CN1251511A

CN1251511A - 一次性弹性热护膝

Info

Publication number: CN1251511A
Application number: CN97181957.2A
Authority: CN
Inventors: L·K·戴维斯; R·D·克拉默; W·R·奥莱特; D·M·金布尔
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 2000-04-26
Also published as: JP2001507594A; EP0966241A1; CA2276478A1; NO993245L; US6048326A; TR199901508T2; NO993245D0; BR9714458A; WO1998029064A1; AU5708098A

Abstract

本发明涉及具有一个或多个热袋的一次性弹性热护膝,所述热袋包括多个发热单元,其中的热量施加在使用者的膝盖上。更具体地说,本发明涉及一种一次性弹性热护膝;它与使用者的膝盖具有良好的贴合性,形成稳定的、方便的和舒适的热敷贴。

Description

一次性弹性热护膝

技术领域

本发明涉及带有一个或多个热袋的一次性弹性热护膝，所述热袋包括多个单独的发热单元，其中热量被施加至使用者膝盖的特定区域。更具体地说，本发明涉及与使用者的膝盖具有良好贴合性的一次性弹性热护膝，这种护膝提供稳定、方便和舒适的热敷贴。

发明的背景

治疗急性或慢性疼痛的一种常用方法是向疼痛区施加热量。这种热处理法被作为治疗包括酸痛、肌肉和关节僵硬、神经痛、风湿病等病症的治疗方法。通常，使用热处理法解除疼痛的方法是在短时间内(即约20分钟至约1小时)局部施加相对高的热量(即高于约40℃)。

人体膝盖是最易受用力过度伤害的人体关节之一。尽管在创伤医治过程中已使用弹性紧压绷带帮助稳定膝盖的移动，但是常使用热垫、旋流温水(whirlpools)、热毛巾、热水壶、热袋和水力整理机(hydrocollator)向膝盖施加热量以解除膝盖创伤的疼痛。但是，这些解除疼痛和稳定膝盖的元件只能在解除疼痛和稳定膝盖中择一发挥作用。另外，多个这些元件不便于经常的和延续的方式使用，因为热能不能在需要时立即获得或以受控方式释放。也就是说，许多这些热单元或元件不能长时间持续地提供热量，也不能长时间地保持恒定的温度。在膝盖弯曲时还难以适当地保持热能的位置。一般来说，在移去热源后，这种热敷贴形成的有益治疗效果就减弱了。

但是，本发明人发现将持续的皮肤温度约在32-50℃，宜约在32-45℃，较好约在32-42℃，最好约在32-39℃，优选约在32-37℃保持约20秒至24小时，宜保持约20分钟至20小时，较好保持约4-16小时，最好保持约8-12小时，并根据疼痛患者不同而适当选择最高的皮肤温度和皮肤在该最高皮肤温度下的保持时间，可获得所需的治疗效果而无不利影响(如长时间使用高温导致的皮肤烫伤)，显著缓解疼痛患者的急性、常发性和/或慢性膝盖疼痛(包括骨骼的、肌肉的和/或牵涉性膝盖疼痛)。

本发明人还发现将持续的皮肤温度约在32-43℃，宜约在32-42℃，较好约在32-41℃，最好约在32-39℃，优选约在32-37℃保持约大于1小时，宜保持约大于4小时，较好保持约大于8小时，最好保持约大于16小时，优选保持约24小时，可显著缓解疼痛患者的急性、常发性和/或慢性的膝盖疼痛(包括骨骼的、肌肉的和/或牵涉性膝盖疼痛)，并且即使从使用者膝盖上移去热源后也能显著地延长减轻疼痛的时间。

已知基于铁的氧化的一次性热袋，例如美国专利4,366,804、4,649,895、5,046,479和Re.32,026所公开的热袋。但是，已证实这些元件不完全令人满意，因为许多这些元件是笨重的、不能保持稳定的和受控的温度，使用时难以保持在位置上和/或具有令人不满意的物理尺寸，影响了其效果。具体地说，这种元件不易插入与各种人体形状舒适并可靠地相一致的护膝中，因而向人体提供的是不稳定的、不方便的和/或不舒适的热敷贴。

本发明人开发了一次性弹性热护膝，它以受控的和持续的方式同时提供紧绷作用和热能。这些护膝包括一个或多个具有一体化结构的热袋，其中各个热袋至少具有一层连续层，它最好由半刚性的材料制成，所述材料在特定的热袋区具有足够的硬度，但在使用过程中在加热时所述热袋区之间变成柔软的，该材料最好包括聚丙烯和乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)的共挤出薄膜。所述一个或多个热袋还包括多个单独的发热单元，所述发热单元通常包括放热组合物，最好包括特殊的进行铁的氧化的化学物质，并具有特殊的物理尺寸及填充特性，相互隔开地放置并固定在或固定至一体化的热袋结构中。激活的发热单元(也就是温度约为35℃或更高的发热单元)较好软化直接围绕发热单元的一层或多层半刚性材料连续层的窄的部分。围绕该软化部分的一层或多层连续层的其余部分最好保持较为刚性。该窄的软化部分在发热单元之间和在其余的较冷的较刚性的部分之间起铰链的作用，比发热单元或较刚性的部分优先弯曲。从而使热袋具有足够硬度以保持对发热单元的结构支承，在加工和使用过程中防止一层或多层连续层结构受到不可接受的拉伸，并使发热单元内的物质不易被接触，同时在发热时仍总体保持良好的褶皱特性。当插入本发明护膝时，所述一个或多个热袋通过与使用者膝盖形成良好的贴合而形成高效并有效的热覆盖。这种护膝还具有对正及抗集拢的特性。

本发明人还发现，当将一个或多个热袋插入本发明护膝中时，可选择性地放置发热单元，放置的位置固定在或固定至一体化的热袋结构中，相互间足够靠近以中断部分或全部潜在的轴线(否则这些轴线会不间断地在发热单元之间穿过热袋或者其选择区域)，从而减少或消除不合需求的、连续的折线和/或增强发热单元基质对热袋的结构支承。也就是说，将发热单元放置成相互间足够靠近，以中断部分或全部潜在的轴线(否则这些轴线会在发热单元之间不间断地穿过)，使得热袋沿一系列方向不同的相互连接的短折线折叠。沿许多互连的折线折叠可产生良好的褶皱特性。

因此，本发明的一个目的是提供一种一次性弹性护膝，它含有一个或多个热袋，所述热袋包括至少具有一层连续层的一体化的结构，它最好由在一定温度范围内具有不同刚度特性的半刚性材料制成，还含有多个独立的发热单元，这些发热单元提供受控的并连续的热量并能相对快速地达到其工作温度范围。所述发热单元间隔放置并被固定在或固定至一体化的热袋结构中。

