DE102012007059A1

DE102012007059A1 - Maschenware, enthaltend ein Formgedächtnismaterial und ein Quellmittel

Info

Publication number: DE102012007059A1
Application number: DE102012007059A
Authority: DE
Inventors: Thomas Kluge
Original assignee: Bauerfeind AG
Current assignee: Bauerfeind AG
Priority date: 2012-04-02
Filing date: 2012-04-02
Publication date: 2013-10-02
Also published as: WO2013149985A1

Abstract

Die Erfindung betrifft medizinische Hilfsmittel, Bekleidungsstücke, Kompressionsstrümpfe, Bandagen oder Protheseliner enthaltend ein Gestrick, ein Gewirk oder ein gewebtes Material mit mindestens einem eine Stützkraft oder Kompression erzeugenden Element, umfassend mindestens ein Formgedächtnismaterial und mindestens ein Quellmaterial.

Description

Die Erfindung betrifft Bekleidungsstücke, Kompressionsstrümpfe, Bandagen oder Protheseliner enthaltend ein Gestrick, ein Gewirk oder ein gewebtes Material mit mindestens einem eine Stützkraft oder Kompression erzeugenden Element, umfassend mindestens ein Formgedächtnismaterial und mindestens ein Quellmaterial.
Die Erfindung betrifft insbesondere auch medizinische Hilfsmittel, besonders Körperstützbandagen und Orthesen, für den menschlichen oder tierischen Körper mit mindestens einem eine Stützkraft oder Kompression erzeugenden Element, umfassend mindestens ein Formgedächtnismaterial und mindestens ein Quellmaterial.
Medizinische Hilfsmittel wie Bandagen oder Orthesen, die an Körperteile angelegt werden, um diese durch gezielte Krafteinwirkung zu stützen oder um Kompression auszuüben, sind bekannt. Bekanntermaßen werden solche Hilfsmittel im Bereich der phlebologischen Therapie oder Prophylaxe sowie in der orthopädischen Therapie oder Prophylaxe besonders zu Verbesserung oder Erhalt von Körperfunktionen an Körperteilen wie Gliedmaßen eingesetzt. Bekannte derartige Hilfsmittel sind strumpfförmig oder gürtelförmig ausgebildet und umschließen den Körperteil üblicherweise vollständig, um darauf die Stützfunktion, Kompression oder eine lokale Druckeinleitung auszuüben. Dazu sind bekannte Hilfsmittel wie Bandagen in der Regel aus einem elastischen Werkstoff oder Werkstoffgefüge, insbesondere einem Gewirk oder Gestrick, beispielsweise durch Rundstricken, ausgeführt. In das Gewirk oder Gestrick sind in an sich bekannter Weise ein oder mehrere elastische Elemente, beispielsweise in Form von besonderen Schussfäden, eingelegt, welche im angelegten Zustand des Hilfsmittels gespannt sind und als Stützkraft oder Kompression erzeugende Element die Krafteineinleitung zur Stützung oder Kompression des Körperteils vermitteln.
Im Zusammenhang mit medizinischen Hilfsmitteln in Form von strumpfförmig ausgebildeten Bandagen hat sich in der Handhabung als nachteilig erwiesen, dass diese zur optimalen Funktionsausübung auf das Körperteil zwar einen Kompressionsdruck aufweisen müssen, das Anlegen der Bandage an das Körperteil dadurch aber beschwert ist. Das Anlegen einer solchen Bandage verlangt das Überwinden von prominenten Strukturen wie Körpergelenke, beispielsweise Ferse, Ellenbogen oder die Hüfte. Dies erfordert regelmäßig eine ausreichende Dehnbarkeit des Materials. Dadurch ist es bei bekannten Bandagen oder Strümpfen nicht möglich, deren Kompressionswirkung so zu reduzieren, um die effiziente Stütz- beziehungsweise Kompressionsfunktion zu erreichen. Daneben wird vor allem an phlebologisch wirksame Stützstrümpfe die Anforderung gestellt, dass diese im angelegten Zustand mit dem Körperteil so in Kontakt stehen, dass sie von diesem nicht abrutschen können. Dies wird bekanntermaßen durch eine hohe Materialfestigkeit in Verbindung mit einer der Körperform genau angepasster Strickführung ermöglicht. Zum Anderen können die Bandagen an der zum Körper gewandten Seite mit einer speziellen Materialausstattung versehen sein, die aufgrund des sich ausbildenden hohen Reibungskoeffizienten einem Verrutschen entgegenwirken. Problematisch ist dabei, dass all diese Maßnahmen das Anlegen der Bandage, unmittelbar erschweren. Wünschenswert ist daher eine Bandage, die im angelegten Zustand verbesserte Stützfunktion oder Druckeinleitungseigenschaften aufweist, aber gleichzeitig leicht und sicher anzulegen ist.
Speziell im Zusammenhang mit phlebologischen Kompressionsstrümpfen besteht das Problem, dass diese vor dem Anlegen unter Spannung vorgedehnt und beim Anlegen unter Spannung gehalten werden, damit der Kompressionsdruck aufgrund der Elastizität des Strumpfmaterials und Strickführung am Körper aufgebaut werden kann.
Für dieses Problem wurde eine von der Anmelderin beanspruchte Lösung unter Einsatz von Formgedächtnismaterialien als kraftgebende Komponente des Gestrickes entwickelt, welche das Anziehen des Strumpfes in einer weiten, gedehnten Form des Formgedächtnismaterials ermöglicht und erst im Kontakt mit der Haut unter Temperatureinwirkung derselben einen Übergang des eingesetzten Formgedächtnismaterials auslöst, welcher zu einer engeren, Kompression im medizinischen Sinne ausübenden Form führt.
Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, das der Übergang von der engen, medizinisch wirksamen Form des Strumpfes bei wiederholtem Tragen in die geometrisch weitere Anziehform nur sehr aufwändig durch manuelles Dehnen durch den Patienten realisiert werden kann. Dies ist insbesondere für weniger mobile Patienten nur sehr schwer realisierbar.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht somit in der Bereitstellung einer Lösung zur automatischen Rückführung der geometrisch engen medizinisch wirksamen Form der Bandage in die geometrisch weitere Anziehform.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem wird gelöst durch die Bereitstellung eines Bekleidungsstücks, eines Kompressionsstrumpfs, einer Bandage oder eines Protheseliners nach Anspruch 1.
Insbesondere wird das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem gelöst durch die Bereitstellung eines medizinischen Hilfsmittels, eines Bekleidungsstücks, eines Kompressionsstrumpfs, einer Bandage oder eines Protheseliners, enthaltend ein Gestrick, ein Gewirk oder ein gewebtes Material, wobei das Gestrick, das Gewirk oder das gewebte Material mindestens ein eine Stützkraft oder Kompression erzeugendes Element aufweist, wobei das eine Stützkraft oder Kompression erzeugende Element mindestens ein Formgedächtnismaterial enthält und wobei der Übergang des mindestens einen Formgedächtnismaterials von einer temporären, programmierten Form in einer weitere temporäre programmierte Form oder in eine permanente Form durch Körperwärme als externem Faktor erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Stützkraft oder Kompression erzeugende Element zusätzlich mindestens ein Quellmaterial enthält, das unter Einfluss eines externen Mediums quellfähig in mindestens einer Raumrichtung ist.
Es wird insbesondere vorgeschlagen Bekleidungsstücke, Kompressionsstrümpfe, Bandagen oder Protheseliner, bereitzustellen, die eine kompressionsauslösende Komponente aufweisen zusätzlich mit einem Quellmittel zu versehen, also eine Kombination aus mindestens einem Formgedächtnismaterial und mindestens einem Quellmaterial, insbesondere einem Quellmaterial, das unter den Bedingungen des Waschprozesses im Haushalt quellfähig ist, in Bekleidungsstücken, Kompressionsstrümpfen, Bandagen oder Protheselinern einzusetzen.
Erfindungsgemäße Bekleidungsstücke, Kompressionsstrümpfe, Bandagen oder Protheseliner, insbesondere enthaltend ein Gestrick, ein Gewirk oder ein gewebtes Material, werden im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung auch als „Kompressionsprodukt” bezeichnet und zusammengefasst.
Unter einem „medizinischen Hilfsmittel”, insbesondere Bekleidungsstücke, Kompressionsstrümpfe, Bandagen oder Protheseliner, im Sinne der Erfindung werden Sachen verstanden, die durch eine von außen auf den Körper einwirkende ersetzende, unterstützende oder entlastende Wirkung den Erfolg der Krankenbehandlung sichern oder die Überwindung von körperlichen Behinderungen ermöglichen. Zu ihnen gehören Körperersatzstücke (Prothesen) und Teile davon wie Prothesenliner sowie phlebologische und orthopädische Hilfsmittel, besonders Bandagen, Orthesen, Kompressionsstrümpfe, orthopädische Schuheinlagen und ähnliche. Unter einem „medizinischen Hilfsmittel” im Sinne der Erfindung werden hingegen keine Sehhilfen (Brillen, Kontaktlinsen) verstanden und keine technischen Produkte, die zur inneren Anwendung im Körper bestimmt sind (Implantate, Stents, Sonden) oder die dazu dienen, Arzneimittel oder andere Therapeutika zur inneren Anwendung in den Körper zu bringen (Spritzen, Inhalationsgeräte, Applikationshilfen).
Das Quellmaterial eines erfindungsgemäßen Kompressionsprodukts kann in vorteilhafter Weise durch ein Quellmedium, insbesondere kaltes Quellmedium, aufquellen. Das in kaltem Zustand leicht dehnfähige Formgedächtnismaterial wird bevorzugt durch diesen Prozess mit gedehnt. Hierdurch kann die gedehnte Form des Kompressionsprodukts entstehen. In dieser Form lässt sich das Kompressionsprodukt leicht anziehen. Im angezogenen Zustand durch den Kontakt mit der Haut und der entsprechenden Körperwärme verdampft die im Kompressionsprodukt verbliebene Restmenge an Quellmedium und das Formgedächtnismaterial kann in die permanente, nicht gedehnte Form umschalten und realisiert so den medizinisch notwendigen Kompressionsdruckverlauf. Nach dem Tragen kann das Kompressionsprodukt durch Befeuchten mit kaltem Quellmedium wieder durch Quellung des Quellmaterials und Umschalten des Formgedächtnismaterials in eine leicht dehnbare Form leicht ausgezogen werden. Beim Waschen kann dann beispielsweise wieder die gedehnte Anziehform gebildet werden, wodurch der Zyklus erneut starten kann.
Es zeigte sich überraschender Weise, dass durch die Kombination eines Formgedächtnismaterials und eines Quellmaterials sich nach dem Anziehen des Kompressionsprodukts der Kompressionsdruck in vorteilhafter Weise langsam aufbaut, was als angenehm empfunden wird. So kann sie der Kompressionsdruck beispielsweise über einen Zeitraum von 10 bis 30 Minuten aufbauen.
