CN101287427A - 使用者可塑形可调整的整形外科用插入物 - Google Patents

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Abstract

公开了一种可适合个体的插在鞋类中的鞋内底。鞋内底具有上支架,该上支架具有与足部接触的上表面。上表面是ETC材料。互锁的下表面由EVA模制而成,用于足部缓冲。下支架具有带足弓凹陷的上表面和设置有流穹的下表面。流穹具有与足弓凹陷流体相通的流孔。凝胶层置于足弓凹陷内,凝胶层可通过加热而塑形。加热鞋内底以使凝胶层软化。然后,使用者将他们的足部置于鞋内底上以使凝胶层形成使用者足部的轮廓。接着,冷却并定形凝胶层。凝胶层中过量的凝胶通过流孔流出并且充满流穹。去除过量的凝胶并塞住流穹。

Description

使用者可塑形可调整的整形外科用插入物
发明领域
本发明涉及整形外科用插入物,且更具体地说,涉及可被改变来适合于不同使用者足部的使用者可塑形的插入物鞋内底。
发明背景
目前,有多种装置能为足部提供各种程度的支撑和控制。诸如足弓支撑体、定制化鞋床(custom footbed)和矫正器之类的鞋内底已经问世好几年了。这样的鞋内底被设计用于减轻足部疾患,提供舒适度并赋予更好的性能。上述鞋内底不仅支撑足部,而且当成型成足弓的准确轮廓时,还可支撑整个身体,矫正足部、膝盖、臀部和背部中的关节。一些插入物是现成的,但这样的插入物不能调整来适合不同使用者的足部,另外一些插入物是半定制形成的,采用局部塑形或仅略微调整来适合足部。
大多数插入物都试图支撑足部,但是由于足弓高度不同,所以并不能够提供非常多的足弓支撑。大多数鞋内底都是根据较低的足弓高度制成的,这是因为如果足弓太高,许多人都会感到不舒服。高的足弓会造成足弓下过高的压力,从而引起非常不舒服的穿着。过高的足弓高度经常会造成足部抽筋或受伤。大多数柜台交易的鞋内底具有非常低的脚跟杯以及并不足以保护脚跟或控制足部的内侧和外侧凸缘。这样的鞋内底还提供很少的或不提供足弓支撑。柜台交易的鞋内底是通过注射模制、磨削模制(skivemolding)或压缩模制工艺制成的。一些这样的鞋内底是扁平的,而其他的具有少许形状。而另一些提供了有很少或没有足弓支撑的深的脚跟杯。
大多数半定制的鞋内底只提供一种合脚性(one-time fit),且并不能够调整。少数半定制和定制的鞋内底可提供更多的足弓支撑,但是却难于制造,因为需要由经验丰富的实验室技术员使用磨具磨掉多余的材料来进行调整。
大多数半定制和柜台交易的鞋内底都被设计来用于内旋足。内旋足是一种脚踝向内转动的足部。鞋内底可减缓或防止发生一些内旋。少量的内旋被认为是正常的,而且是吸震所必须的。由未经训练的使用者或技术员在脚跟或足前部下用过高的足弓支撑体或楔形物来锁定足部的内旋作用可能会造成身体易于受伤。
可得到具有不同足弓高度或不同硬度的其他鞋内底,但是由使用者或技术员决定哪一种足弓高度是最好的。如果选择了过多或过少的支撑,那么这会提供一种潜在的伤害。这可能会伤害或进一步伤害足部或身体。
一些鞋内底使用压缩模制。然而,目前的压缩模制方法是在一步法压缩模制工艺中模制不同厚度和材料的多密度材料。此方法的缺点是,在压缩模制工艺中,较软的材料被压缩至非常薄的状态,使得其除了用于美容目的(cosmetic purpose)而别无它用。一步法压缩模制工艺使得所有的多个层摸上去如同具有相同的密度。
可得到的鞋内底使用压缩模制。然而,现在的压缩模制方法在一步法压缩模制工艺中模制不同厚度和材料的多密度材料。此方法的缺点是,在压缩模制工艺中,较软的材料被压缩至非常薄的状态,使得其除了用于上色而别无它用。一步法压缩模制工艺使得所有的多个层摸上去如同是相同的材料。
因此,需要一种可以调整以适合多种足弓高度的鞋内底。还需要一种可以容易调整且不会出现任何差错的鞋内底。进一步需要一种可以与正常的足部、内旋足、扁平足和高外旋的足部一起使用的鞋内底。还需要一种允许可变通的脚跟支撑和足前部支撑的鞋内底。还需要一种用于制造其他整形外科应用的其他类型的可调整插入物的方法。
发明内容