本发明另一个目的是提供一种一次性的热护膝，它具有良好的总体褶皱性能，同时保持足够的刚度以维持对发热单元的结构支承，并在操作或使用过程中防止一层或多层连续层不可接受地受到拉伸。

本发明另一个目的是提供一种一次性弹性热护膝，它提供稳定的、方便和舒适的热敷贴，同时使发热单元内的物质不易被接触。

本发明再一个目的是提供一种疼痛患者的急性、常发性和/或慢性膝盖疼痛(包括骨骼、肌肉和/或牵涉性膝盖疼痛)的治疗方法，包括将约32-50℃的恒定的皮肤温度保持约20秒至24小时，较好将约32-43℃的皮肤温度保持大于1小时的时间，以在较长时间内缓解这种病痛。

由下面的详细描述可容易地理解本发明上述及其它目的。

发明的概述

本发明一次性弹性热护膝包括至少一片挠性材料，该挠性材料具有一个外表面、一个朝人体的表面、第一端、第二端和一个可沿该挠性材料片的纵向拉伸的弹性部分。所述挠性材料片的长度足以围绕使用者的膝盖而使所述第一端和第二端重叠。所述第一和第二端包括可重复闭合的紧固件(较好是钩-圈紧固件)用于将第一端附着在第二端上，从而将该一次性弹性热护膝固定在使用者的膝盖上。所述挠性材料片中还包括一个孔，用于对正使用者的膝盖骨，以方便地形成定位点从而将护膝围绕在使用者的膝盖上。挠性材料片还包括由所述小孔出发基本沿纵向延伸的狭缝，以便使该挠性材料片在小孔处可沿与纵向轴竖直的方向伸展，以适应使用者膝盖的弯曲。

本发明一次性弹性热护膝还包括一个或多个热袋。所述一个或多个热袋包括一体化的结构，具有至少一层材料的连续层，所述材料在约25℃的温度下较好是半刚性材料，拉伸强度约0.7g/mm²或更高，并至少具有二维褶皱性，在35℃或更高的温度下该材料刚性显著降低，其拉伸强度显著小于在约25℃时该材料的拉伸强度。

本发明一层或多层连续层宜包括共挤出材料，较好为包括聚丙烯的共挤出材料，最好的共挤出材料为第一侧包括聚丙烯，第二侧包括低熔融温度共聚物的粘结层(tie-layer)，宜为EVA，较好基本重量总厚度小于约50微米。

所述一个或多个热袋还包括多个单独的发热单元，它较好包括铁粉、炭粉、水和盐的混合物，将其暴露在氧中时，会形成受控的和恒定的温度，它能快速达到其工作温度。所述发热单元间隔放置并被固定在或固定至一体化的热袋结构中。该发热单元的位置较好固定在或固定至一体化的热袋结构中，相互间足够靠近以便用发热单元中断部分或全部本来会连续地在发热单元之间穿过的潜在的轴线，使热袋沿许多互连的短折线折叠。

本发明一次性弹性热护膝较好包括多个沿着与挠性材料片纵向垂直的方向粘结的胶质撑条，以便有回弹力地使该挠性材料具有刚性，从而在使用者膝盖重复弯曲时最大地减少挠性材料的集拢(bunching)。

本发明弹性热护膝较好还包括具有许多钩元件的紧固装置，这些钩元件与附着在挠性材料片上搭接区的纤维圈啮合，用于将使用者膝盖上的护膝调节至舒适的弹性张力。

本发明还包括疼痛患者的急性、常发性和/或慢性膝盖疼痛(包括骨骼、肌肉和/或牵涉性膝盖疼痛)的治疗方法，包括将本发明一次性弹性热护膝施用至疼痛患者的膝盖上，将约32-50℃的恒定的皮肤温度保持约20秒至24小时，较好将约32-43℃的皮肤温度保持大于1小时的时间，以在较长时间内缓解这种病痛。

附图简述

尽管申请文本至具体指明并清楚地要求本发明范围的权利要求书结束，但是相信由下列较好实例的描述并结合附图能更好地理解本发明，在附图中同样的标号表示同样的元件，其中：

图1是本发明一次性弹性热护膝较好实例的俯视图，显示热袋和/或嵌入其中的发热单元的较好图形；

图2是图1的剖面视图，显示护膝的叠层结构。

发明的详细描述

本发明一次性弹性热护膝包括一个或多个至少具有一层连续材料层的热袋(该热袋较好具有特定的热物理性能)和多个单独的发热单元，所述发热单元最好包括放热组合物，间隔放置并固定在或固定至一次性热袋的结构中。

所述至少一层连续层材料最好在室温下(即约25℃或25℃以下)是半刚性的，而当加热到大于等于约35℃时会软化并且刚度显著下降。因此，当固定在或固定至一体化的热袋结构中的发热单元被激活(即发热单元温度约为35或更高)时，紧靠各个发热单元的一层或多层连续材料层的窄部分会软化，并在发热单元之间和在一层或多层连续层的残留的较硬部分之间起铰链作用，它比发热单元或任何较冷、较硬部分优先弯曲。这使得热袋具有足够的刚度来维持对发热单元的结构支承，并在加工或使用过程中防止一层或多层连续层结构发生不可接受的拉伸，同时在加热时保留良好的总体褶皱特性。本发明一次性弹性热护膝提供稳定、方便且舒适的热敷贴并很好地贴合使用者的膝盖，并同时保留了足够的硬度以使发热单元内的物质不易被接触。

本文所用的术语“一次性”指的是，尽管本发明热袋可以保存在可再密封的、基本上不透气的容器中并根据缓解疼痛的需要多次重新施用于使用者身体，但在热源(即发热单元或热袋)完全用完后，可将其扔弃(即放入合适的垃圾桶内)。

本文所用的术语“发热单元”指一种一体化的结构，它包含一种放热组合物(该组合物宜包含特殊的使铁进行氧化反应的化学品)，它被包封在两层内，其中至少一层可使氧气透过，该发热单元能长期持续地产生热量，具有改进的温度控制，并且有特定的物理尺寸和填充性能。这些发热单元可作为独立的发热单元，或者放入一个含多个单独的发热单元的热袋中使用，所述热袋也能容易地放入一次性身体护套、护垫等中。热袋以及放入了热袋的身体护套能适应各种体形，从而提供稳定、方便且舒适的热敷贴。

本文所用的术语“多个发热单元”指有一个以上，较好两个以上，最好三个以上，优先四个以上发热单元。

本文所用的术语“团聚的压实前组合物”指直接压实前干粉组分的混合物，所述干粉组分包括铁粉、碳粉、一种或多种金属盐、一种或多种保水剂、一种或多种团聚助剂和一种或多种干粘合剂。

本文所用的术语“直接压实”指将干粉混合物掺混、压制、并形成料丸、料片或棒料，而不用特殊的湿粘合剂/溶液来将颗粒粘合在一起。或者，将干粉混合物掺混、辊压或压铸，然后研磨和过筛，制得直接压实的颗粒。直接压实也称为干压。

