用材料,特别是木腿,接受腔,膝、踝关节铰链、假脚芯等部件都是用木材制成的。现代假肢中,木材主要用于制造假肢的踝足部件。木质踝足部件的特点是重量轻,材料来源容易,价格便宜。为了防止木材部件变形,部件制作前,木材必须经过严格的干燥处理,制作后其表面必须做防湿处理。

(三)皮革

分面皮、里皮、带子皮。传统假肢中的皮腿接受腔、大腿的皮上靿、腿的外形、假脚都用皮革制成。现代假肢,皮革主要用于制造髌韧带小腿假肢的皮上靿,大腿假肢的腰吊带。

(四)弹性橡胶

1.天然橡胶 是一种天然植物分泌物中提炼的不定形物质,亦称为橡胶质。在这种物质中加入硫黄、过氧化物、催化剂、填料等材料进行模塑、硫化称为天然橡胶制品,天然橡胶在假肢制造中主要用于制造假脚和踝部活动的缓冲部件。这类制品便宜、耐用,但是都比较重。

2.合成橡胶 近代合成橡胶已经得到广泛应用。合成橡胶种类繁多。目前假肢制造中应用最多的是聚氨酯合成橡胶弹性体,主要用于代替天然橡胶制造假肢的弹性部件、关节铰链的缓冲部件。合成橡胶是介于橡胶、塑料之间的一种材料。由于其泡沫体不但重量轻而且仍然具有相当良好的耐磨、耐拉伸性能,已经广泛应用于制造假肢。

(五)织物

假肢制造、装配、穿用中应用的织物种类很多。这里只简单介绍假肢制造中常用的织物。

1.各种尼龙条带 多为白色,多用于制造各种上肢假肢的悬吊带。

2.用于制造增强塑料用的各种增强袜套,包括:棉纤维袜套;腈纶袜套,涤纶袜套,玻璃纤维织物、袜套,碳纤维织物,等等。

3.弹性织物 多为聚氨酯弹性纤维织物,主要用于制造小腿假肢、大腿假肢的弹性悬吊套。(https://www.daowen.com)

4.装饰性外套织物 多用薄的皮肤颜色的尼龙丝袜套,用于假肢的外层,作为装饰性覆盖物。如果在装饰性外套织物的外面再喷涂一层弹性的聚氨酯树脂,则假肢可以具有良好的防水性能。

5.尼龙搭扣 主要用于悬吊装置的搭接。

(六)常用塑料材料

1.热固性树脂增强塑料 亦称层叠塑料。根据其增强材料的不同而有不同称谓,如用玻璃纤维织物增强的俗称为玻璃钢。这类材料的树脂单体分子为链性结构的大分子,常温下呈液态,加入一定量的交联剂和催化剂后,在常温下经过一定的时间可以交联成立体结构,即常温下固化成型。热固性树脂增强塑料的机械性能主要取决于增强材料的机械性能。用于制造增强塑料的各种增强材料,包括棉纤维袜套,腈纶袜套,涤纶袜套,玻璃纤维织物、袜套,碳纤维织物,等等。增强热固性树脂,主要用于制造各种假肢的接受腔,玻璃纤维织物、碳纤维织物增强塑料,特别是碳纤维织物增强塑料具有非常高的机械强度,而且重量又很轻。近年已将碳纤维织物增强塑料广泛应用于制造假肢的膝关节铰链、踝关节铰链,进一步降低了假肢部件的重量。常用于制造热固性树脂增强塑料的树脂单体主要有三种:

(1)丙烯酸树脂 可以配合使用各种增强织物、增强纤维,主要用于制造各种残肢的接受腔。这类树脂制品机械强度好,对人体很少产生过敏,但树脂价格比较贵。这类树脂分软树脂,硬树脂,以不同的比例混合使用可以制成不同硬度的塑料制品。