这些和其他的需求可以由本发明满足,其中一个实施例是用于插入在鞋类中的鞋内底。该鞋内底具有上支架(cradle),其具有用来与足部接触的上表面和互锁的下表面。下支架具有带足弓凹陷的上表面和具有带流穹(flow dome)的下表面,流穹具有与足弓凹陷流体相通的流孔(flow hole)。凝胶层位于足弓凹陷内。该凝胶层可通过加热而塑形。
本发明的另一个实施例是一种制作矫正鞋内底的方法。提供第一阴模以生产具有足弓凹陷和带流穹的底部表面的下支架。提供第一阳模具以生产下支架的不同密度区。提供第二阳模具以生产上支架。将可热塑形(heatmoldable)的凝胶层插入在下支架的足弓凹陷内。将上支架和下支架连接在一起。
应理解前面的大体描述和接下来的详细描述都不是限定而是旨在提供对本发明权利要求的进一步解释。结合到说明书中并作为其一部分的附图被包括在内以说明和提供对本发明的方法和系统的进一步理解。附图连同描述内容一起用来解释本发明的原理。
附图说明
参考优选实施方案的公开内容且特别参考附图,本发明的这些和进一步的各方面和优势将在下文中得到更详细地讨论,附图中:
图1是根据本发明的使用者可塑形的鞋内底的顶部透视图;
图2是图1中的使用者可塑形的鞋内底的各部件的分解透视图;
图3是图1中的使用者可塑形的鞋内底的底部支架的底部表面的透视图;
图4A-4H显示了可以与图1的鞋内底一起使用的各种整形外科用插入物和矫正物;
图4I是图4E中的没有足骨的矫正物的视图;
图4J是图4E中沿着矫正线182的摇杆(rocker bar)的截面图;
图4K是图4I中沿着线114的摇杆的截面图;
图5是用来制造图1中的可塑形的鞋内底的压缩模具的分解透视图;
图6是足部骨骼、足部位置和用于使图4A-4H的整形外科用插入物定中心的鞋内底标记(landmark)的视图;
图7是鞋跟皮层(heel lift)的透视图;以及
图8是根据本发明的扁平的、使用者可调整的插入物的透视图。
具体优选实施方案
虽然本发明能够有各种形式的实施方案,在图中显示并且将在下文中描述目前优选的实施方案,且理解本发明的公开内容被认为是本发明的范例,并且不期望将本发明限定于所说明的特定实施方案。
图1是根据本发明一个实施方案的鞋内底10的透视图。图2显示了鞋内底10的各部件的分解图。鞋内底10具有上支架12、下支架14和凝胶层16并且可以插入在诸如鞋的鞋类和矫正器中为使用者的足部提供支撑。
上支架12具有在其上放置使用者足部的顶层20,顶层20是由聚酯制成的减少摩擦的、吸汗的织物,而其优选地是Sheehan Sales of Salem,MA生产的ETC材料。顶层20的材料通过毛细作用带走湿气并减少气味。该材料也能减少摩擦且因此防止起水泡。加垫层22结合到顶层20。优选地,加垫层22由乙烯醋酸乙烯酯(EVA)制成。加垫层22在压缩模制前优选1/4”25硬度计(肖氏A刻度),而在压缩模制后优选35硬度计1/8”厚(肖氏A刻度)。加垫层22被设计用于提供舒适度和缓冲。另外,加垫层22将自适应,自调整以适合穿用者的足部并且形成脚趾顶饰(toe crest)。加垫层22还具有下表面24,下表面24具有使上支架12与下支架14互锁的突出部26。可以使用其他用于顶层20的材料,如经编针织物、含乙烯基的化合物、皮革、坎培拉(cambrelle)、EVA和其他类似材料。
结合到上支架12的下支架14包括具有坚固的下部核壳(lower coreshell)32的互锁支架支撑体30,所述下部核壳32具有底部表面34,如图3所示。下支架14由单一密度的EVA材料制成,但是由于压缩模制(如将在下面解释的),所以在不同的区域具有不同的密度且因而是多密度。在这个实施例中,下支架14在压缩模制前是1/2”40D EVA。下支架14具有模制入支架支撑体30的各种凹陷。这些凹陷包括用于容纳凝胶足弓16的足弓凹陷36、模制入下部核壳32的底部表面34的脚跟凹陷56和足前部凹陷58,如图3所示。脚跟凹陷58包括具有上边缘44的深的脚跟杯42。支架支撑体30还包括足前部区46、足弓区48、外部周边区域50、跖骨区74和脚跟区76。
在此实施例中,在压缩模制支架支撑体30之后,足前部区46在75-80硬度计(D)之间,而足弓区48在45-50D之间。脚跟杯42的上边缘44在75-80D之间,而脚跟杯42的底部和外部周边区域50在50-55D之间。对于容易弯曲的足前部,这些不同的硬度赋予鞋内底10扭转刚度。对于足弓区48,坚固的足前部区46、内侧和外侧的足弓区48和脚跟边缘44增加了牢固的控制性和扭转刚度(75-80D)。
