專利名稱：結(jié)合有剪切增稠液體的外科和醫(yī)療服裝及材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及外科服裝和材料，其含有剪切粘稠液體以增大其抗穿透 性，外科服裝例如外科袍服、外科手套、傷口護(hù)理產(chǎn)品等。
背景技術(shù)：
剪切增稠液體或STF是一類當(dāng)往其上施加剪切力或?qū)⒃撘后w暴露在 電荷或磁場中時(shí)，電荷或磁場會(huì)導(dǎo)致液體內(nèi)懸浮的磁-流變顆粒改變其取 向并增加粘度，由此其粘性暫時(shí)或可逆增大的液體。然而，當(dāng)除去誘發(fā) 因素時(shí)，這種誘發(fā)的效果就會(huì)消失，同時(shí)液體回復(fù)到其正常粘度。
STF的性質(zhì)及成分多種多樣。通常，STF顯示出特有的可以被稱作非 牛頓型流動(dòng)的特性，其特征在于隨著剪切力增加，其粘度顯著增大。它 們通常由直徑小于100微米的膠體顆粒在各種介質(zhì)中的分散體組成。合適 的顆粒包括二氧化硅、碳酸鈣、各種聚合物(包括但不僅限于聚苯乙烯、 聚甲基丙烯酸甲酯)的納米顆?；蛩鼈兊墓不煳?。分散介質(zhì)性質(zhì)上是水溶 性或醇溶性的，并包括乙二醇、聚乙二醇或者硅基聚合物。配制物中也 可以包含表面活性劑，以提高所述分散體的穩(wěn)定性。構(gòu)成所述液體的原 料會(huì)影響STF的性質(zhì)，盡管并不必然決定該液體所表現(xiàn)出的性質(zhì)。其它性 質(zhì)如液體中的粒徑和粒徑分布，以及液體中的顆粒濃度決定著液體所表 現(xiàn)出的性質(zhì)。
STF己經(jīng)在包括變速箱的液力耦合裝置、車輛懸架系統(tǒng)等多個(gè)技術(shù)領(lǐng) 域得到應(yīng)用。也已經(jīng)有教導(dǎo)將STF用于人體盔甲中，以增加其受高速物體 如子彈沖擊時(shí)的抗穿透性，同時(shí)使盔甲的柔韌性最大化并減輕重量-STF 在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的低粘度使得盔甲能夠彎曲，同時(shí)其受到子彈沖擊所引起 的非常高的剪切力時(shí)，粘度會(huì)立即增大，從而達(dá)到消散沖擊物能量的效 果，由此防止穿透。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種外科服裝或材料，其含有對(duì)服裝或材料起防穿透作
用的STF。
根據(jù)本發(fā)明的外科服裝或材料有下列優(yōu)點(diǎn)，即STF在其正常或者靜止 狀態(tài)下的低粘度保證它不會(huì)增加服裝或者材料的整體柔韌性，因此不會(huì) 防礙穿戴者的自由活動(dòng)或者穿戴者的觸覺，這是很重要的，例如如果穿 戴者是進(jìn)行外科手術(shù)的外科醫(yī)生。而且，優(yōu)選的是STF重量輕，因此STF 的添加不會(huì)對(duì)服裝或者材料的重量有任何明顯的影響。然而，另一方面， STF可變粘度的性質(zhì)增大了例如針或其它尖銳工具的刺穿阻力，從而改善
對(duì)穿戴者的保護(hù)。
適于實(shí)施本發(fā)明的外科服裝包括但不限于外科袍服、外科手套、外 科口罩等等，其可以通過許多已知技術(shù)制造，例如，就外科手套而言，
可以通過浸漬、噴灑等。此外，可以用常規(guī)材料作為制造產(chǎn)品的"織物"， 就手套而言，例如天然膠乳、脫蛋白的天然膠乳、基于各種的化學(xué)配制 品的合成膠乳等等。
然后通過以下步驟將剪切增稠液體另外加入或二者選一地加入制品 的內(nèi)部或覆蓋在其表面上
將完全成形的產(chǎn)品浸入剪切增稠液體中；
在制造過程的中間階段將產(chǎn)品浸入剪切增稠液體中；
涂敷到產(chǎn)品外表面上；
涂敷到產(chǎn)品內(nèi)表面上；
在產(chǎn)品制造的中間階段涂敷，使之存在于產(chǎn)品內(nèi)表面和外表面； 涂敷可能會(huì)受到包括浸漬和噴灑的涂敷技術(shù)的影響。
將完全成形的產(chǎn)品用剪切增稠液體噴灑； 在制造過程的中間階段已經(jīng)涂敷剪切增稠液體的產(chǎn)品； 在本發(fā)明的開發(fā)過程中，單層防彈材料(BRM)例如卡夫拉(Kevlar)可 以被用在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的內(nèi)層和外層之間，所述BRM浸漬了剪切增稠材料。
