矫形器方面的应用复合材料在假肢和 □仇玉书 一、假肢的分类
一、假肢的分类 假肢依其结构可分为外骨骼假肢（也称壳式假肢）与骨骼式假肢，这两种假肢均
假肢依其结构可分为外骨骼假肢（也称壳式假肢）与骨骼式假肢，这两种假肢均可用复合材料制作。目前，国际上普遍使用骨骼式假肢。 １、外骨骼假肢假肢结构类似于甲壳类动物肢体结构，用壳体承重和驱动假肢动
１、外骨骼假肢假肢结构类似于甲壳类动物肢体结构，用壳体承重和驱动假肢动作。壳体外形制成人体肢体的形状。材料以前多用木、铝材料，后用玻璃纤维增强树脂复合材料制作。 ２、骨骼式假肢这种假肢的结构与人体肢体结构相同。由位于假肢中心轴的支管、
２、骨骼式假肢这种假肢的结构与人体肢体结构相同。由位于假肢中心轴的支管、支条承担外力，外部由泡沫塑料等软材料做成的整形装饰件包覆。中心轴支管以前一直用金属管制作，例如铝合金管。近１０多年来，发达国家已用碳纤维复合材料制作。支管上端与膝关节相连，下端与踝关节相连，而且关节也已经用碳纤维复合材料制作。 骨骼式假肢优点是可任意选择适合患者的各种部件，从而得到最佳使用状态。使
骨骼式假肢优点是可任意选择适合患者的各种部件，从而得到最佳使用状态。使用碳纤维增强的复合材料可达到假肢的轻量化，外观能得到改善及缩短制作时间。缺点之一是价格远高于金属件，部分件耐久性差等。 按假肢技能分类，有以下３种：
按假肢技能分类，有以下３种： １、装饰用假肢 以恢复肢体外观为主，恢复肢体机能为辅的轻量化、手感好的
１、装饰用假肢 以恢复肢体外观为主，恢复肢体机能为辅的轻量化、手感好的假肢。一般主指上肢。可用玻璃纤维套或锦纶套等增强树脂制作。 ２、作业用假肢 安装用于农耕、林业、机械工业等重体力作业的农田腿、脚及
２、作业用假肢 安装用于农耕、林业、机械工业等重体力作业的农田腿、脚及上肢，以结实、耐久性能为主，外观为辅。可用碳纤维复合材料制作，以减轻重量，便于作业。 ３、功能假肢 ①自力假肢：患者自身操纵以提供控制假肢所需要的能源。②动
３、功能假肢 ①自力假肢：患者自身操纵以提供控制假肢所需要的能源。②动力假肢：外力源驱动的假肢，例如电气、气压或液压为动力。这种功能假肢，发达国家大量用碳纤维复合材料制作。 二、假肢的基础力学
二、假肢的基础力学 要科学地制作假肢，必须了解假肢上所承受的力。使用假肢时会产生以下５种应
要科学地制作假肢，必须了解假肢上所承受的力。使用假肢时会产生以下５种应力：一是压缩应力。例如大腿假肢、免荷式矫形器的体重支撑点承重时，由支撑点向假肢和矫形器加有重力，在地面反作用力作用下，则产生一种轴向压缩力。第二种是拉伸应力，例如索格假手的控制索。假肢和矫形器的悬吊带加上拉伸负荷后则产生拉伸应力。三是剪切应力，在假肢、矫形器的关节轴及环箍的铆钉上，因施加载荷而产生一种持续的剪切应力。四为弯矩。在假肢、矫形器中采用三点支撑原理，在下肢假肢对线不好时，会产生弯曲应力。第五种是扭矩，比如作用在骨骼式假肢连接管上的扭转力。通常，这些应力都是以复合形式作用于假肢、矫形器的相关部位上，因此，对新研制的假肢制品，需要经过动态循环加载结构强度检验。 三、碳纤维及其织物的假肢制品目前，世界新一代假肢设计得精密、细致，并普
三、碳纤维及其织物的假肢制品目前，世界新一代假肢设计得精密、细致，并普遍趋向使用气压、液压及电子装置，因此需要减轻假肢每个构件的重量。 为适应假肢产品的升级换代，国际上著名的假肢公司例如布莱奇特公司、启爱公
为适应假肢产品的升级换代，国际上著名的假肢公司例如布莱奇特公司、启爱公司、奥托博克公司、德林公司等，都先后研制了一系列碳纤维复合材料假肢产品。 为改变我国假肢沿用的木腿、牛皮腿、铝板腿、木脚、铝管铸钢关节等极不方便
为改变我国假肢沿用的木腿、牛皮腿、铝板腿、木脚、铝管铸钢关节等极不方便又沉重的假肢制件，改变我国假肢材料落后的状况，使我国假肢制品上档次，并逐步赶上发达国家，研制碳纤维复合材料假肢制品是很有前途的。 在假肢行业，碳纤维及其织物增强的复合材料制品，有其独特的使用价值。例如，
在假肢行业，碳纤维及其织物增强的复合材料制品，有其独特的使用价值。例如，美国、德国等用碳纤维及其织物作假脚的龙骨，现在已有ＭｏｄｕｌａｒⅢ、ＦｌｅｘＷａｌｋⅡ、ＡｉｒＦｌｅｘ、ＶａｒｉＦｌｅｘ等产品。再例如，在柔软脚中用碳纤维复合材料作踝关节，可以弹跳。在德国、美国、日本等用碳纤维及其织物增强树脂的复合材料做大腿假肢软性接受腔的体重支撑框架。此外，德林公司、奥托博克公司用碳纤维布增强树脂直接做大腿接受腔，也做成了整条腿，包括大腿骨和小腿骨。我国也已研制出了碳纤维复合料腿管。奥托博克公司等外国公司还研制出膝关节、踝关节等，并已行销欧、亚及美洲等。还可以用碳纤维（含碳布）增强树脂制成支撑器。对患小儿麻痹症导致下肢瘫痪及脊椎开裂的儿童，可采用碳纤维复合材料制成胸腰骶歪扭部矫形器和臀膝踝关节矫形器，这种矫形器可以固定患者的脊柱、臀部、膝盖和踝关节，使身体重量落在腿骨上，于是使用拐杖的患者可以去掉拐杖行走，其结果必然刺激骨头生长和臀部关节发育，并相应地改善内脏器官的功能。