本文所用的术语“发热元件”指形成压实制品的放热的、直接压实的、干的团聚压实前组合物，如加入水溶液(如水或盐水(盐溶液))后能通过铁的放热氧化反应产生热量的颗粒、料丸、棒料和/或料片。本文的发热元件也包括所述团聚的压实前组合物的团聚颗粒。

本文所用的术语“填充体积”指颗粒组合物或压制的、水溶胀的发热元件在填充的发热单元中的体积。本文所用的术语“空隙体积”指制成的发热单元中剩下未被颗粒组合物或压制的、水溶胀的发热元件所填充的发热单元的体积，它不包括最终发热单元中料片中所含空穴或孔洞的未填充空间，它是在发热单元中无压差的情况下并且基材无附加拉伸或变形的情况下测得的。本文所用的术语“单元体积”指发热单元的填充体积和发热单元的空隙体积之和。

本文所用的术语“一层或多层连续层”指一层或多层材料层，它可以是不间断的或沿其长度和/或宽度方向被另一种材料、孔、穿孔等所部分(并非全部)间断。

本文所用的术语“刚性”指材料的性能，所述材料可以是挠性的，但它基本是坚硬并不能弯曲的，它不会受重力牵引或其它适度力作用而形成折线。

本文所用的术语“半刚性材料”指材料具有一定程度的刚性、或在一部分具有刚性(即在约25℃下至少有二维褶皱)，其表现出的韧性可维持对无支撑形式的发热单元的结构支承，和/或在加工或使用过程中防止材料结构发生不可接受的拉伸，同时在加热时仍保持良好的总体褶皱特性，和/或保留足够的刚性以使发热单元内的物质不易被接触。

本文所用的术语“二维褶皱”指在重力或其它适度力作用下，全部沿一根轴(即消除了其它折线而形成一根折线)产生于一层或多层连续层、产生于热袋、或产生于一层或多层的或热袋的选定区域上的褶皱。

本文所用的术语“三维褶皱”指在重力或其它适度的力作用下，同时沿两根或多根轴(即形成两条或多条折线)在一层或多层连续层、在热袋、或在一层或多层的或热袋的选定区域上产生的褶皱。

本文所用的术语“折线”指材料上的一条线，在重力或其它适度力的作用下所述材料沿该线形成临时或永久的折痕、脊峰或脊顶。

应理解本发明一次性弹性热护膝可含有一个或多个热袋。但是，为简明起见，本文将描述含单个热袋的一次性弹性热护膝。

下面参见附图，更具体地说参见图1和图2，附图显示本发明的一个较好的实例，它提供一个一次性弹性热护膝，总体用10表示。弹性热护膝10包括至少一片带纵向轴18的基本矩形的挠性材料片12。挠性材料片12具有第一端14和第二端16，以及在两者之间能沿纵向轴18拉伸的弹性部分20。在松弛和拉伸状态下，挠性材料12沿与纵向轴10平行方向上测得的第一端14至第二端16的长度足以围绕使用者的膝盖，使得护膝10在环绕使用者的膝盖时第一端14叠合在第二端16上。护膝10的挠性材料12具有沿第一端14至第二端16延伸的朝人体表面28和外表面30。

在本文中，术语“弹性”指材料的性能，该材料在受到拉力时会沿受力方向伸长或伸展，并在撤销拉力后会基本恢复至其未受力的原来尺寸。更具体地说，术语“弹性”是指一种方向性的性能，在受到大于50％的百分应变ε％后，元件或结构物恢复至与其原始长度L₀相差约10％以内。在本文中，百分应变ε％定义为：

ε％＝[(L_f-L₀)/L₀]×100

其中：L_f＝伸长的长度

L₀＝原始长度

为了一致和进行比较，元件或结构的恢复情况最好在从其伸长长度L_f释放后30秒测定。如果在释放50％百分应变ε％30秒内，元件或结构不能恢复至与其原始长度L₀相差约10％以内，则认为所有这些元件或结构均是非弹性的。非弹性元件或结构还包括在受到50％的百分应变ε％后发生破裂和/或永久/塑性变形的元件或结构。

护膝10的挠性材料12还包括第一弹性部件66。在装配护膝10的挠性材料12以前，最好将第一弹性部件66热粘结至第一载体层68上，形成第一热粘结层压物。随后通过热熔粘合剂层60将热粘结至第一载体层68上的第一弹性部件66固定地附着在第一主体层90和朝人体材料62上，形成朝人体的层压物92。

同样，护膝10的挠性材料12还包括第二弹性部件67。在装配护膝10的挠性材料12前，最好将第二弹性部件67热粘结至第二载体层69上，形成第二热粘结的层压物。随后用热熔粘合剂层60将热粘结至第二载体层69上的第二弹性部件67固定地附着在第二主体层91和外表面材料64上，形成外表面层压物93。接着将一个或多个热袋22夹在中央，将朝人体的层压物92固定地附着在外表面层压物92上，形成护膝10。

在一个本发明较好的实例中，将第一弹性层66的第一侧整体热粘结至第一载体层68上，并将第二侧整体热粘结在第二载体层69上，即弹性层66是双面热粘结的稀松非织造物。

为改进护膝10的弹性性能，在装配后但使用前可对弹性部分20进行活化处理。这种活化处理在很小的规模上拉伸并永久地使护膝10弹性部分20中的非弹性层发生变形。这种活化处理使弹性部分20的第一弹性部件66和第二弹性部件67沿受力方向伸长或伸展，并在除去拉力后基本恢复至其原来的尺寸，不受弹性部分20的非弹性层的影响。

或者，可将一个或两个弹性部件66和/或67保持在伸展状态的同时装配护膝10的弹性部分20。装配后，使该一个或两个弹性部件66和/或67恢复至其松弛状态，造成弹性部分20的非弹性层折叠和褶皱，形成皱纹。弹性部分20的随后拉伸将使这些皱纹平整。

在本发明一个较好的实例中，位于热袋22的中间有第二弹性部分56。用于产生弹性部分20的材料和方法也可用于产生第二弹性部分56。

业已描述了一个具有两个弹性部件的护膝10的具体实例，所述两个弹性部件是共延伸的朝人体的材料62和外表面材料64。较好的是，一个或两个弹性部件66和/或67较好由挠性材料12的第一端14延伸至界面中线54，以便使弹性部分20具有弹性性能。界面中线54最好与纵向轴18垂直，位于第一端和第二端之间。在热袋22中间也可安置其它弹性部件，以便使第二弹性部分56具有弹性性能。