在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的內(nèi)層和外層之間的位置中使用分散在剪切增稠液體中 的防彈材料(BRM)(如卡夫拉)的單纖維也是可以的，所述BRM被浸漬了或 未浸漬剪切增稠材料。剪切增稠液體-BRM基體以有效產(chǎn)生膜體系的方式應(yīng)用，而BRM的涂敷通過浸漬、噴灑或其它傳統(tǒng)制造方法在外表面、內(nèi) 表面、內(nèi)外兩表面或這些表面之間進(jìn)行。
染料或其它著色介質(zhì)可以同樣有利地到加入剪切增稠液體的膠態(tài)分 散體中，以便在手套表面被已經(jīng)刺破時(shí)提供有意義的指示信號(hào)。這種效 果還可以通過將剪切增稠液體混入含有半透明層和著色層的復(fù)合產(chǎn)品而 實(shí)現(xiàn)，通過這種方式，著色層在被刺穿時(shí)變得更明顯。
剪切增稠液體可以包含在產(chǎn)品的內(nèi)表面和外表面之間，由此形成膜 結(jié)構(gòu)的形式，剪切增稠液體以溶液或凝膠形式存在于膜內(nèi)，BRM的顆粒 也可以分散在膜結(jié)構(gòu)中。所述剪切增稠液體也可以裝入膠囊，其僅在通 過刺穿類型的方法刺破膠囊時(shí)，才變得具有活性。這樣就可以提供給產(chǎn) 品以常規(guī)的性質(zhì)，該性質(zhì)保持直到發(fā)生刺穿行為的時(shí)間點(diǎn)。
用在所述剪切增稠液體配制品中的膠體顆粒的濃度應(yīng)適當(dāng)選擇，以 防止在外科手術(shù)中產(chǎn)品的正常使用給一般活動(dòng)帶來阻力，如就手套而言 正常的手動(dòng)，當(dāng)受到強(qiáng)度相當(dāng)于穿刺過程或動(dòng)作的適當(dāng)?shù)募羟辛r(shí)，剪 切增稠液體粘度增大。由于剪切增稠液體的性能隨著顆粒材料的濃度而 變化，所以保持顆粒濃度不變是很重要的。為了確保STF的濃度在正常使 用中不發(fā)生變化，重要的是液體分散介質(zhì)具有低的揮發(fā)性，即基本上為 非揮發(fā)性，以便維持顆粒物質(zhì)的有效濃度。同樣優(yōu)選的是，介質(zhì)與正常 使用中存在的其它液體不會(huì)相互作用。例如當(dāng)使用中通常存在水介質(zhì)時(shí)， 重要的是STF不能有吸水的特性。就外科手套而言，在產(chǎn)品具有構(gòu)成阻止 水溶性有機(jī)物通過的功能的情況下，就可以使用疏水性的STF，以確保能 夠維持復(fù)合材料的阻礙性能。當(dāng)使用膜在產(chǎn)品的外表面和內(nèi)表面之間將 STF封裝時(shí)，優(yōu)選該膜構(gòu)成在產(chǎn)品使用中通常存在的其它液體的屏障。因 此，液體不能通過所述膜是很重要的，即來自STF的液體不能通過膜、其 它液體也不能進(jìn)入產(chǎn)品而改變STF的總顆粒濃度。
剪切增稠液體可以被應(yīng)用或者包含在商品結(jié)構(gòu)的特定區(qū)域，特別是 物品上那些容易被刺破的區(qū)域，例如就手套而言的手指末端、手掌等。
具體實(shí)施例方式
在一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)例中，該產(chǎn)品是外科手套，但是如上所述，其它包括但不限于外科袍服的產(chǎn)品也是有可以的。基于與上述相同的理由， 本發(fā)明的剪切增稠液體可以被結(jié)合到袍服結(jié)構(gòu)中。
STF可以通過下列方式在袍服上形成或與其結(jié)合
由通常用于袍服制造的天然/合成材料形成的袍服，其中所述袍服
的制造材料中已經(jīng)浸漬過剪切增稠液體； 涂敷到袍服的內(nèi)表面； 涂敷到袍服的外表面； 涂敷到袍服的兩個(gè)表面； 僅用在袍服主體的表面； 用在袍服的所有內(nèi)部和外部表面。
通過所述的添加方法或者通過浸漬法，剪切增稠液體可以被用在由 纖維材料、非纖維材料以及本質(zhì)上是它們的混合物形成的袍服上?；蛘撸?這樣的纖維與那些通常被用于袍服織物制造的纖維一樣，也可以與防彈 材料纖維混紡。
本發(fā)明同樣適用于傷口護(hù)理產(chǎn)品，包括傷口敷料和支撐繃帶以及這 一類別的產(chǎn)品等等，以防止在閉合的位點(diǎn)發(fā)生進(jìn)一步的傷害，或者，向 使用支撐繃帶的局部區(qū)域提供局部和功能性的支撐，其目的是例如為使 用者運(yùn)動(dòng)的發(fā)生提供支撐，當(dāng)所述區(qū)域是靜止時(shí)則不提供支撐，由此減 少穿戴這些服裝時(shí)這些支撐不必要的放在固定位置上時(shí)所帶來的血流壓 迫的機(jī)會(huì)。更特別地，作為繃帶結(jié)構(gòu)的一部分或在其結(jié)構(gòu)內(nèi)的剪切增稠 液體會(huì)保持低粘度，直到發(fā)生物理運(yùn)動(dòng)，由此導(dǎo)致剪切增稠液體粘度增 大，硬化繃帶并提供功能性支撐和保護(hù)。相反地，停止上述運(yùn)動(dòng)時(shí)，剪 切增稠液體的粘度又回到它之前的狀態(tài)。
