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在高空着陆过程中,人体踝关节容易发生内翻,造成外侧韧带损伤。通过调查发现,目前采取的主要防护措施为佩戴踝护具,然而市面上大多数踝护具的结构设计并未充分考虑人体踝关节解剖结构的非对称性,导致其防护性能不佳。还有部分踝护具在外形设计时并未搭配合理的固定方式,导致其有效的防护功能难以稳定发挥或活动灵活性不够。
针对人体踝关节易内翻扭伤这一关键问题,本研究主要从以下四个方面开展了相关工作:1、探究人体踝关节的生理解剖结构及其易内翻扭伤机理,并在此基础上进行踝护具外形与结构的优化设计。2、以起绒布、涤纶内衬、铜网、射出钩等为原材料,并采用热压粘合法与立体剪裁技术进行踝护具的制备。3、通过对所制备的踝护具进行拉伸、剪切、摩擦、可塑以及透气等基础性能测试,比较该踝护具不同部位复合材料的力学性能以及形态结构。4、通过步态测试以及高台跳跃人体试验,检验该踝护具在实际使用中的防护效果,进而评价其防护功能与佩戴舒适性能。
研究结果表明,所制备的非对称结构踝护具能够有效发挥防护功能而不丧失踝关节活动灵活性。该踝护具外侧复合材料的拉伸断裂强度高达16.10 MPa,而弹性伸长率仅为11.49%;绑带粘扣与外层起绒面料之间的剪切强度高达13.1 N·cm2,能够有效固定踝护具;该踝护具外侧复合材料在持续的小应力拉伸作用下,最大塑性变形率不超过2%,表明其具有良好的耐疲劳性能;在干态条件下,该踝护具复合材料的透气率为688 mm·s-1,体现出较好的透气性能;可塑层材料的嵌入不仅增强了踝护具外侧复合材料的拉伸断裂强度,还极大提高了踝护具整体复合材料的可塑性能。
人体试验结果表明,相比裸足状态与传统弹性踝护具,佩戴本研究所制备的新型半刚性踝护具对人体高空着陆时下肢部分肌肉活跃程度有较好地促进作用,且不会影响人体足部落地时的正常活动。
综上所述,本研究优化设计并制备的踝关节外侧韧带增强型踝护具能够对踝关节内翻扭伤起较好地防护作用,同时不丧失踝关节活动灵活性以及佩戴舒适性。
针对人体踝关节易内翻扭伤这一关键问题,本研究主要从以下四个方面开展了相关工作:1、探究人体踝关节的生理解剖结构及其易内翻扭伤机理,并在此基础上进行踝护具外形与结构的优化设计。2、以起绒布、涤纶内衬、铜网、射出钩等为原材料,并采用热压粘合法与立体剪裁技术进行踝护具的制备。3、通过对所制备的踝护具进行拉伸、剪切、摩擦、可塑以及透气等基础性能测试,比较该踝护具不同部位复合材料的力学性能以及形态结构。4、通过步态测试以及高台跳跃人体试验,检验该踝护具在实际使用中的防护效果,进而评价其防护功能与佩戴舒适性能。
研究结果表明,所制备的非对称结构踝护具能够有效发挥防护功能而不丧失踝关节活动灵活性。该踝护具外侧复合材料的拉伸断裂强度高达16.10 MPa,而弹性伸长率仅为11.49%;绑带粘扣与外层起绒面料之间的剪切强度高达13.1 N·cm2,能够有效固定踝护具;该踝护具外侧复合材料在持续的小应力拉伸作用下,最大塑性变形率不超过2%,表明其具有良好的耐疲劳性能;在干态条件下,该踝护具复合材料的透气率为688 mm·s-1,体现出较好的透气性能;可塑层材料的嵌入不仅增强了踝护具外侧复合材料的拉伸断裂强度,还极大提高了踝护具整体复合材料的可塑性能。
人体试验结果表明,相比裸足状态与传统弹性踝护具,佩戴本研究所制备的新型半刚性踝护具对人体高空着陆时下肢部分肌肉活跃程度有较好地促进作用,且不会影响人体足部落地时的正常活动。
综上所述,本研究优化设计并制备的踝关节外侧韧带增强型踝护具能够对踝关节内翻扭伤起较好地防护作用,同时不丧失踝关节活动灵活性以及佩戴舒适性。