朝人体的材料62和外表面材料64可以是任何不同材料，它们包括，但不限于纺织和针织织物、粗梳非织造物、纺粘非织造物等。发现特别适合作为朝人体材料62和外表面材料64的材料是基本重量为32g/m²(27克/码²(gsy))粗梳热粘的聚丙烯非织造物。这种材料可以#9327786的牌号购自Veratec，Walpole，MA。

第一弹性部件66和第二弹性部件67可各自选自天然或合成橡胶，或选自任何能伸长并恢复的聚合物材料。合适的材料包括，但不限于苯乙烯嵌段共聚物、橡胶、Lycra^TM、Krayton^TM、聚乙烯(包括茂金属催化剂PE)、泡沫塑料(包括聚氨酯和聚酯)等。第一弹性部件66和第二弹性部件67可以是膜状、绞合线状、稀松非织造物、条状、带子、似结构弹性的膜等。用作第一弹性部件66和第二弹性部件67的特别合适的材料是一种弹性稀松非织造物，购自ConwedPlastics，Minneaplois，MN的T50018。

第一载体层68和第二载体层69可以是任何不同的材料，它们包括，但不限于纺织或针织织物、粗梳非织造物、纺粘的非织造物等。发现特别适合作为第一载体层68和第二载体层69的材料是基本重量为32g/m²(27gsy)粗梳热粘的聚丙烯非织造物。这种材料可以#9327786的牌号购自Veratec，Walpole，MA。

第一主体层90和第二主体层91可以是任何不同的材料，它们包括，但不限于纺织或针织织物、成形膜、粗梳非织造物、纺粘的非织造物等。发现特别适合作为第一主体层90和第二主体层91的材料是聚丙烯成形膜。它以C3265的牌号购自Tredegar Film Products，Terre Haute，IN。

可使用本领域已知的任何粘结方法粘结各层，形成朝人体的层压物92、外表面层压物93并最终形成护膝10。所述粘结方法包括，但不限于热熔粘合(包括螺旋喷涂、熔体喷出、受控涂覆等)、通过喷雾施涂的胶乳粘合剂、凹槽辊涂等、热粘、超声波粘结、加压粘结等。已成功地使用的一种特别的方法是通过螺旋热熔体系以约0.77-1.55mg/cm²(5-10mg/英寸²)的速率施涂的热熔粘合剂层60(牌号70-4589，购自National Starch and Chemical Co.，Bridgewater，NJ)。

业已描述了采用许多层的护膝10的一个具体实例。然而护膝10可由单层弹性部件制成。在第一弹性部件66和第二弹性部件67的热粘过程中使用了第一载体层68和第二载体层69。如果出于任何原因而不使用热粘步骤，此时可省去第一载体层68和第二载体层69。同样，使用第一主体层90和第二主体层91制备使人感觉较厚的产品。这些层可以省略并且无这些层的产品也在本发明范围内。

挠性材料12的朝人体表面28包括从第一端14共延伸至第二端16的朝人体材料62。朝人体材料62包括许多由材料62的纤维形成的圈元件102。同样，挠性材料12的外表面30包括由第一端14共延伸至第二端16的外表面材料64。外表面材料64包括许多由材料64的纤维形成的圈元件104。所述许多圈元件102和104构成了一个可重复闭合的两部分钩-圈紧固体系的一半。在本文中术语“可重复闭合”指紧固体系可提供初始闭合、随后开启该紧固体系，接着再至少一次闭合该紧固体系。紧固体系随后的闭合可以是原来的闭合位置，或者可以根据原来的形状重新形成闭合。

挠性材料12的朝人体表面28包括许多钩元件36，它永久地附着在朝人体表面28上靠近第一端14处。同样，挠性材料12的外表面30包括许多钩元件32，它永久地附着在外表面30上靠近第二端16处。在钩元件32和36上的所述许多钩子构成了所述可重复闭合的两部分钩-圈紧固体系的另一半。在本文中，术语“永久附着”指两个或多个元件在其使用过程中始终保持的连接。

钩元件32与圈元件102以及钩元件36与圈元件104形成了可重复闭合的圈-钩紧固体系，用于将护膝10固定在使用者的膝盖周围。

根据用途，钩元件32和36的钩可具有任何式样、形状和/或密度。钩元件32和36的钩可以是弯曲的柱体、蘑菇盖状，鱼叉状或任何合适的形状。根据用途和配对的圈元件102和104的圈，钩元件32和36的钩子可以是单向的、双向的或全向的。钩元件32和36的钩子必须连同与其配对的圈元件102和104的圈一起选择，以便提供不同用途所需的剥离和剪力。

或者，护膝10的可重复闭合的紧固体系可以是一对钩-圈紧固体系，它包括钩元件32和圈元件102或者钩元件36和圈元件104。

挠性材料12还包括上系带部80和下系带部82，它们各自具有至少一个钩元件36，这些钩元件能分别紧固在圈元件104上。在系戴护膝10时，上系带部80的第一端14从使用者膝盖的上部环绕至其腿的背面，下系带部82的第一端14从膝盖的下面环绕至腿的背面。上系带部80的第一端14和下系带部82的第一端14与第二端16重叠，使得在外表面30上靠近第二端16处的钩元件32与朝人体表面28上的圈元件102啮合。钩元件32与圈元件102的啮合构成了两部分钩-圈紧固体系的第一部分。继续系戴，使朝人体表面28靠近第一端14的钩元件36与外表面30的圈元件104接触，形成两部分钩-圈紧固体系的第二部分。在使用过程中上系带部80和下系带部82能使护膝更易系戴并局部拉紧材料12。

较好的是，上系带部80和下系带部82包括挠性材料12的弹性部分20。也就是说，当沿纵向轴18拉伸时上系带部80和下系带部82最好表现出弹性。

挠性片材12还包括体部81。挠性材料12的体部81包括第一边缘83和第二边缘84。沿与纵向轴18的垂直方向测得的第一边缘83至第二边缘84之间的距离为挠性材料12的体部宽度。挠性材料12的上系带部80具有第一边缘85和第二边缘86。沿与纵向轴18的垂直方向测得的第一边缘85至第二边缘86之间的距离为挠性材料12的上系带部80的宽度。挠性材料12的下系带部82具有第一边缘87和第二边缘88。沿与纵向轴18的垂直方向测得的第一边缘87至第二边缘88之间的距离为挠性材料12的下系带部82的宽度。

较好的是，挠性材料12体部81的宽度约为15-25cm，较好约为18-23cm，最好约为19-21cm。挠性材料12上系带部80和下系带部82的宽度通常小于挠性材料12体部81的宽度，宜约为2.5-13cm，较好约为4-8cm，最好为5-7cm。