Unter einem Werkstoff mit Formgedächtniseigenschaften, das heißt einem Formgedächtnismaterial, wird vorliegend ein Werkstoff verstanden, der, ausgelöst durch einen externen Faktor, beispielsweise Energieeintrag durch Erhöhung der Temperatur, einen Formübergang von einer ersten definierten Form in eine zweite definierte Form vollzieht. Bevorzugt findet dieser Formübergang reversibel statt. Der Formübergang kann sich in Form einer Änderung mindestens einer Dimension der äußeren Abmessungen des Werkstoffes und/oder seiner dreidimensionalen Gestalt ausgeprägt sein. Alternativ oder zusätzlich ist der Formübergang als Veränderung mindestens einer physikalischen Eigenschaft des Werkstoffs, besonders in einer Änderung des Elastizitätsmoduls ausgeprägt. Durch die Veränderung des Elastizitätsmoduls kann die stützende oder komprimierende Wirkung des erfindungsgemäß vorgesehenen Elements innerhalb der Bandage kontrolliert angepasst werden. In einer alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung ist der Formübergang als Veränderung der spezifischen Wärmekapazität ausgeprägt. Dies ist vor allem dann anwendbar, wenn mit dem erfindungsgemäßen, das Formgedächtnismaterial enthaltenden Kompressionsprodukt Wärme ableitende oder Wärme zuführende Wirkungen ausgelöst werden sollen.
Unter einem Formgedächtnismaterial wird vorliegend auch eine Legierung, eine Mischung und/oder ein Verbund- oder Komposit-Material aus mehreren Formgedächtnismaterialien verstanden. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung sind die Verbünde oder Komposite verschiedener Formgedächtnismaterialien so ausgestaltet, dass die darin eingesetzten Formgedächtnismaterialien unterschiedlich ausgeprägte Formübergänge, bevorzugt bei unterschiedlichen Übergangsbedingungen aufweisen. In besonderer Ausgestaltung ist der Werkstoff aus einem ersten Formgedächtnismaterial gebildet, das speziell ausgebildet ist, bei einer bestimmten ersten Temperatur, einen ersten Formübergang von einer ersten definierten Form in eine zweite definierte Form zu vollziehen, und ist mit mindestens einem weiteren Formgedächtnismaterial gebildet, das speziell ausgebildet ist, bei einer anderen Temperatur, einen weiteren Formübergang zu vollziehen. Hierbei ist besonders vorgesehen, dass die Temperatur des ersten Faktors verschieden ist von der Temperatur des zweiten Faktors. Besonders ist dabei vorgesehen, dass der Formübergang des ersten Formgedächtnismaterials im Werkstoff eine Ausprägung hat, die sich von dem Formübergang des weiteren Formgedächtnismaterials im Werkstoff unterscheidet. Komposit-Werkstoffe können demgemäß so ausgebildet sein, dass sie reversibel in zwei unterschiedliche Formen oder Ausprägungen „schalten” können; eine Hysterese wird durch die beiden unterschiedlichen externen Faktoren ermöglicht.
Formgedächtnismaterialien als solche sind bekannt. Die für die vorliegende Erfindung geeigneten Ausgestaltungen von Formgedächtnismaterialien sind insbesondere Formgedächtnispolymere (SMP) oder Formgedächtnismetalllegierungen (SMA) sowie Abwandlungen davon. Formgedächtnismaterialien weisen sogenannte „Schaltsegmente” auf, die beispielsweise in dem Polymer kovalent oder nichtkovalent vernetzt vorliegen. Die äußere Beeinflussung der Schaltsegmente durch physikalische Stimuli, insbesondere Temperatur oder chemische Stimuli führt zu einer Veränderung der Struktur des gesamten Polymers, das sich in einer Veränderung der äußeren Form und Abmessungen, also einer Formänderung im engeren Sinne, und/oder in Veränderungen der physikalischen Eigenschaften, beispielsweise des Elastizitätsmoduls, also einer Formänderung im weiteren Sinne, ausprägt. Üblicherweise weisen Formgedächtnismaterialien eine sogenannte permanente Form und eine ihr durch geeignete Maßnahmen programmierte temporäre Form auf. Der Formübergang aus der programmierten temporären Form in die permanente Form ist in den Formgedächtnismaterialien als solche in der Regel irreversibel. Geeignete Formgedächtnismaterialien sind beispielsweise in der WO 2007/104757 A1 , dort besonders Formeln Ia bis Ic und IIa bis IIc sowie 1 bis 5 beschrieben. In bevorzugter Ausgestaltung ist das Formgedächtnismaterial ein Formgedächtnispolymer. Besonders ist das Formgedächtnispolymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Polyestern, Polycarbonaten, Polyethern, Polyamiden, Polyimiden, Polyacrylaten, Polyvinylen, Polystyrolen, Polyurethanen, Polyetherurethanen, Polyetherimiden, Polymethacrylaten, Polyoximethylenen, Poly-ε-Caprolacton, Polydioxanon, Silikonen, Naturkautschuken, Synthesekautschuken sowie Gemischen und Zusammensetzungen davon. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Formgedächtnismaterial ein Polyurethanelastomer, allein oder in Kombination mit einem der vorstehend genannten Materialien. In einer anderen Ausgestaltung ist das Formgedächtnismaterial ein Polyisopren, allein oder in Kombination mit einem der vorstehend genannten Materialien, in einer anderen Ausgestaltung ist das Formgedächtnismaterial ein Styren-Isopren-Butadien-Blockcopolymer, allein oder in Kombination mit einem der vorstehend genannten Materialien.
Erfindungsgemäß kann der Formübergang des Formgedächtnismaterials durch einen externen Faktor induziert werden. Dieser externe Faktor ist ausgewählt aus einem physikalischen oder chemischen Stimulus. Besonders ist dies ein physikalischer Stimulus in Form eines Energieeintrags. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der externe Faktor eine Temperaturerhöhung über eine für das Formgedächtnismaterial spezifische „Schalttemperatur”. Es versteht sich, dass der externe Faktor nicht auf eine Temperaturänderung beschränkt ist. Im Sinne der Erfindung können besonders auch Faktoren wie Änderungen in der Feuchtigkeit wie Dampf- oder Wasserzugabe oder elektromagnetische Strahlung sein. In einer besonderen Variante ist in einem erfindungsgemäßen Kompressionsprodukt ein Mittel eingebracht, das beispielsweise auf einen mechanischen oder elektrischen Stimulus hin, den externen Faktor erzeugt oder hervorbringt, der den Formübergang in dem Formgedächtnismaterial auslöst. Dazu sind das Mittel und das Formgedächtnismaterial vorzugsweise eng benachbart zueinander angeordnet. Beispielsweise kann so Reibungswärme erzeugt werden, die dann den Formübergang in dem Formgedächtnismaterial auslöst. Alternative Varianten sehen die Freisetzung chemischer Reaktionswärme in dem Mittel vor.