许多体积补偿穹(volume compensation dome)60被模制入下部核壳32的底部表面34的周边以使鞋内底10自形成从窄到宽的任意形状的脚跟的轮廓。另外许多流穹52被模制入下部核壳32的底部表面34的足弓,如图3所示。每一个流穹52具有流孔54,流孔54被钻通穿过下部核壳32和支架支撑体30以接触凝胶层16。流穹52允许过量的凝胶排入流穹52,以使凝胶能够成型成使用者的足弓形状。体积补偿穹60位于脚跟凹陷56周边的周围和足部外侧面的周围。体积补偿穹60允许鞋内底10自调整以适合宽的脚跟或扁平足。
呈脚趾凹陷56和脚跟凹陷58形式的额外减震台(anti-shock platform)被模制入核支撑壳32的底部表面34,从而形成跖骨区74和脚跟区76之下像纸一样的EVA稀薄部分。脚趾凹陷56和脚跟凹陷58允许安装可以被足部接触或感受到的较软的多微孔化合垫(Poron)足前部塞入物62和脚跟塞入物64。在这个实施例中,多微孔化合垫塞入物是1/6英寸厚,但是可以使用其它厚度和材料。EVA材料在凹陷56和58中优选是薄的以允许如纸一样的柔性。多微孔化合垫足前部塞入物62和脚跟塞入物64在压缩模制到脚趾凹陷56和脚跟凹陷58后被加入。多微孔化合垫是性能氨基甲酸酯材料,在当跳、跑、走和其他活动时的脚跟着地和脚趾离开过程中,多微孔化合垫能够提供极好的吸震以有助于防止足部疲劳。也可以使用其它的材料来代替多微孔化合垫,如sorbathane、较软硬度等级的EVA、泡沫、橡胶、刚硬的或柔软的塑料或其它成分来实现不同程度的减震。
凝胶层16夹在上支架12和下支架14之间,并且被搁在下支架14的足弓凹陷36内。上支架12和下支架14由不同密度的EVA形成。如上所解释的,上支架12中的较低密度EVA为足部提供缓冲,而下支架14中的高密度EVA提供支撑和刚度。凝胶层16允许由上支架12和下支架14形成的足弓区66来精确地构成使用者足弓的自然形状的轮廓。凝胶层16的凝胶材料优选地是可热塑形的组合物,例如根据同一发明人的美国专利No.US6,025,414由Masterfit Enterprises of Briarcliff Manor,NY生产的GelForm。
当加热至温度125-140度F.时,凝胶层16的凝胶材料变得胶粘。当重量或压力被施加至鞋内底10时,凝胶层16中的不需要去支撑个体足弓形状的凝胶通过流孔54流入或排入下支架14的流穹52。这支撑了足弓,极大地稳定了足部并且减轻了足部、膝盖和被包裹的疼痛。凝胶层16为各种低的到高的足弓高度提供补偿。对于高的足弓来说,因为将施加到凝胶层16上相对小的压力,所以凝胶层16中的凝胶将不会排入流穹52。对于低的足弓来说,凝胶层16中的所有凝胶可能都会排入流穹52。流穹52允许凝胶排出,以精确地将足弓区66成型到使用者的足弓,从而产生不过高或过紧的舒适感觉。流入流穹52的凝胶当冷却时由手工去除,且流穹52中的流孔54被塞入塑料的树型铆钉68,以便当鞋内经受极高温度时防止凝胶的额外流动。当然,可以使用其它类型的塞入物。在冬天或寒冷天气环境中使用鞋内底10时,不需要使用塑料的树型铆钉68。
流穹52因此作为自体积补偿器,如果有非常大的压力时允许凝胶排出。流穹52允许凝胶易于流动并且作为过量凝胶的储蓄器。不同尺寸的鞋内底10能够使用不同量的粘胶层16,以允许足弓精确地成型到个体的足弓形状和高度的各种尺寸的足部。凝胶体积可以由技术员使用装有加热至200-250度F的凝胶的注射器来增大或回复,并且可通过一个或多个流穹52注回。
鞋内底10通过以下方法被改装以适合个体使用者的足部。首先,使用者通过用剪刀或另外方便的工具裁剪出合适的形状来调整鞋内底10的长度和脚趾形状。在大多数情况下不需要磨或调整鞋内底10,但是若技术员或使用者想要进一步进行定制时,矫正物以及互锁的支架12和14可以用任意的大多数磨具调整。所有的矫正物可以制成支架12和14中的EVA、聚氨基甲酸乙酯、多微孔化合垫或其他硬的或软的材料。