在界面中线54的第二端16之间挠性材料12还有一个小孔46。在使用过程中将小孔46对正穿戴者的膝盖骨，用于帮助适当地放置护膝10。材料12至少具有一条从小孔46延伸的狭缝48，最好具有两条狭缝，由小孔46出发，一条狭缝朝第二端16延伸，另一条朝界面中线54延伸。当使用者弯曲或伸直其膝盖时，一条或两条狭缝48能使材料12分别胀开或闭合。一条或两条狭缝48可具有任何形状，但是图1所示的矩形是较好的。对于图1所示的实例，一条或两条狭缝48的长度还最好为约15-18cm(约6-7英寸)。

撑条100最好与纵向轴18垂直地嵌入并处于护膝10挠性材料层12的内部，并放置在挠性材料12中靠近界面中线54和/或第二端16处。撑条100较好是胶(glue)条，这种胶条的位置可使护膝10随膝盖一起弯曲，但减少挠性材料12集拢(否则经数次膝盖弯曲后挠性材料12会集靠在一起)。撑条100作为有回弹力的加固件，使护膝10平整地靠紧使用者的腿。或者，撑条100可置于护膝10的外表面30上。通常，撑条100伸展至恰好短于护膝10的外边缘，使得胶质撑条100的刚性顶端不与护膝10的使用者的腿相接触。但是在另一种情况下，可将撑条100置于护膝10的朝人体的表面28上，以增加护膝和使用者腿的摩擦，在使用过程中减少护膝10的滑落。

作为撑条100的较好的胶是Fuller，Minneapolis，MN制造的HL 1460-X。用常规的热熔喷胶枪将直径约5mm的小球挤出在挠性材料12上，随后用压辊将其碾压或平整至一定厚度，该厚度决定了所需的胶撑条100的刚性。也就是说，该刚性主要与胶撑条100的厚度有关。胶撑条100的厚度较好约0.3-5mm。在将胶撑条施加在挠性材料12的内层中以后，再复合其它层。或者，如果要将胶撑条100置于护膝10的外表面30上或置于朝人体的表面28上，则可在复合护膝层以后再将其放置在这些表面上。

或者，撑条100可由刚性塑料或金属制成，因为这些材料更容易施加并且成本较低。对于刚性塑料和金属撑条，通常在护膝10中缝制口袋，随后形成单独的撑条并装入口袋。

挠性材料12的朝人体表面28可任选地包括发泡的聚合物条，这些聚合物条沿与挠性材料12的纵向轴18垂直的方向排列，以增加护膝10与穿戴者膝盖的摩擦。如果使用的话，发泡聚合物条通常位于靠近第二端16和界面中线54处。这些聚合物条一般放置在膝盖弯曲和伸直过程中膝盖相对较少移动的区域。在与纵向轴18垂直的方向上发泡条相对不发生膨胀或收缩。由发泡聚合物条形成的摩擦力增加用于减少护膝滑落或减少护膝10与穿戴者之间的相对移动。还可将发泡聚合物条在外观(如颜色)上制得与材料12不同。使用者可利用这种差异在视觉上帮助辨别朝人体的表面28。如果使用的话，该发泡条通常约25mm宽，约1.5mm厚。或者，可用高粘聚合物(如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA))代替发泡聚合物条，以提供高的摩擦力和/或视觉排列特征。用于形成与膝盖的摩擦以控制位置的聚合物条也可作为撑条100。聚合物条可胶粘、热粘或印涂在朝人体的表面28上。

弹性热护膝10还包括一个或多个热袋22。热袋22包括多个单独的发热单元75，它最好嵌入热袋22的层压结构中，当挠性材料12拉伸围绕使用者的膝盖时这些发热单元向膝盖的侧面和顶面施加热能。发热单元75相互间隔放置，并且各个发热单元75的作用与其余的发热单元75无关。各个发热单元75最好包括密实包装的颗粒放热组合物74，该组合物基本填满单元中可用的发热单元体积，减少任何过度的空隙体积，以减少颗粒物在发热单元中的移动。或者，可在放入各个发热单元中以前将放热组合物74压成硬片。由于发热材料被密集地包装或压缩成片，所以发热单元75不易弯曲。因此发热元件75的间隔和在发热元件75之间选作基底材料70和覆盖材料72的材料使得热袋22能容易贴合使用者的膝盖。

基底材料70和/或覆盖材料72最好是连续层，它们可由任何合适的材料制成。较好的基底材料70和/或覆盖材料72包括在约25℃是半刚性的材料，在约35℃或更高的温度该材料会软化(即刚性显著降低)。也就是说，在材料的弹性变形范围内，在25℃该材料的拉伸强度宜为约0.7g/mm²或更大，较好约0.85g/mm²或更大，最好约1g/mm²或更大，并且在35℃或更高的温度下拉伸强度明显变小。在本文中术语“明显变小”指在适当的统计置信度(即95％)和显著性(power)(即≥90％)下，在约35℃或更高温度下材料的拉伸强度在统计上明显低于在约25℃时的拉伸强度。因此，在固定于或固定至热袋22的一体化结构中的发热单元75被激活时，也就是发热单元在约35-60℃，宜约在35-50℃，较好约在35-45℃，最好在35-40℃的温度下，直接围绕各个发热单元的一层或多层材料连续层的窄的部分会变软，在发热单元之间和一层或多层连续层的剩余的较冷的且较硬的部分之间起铰链的作用，它比发热单元或较硬的部分优先弯曲。这使得热袋22具有足够的刚度在加工或使用过程中能维持对发热单元的结构支承，防止一层或多层连续层发生结构不可接受的拉伸，同时在加热时仍能保持良好的总体褶皱特性。

当本发明热袋22被插入护膝10中时，护膝10能容易地适应使用者膝盖的形状，形成稳定、方便和舒适的热敷贴，并与使用者的膝盖形成优良的贴合，并在使用过程中能保持足够的刚度以防止护膝10折叠或集拢，并使发热单元内的物质不易被接触。

拉伸强度通常是在电子拉伸测试装置(例如Instron Engineering Corp.，Canton，MA的带计算机的通用恒速伸长拉伸试验机)上通过简单的拉伸试验测得的。可以采用任何标准的拉伸试验，例如，将材料样品切成宽约2.54厘米(约1英寸)、长约7.5-10厘米(约3-4英寸)的试条。将该试条的末端放入试验装置的夹具中，放置时使之具有足够的张力以消除松垂，但是并不使测力计加载。然后使样品温度稳定在所需测试温度。将装置的测力计设定在约22.7kg(50磅)负荷，伸长量设定成5毫米，十字头速度设定成约为50厘米/分钟。启动装置，用计算机收集拉伸强度数据。然后从装置上取下样品。

拉伸强度可用以下公式以材料弹性变形时拉伸负荷对伸长的斜率来计算得到：

m＝(L/E)