Wird als externer Faktor zum Auslösen des Formübergangs in den Schaltsegmenten des Formgedächtnismaterials in bevorzugter Weise die Temperatureinwirkung gewählt, so kann die spezifische „Schalttemperatur” durch geeignete chemische Maßnahmen, beispielsweise Weichmacher etc. in dem Werkstoff modifiziert und gezielt eingestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Schalttemperatur des Formgedächtnismaterials zwischen 27°C und 45°C. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Schalttemperatur des Formgedächtnismaterials zwischen 28°C und 41°C. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Schalttemperatur des Formgedächtnismaterials zwischen 31°C und 39°C. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Schalttemperatur des Formgedächtnismaterials zwischen 31°C und 36°C. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Schalttemperatur des Formgedächtnismaterials zwischen 32°C und 35°C. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Schalttemperatur des Formgedächtnismaterials zwischen 35°C und 40°C. in einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Schalttemperatur des Formgedächtnismaterials über 27°C. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Schalttemperatur des Formgedächtnismaterials über 28°C. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Schalttemperatur des Formgedächtnismaterials über 30°C. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Schalttemperatur des Formgedächtnismaterials über 31°C. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Schalttemperatur des Formgedächtnismaterials unter 45°C. in einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Schalttemperatur des Formgedächtnismaterials unter 40°C. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Schalttemperatur des Formgedächtnismaterials im Bereich der Körpertemperatur.
In einer anderen Variante ist die Temperaturerhöhung durch Heißluft oder Wärmestrahlung (Wärmelampe) ausgelöst. Die Temperaturerhöhung beträgt dabei, zumindest zeitweise, bevorzugt 40°C oder mehr oder 45°C oder mehr.
In alternativer oder zusätzlicher Ausgestaltung ist der externe Faktor ein chemischer „Stimulus” in Form einer Änderung in der Zusammensetzung des das Formgedächtnismaterial umgebenden Mediums. Eine besondere Variante davon ist die Änderung des pH-Werts des umgebenden Mediums. Dabei ist vorgesehen, dass das Formgedächtnismaterial, besonders aber das gesamte Hilfsmittel, mit einer wässrigen Lösung oder Nebel in Kontakt gebracht wird, die einen bestimmten pH-Wert besitzt, der mit dem funktionalisierten Formgedächtnismaterial in Wechselwirkung tritt. In einer besonderen Variante davon, ist eine Formänderung durch Inkontaktbringen mit einer alkalischen wässrigen Lösung, besonders mit pH 8 oder mehr, erzeugbar.
In einer besonderen Variante davon ist ein externer Faktor, der einen Formübergang auslosen kann, der pH-Wert der Haut des Körpers, besonders pH 6 oder weniger oder pH 5 oder weniger. Der saure pH-Wert des Körpers kann besonders in Verbindung mit der Körperfeuchte die Wirkung an dem funktionalisierten Formgedächtnismaterial entfalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Formgedächtnismaterial Oberhalb der Schalttemperatur eine um mindestens 10% erhöhte Dehnkraft auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Formgedächtnismaterial Oberhalb der Schalttemperatur eine um mindestens 40% erhöhte Dehnkraft auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Formgedächtnismaterial Oberhalb der Schalttemperatur eine um mindestens 50% erhöhte Dehnkraft auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Formgedächtnismaterial Oberhalb der Schalttemperatur eine um etwa 60% erhöhte Dehnkraft auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Formgedächtnismaterial Oberhalb der Schalttemperatur eine um mindestens 50% und höchstens 75% erhöhte Dehnkraft auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Formgedächtnismaterial Oberhalb der Schalttemperatur eine um höchstens 90% erhöhte Dehnkraft auf.
Unter Berücksichtigung der hier vorgestellten Lehre der Erfindung kann der Fachmann ohne Weiteres entsprechende Werkstoffe mit Formgedächtniseigenschaften bereitstellen.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind die Formgedächtnismaterialien des Stützkraft, Kompression oder lokale Druckeinleitung vermittelnden Elements so ausgebildet, dass sie im abgelegten Zustand des Kompressionsprodukts, beispielsweise der Bandage in der ersten definierten temporären Form vorliegen, die sich beispielsweise durch eine hohe Elastizität und/oder eine dilatierte Form auszeichnet, wodurch insbesondere das Anlegen des Kompressionsprodukts, beispielsweise der Bandage erleichtert werden kann. Im angelegten Stadium wird, beispielsweise bedingt durch Körperwärme als externer Faktor, der Übergang des Formgedächtnismaterials in die zweite definierte temporäre Form ausgelöst, die sich insbesondere durch verminderte Elastizität und/oder eine kontrahierte Form auszeichnet. Eine solche erfindungsgemäße Ausführung des Kompressionsprodukts, beispielsweise der Bandage ist also vorteilhafterweise flexibel und locker beim Anlegen und legt sich nach dem Anlegen aufgrund des dann durch einen externen Faktor ausgelösten Formübergangs in verbesserter Weise an das Körperteil fest an, um dort eine verbesserte Stütz- oder Kompressionswirkung auszuüben oder eine verbesserte lokale Druckeinleitung zu vermitteln.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Formübergang des Formgedächtnismaterials durch Veränderung der äußeren Abmessungen des Formgedächtnismaterials gekennzeichnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Formübergang des Formgedächtnismaterials durch Veränderung des Elastizitätsmoduls gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß bevorzugt enthält das Stützkraft, Kompression oder lokale Druckeinleitung vermittelnde Element ein Formgedächtnismaterial, welches bei Raumtemperatur ein geringeres Elastizitätsmodul aufweist als bei Körpertemperatur.
