[發明專利]矯形器、用于該矯形器的形狀記憶高分子材料的制造方法

在審

• 申請號: 201610102267.0
• 申請日: 2016-02-24
• 公開（公告）號: CN107118310A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 胡金蓮;陳誠
• 申請（專利權）人: 香港紡織及成衣研發中心有限公司
• 主分類號: C08F283/06
• 分類號: C08F283/06;C08F283/01;C08F220/14;C08F220/18;A61L31/04;A61L31/14
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司44217
• 代理人: 郭偉剛

技術領域

本發明涉及形狀記憶材料領域，尤其涉及一種矯形器、用于該矯形器的形狀記憶高分子材料的制造方法；本發明的形狀記憶高分子材料為聚丙烯酸酯類形狀記憶高分子材料。

背景技術

歷經半個多世紀，形狀記憶材料已被廣為知曉。其中，溫度感應型形狀記憶聚合物尤為引人關注，這是由它們的高應變恢復能力(最高達800％)引起的，這種溫度感應型形狀記憶聚合物的應變恢復能力遠大于形狀記憶合金所能達到的低于8％的最高應變恢復能力。除了具有很高的應變恢復能力外，形狀記憶聚合物相對于形狀記憶合金還具有重量輕、加工性優越和成本低的優點。

對于形狀記憶聚合物，必須具有固定相和可逆相。其中，固定相負責記憶聚合物的初始形狀并由化學交聯或物理交聯(例如鏈纏結和結晶)實現；可逆相決定聚合物新形狀的固定和變化，該聚合物的初始形狀向新形狀的轉變可以在玻璃化轉變溫度或熔化溫度時通過外力實現。因為大多數聚合物具有玻璃化轉變溫度(T_g)、熔化溫度(T_m)或上述兩種溫度，所以這些聚合物可以通過引入交聯機制(例如化學交聯)轉變成形狀記憶聚合物。通過所發現形狀記憶聚合物的多樣性和聚氨酯形狀記憶聚合物所能達到的寬范圍的T_g(從－30℃到+70℃)，例證了經分子設計而得到的形狀記憶聚合物的形狀記憶特性的巨大空間。

矯形器是用于人體軀干和四肢的體外固定裝置，用于治療、改善或代償由骨骼、肌肉和神經系統病變所致的機體畸形和功能障礙，患有中風、腦癱和骨折等疾病的病人可以通過矯形器得到康復治療。

矯形器為患者提供了一個持續的康復治療過程，然而在該過程中，資源浪 費是一個非常突出的問題，例如足下垂患者在康復治療過程中，會穿戴一系列不同形狀的足下垂矯形器，從而為足部病變肌肉提供支撐，隨著康復治療的進行，患者踝關節的背曲角會發生變化；而傳統的矯形器主要是由聚甲基丙烯酸甲酯或環氧樹脂合成的熱固性塑料，該類矯形器形狀一旦固定，將很難發生改變，為適應不同的角度而提供更好的康復治療效果，矯形器會定期更換，其更換周期一般為一個月，但是矯形器的制造過程會耗費大量的時間和金錢。

發明內容

本發明針對現有矯形器無法適應患者矯正部位在不同矯正階段的形狀，而導致耗費大量的時間和金錢的問題，提出了一種矯形器、用于該矯形器的形狀記憶高分子材料的制造方法。

本發明就上述技術問題而提出的技術方案如下：

本發明提出了一種用于矯形器的形狀記憶高分子材料的制造方法，包括以下步驟：

將丙烯酸酯類單體、多元醇丙烯酸酯類和催化劑混合并發生交聯反應，從而生成形狀記憶高分子材料；其中，丙烯酸酯類單體50-150重量份；多元醇丙烯酸酯類10-30重量份；催化劑0.01-0.2重量份。

本發明上述的形狀記憶高分子材料的制造方法中，丙烯酸酯類單體包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯以及甲基丙烯酸丁酯中的一種或多種。

本發明上述的形狀記憶高分子材料的制造方法中，多元醇丙烯酸酯類包括數均相對分子質量為200-2000的聚乙二醇丙烯酸酯、數均相對分子量為200-4000的聚四氫呋喃二醇丙烯酸酯、數均相對分子量為650-8000的聚己內酯二醇丙烯酸酯以及數均相對分子質量為1000-4000的聚己二酸乙二醇酯二醇丙烯酸酯中的一種或多種。

本發明上述的形狀記憶高分子材料的制造方法中，催化劑包括偶氮化合物引發劑和/或過氧化物引發劑。

本發明還提出了一種矯形器，由如上所述的形狀記憶高分子材料制成。

本發明采用溫度敏感型形狀記憶高分子材料來制作矯形器，使矯形器可以在特定的溫度下軟化，然后被塑造成新形狀，若得到的新形狀不合適，矯形器也能恢復至初始形狀，這樣就減少了由于重新制備矯形器而帶來的資源浪費。

具體實施方式

為了方便說明，下面對術語“轉變溫度”做出定義：

轉變溫度是指物質的玻璃化轉變溫度或熔化溫度。

針對現有矯形器形狀一旦固定，將很難發生改變，不能適應于患者矯正部位在不同矯正階段的形狀的問題，本發明提出一種矯形器、用于該矯形器的形狀記憶高分子材料的制造方法；其中，形狀記憶高分子材料包括固定相和可逆相；可逆相在形狀記憶過程中通常表現為無定形的橡膠態與玻璃態的轉變，或者熔融體與晶體的轉變。固定相可以是形狀記憶高分子材料的分子纏繞互穿的網絡，具有物理交聯點或化學交聯點。