式中m＝弹性变形时的斜率，单位为g/mm²；

L＝伸长时的负荷，单位为g/mm；和

E＝伸长量，单位为mm。

基底材料70和/或覆盖材料72的连续层也较好在约25℃至少包括二维褶皱(即材料沿一根轴形成折叠或折纹)，最好在约35℃或更高温度下具有三维褶皱(即沿多根轴形成两个或多个折叠或折纹)。褶皱可以这样测得：将正方形的材料样品(例如约30×30厘米(约12×12英寸))放在带尖端圆柱体的端部上，并将端部定位于样品的中央，使材料在重力作用下褶皱，并计数折叠线数目。形成一维褶皱(所有方向上均没有折叠或折纹)的材料确定为刚性的，而至少形成二维褶皱(即沿至少一个轴形成至少一个折叠或折纹)的材料确定为半刚性的。

只要适当调节厚度，不同材料都可满足基底材料70和/或覆盖材料72的特殊要求。这些材料包括，但不局限于聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、皂化的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、天然橡胶、再生橡胶、合成橡胶及其混合物。这些材料可单独使用，较佳的是挤出的，更佳的是共挤出的，最佳的是与低熔点聚合物(包括，但不局限于，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯及其混合物)一起共挤塑。

基底材料70和/或覆盖材料72宜包含聚丙烯，更佳的是包含聚丙烯的共挤塑材料，最佳的是一种共挤塑材料，其中材料的第一侧包含聚丙烯，其厚度约为材料总厚度的10-90％(更佳的约40-60％)，材料的第二侧包含低熔点共聚物(较佳的是EVA)的粘结层。基底材料70和/或覆盖材料72的基本重量厚度宜低于约50μm，更佳的低于约40μm，最佳的低于约30μm。

基底材料70和/或覆盖材料72最好包括共挤塑材料，其第一侧为聚丙烯，第二侧为EVA，并且总厚度约为20-30μm，较佳的约为25μm(1mil)，其中聚丙烯约占基底材料70或覆盖材料72总厚度的50％，EVA粘结层约占基底材料70或覆盖材料72总厚度的50％。一种特别合适的材料可以P18-3161的商品名从ClopayPlastic Products，Cincinnati，Ohio购得。较好的作为覆盖材料72的P18-3161可用热针穿孔进行后处理，使之能透过氧气。

当将上述类型的共挤出材料用作基底材料70和覆盖材料72时，最好将EVA侧相对放置，以便将覆盖材料72热粘结在基底材料70上。

选择性地将发热单元75放入固定在或固定至热袋22一体化结构中的位置，使之相互足够靠近以隔断部分或全部潜在的穿过连续层材料和/或层70和/或72的轴线(否则这些轴线将不间断地在发热单元之间通过热袋22或其选定区域)，最大程度地减少或消除不合需求的不间断折线。也就是说，将发热单元75放入一定的位置，使之相互间足够接近，以便选择性地控制在发热单元75之间不间断地通过的轴线的数量，从而使热袋22的连续基底层70和覆盖层72或其选定区域最好沿多条互连的朝不同方向的短折叠线折叠。沿多条互连折叠线的折叠使得具有良好总体褶皱性能的热袋22容易贴合使用者膝盖，和/或对发热单元基体的结构支承有所提高。

由于发热单元75不容易弯曲，因此发热单元之间的间隔放置提供了较佳的好处并且可以确定，当将发热单元选择性地放置在或固定在热袋22的一体化结构中时，其中四个相邻发热单元(它们的中心形成一个四边形)中至少一个发热单元阻断了一个或多个轴(否则这些轴将形成至少一条与四边形中其余三个发热单元的一对或多对边缘相切的折叠线)。较佳的是，在四边形图案中四个相邻发热单元中的至少一个发热单元与一对或多对其余发热单元中的各个发热单元之间的间距可用下式算得：

s≤(W_q/2)×0.75

式中s＝四边形中各发热单元间最靠近的距离；和

W_q＝四边形中直径最小的发热单元的最小直径测定值。

或者，发热单元75之间的距离可以这样确定，其中三个相邻发热单元(其中心形成一个三角形)中的至少一个发热单元阻断了一条或多条轴(否则这些轴将形成至少一条轴线，该轴线将与三个发热单元形成的三角形中其余一对发热单元的边缘相切)。最佳的是，可用以下公式计算三个相邻发热单元中至少一个发热单元与三角形中其余一对发热单元的各个发热单元之间间距：

s≤(W_t/2)×0.3

式中s＝三角形中各发热单元间最靠近的距离；和

W_t＝三角形中直径最小的发热单元的最小直径测定值。

不同材料可满足上述具体要求。这些材料可包括(但不局限于)上面提到的那些材料。

本发明一次性热袋22的一个较好实例包含至少一层具有上述热物理性能的半刚性材料连续层，以及固定在或固定至热袋22一体化结构中的发热单元75，所述发热单元的位置相互间足够靠近，从而阻断部分或全部潜在的穿过连续材料70和/或72的轴线(否则这些轴将不间断地在发热单元75间通过热袋22或其选定区域)，以便如上所述尽量减少或消除不合需求的、不间断的折叠线。

放热组合物74包括能提供热量的任何组合物。但是，发热组合物74最好包括在使用时发生氧化反应的化合物的颗粒混合物。或者，还可将放热组合物74制成团聚的颗粒、和直接压制成压实的制品(如颗粒、小丸、料片和/或棒料及其混合物)。化合物的混合物通常包含铁粉、碳、一种或多种金属盐和水。此类混合物在氧作用下反应，它能提供数小时的热量。

合适的铁粉来源包括铸铁粉、还原铁粉、电解铁粉、废铁粉、生铁、熟铁、各种钢、铁合金等以及这些铁粉经处理过的种类。它们的纯度和种类等没有特别的限制，只要它们可用导电的水和空气来产生热量即可。铁粉通常约占颗粒放热组合物重量的30-80％，较佳的约占50-70％。

在本发明颗粒放热组合物中可采用从椰子壳、木材、木炭、煤、骨煤等制得的活性炭，但是也可采用从其它原料(如动物制品、天然气、脂肪、油和树脂)制得的活性炭。所用活性炭的种类没有限制，然而，较佳的活性炭宜有优秀的保水能力，可以混合不同的碳以降低成本。因此，本发明中还可使用上述碳的混合物。通常，活性碳、非活性碳及其混合物约占颗粒放热组合物重量3-25％，较佳的约占8-20％，最佳的约占9-15％。

用于颗粒放热组合物的金属盐包括：硫酸盐，例如硫酸铁、硫酸钾、硫酸钠、硫酸锰、硫酸镁；以及氯化物，如氯化铜、氯化钾、氯化钠、氯化钙、氯化锰、氯化镁和氯化亚铜。另外还可采用碳酸盐、乙酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐和其它盐。一般来说，还存在一些合适的碱金属、碱土金属和过渡金属的盐(它们可单独或组合使用)以维持铁的腐蚀反应。较佳的金属盐是氯化钠、氯化铜及其混合物。一种或多种金属盐通常约占颗粒放热组合物的重量的0.5-10％，较佳的约占1.0-5％。