In einer Ausgestaltung liegt das Formgedächtnismaterial in der angelegten die Stützfunktion oder Kompressionsfunktion ausübenden Konformation des Kompressionsprodukts, beispielsweise einer Bandage in der permanenten Form vor und liegt im abgelegten Zustand in der zum Anlegen vorbereiteten Konformation des Kompressionsprodukts, beispielsweise der Bandage in der temporären Form vor.
Speziell im Zusammenhang mit phlebologischen Kompressionsstrümpfen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass diese vor dem Anlegen in eine „Anlegekonformation” programmiert werden die als erste temporäre Form über die erfindungsgemäßen Elemente gespeichert wird. Ein Vordehnen des Strumpfes vor dem Anlegen und ein Anlegen unter Spannung erübrigen sich dabei. Der Kompressionsdruck wird erfindungsgemäß durch Abrufen einer zweiten temporären Form beziehungsweise der permanenten Form des Formgedächtnismaterials der Elemente, das heißt der „Kompressionsform” des Strumpfes erzeugt. Diese entspricht dabei der eigentlichen (und einzigen) Funktionsform, das heißt Endform, eines herkömmlichen Kompressionsstrumpfes.
In diesem Zusammenhang erlaubt die Erfindung vorteilhafterweise auch das zonenweise Abrufen der „Kompressionsform” des angelegten Strumpfes, um beispielsweise eine individuelle Anpassung der Kompressionswirkung, je nach anatomischer Gegebenheit, Indikationsstellung und/oder Therapieziel. In einer beispielhaften einfachen Ausgestaltung kann dies durch lokale Einwirkung von Dampf, Heiß-Luft oder Infrarotstrahlung bewerkstelligt werden, um so Zonen erhöhter Kompressionswirkung zu erzeugen.
Die Formgedächtnismaterialien werden in an sich bekannter Weise hergestellt. Bekannte Maßnahmen sind Spritzgießen, Extrudieren, Verspinnen, Ziehen, Blasen und/oder Thermoformen aus Halbzeugen. Weitere Fertigungsweisen, die sich besonders für die Ausbildung des Elements mit oder aus Formgedächtnismaterial an einem aus textilem Material gebildeten Hilfsmittel wie einer Bandage eignen, sind besonders Gießen und die Direktbeschichtung. Daneben können vorgebildete oder -geformte Elemente auch auf die textilen Flächengebilde durch Schweißen (Hochfrequenzschweißen) oder Kleben aufgebracht werden. Weitere an sich bekannte Verfahren sind ebenfalls anwendbar.
Erfindungsgemäß enthält das Stützkraft, Kompression oder lokale Druckeinleitung vermittelnde Element ein quellfähiges Material, welches durch Einwirkung eines geeigneten, die Quellung auslösenden Stoffes eine Längenausdehnung in mindestens einer Dimension erfährt.
Erfindungsgemäß bevorzugt enthält das Stützkraft, Kompression oder lokale Druckeinleitung vermittelnde Element eine Kombination aus einem Formgedächtnismaterial, welches bei Raumtemperatur ein geringeres Elastizitätsmodul aufweist als bei Körpertemperatur und aus einem quellfähigen Material, welches durch Einwirkung eines geeigneten, die Quellung auslösenden Stoffes eine Längenausdehnung in mindestens einer Dimension erfährt.
Ein quellfähiges Material ist insbesondere ein Quellmaterial, das eine Quellfähigkeit von mindestens 1% besitzt. Wenn das Quellmaterial bevorzugt als Faden, Fadenbestandteil, Fadenumwicklung oder Fadenbeschichtung vorliegt, beträgt die Quellfähigkeit bevorzugt mindestens 1% in Längsrichtung des Quellmaterials.
Bevorzugt beträgt die Quellfähigkeit, insbesondere die Quellfähigkeit in Längsrichtung mindestens 5%. Bevorzugt beträgt die Quellfähigkeit, insbesondere die Quellfähigkeit in Längsrichtung mindestens 10%. Bevorzugt beträgt die Quellfähigkeit, insbesondere die Quellfähigkeit in Längsrichtung mindestens 15%. Bevorzugt beträgt die Quellfähigkeit, insbesondere die Quellfähigkeit in Längsrichtung mindestens 20%. Bevorzugt beträgt die Quellfähigkeit, insbesondere die Quellfähigkeit in Längsrichtung höchstens 50%. Bevorzugt beträgt die Quellfähigkeit, insbesondere die Quellfähigkeit in Längsrichtung höchstens 25%.
Eine gute Quellfähigkeit in Längsrichtung ist erfindungsgemäß bevorzugter und wichtiger als eine gute Quellfähigkeit in die Breite.
Als Quellmaterial können Zellulose und deren Derivate, Polyurethane, Polyisopren, Polyvinylalkohole und Polyvinylbutyral oder Mischungen davon eingesetzt werden. Bevorzugt ist der Einsatz von Zellulose oder Zellulosederivaten, besonders bevorzugt von Zellulose.
Das Quellmaterial kann durch Hinzufügen mindestens eines Quellmediums gequollen werden. Durch Verdampfen des Quellmediums, beispielsweise durch Wärme wie die Körpertemperatur, entweicht das Quellmedium bevorzugt wieder aus dem Quellmaterial und das Quellmaterial schrumpft.
Bevorzugt ist das Quellmedium flüssig.