在加热鞋内底10以前,鞋内底10可以适合打算使用的鞋。鞋内底10允许修剪脚趾的长度和宽度。为了让修剪更容易,底部表面34的脚趾区46有两个压纹标记70和72,用于修剪鞋内底10的长度和宽度,如图3所示。为了适合运动鞋,如旅游鞋、高尔夫球鞋、跑步鞋或远足鞋,鞋内底10可以保持未修剪。第一条修剪线70用于使鞋内底10适合单板滑雪靴。第二条修剪线72用于使鞋内底10适合滑雪靴。当然可以构成其他修剪线以使鞋内底10适合其它类型的鞋。
接下来加热鞋内底10,且特别是加热凝胶层16。用于定制模制的加热凝胶层16的优选方法是用带转盘的微波炉。鞋内底10所需的加热时间取决于5个参数:空气、液体、油脂(fat)、产品的尺寸和/或厚度。优选地,具有800-850瓦的功率时,在满功率下使用该微波炉优选小于180秒且更优选小于120秒。使用具有900瓦或更高瓦数功率的微波炉优选小于90秒且更优选小于60秒以及最优选小于45秒。每次在置于脚趾和脚跟下的泡沫块上加热一个凝胶层16和鞋内底10以使鞋内底隔绝于转盘产生的热。
鞋内底10置于微波炉中,且底部表面34朝上,从而允许流穹52面朝上。这防止了凝胶层16中的凝胶在变得过热的情况下泄漏。另一个加热鞋内底10的方法是使用热水浴加热15分钟。鞋内底10在加热循环一半时翻转,以确保凝胶层16均匀加热。鞋内底10必须放在密封的防水带中。更均匀地使用热水浴加热凝胶层16,材料在预定的温度软化。在微波炉和对流炉中加热鞋内底10使均匀性差一些,这是因为更难以准确地控制温度。热水浴必须在140-160度F.之间。在热水的作用下,多个鞋内底能够被一次加热,并且即刻为可能的适应性做准备且没有使鞋内底10过热的风险。
凝胶成型温度是135度F.且从而140度F.的水足够热以实现凝胶中的成型变化,而不会影响鞋内底10中的EVA或其他部件。万一出现事故时,低温也防止皮肤被灼烧。
使用者加热鞋内底10之后,为了确保凝胶层16变得胶粘,使用者将鞋内底10插入期望的鞋类或矫正器中,并使足部置于鞋内底上或使身体部位置于矫正器上。使用者处于就座的、半承重的位置。然后,使用者穿着使用鞋内底10的鞋站立或走动,从而使凝胶层16符合使用者足部的轮廓。根据外部空气的温度,凝胶层16内的凝胶在大约2至4分钟内冷却并且定形。成型完毕的鞋内底10可转移到具有可拆装鞋内底的类似鞋类或尺寸稍微过大的类似鞋类。凝胶层16中过量的胶将会通过流孔54流出体积流穹52并且形成凝胶塞入物。这些塞入物被剪掉或拔掉而将塑料的树型铆钉68插入流穹52。
回到图3,下支架14的底部表面34有一系列的足前部对齐点80-88和足中对齐点90-96。当沿着线98连接足前部对齐点80-88时,形成足沟的、脚趾衬垫下或其后的顶饰或沟的轮廓。这也是鞋内底10可以为需要额外空间的脚趾裁剪7/8长度的地方。当连接足前部点80-88时,形成用于形成礼服鞋的合适长度的端点。足前部点80-88和足中点90-96被定位,因此当足前部点88和足中点90-96从前至后连接时,线被定位在足部的跖骨骨骼之间。点80连接到点96、点84连接到点94、点86连接到点92以及点88连接到点90。
图6是足部300的图,显示了置于鞋内底10上的足部300的骨骼和各区域。足部300有足沟区(suclus area)98和第一跖骨骨干302、第二跖骨骨干304、第三跖骨骨干306、第四跖骨骨干308和第五跖骨骨干310。足部300具有第一跖骨头312、第二跖骨头314、第三跖骨头316、第四跖骨头318和第五跖骨头320。茎突骨322是第五跖骨骨干310的底部。足部300也包括舟状骨324和空凹足或跟骨326。
对于有伤痕的或下垂型跖骨(drop metatarsal)312-320来说,当连接足前部点80-88和足中点90-96时,允许技术员进行调整以在鞋内底10上形成凹陷,如图6所示。从这些位置的一个或多个跖骨312-320下磨去或除去材料对有伤痕的跖骨提供了减轻作用。足中点90-96标示凹陷终止的地方,正好在跖骨头之后。这减轻了诸如跖骨头312-320的伤痕区或疼痛区的重量。足前部对齐点80-88和下支架14的底部表面14上的流穹52有助于放置诸如跖骨摇杆、足前部内翻(内侧的)楔形物或外翻(外侧的)楔形物的添加物或由有资格的、经过训练的医护人员增加的其他矫正装置以进一步帮助平衡和校准身体,这将在下面解释。矫正装置具有与流穹52和/或体积补偿穹60对齐的孔图案。另外的矫正装置是可通过粘合点或塑料的树型铆钉68连接的以便易于随同下支架14的底部表面34放置或去除。它们也可以用接触接合剂永久性地粘合。