用于颗粒放热组合物中的水可来自任何合适的来源。其纯度和种类等没有特别限制。水通常约占颗粒放热组合物的重量的1-40％，较佳的约占10-30％。

还可适当地加入其它保水材料。适用的其它保水材料包括蛭石、多孔性硅酸盐、木粉、木屑、有大量绒毛的棉布、棉短纤维、纸屑、植物、吸收性能好的水可溶胀或水溶性聚合物和树脂、羧甲基纤维素盐，还可采用其它具有大的毛细管功能和亲水性能的多孔性材料。所述其它保水材料通常约占颗粒放热组合物重量的0.1-30％，较佳的约占0.5-20％，最佳的约占1-10％。

其它附加组分包括团聚助剂，如明胶、天然树胶、纤维素衍生物、纤维素醚及其衍生物、淀粉、改性的淀粉、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、藻酸钠、多元醇、二元醇、玉米糖浆、蔗糖糖浆、山梨糖醇糖浆和其它多糖及其衍生物、聚丙烯酰胺、聚乙烯基噁唑烷酮和麦芽醇糖浆；干粘合剂，如麦芽糖糊精、喷制的乳糖、共结晶的蔗糖和糊精、改性的葡萄糖、山梨糖醇、甘露糖醇、微晶纤维素、微细(microfine)纤维素、预先明胶化的淀粉、磷酸二钙和碳酸钙；氧化反应增强剂，如元素铬、锰或铜，包含所述元素的化合物或其混合物；氢气抑制剂，如无机或有机碱性化合物或强碱弱酸盐，包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钙、碳酸钙和丙酸钠；填充剂，如天然纤维素片断，包括木屑、棉绒和纤维素；合成纤维片断，包括聚酯纤维、发泡的合成树脂如发泡的聚苯乙烯和聚氨酯，以及无机化合物，包括硅石粉、多孔硅胶、硫酸钠、硫酸钡、氧化铁和氧化铝；和抗结块剂，如磷酸三钙和铝硅酸钠。所述组分还包括增稠剂，如玉米淀粉、土豆淀粉、羧甲基纤维素和α-淀粉；表面活性剂，如阴离子型、阳离子型、非离子型、两性离子型和两性表面活性剂。然而，如果采用表面活性剂，则较佳的是非离子型表面活性剂。本发明的颗粒放热组合物中还可适当地加入其它附加组分，包括增量剂如偏硅酸盐、锆和陶瓷。

以本发明的颗粒放热组合物重量计，全部颗粒中至少有50％、较好70％，最好80％，优选90％的平均粒径小于200μm，较佳的小于150μm。

可用常规的掺混技术混合组合物的上述组分。美国专利4,649,895(1987年3月17日授予Yasuki等)中描述了混合这些组分的适用方法，该文全部纳入本文作参考。

除了上述颗粒放热组合物外，可将放热组合物制成聚结颗粒，直接压制成压实的制品如颗粒、料丸、料片和/或棒料，及其混合物。

这些聚结颗粒和/或压实的制品的放热组合物包含铁粉、干粉状含碳材料、团聚助剂和干粘合剂。另外，在干混物中加入金属盐，或随后以含水/盐水溶液形式加入。通常，在本发明团聚的压实前组合物中，铁粉约占30-80重量％，较好约占40-70重量％，最好约占50-65重量％；活性炭、非活性炭及其混合物约占3-20重量％，较好约占5-15重量％，最好约占6-12重量％；一种或多种金属盐约占0.5-10重量％，较好约占1-8重量％，最好约占2-6重量％；团聚助剂约占0-9重量％，较好约占0.5-8重量％，最好约占0.6-6重量％，优选约占0.7-3重量％；干粘合剂约占0-35重量％，较好约占4-30重量％，最好约占7-20重量％，优选约占9-15重量％。

通常使用常规的掺混技术并团聚成颗粒来制备包括团聚颗粒的发热单元。

包括压实制品的发热单元最好通过将干组合直接压成制品(如硬颗粒、料丸、料片和/或棒料)制得。制备料片和/或棒料的适用的方法详细描述在Remington′s Pharmaceutical Sciences第18版(1990)1634-1656页(Alfonso R.Gennaro编辑)第89章“Oral Solid Dosage Forms”中，该文全部纳入本文作参考。可以采用任何常规制片机和压制压力，所述压力可高达该机器所提供的最高压制压力。

料片/棒料可以有任何与发热单元形状相符的几何形状，例如盘形、三角形、正方形、立方体、矩形、圆柱体、椭球体等，所有这些均可有或没有通过中间的孔或其它贮水部分。料片/棒料的较佳形状包括圆盘形结构，料片的顶部和/或底部有一凹陷的形状(耳形)。然而，料片/棒料的更佳形状包括圆盘形结构，它有一孔垂直通过料片顶部和底部的中央。

压实的盘的大小只受制片机可获得的和/或所用的冲头和模头的大小以及发热单元袋的大小的限制。然而，盘的直径通常约为0.2-10厘米，较佳约为0.5-8厘米，更佳约为1-5厘米，最佳约为1.5-3厘米，高度约为0.08-1厘米，较佳约为0.15-0.86厘米，更佳约为0.2-0.6厘米，最佳约为0.2-0.5厘米。另外，非盘形几何形状的压实盘最宽处的宽度约为0.15-20厘米，较佳约为0.3-10厘米，更佳约为0.5-5厘米，最佳约为1-3厘米，最高点的高度约为0.08-1厘米，较佳约为0.15-0.8厘米，更佳约为0.2-0.6厘米，最佳约为0.2-0.5厘米，最长处的长度约为1.5-20厘米，较佳约为1-15厘米，更佳约为1-10厘米，最佳约为3-5厘米。孔或贮水部分应当大得足以基本容纳规定量的水和/或载水材料。孔的直径通常约为0.1-1厘米，较佳约为0.2-0.8厘米，最佳约为0.2-0.5厘米。

本发明的压实制品被压制成可能的最硬机械强度，以承受其生产、包装、运输和配送操作时的振动。压实制品通常被压至密度大于约1g/cm³，较佳约为1-3g/cm³，更佳约为1.5-3g/cm³，最佳约为2-3g/cm³。

包含上述组分的发热单元75通常这样制得：将固定量的颗粒放热组合物或压实制品74加入第一连续层(即发热单元基底材料70)中制得的一个或数个袋中。在第一连续层上放置第二连续层(即覆盖材料72)，将颗粒放热组合物或压实制品夹在两个连续层之间，然后将两层粘合在一起(最好用低热量)形成一体化的层压结构。较佳的是，每个发热单元有相近体积的放热材料，并有相近的透氧方式。然而，各个发热单元也可有不同的放热材料的体积、发热单元的形状以及氧气渗透性，只要产生的单元温度在其用途可接受的治疗和安全范围内即可。