Als Quellmedien können beispielsweise Wasser, Alkohole, Ether, Weichmacher, Waschmittel sowie Kombinationen davon eingesetzt werden. Als bevorzugtes Quellmedium wird eine Kombination aus Waschmittel und Wasser eingesetzt.
Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise die Quellung des Quellmaterials im Zuge eines Waschprozesses des Kompressionsprodukts.
Es zeigte sich überraschender Weise, dass eine zur Quellung des Quellmaterials verwendete Flüssigkeit nicht als Feuchte durch den Benutzer als Unangenehm wahrgenommen wird. Dies kann ohne an die Theorie gebunden zu sein dadurch erklärt werden, dass die Flüssigkeit durch das Quellmaterial gebunden wird und somit nicht mit der Haut des Trägers in Berührung kommt.
Durch die Verwendung eines geeigneten Quellmaterials, beispielsweise Zellulose, kann durch die verwendete Menge des Quellmaterials die Geschwindigkeit des Schrumpfens nach dem Anziehen des Kompressionsprodukts in vorteilhafter Weise eingestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Quellmaterial unter Einfluss einer Flüssigkeit quellfähig in mindestens einer Raumrichtung, insbesondere bei einem faserförmigen oder fadenförmigen Quellmaterial bevorzugt in Längsrichtung.
Die Kombination von Formgedächtnismaterial und Quellmaterial kann durch Vermischung, Vernetzung, Ummantelung, segmentweisen Einbau sowie Kombinationen dieser Verfahren erfolgen. Bevorzugte Ausführungsform ist die Ummantelung des Formgedächtnismaterials durch ein Quellmaterial und die Verbindung der Materialien über eine chemische Vernetzung. Für die chemische Vernetzung können alle chemischen oder physikalischen Vernetzungsagenzien wie beispielsweise Isocyanate, Peroxide, Metallkomplexverbindungen und elektromagnetische Strahlung sowie Kombinationen hiervon eingesetzt werden. Entsprechende Materialien und Verfahren sind dem Fachmann bekannt. Bevorzugt erfolgt die Verbindung der Formgedächtnismaterialien mit den quellfähigen Materialien durch chemische Vernetzung mittels Isocyanaten.
In einer alternativen Ausführungsform liegen das mindestens eine Formgedächtnismaterial und des Quellmaterial als Verbundmaterial, als Mischung, als Legierung oder als Verbund- oder Komposit-Werkstoff vor.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist das die Stützkraft erzeugende Element ein Einlegefaden im Gestrick, im Gewirk oder im gewebten Material des Kompressionsprodukts, beispielsweise einer Bandage.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Formgedächitnismaterial als Faser ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Formgedächtnismaterial als Faden ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Formgedächtnismaterial als Faser ausgebildet und das mindestens eine Quellmaterial ist als Umhüllung oder zumindest teilweise Beschichtung der Faser ausgebildet.
In einer alternativen Ausführungsform ist das mindestens eine Formgedächtnismaterial als Faser oder Faden ausgebildet und das mindestens eine Quellmaterial umwindet das Formgedächtnismaterial. In einer bevorzugten Ausführungsform sind das Formgedächtnismaterial und das Quellmaterial Bestandteil eines Fadens. In einer bevorzugten Ausführungsform sind das Formgedächtnismaterial als Fadenkern und das Quellmaterial als Umhüllung, Ummantelung oder Umwicklung des Fadenkerns eines Fadens ausgestaltet. Dabei kann der Fadenkern beispielsweise mit einem flüssigen Quellmaterial, zum Beispiel Cellulose, beschichtet oder besprüht werden, wobei anschließend das Quellmaterial getrocknet wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bekleidungsstück, der Kompressionsstrumpf, die Bandage oder der Protheseliner mehrfach verwendbar, was in vorteilhafter Weise durch die Wiederverwenbarkeit des Formgedächtnismaterials und des Quellmaterials erreicht werden kann, da das Quellmaterial bevorzugt mehrfach Quellen und Schrumpfen kann und das formgedächtnismaterial durch entsprechende Temperaturen mehrfach zwischen den unterschiedlichen Formen wechseln kann, also ein mehrfacher Formübergang möglich ist.
Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich bei dem Bekleidungsstück, dem Kompressionsstrumpf, der Bandage oder dem Protheseliner um einen Stützstrumpf.
Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich bei dem Bekleidungsstück, dem Kompressionsstrumpf, der Bandage oder dem Protheseliner um ein medizinisches Hilfsmittel.
Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich bei dem Bekleidungsstück, dem Kompressionsstrumpf, der Bandage oder dem Protheseliner um ein medizinisches Hilfsmittel, wobei das Hilfsmittel ein Stützstrumpf zur phlebologischen Therapie oder eine orthopädischen Bandage oder Orthese zur orthopädischen Therapie ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen medizinischen Hilfsmittels zur phlebologischen Therapie des menschlichen oder tierischen Körpers oder zur orthopädischen Therapie des menschlichen oder tierischen Körpers.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Faden, wobei der Faden einen Fadenkern aus einem Formgedächtnismaterial und eine Umhüllung, Ummantelung, Beschichtung oder Umwicklung des Fadenkerns aus einem Quellmaterial aufweist, wobei der Übergang des mindestens einen Formgedächtnismaterials von einer temporären, programmierten Form in einer weitere temporäre programmierte Form oder in eine permanente Form durch Wärme erfolgen kann. Bevorzugt erfolgt der Übergang des mindestens einen Formgedächtnismaterials von einer temporären, programmierten Form in eine weitere temporäre programmierte Form oder in eine permanente Form durch Köperwärme.
Bei einem erfindungsgemäßen Faden ist in vorteilhafter Weise bevorzugt vorgesehen, dass das Formgedächtnismaterial bei Erreichen der Schalttemperatur schnell umschaltet während das Quellmaterial durch Verdampfen des Quellmediums langsam schrumpft.