(2)不饱和聚酯树脂 基本性能、用途与丙烯酸树脂相近。其不同在于这类树脂价格比丙烯酸树脂低。其缺点是:单体中含有苯乙烯单体,操作中毒概率较高。

(3)环氧树脂 制品的机械性能较好,但是直接接触皮肤容易引起皮肤过敏,不适合制作残肢接受腔。目前主要用于制造假肢的膝关节铰链、踝关节铰链和一些假脚的储能部件。

2.热塑性塑料板材 假肢制造中使用的热塑性塑料以板材为主。这类塑料板的特点是经过一定温度加热以后塑料板可以变得比较透明,具有良好的变形性能。应用热塑性塑料板材,通过石膏阳性模型的负压模塑成型,可以制造出与石膏阳性模型非常伏帖的接受腔。

热塑性塑料接受腔的制造工艺比较简单。假肢制造中常用的热塑性塑料板有以下几种:

(1)聚丙烯板(polypropylene,PP)是常用塑料中密度最低的,仅为0.9~0.91,呈白色、半透明,有高的强度、硬度和刚性,但抗冲击性能较差。目前多用聚丙烯和聚乙烯的共聚物(PPCopolymer),其不但具有良好的强度、刚性,而且有相当好的抗冲击性能,主要用于制造假肢残肢接受腔,成型温度约为180°C(温箱)、215°C(平板加热器)。

(2)聚乙烯板(polyethylene,PE)在热塑性塑料中聚乙烯的分子结构最简单。按其分子量的不同可分为高分子量、中高分子量、低分子量多种类型。分子量越高,刚性、硬度、机械强度就越好,而成型温度也比较高。低分子量聚乙烯板呈乳白色、半透明,触摸表面有蜡样感,有良好的柔韧性,成型温度约165°C,主要用于制造大腿假肢的ISNY式残肢接受腔。这种接受腔比较薄,在步行中可以不妨碍残肢肌肉的收缩。中高分子量聚乙烯由于具有良好的机械性能,适用于制造假肢的外接受腔,成型温度约185°C。

(3)低温塑化板 这是一类广泛应用于制造矫形器的材料,种类很多,共同特性是在温度80°C时即可具有良好的塑化性能,可以在皮肤上直接成型,目前在假肢制造中主要用于制造部分临时性假肢的接受腔。

3.热塑性泡沫塑料板 多为聚乙烯经发泡、切片成型后的板材,质轻,多为肤色,可以热塑成型。热塑成型温度约为110°C,主要用于制造残肢的内接受腔。

4.聚氨酯泡沫塑料

(1)硬质聚氨酯泡沫塑料 多用两组份的液体在干燥的杯中,常温下混合、浇注、发泡成型,主要用于制造小腿假肢接受腔与踝足部件、大腿假肢接受腔与膝关节部件之间的连接,具有重量轻、加工性能好的特点。

(2)软质聚氨酯泡沫塑料假肢外形材料 这是一种密度很低的、开孔的泡沫塑料,呈块状或肢体形状,有良好的回弹性,重量很轻,主要用于制造假肢的外形。

(3)聚氨酯模型材料 为两组份的模型材料,混合后,浇注,室温固化,主要用于复制残肢接受腔的内部形状。

5.硅橡胶 是高分子量的硅氧烷聚合物一类的化合物,可以制成半透明的,具有良好屈服性能的弹性体。硅橡胶按工艺可以分为高温硫化硅橡胶和室温硫化硅橡胶两类。硅橡胶主要适用于制造假手的外部手套、假手指、各种假肢的残肢套、内接受腔、残肢末端和骨突起部位的均压垫。

6.聚乙烯醇薄膜 亦称PVA薄膜,无色、透明,易溶于水,可用其水溶液粘合边缘,再用热熨斗热合,制造成聚乙烯醇薄膜套。这种套子放在湿手巾内20分钟后即可具有良好的延伸性能,主要适用于假肢层叠塑料接受腔真空成型制造中的分离层。