因此本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種醫(yī)療支撐結(jié)構(gòu)，其至少包括含有剪切 增稠液體的區(qū)域，當(dāng)在使用中由于與其相連的部分運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)運(yùn) 動(dòng)時(shí)，所述剪切增稠液體增大粘度，從而增加結(jié)構(gòu)的剛性，由此增加所 述運(yùn)動(dòng)期間對(duì)該部分的支撐。
就這種產(chǎn)品而言，剪切增稠液體可以被注入到裝置結(jié)構(gòu)內(nèi)加入的防 彈材料的單層中?；蛘呒羟性龀硪后w可以被注入到通常構(gòu)成這些產(chǎn)品的 普通紡織/非紡織的天然和合成材料中。或者，剪切增稠液體可以以凝 膠的形式被包含在纖維的層之間。
權(quán)利要求
1. 一種外科服裝或材料，其含有對(duì)所述服裝或材料起防穿透作用的剪切增稠液體。
2. 權(quán)利要求l的外科服裝，其形式是外科袍服、外科手套和外科口罩中的一種。
3. 權(quán)利要求1或2的外科服裝或材料，其中所述剪切增稠液體在所 述服裝或材料的內(nèi)表面和外表面的至少一個(gè)上形成層。
4. 權(quán)利要求1或2的外科服裝或材料，其中所述剪切增稠液體在所 述服裝或材料的內(nèi)表面和外表面之間形成中間層。
5. 前述權(quán)利要求之一的外科服裝或材料，其中所述服裝或材料包 括浸漬了剪切增稠液體的防彈材料層。
6. 權(quán)利要求l-4之一的外科服裝或材料，其中所述剪切增稠液體中 分散有所述防彈材料的單纖維。
7. 前述權(quán)利要求之一的外科服裝或材料，其中所述剪切增稠液體 包含著色劑材料，該著色劑材料在所述服裝或材料被穿透時(shí)提供視覺上 的指示。
8. 前述權(quán)利要求之一的外科服裝或材料，其中所述剪切增稠液體 以溶液、凝膠和膠囊形式中的一種形式存在。
9. 前述權(quán)利要求之一的外科服裝或材料，其中所述剪切增稠液體 僅存在于服裝或材料使用中比較容易被刺破的特定區(qū)域中。
10. 前述權(quán)利要求之一的外科服裝或材料，其中所述剪切增稠液體中的液體/產(chǎn)品具有疏水性、非吸濕性中的至少一種性質(zhì)，且被包含在不 可透過的膜內(nèi)。
11. 一種醫(yī)療支撐結(jié)構(gòu)，其包括至少一個(gè)剪切增稠液體的區(qū)域，當(dāng) 在使用中由于與該支撐結(jié)構(gòu)連接部分的運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致支撐結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所 述剪切增稠液體的粘度增大，從而增加該結(jié)構(gòu)的剛性，由此增加在所述 運(yùn)動(dòng)期間對(duì)該部分的支撐。
12. —種制造權(quán)利要求1-10之一的外科服裝或材料、或者權(quán)利要求 11的醫(yī)療支撐結(jié)構(gòu)的方法，其中通過下述方法之一將所述剪切增稠液體結(jié)合到所述服裝或材料上或者結(jié)合到服裝或材料中將完全形成的服裝 或材料浸入剪切增稠液體中、在制造的中間階段將服裝或材料浸入剪切 增稠液體、將剪切增稠液體涂敷例如噴灑到完全形成的服裝或材料內(nèi)表 面和外表面的至少一個(gè)上、和在制造的中間階段涂敷例如噴灑剪切增稠 液體，從而在完成的服裝或材料中形成中間層。
全文摘要
本發(fā)明提供了外科袍服、外科手套或外科口罩形式的外科服裝，在服裝的內(nèi)表面和外表面中的至少一個(gè)上結(jié)合有剪切增稠液體層，通過剪切增稠液體粘度的增大來防止服裝被穿透。
文檔編號(hào)A61L31/14GK101522230SQ200780036835
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2007年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月5日
發(fā)明者J·戴, S·皮卡德, T·H·威廉斯 申請(qǐng)人:雷根特醫(yī)藥有限公司