Die vorlegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Fadens zur Herstellung eines Gestricks, eines Gewirks oder eines gewebtes Materials.
Bevorzugt ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Fadens zur Herstellung eines Bekleidungsstücks, eines Kompressionsstrumpfs, einer Bandage oder eines Protheseliners, insbesondere eines erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks, eines erfindungsgemäßen Kompressionsstrumpfs, einer erfindungsgemäßen Bandage oder eines erfindungsgemäßen Protheseliners.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist das die Stützkraft erzeugende Element ein Einlegefaden im Gestrick der Bandage.
Die Erfindung betrifft auch Prothesen und besonders Teile von Prothesen, die die Anpassung an den Körper, besonders den Stumpf vermitteln. Ein erfindungsgemäßes Element kann dabei als Prothesenliner ausgebildet sein.
Ein weiteres Einsatzgebiet der Erfindung liegt somit in der Prothetik. Gemäß der Erfindung kann das Formgedächtnismaterial ebenso die Passung einer Prothese an dem Körper verbessern. In einer besonderen Ausgestaltung ist das Element aus oder mit Formgedächtnismaterial als Prothesenliner ausgebildet. Dabei kann beispielsweise durch Aktivierung durch Körperwärme, Hautfeuchte und/oder pH-Wert der Haut ein Formübergang in dem Prothesenliner ausgelöst werden, der die Prothese in engere Verbindung mit dem Körperstumpf beziehungsweise dem Prothesenstrumpf herstellt.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Fadens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen medizinischen Hilfsmittels zur phlebologischen Therapie des menschlichen oder tierischen Körpers oder zur orthopädischen Therapie des menschlichen oder tierischen Körpers.
Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Kombination der hierin beschriebenen Formgedächtnismaterialien und der hierin beschriebenen Quellmaterialen als Bestandteil von Stützwirkung, Kompression oder lokaler Druckeinleitung vermittelnden Elementen in Kompressionsprodukten mit zumindest partieller Kompressionswirkung wie Bandagen und Strümpfen. Darunter zählen gemäß der Erfindung neben phlebologischen Stützstrümpfen oder Kompressionsstrümpfen auch Protheseliner und Gelenkbandagen wie Orthesen, besonders Fußgelenkorthesen, Kniegelenkorthesen, Handgelenkorthesen, Schultergelenkorthesen, Orthesen für die Wirbelsäule, besonders Lendenwirbelorthesen und Halswirbelorthesen.
Daneben sieht die Erfindung den Einsatz solcher Elemente mit Formgedächtnismaterialien in Kombination mit Quellmaterialien auch im Bereich des Sports und bei Lifestyle Produkten vor, dazu zählen besonders Funktionsbekleidung und die anatomische Funktion unterstützende Sportbekleidung, in die beispielsweise lokal stützende Elemente aus oder mit Formgedächtnismaterial eingelegt oder eingearbeitet sind. Davon abgegrenzt ist Kleidung mit „Thermofoam”-Materialien, die temperaturbedingte thermische Effekte vermitteln, nicht aber die erfindungsgemäßen mechanisch anatomischen Stütz- oder Kompressionsfunktionen.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung des erfindungsgemäßen medizinischen Hilfsmittels zur phlebologischen Behandlung, in Form von Prophylaxe oder Therapie des menschlichen oder tierischen Körpers.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung des erfindungsgemäßen medizinischen Hilfsmittels zur orthopädischen Behandlung, besonders Prophylaxe und Therapie des menschlichen oder tierischen Körpers, besonders in der Form einer Orthese.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung eines oder mehrerer der vorstehend charakterisierten Formgedächtnismaterialien in Kombination mit einem oder mehrerer der vorstehend charakterisierten Quellmaterialien zur Verbesserung der Stützfunktion, der Kompressionsfunktion und/oder der Druckeinleitung eines medizinischen Hilfsmittels, einer Körperstützbandage, besonders eines Kompressionsstrumpfes oder einer Orthese. Damit verbunden ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung auch die Verwendung eines oder mehrerer der vorstehend charakterisierten Formgedächtnismaterialien in Kombination mit einem oder mehrerer der vorstehend charakterisierten Quellmaterialien zur Verbesserung der Handhabung beim Anlegen oder Ablegen eines medizinischen Hilfsmittels, einer Bandage, besonders eines Kompressionsstrumpfes oder einer Orthese.
Bevorzugte und alternative Ausführungsformen der Erfindung sind auch durch die Unteransprüche und Nebenansprüche näher charakterisiert.
Die Erfindung wird durch das nachstehende Beispiel und die Figuren näher illustriert, ohne dass dieses beschränkend zu verstehen ist.
Die Figuren zeigen:
1: Einen erfindungsgemäßen Kompressionsstrumpf und einen Ausschnitt aus dem entsprechenden Gestrick.
2: Schematische Darstellung der Funktion eines erfindungsgemäßen Kompressionsstrumpfs und eines darin enthaltenen Einlegefadens.
3A und B: Schematische Darstellung eines angelegten Kompressionsstrumpfs (3A), der sich durch nach dem Anlegen ausgelöstem Formübergang der Einlegefäden aus Formgedächtnismaterial zonenweise selektiv an die Körperform des Beins anlegt (3A) und die kontrollierte Kompression bewirkt (3B);
Beispiel
Die 1 zeigt einen Kompressionsstrumpf (100), der aus einem Gestrick (110) in Verbindung mit einem Einlegefaden (150) besteht, über welchen die Kompression in definierter Weise über eine Vordehnung des Fadens eingestellt werden kann.