图4A-4H显示了鞋内底10的另外的方面,该鞋内底10允许使用有角度的楔形物或矫正物。内侧的楔形物100显示在图4A中,用来平衡足前部内翻。足前部内翻是一种当脚跟是不偏倚的或竖直的而第一跖骨朝第五跖骨偏转大角度时的情形。楔形物100优选制成3和6度的样式。楔形物100具有底部表面102,其具有与鞋内底10的流穹52对齐的孔图案。内侧的楔形物100具有4个U形孔眼(perforation)106、108、110和112,对应第一跖骨、第二跖骨、第三跖骨和第四跖骨。当孔眼被撕裂并且EVA节段被去除时,这种情形形成了凹陷,凹陷允许图6中的跖骨头312-320“漂浮”并去除骨骼上过大的压力。
所有的内侧楔形物类型的矫正物显示在图4A和4C中,并且设计有与外侧面倾斜成一定角度的内侧面最厚部分。在图4A-4D中的足前部下延伸的所有楔形物矫正物具有以一定角度倾斜的向前的边缘方位。图4I显示了摇杆底部184的形成,这将在下面稍后解释。
图4B显示了外侧楔形物120,其用于足前部外翻的校准。足前部外翻是一种当脚跟是不偏倚的或竖直的而第五跖骨320向下朝第一跖骨312偏转大角度时的情形,此间隙必须被填充以平衡足部。楔形物120具有底部表面112,该底部表面具有与鞋内底10的体积补偿穹52对齐的孔图案。外侧楔形物120具有4个U形孔眼126、128、130和132,对应第二跖骨314、第三跖骨316、第四跖骨318和第五跖骨320。这为疼痛的跖骨提供了无需工具调整的每一个跖骨头。外侧类型的楔形物120设计有与薄的内侧面成一定角度倾斜的外侧面最厚部分。
图4C显示了3或6度的单杆(monopost)楔形物140,该楔形物140使矫正物用于同时平衡足前部内翻和足后部内翻。对于竖直的脚跟来说,足前部与第一跖骨312高平衡,而与第五跖骨320低平衡。此空间必须被填充以平衡足部。内侧的单杆楔形物140具有内侧面142,内侧面142是厚的,其与是薄边的外侧面144倾斜成一定角度。内侧的单杆楔形物140内的一系列孔图案146有助于使楔形物40与鞋内底10中的体积补偿穹52对齐。内侧的楔形物140有4个小的U形孔眼148、150、152和154,对应第一跖骨312、第二跖骨314、第三跖骨316和第四跖骨318。图4C、4D、4F、4G和4H中所示的在脚跟下延伸的所有矫正物具有相应于脚跟326中间的U形孔眼且无需工具减轻足底筋膜炎和脚跟骨刺综合症。当孔眼被撕裂并且EVA节段被去除时,这种情形形成了凹陷以漂浮或减轻脚跟326的中心和连接到脚跟326的足底筋膜炎腱的压力。足底筋膜炎腱从脚跟的中心下开始并且连接到小脚趾尖。由于在脚跟下增加的压力,伤痕能够在脚跟下或沿着足底的腱发展。在脚跟中心之下的凹陷使这些区域在脚跟骨下漂浮,从而减轻疼痛。
图4D显示了外侧的单杆楔形物160,其解决了足前部外翻和足后部外翻。外侧的单杆楔形物160具有外侧面162,外侧面162是厚的,其与薄边外侧面162倾斜成一定角度。外侧的单杆楔形物160中的一系列孔图案164有助于将楔形物160与鞋内底10的体积补偿穹52对齐。对无需工具的凹陷来说,外侧的单杆楔形物160有4个小的U形孔眼166、168、170、172,对应第二跖骨314、第三跖骨316、第四跖骨318和第五跖骨320。当孔眼被撕裂且EVA节段被去除时,这种情形形成允许跖骨头“漂浮”并去除过大的压力的凹陷。对应于脚跟326的中心的U形孔眼174使得无需工具就减轻了足底筋膜炎和脚跟骨刺综合症。当孔眼174被撕裂且EVA节段被去除时,这种情形形成凹陷以漂浮或减轻脚跟326的中心和连接到孔眼174的足底筋膜炎腱的压力。
