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，電荷或磁場會導(dǎo)致液體內(nèi)懸浮的磁-流變顆粒改變其取 向并增加粘度，由此其粘性暫時或可逆增大的液體。然而，當(dāng)除去誘發(fā) 因素時，這種誘發(fā)的效果就會消失，同時液體回復(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 如子彈沖擊時的抗穿透性，同時使盔甲的柔韌性最大化并減輕重量-STF 在靜止?fàn)顟B(tài)時的低粘度使得盔甲能夠彎曲，同時其受到子彈沖擊所引起 的非常高的剪切力時，粘度會立即增大，從而達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，即STF在其正?；蛘哽o止 狀態(tài)下的低粘度保證它不會增加服裝或者材料的整體柔韌性，因此不會 防礙穿戴者的自由活動或者穿戴者的觸覺，這是很重要的，例如如果穿 戴者是進行外科手術(shù)的外科醫(yī)生。而且，優(yōu)選的是STF重量輕，因此STF 的添加不會對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
對穿戴者的保護。
適于實施本發(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)刺破時提供有意義的指示信號。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 實現(xiàn)，通過這種方式，著色層在被刺穿時變得更明顯。
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，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)生刺穿行為的時間點。
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帶來阻力，如就手套而言 正常的手動，當(dāng)受到強度相當(dāng)于穿刺過程或動作的適當(dāng)?shù)募羟辛r，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相互作用。例如當(dāng)使用中通常存在水介質(zhì)時， 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，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。
具體實施例方式
在一個特別優(yōu)選實例中，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?；谂c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發(fā)生進一步的傷害，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 用者運動的發(fā)生提供支撐，當(dāng)所述區(qū)域是靜止時則不提供支撐，由此減 少穿戴這些服裝時這些支撐不必要的放在固定位置上時所帶來的血流壓 迫的機會。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 液體會保持低粘度，直到發(fā)生物理運動，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。相反地，停止上述運動時，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動而導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)運 動時，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 述運動期間對該部分的支撐。
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?；蛘?，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)連接部分的運動而導(dǎo)致支撐結(jié)構(gòu)運動時，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 運動期間對該部分的支撐。
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A61L31/14GK101522230SQ200780036835
公開日2009年9月2日 申請日期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 申請人:雷根特醫(yī)藥有限公司