Der Einlegefaden (150) besteht aus einem Kern aus einem Formgedächtnismaterial, beispielsweise einem Formgedächtnispolymer (130), und aus einer Hülle aus einem Quellmaterial, beispielsweise auf Zellulosebasis (140) (2). Das Formgedächtnismaterial weist einen Schaltpunkt von einer temporären, in Fadenrichtung gedehnten Form in eine permanente, nicht gedehnte Form von 32–35°C auf. Unterhalb der Schalttemperatur ist das Formgedächtnismaterial durch eine geringe Dehnkraft und eine hohe Dehnfähigkeit charakterisiert. Oberhalb der Schalttemperatur weist das Formgedächtnismaterial eine um 60% erhöhte Dehnkraft auf. Das Quellmaterial auf Zellulosebasis weist eine Quellfähigkeit in Garnrichtung von 10–15% unter Einwirkung von kaltem Wasser auf.
Der Kompressionsstrumpf (100) wird vor dem ersten tragen durch den Patienten gewaschen und in einem kalten Spülgang mit Wasser gespült und geschleudert. Hierdurch kommt es zur Aufquellung der Zellulose-Hülle verbunden mit einer Längenausdehnung des Garnes. Das in kaltem Zustand leicht dehnfähige Formgedächtnismaterial im Kern wird durch diesen Prozess mit gedehnt. Hierdurch entsteht die gedehnte Form des Kompressionsstrumpfes. In dieser Form lässt sich der Strumpf leicht anziehen. Im angezogenen Zustand durch den Kontakt mit der Haut und der entsprechenden Körperwärme verdampft die im Strumpf verbliebene Restmenge an Wasser in der Hülle des Einlegefadens und das im Kern befindliche Formgedächtnismaterial schaltet in die permanente, nicht gedehnte Form um und realisiert so den medizinisch notwendigen Kompressionsdruckverlauf. Nach dem Tragen kann der Strumpf durch Befeuchten mit kaltem Wasser wieder durch Quellung der Zellulose-Hülle und Umschalten des Formgedächtnismaterials in eine leicht dehnbare Form leicht ausgezogen werden. Beim Waschen wird dann wieder die gedehnte Anziehform gebildet, wodurch der Zyklus erneut starten kann.
3 zeigt den Kompressionsstrumpf (100) in gedehntem Zustand (3a) und in komprimiertem Zustand (3b). Bei Kontakt mit der Haut und der entsprechenden Körpertemperatur erfolgt eine definierte Kontraktion des Einlegefadens durch die Umschaltung des Formgedächtnismaterials und das Verdampfen der Flüssigkeit aus dem Quellmaterial. Dies führt zum Aufbau der medizinisch indizierten Kompression an den definierten Messpunkten (cD, cC, cB, cY, cA) gemäß RAL GZ 387, wie sie von der Gütezeichengemeinschaft medizinischer Kompressionsstrümpfe verbindlich festgelegt worden sind. Nach dem Gebrauch wird der Kompressionsstrumpf ausgezogen und gemäß dem gegenwärtigen Stand der Technik bei gewaschen, wobei die Waschtemperatur am Ende des Waschens unter der Schalttemperatur des Kompressionsstrumpfes liegt. Dadurch wir das Formgedächtnismaterial dehnbarer und das Quellmaterial nimmt Flüssigkeit auf und quillt, so dass der Strumpf erneut auf das Anziehmaß (3A) gedehnt wird. Dieser Vorgang kann über den gesamten Lebenszyklus des Kompressionsstrumpfes beliebig oft wiederholt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2007/104757 A1 [0018]

Claims

Bekleidungsstück, Kompressionsstrumpf, Bandage oder Protheseliner enthaltend ein Gestrick, ein Gewirk oder ein gewebtes Material, wobei das Gestrick, das Gewirk oder das gewebte Material mindestens ein eine Stützkraft oder Kompression erzeugendes Element aufweist, wobei das eine Stützkraft oder Kompression erzeugende Element mindestens ein Formgedächtnismaterial enthält und wobei der Übergang des mindestens einen Formgedächtnismaterials von einer temporären, programmierten Form in einer weitere temporäre programmierte Form oder in eine permanente Form durch Körperwärme als externem Faktor erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Stützkraft oder Kompression erzeugende Element zusätzlich mindestens ein Quellmaterial enthält, das unter Einfluss eines externen Mediums quellfähig in mindestens einer Raumrichtung ist.
Bekleidungsstück, Kompressionsstrumpf, Bandage oder Protheseliner nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Formgedächtnismaterial und das Quellmaterial als Verbundmaterial, als Mischung, als Legierung oder als Verbund- oder Komposit-Werkstoff vorliegen.
Bekleidungsstück, Kompressionsstrumpf, Bandage oder Protheseliner nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Formgedächtnismaterial als Faser und das mindestens eine Quellmaterial als Umhüllung oder zumindest teilweise Beschichtung der Faser ausgebildet ist.
Bekleidungsstück, Kompressionsstrumpf, Bandage oder Protheseliner nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Formgedächtnismaterial und das Quellmaterial Bestandteil eines Fadens sind.
Bekleidungsstück, Kompressionsstrumpf, Bandage oder Protheseliner nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Formübergang des Formgedächtnismaterials durch Veränderung der äußeren Abmessungen des Formgedächtnismaterials gekennzeichnet ist.
Bekleidungsstück, Kompressionsstrumpf, Bandage oder Protheseliner nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Formübergang des Formgedächtnismaterials durch Veränderung des Elastizitätsmoduls gekennzeichnet ist.
Bekleidungsstück, Kompressionsstrumpf, Bandage oder Protheseliner nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Quellmaterial unter Einfluss einer Flüssigkeit quellfähig in mindestens einer Raumrichtung ist.
Bekleidungsstück, Kompressionsstrumpf, Bandage oder Protheseliner nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei es sich um ein medizinisches Hilfsmittel handelt.
Medizinisches Hilfsmittel nach Anspruch 8, wobei das Hilfsmittel ein Stützstrumpf zur phlebologischen Therapie oder eine orthopädischen Bandage oder Orthese zur orthopädischen Therapie ist.