图4E显示了跖骨摇杆180,其压缩模制或磨削模制有显示在图4J中的圆形的摇杆底部,图4J是图4E的线182上的图4E的截面。摇杆180被设计用于帮助脚趾和脚踝弯曲,这类似于鞋的摇椅。摇杆180去除了脚趾和跖骨头下的压力。当存在有限的脚趾弯曲和/或脚踝弯曲时,使用摇杆180。为了使效果最大化,摇杆180在足的沟98处开始并且成圆形的和向后的斜角且具有最厚点186,该最厚点186终止于跖骨头312-320之后1/4”至3/8”。摇杆180包括臂188,向后成角度并且与薄边成斜角。鞋内底10内的一系列流穹52和体积补偿穹60有助于放置摇杆180。当没有诸如足前部内翻或足前部外翻状况的足前部对齐问题时,跖骨杆是用于减轻跖骨头的压力的另一种有效装置。跖骨摇杆180优选由EVA制成并且当使用多微孔化合垫时能够被磨削模制。为了容易撕裂,跖骨摇杆有5个U形孔眼190、192、194、196和198,无需工具矫正下垂型或有伤痕的跖骨312-320或减轻疼痛的鸡眼和茧。当孔眼被撕裂且EVA节段被去除时,这种情形形成允许跖骨头312-320“漂浮”和去除过大的压力的凹陷。
图4K显示了在图4I的线114处,图4E和4I中的跖骨摇杆180的截面图。孔眼190-198用于无需工具来减轻骨骼突出的问题,每一个孔眼具有槽160,其被压缩模制入底部表面1/2”至1/4”,向下延伸以使材料像纸一样薄。槽160优选1/8”至1/4”宽度以形成斜面,因而当孔眼被撕裂时,斜面形成剪切区的平滑过渡。一个或多个(切口)无需工具撕裂的孔眼线能够同时使用。孔眼最优选具有模制入底部的槽。上述所有矫正物可以包括槽160和/或孔眼。
图4F显示了内侧楔形物200,用于矫正以平衡足后部内翻。内侧楔形物200的最厚点在脚跟内侧方位206处,并且与薄边208在外侧方向上成斜角同时向前与内侧边210成斜角。内侧楔形物200优选成3和6度角。内侧楔形物200具有与流穹52对齐的孔图案202。内侧楔形物200的中心具有马蹄铁型孔眼174用于无需工具来减轻足底筋膜炎和脚跟骨刺综合症。当孔眼被撕裂并且EVA节段被去除时,这种情形形成凹陷以漂浮或减轻脚跟骨刺和足底筋膜炎上的压力来减轻足底筋膜炎。
图4G显示了外侧楔形物220用于足前部外翻不平衡。外侧楔形物220的最厚点在脚跟的外侧方位222处并且与薄边224在内侧方向上成斜角同时向前与前面的外侧边226成斜角。外侧楔形物220优选成3和6度角。外侧楔形物220具有孔图案228,其与鞋内底10中的体积补偿穹52对齐。外侧楔形物220的中心具有马蹄铁型孔眼174,用于方便地去除脚跟刺骨和其他疾病。
图4H显示了鞋跟皮层230,用于小腿抽筋,阿基利斯腱或用于提高短腿,基于此,鞋跟皮层230可以安装在不同的高度。孔阵将鞋跟皮层230对准鞋内底10的体积补偿穹60。鞋跟皮层230在后端234处是最厚的并且与薄边236向前成斜角。鞋跟皮层230的中心具有马蹄铁型孔眼174,用于无需工具来减轻足底筋膜炎和脚跟刺骨。当孔眼被撕裂并且该部件被去除时,这种情形形成凹陷以漂浮或减轻脚跟中心的压力来减轻疼痛的脚跟刺骨和足底筋膜炎。足底筋膜腱在脚跟的中心下开始并且连接到大脚趾尖。由于脚跟下增加的压力,伤痕能够在脚跟下或沿着足底腱发展。脚跟中心下的凹陷使脚跟骨下的这些区域漂浮,从而减轻了疼痛。
图7显示了鞋跟皮层250的可替代类型。鞋跟皮层250具有撕裂孔眼252、254和256以使鞋跟皮层250更短和更窄以用于较小的鞋类中。鞋跟皮层250可以具有任选的切口以与流穹52和鞋内底10的轮廓窝60排成一行。优选地,鞋跟皮层250在由线256标示的大尺寸处是3/8”厚和33/4”长,且对中尺寸线254来说,是1/4”厚和3”长,以及对小尺寸线252来说,是脚跟处的3/16”厚以及是21/2”长,这样产生了6-12度的皮层。上述所有的鞋跟皮层在后端处是厚的,并且与前面的线258处的薄边成斜角。
一种三部件压缩模具用于制造如图5所示的鞋内底10。阴模具400被用来模制包括鞋内底下支架14的壳32的核。模具400具有带一系列流穹压窝模具402的基底410和一系列体积补偿压窝模具400。模具400还具有最前部平台406和后部的凸起平台408以形成用于塞入物62和64的凹进部分56和58。还使用了与阴模具400配合的两个相应的阳模具420和440。第一压缩阳模具420形成了顶部支架壳并且形成了足弓凹进部分的模具422,其形成了凝胶层16所在的足弓区66。第二阳模具440用于用织物覆盖物平整顶部较软的支架12。这就赋予鞋内底10最终的外观。
对于三部件压缩模制法,首先用模具400形成牢固的下支架14。然后在第二步中加热并压缩模制较软的顶层材料。模制法的第二步使上支架12能够保持软度舒适的,吸震的触感。结果是上支架12与下支架14起到不同的作用。此方法能够使上支架12和下支架14由各种密度的材料制成以适合于不同的运动鞋、礼服鞋、走路鞋或糖尿病鞋。鞋内底可以是满长度、7/8(沟)长度或3/4(在跖骨头后)长度。
用于上支架12的顶盖20的优选材料必须是柔软的、可模制的和呈永久性定形的。例如,用于糖尿病足的最通常使用的材料是泡棉(Plastazote)。泡棉是一种防止皮肤龟裂和溃烂的开孔泡沫。上述两步法可以使定制的模制糖尿病鞋内底是经济的,因为其不再需要用患者的足部进行石膏铸造或直接模制插入件。本方法对石膏铸造或直接模制进行了改进,这两种方法要求由平的材料部件制成,然后要求大量的工作时间来磨掉过量的体积并且适合鞋子。
同时形成一双鞋内底的压缩模制法现在将参考图5来解释。下支架14通过将阴模具400放在平台上形成。第一阳模具420被锁定在液压臂上的位置。在炉中加热用热活化接合剂预涂覆的半寸厚的方形EVA部件(250-350度F 3-5分钟)。当变暖和时,将EVA材料置于阴模具400上。处于合适位置的带第一阳模具420的液压臂下降,用超过5吨的压力压缩EVA材料。这就形成了一个预锻模,其是彼此连接的一对下支架14。预锻模被迅速冷却并去除。然后,流穹52和轮廓窝60通过孔眼冲模被孔眼。接着将预锻模放置回阴模具400中。凝胶层16被放置进下支架14的足弓区48的顶部上的预先模制的凹进部分。第一阳模具420被去除并且用第二阳模具440替代。1/4英寸的EVA材料形成了上支架12并且ETC织物衬背20用热活化接合剂涂覆并连接。之后,将该组件置于炉中(250-300F11/2至21/2分钟)。加热EVA材料直至其变软,然后置于预锻模上并且压缩模制形成鞋内底10。预锻模被快速冷却一分钟并且从模具上去除。使用周边冲模,鞋内底被冲模裁剪以显示鞋内底和一双鞋内底的最终形状。然后将多微孔化合垫震动平台62和64胶合在合适的位置。
在压缩模制后,核变得更坚硬而且密度更大,这由于在足前部区46将EVA压缩至1/8英寸厚。这使得鞋内底在扭转方面是刚硬的,这防止在过度的横向运动中的扭曲或摇摆。然而,鞋内底10依旧牢固,但是在足弓区和脚跟区是有回弹力的。
在压缩模制过程中,足前部凹陷58和脚跟区凹陷56被压缩的如纸一样薄并且形成的凹进部分用于替代多微孔化合垫平台62和64。变薄的区使多微孔化合垫塞入物可以通过顶层被感受到,从而在脚跟和足前部下增加了缓冲以补充吸震。在下支架14的底部表面,修剪线70和72被压缩模制用于容易配合。
本鞋内底10适应所有的足弓高度,因为当其被加热时,其是自形适应的。加入上述矫正楔形物,鞋内底能够解决95%的大多数医学上的足病。鞋内底10将辅助正常足部(人口的7%)、内旋足(90%)和高外旋的足部(3%)。鞋内底10制造有非常深的、不偏倚的脚跟(竖直的脚跟杯),其将脚跟固定在不偏倚的位置,从而减少内旋。当模制足弓时,其产生了从第一跖骨后至脚跟底部的一致的轮廓合适性。此轮廓合适性增加了吸震并且在走路或运动中减少了内旋。矫正物、额外的楔形物或衬垫可以被安装至装置的底部以增加或减少内旋,进行调整以适合下垂型跖骨和后跟骨刺或形成摇杆底部足前部。深的脚跟杯支撑了整个足部以有助于防止内旋,同时保持脚跟竖直。压缩模制被用来制造鞋内底10,因为其产生了比注射模制或磨削模制更强壮的、更高的扭转刚度和稳定的装置。
本发明的另外方面是定制容易模制且不出现差错的模制的脚踝、膝、手和背部支撑体。凝胶和EVA衬垫允许矫正器被定制修剪成宽的、正常的或窄的脚踝、膝、胳膊肘和足部。图8显示了扁平的椭圆形插入物450,其可以在膝护具、背护具或脚踝护具中用作定制衬垫,其仍然是使用者可塑形的。椭圆形插入物450具有优选由EVA构成的底层452、凝胶层454、优选是3mm聚丙烯塑料的顶层膜456。椭圆形插入物450包括下表面460和相对的上表面464。插入物的底层452可以是平的且凝胶层454置于顶部。插入物的底部452的顶面464具有通过EVA衬垫的流孔钻孔(flow holebore)458。插入物452的下面460具有流穹462和流孔458用于过量的凝胶通过其排出,从而形成定制的合适性。可塑形的插入物450可以是1/4”至3/8”厚的方形或圆形及凝胶层454是1/8”至1/2”厚。EVA材料在压缩模制后优选是35D,而在压缩模制前是25D。流孔458被钻孔通过下衬垫452以接触凝胶层454。流孔458允许过量的凝胶排入流穹462。插入物450可以是平的、椭圆形的、圆形的。EVA层的底部460和/或顶部464可以与同产品相匹配的凹表面或凸表面一起模制以使插入物450将被使用,如用为足部插入物、或脚踝护具、膝护具和腰背护具。
可以在本发明的方法和系统中做出各种修改和变化而并不偏离本发明的主旨或范围,这对本领域的技术人员来说将是明显的。因此,本发明并没有受到前述内容的限制,而是旨在包括落入本发明的主旨和下述权利要求的范围内的所有修改和变化。

Claims (26)

1.一种鞋内底,其用于插入鞋中,所述鞋内底包括:
上支架,其具有用于与足部接触的上表面和下互锁表面;
下支架,其具有带足弓凹陷的上表面和带流穹的下表面,所述流穹具有与所述足弓凹陷流体相通的流孔;及
凝胶层,其位于所述足弓凹陷内,所述凝胶层可通过加热而塑形。
2.如权利要求1所述的鞋内底,其中所述上支架由低密度EVA材料制成以提供缓冲,而所述下支架由高密度EVA制成以提供支撑。
3.如权利要求1所述的鞋内底,其中所述上支架的所述上表面包括由ETS材料制成的顶层。
4.如权利要求1所述的鞋内底,其中所述下支架的所述下表面具有脚跟凹陷和最前部凹陷,且一脚跟衬垫被安装在所述脚跟凹陷内,而一最前部衬垫被安装在所述最前部凹陷内。
5.如权利要求4所述的鞋内底,其中所述衬垫由多微孔化合垫制成。
6.如权利要求1所述的鞋内底,其还包括矫正楔形物,所述矫正楔形物具有带突出部的表面以匹配所述下支架的所述下表面。
7.如权利要求5所述的鞋内底,其中所述矫正楔形物是内侧楔形物。
8.如权利要求5所述的鞋内底,其中所述矫正楔形物是外侧楔形物。
9.如权利要求5所述的鞋内底,其中所述矫正楔形物是跖骨摇杆楔形物。
10.如权利要求1所述的鞋内底,其中所述下表面包括孔眼,所述孔眼用于调整下垂型跖骨头。
11.如权利要求1所述的鞋内底,其中所述下表面包括孔眼,所述孔眼用于调整脚跟骨刺。
12.如权利要求1所述的鞋内底,其还包括矫正鞋跟皮层,所述矫正鞋跟皮层具有相应于所述鞋内底的长度和宽度。
13.如权利要求11所述的鞋内底,其中所述鞋跟皮层具有相应于预定长度和高度的矫正调整孔眼。
14.如权利要求1所述的鞋内底,其还包括一些列轮廓窝,所述轮廓窝在所述下表面上用于调整不同的脚跟宽度。
15.一种用于制造矫正鞋内底的方法,包括:
提供第一阴模具以制造具有足弓凹陷和带流穹的底部表面的下支架;
提供第一阳模具以制造所述下支架的不同密度区;
提供第二阳模具以制造上支架;
插入凝胶层,所述凝胶层可在所述下支架的所述足弓凹陷内热塑形;以及
将所述上支架和所述下支架配合在一起。
16.如权利要求14所述的方法,其还包括:
加热所述鞋内底直到所述凝胶层内的凝胶材料变得可塑形;
将所述鞋内底放入鞋类中;
将足部放在所述鞋内底上;及
使所述凝胶材料冷却。
17.如权利要求14所述的方法,其还包括:
通过所述流穹去除流出的所述凝胶;及
塞住所述流穹。
18.如权利要求16所述的方法,其还包括:
拔去所述流穹的塞入物;
通过所述流穹加入凝胶来调整所述鞋内底的形状;及
重新塞住所述流穹。
19.如权利要求18所述的方法,还包括把矫正楔形物连接到所述鞋内底的所述底部上。
20.如权利要求18所述的方法,其中所述矫正楔形物是内侧楔形物。
21.如权利要求18所述的方法,其中所述矫正楔形物是外侧楔形物。
22.如权利要求18所述的方法,其中所述矫正楔形物是跖骨摇杆楔形物。
23.如权利要求14所述的方法,其还包括在所述底部表面上裁剪一孔眼用来调整下垂型跖骨头。
24.如权利要求14所述的方法,其还包括在所述底部表面上裁剪一孔眼用来调整脚跟骨刺。
25.如权利要求14所述的方法,其还包括加入具有相应于所述鞋内底的长度和宽度的矫正鞋跟皮层。
26.如权利要求14所述的方法,其中所述鞋跟皮层具有相应于预定长度和宽度的矫正调整孔眼。
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