热袋22的发热单元75可以具有任何几何形状，例如圆盘、三角形、棱锥形、圆锥形、球形、正方形、立方体、矩形、长方体、圆柱体、椭球体等形状。发热单元75较好的形状包括圆盘几何形状，其直径约为0.2-10厘米，较佳约为0.5-8厘米，更佳约为1-5厘米，最佳约为1.5-3厘米。发热单元75的高度约为0.2-1厘米，较佳约为0.2-0.9厘米，更佳约为0.2-0.8厘米，最佳约为0.3-0.7厘米。另外，非盘形几何形状的发热单元(较佳的是椭球体(即蛋形体))最宽处的宽度约为0.15-20厘米，较佳约为0.3-10厘米，更佳约为0.5-5厘米，最佳约为1-3厘米，最高点的高度约为0.2-5厘米，较佳约为0.2-1厘米，更佳约为0.2-0.8厘米，最佳的约为0.3-0.7厘米，最长处的长度约为0.5-20厘米，较佳约为1-15厘米，更佳约为1-10厘米，最佳约为3-5厘米。

热袋22的发热单元75可以具有任何几何形状，例如圆盘、三角形、棱锥形、圆锥形、球形、正方形、正方体、矩形、长方体、圆柱体、椭球体等形状。发热单元75较好的形状包括圆盘几何形状，其直径约为0.2-10厘米，较佳约为0.5-8厘米，更佳约为1-5厘米，最佳约为1.5-3厘米。发热单元75的高度约为0.08-1厘米，较佳约为0.15-0.9厘米，更佳约为0.2-0.8厘米，最佳约为0.4厘米。

发热单元75填充体积与单元体积之比约为0.7-1.0，宜约为0.75-1.0，较好约为0.8-1.0，最好约为0.85-1.0，优选约为0.9-1.0。

通过选择具有特殊的所需渗透性的材料作为基底材料70和/或覆盖材料72可形成透氧气性。所述所需的渗透性可由微孔膜或其中形成有孔或通孔的膜提供。这些通孔/孔可通过挤出铸塑/真空成型、或通过热针刺来形成。在本发明中还可使用例如一组具有锥形顶点，直径约为0.2-2mm，较佳约为0.4-0.9mm的针在基底材料70和覆盖材料72中的至少一种上形成通风孔而形成氧气渗透性。该组针的排列方式，使得基底材料70和/或覆盖材料72上的通风孔密度约为每平方厘米10-30孔。或者，在将基底材料70和覆盖材料72粘合在一起，使放热组合物74装入该两层材料之间的热袋76中以后，使用例如至少一根，最好一组约20-60根锥形顶端，直径约0.2-2mm，较好约0.4-0.9mm的针在发热单元75的至少一侧形成通风孔。所述针在基底材料70和/或覆盖材料72的一侧中刺入的深度约为放热组合物74的2-100％，较好约为20-100％，最好约50-100％。在颗粒放热组合物74的氧化过程中，这些孔结构使得氧约以0.01-15.0ccO₂/min/5cm²(21℃，1atm)，较好约以0.9-3ccO₂/min/5cm²(21℃，1atm)的速率扩散至发热单元75之中。

通过改变与空气的接触面积，更具体地说，通过改变氧气的扩散速度/渗透率，就可按照需要控制放热组合物74的放热氧化反应的速度、持续时间和温度。

弹性护膝10可任选地包括一层材料，它最好在材料12朝人体的表面28上。该材料层一般由第二端16与材料12共延伸至界面中线54。沿与材料12的纵向轴18垂直的方向该材料层具有弹性。较好的是，该材料层的弹性恢复力尽可能小，以减小与纵向轴18垂直方向的力，从而在使用者膝盖弯曲时材料12不会集拢或从腿的上部脱落。该材料层通常通过粘合剂沿材料层的周长附着在材料12朝人体的表面28上。当使用者的膝盖弯曲以及材料12展开狭缝48分离时，该材料层对膝盖进行覆盖。

该材料层可以是任何合适的材料。一种成功地使用的材料是由两层粗梳的热粘聚丙烯(TBPP)非织造物和一层夹在其中的弹性稀松非织造物制成的三叠层。所使用的非织造物是牌号为# 67050购自Fibertech，Landisville，NJ的27 gsy白色TBPP非织造物。所用的稀松非织造物是购自Conwed Plastics，Minneapolis，MN的TN4631塑料网。所有这三层均用购自Findley Adhesives，Wawautosa，WS的2031粘合剂(压敏热熔粘合剂)装配。该粘合剂用Waytek，Springboro，OH的螺旋施涂法施涂，施涂墨为0.002-0.006g/英寸²。在弹性稀松非织造物的应变为零的情况下装配该三叠层。随后使制成的三叠层在一对匹配的约2mm啮合的环形镇压器之间通过，在精细结构的级别上使非织造物断裂并使弹性稀松非织造物伸长。

使用购自美国3M公司的1524粘合带(双面粘合带)沿该材料层的四周将其附着在材料12上。可使用各种不同的方法将该材料层附着在材料12上，它包括，但不限于热熔粘合剂，压敏粘合剂，超声波粘结，压力粘结等。如果使用粘合剂的话，则粘合剂可通过热熔珠、泡沫体、螺旋热熔体、熔喷、喷涂、浸渍、转涂等方法施涂。

或者，除了在与纵向轴垂直方向上具有弹性以外，该材料层可在与纵向轴18平行的方向上具有弹性。在与纵向轴18平行方向使材料层具有弹性，使得材料12在膝盖弯曲过程中能伸长或恢复，这能减少穿戴时护膝10的裂缝或褶皱。

弹性热护膝还可任选地包括与挠性材料片12的纵向轴18垂直地固定地附着在护膝10朝人体的表面28上的高粘性聚合物条，用于增加护膝10与使用者腿部之间的摩擦，在使用过程中减少护膝10的滑落。

本发明一次性热护膝可任选地加入一种组分，如单独的基底层或加入至少一层连续层中的组分，该组分包括待释放至皮肤的活性芳香化合物、非活性芳香化合物、药物活性物质或其它治疗剂及其混合物。这些活性芳香化合物包括(但不局限于)薄荷醇、樟脑和桉树制剂。这些非活性芳香化合物包括(但不局限于)苯甲醛、柠檬醛、癸醛和乙醛。这些药物活性物质/治疗剂包括(但不局限于)抗生素、维生素、抗病毒剂、止痛药、消炎剂、止痒剂、解热药、麻醉剂、抗真菌剂、抗微生物剂及其混合物。一次性热护膝还可包含一层分开的基底层，或在至少一层连续层内掺入一种自粘性组分和/或吸汗组分。

一次性热护膝成品通常被包装在二次包装内。如美国专利4,649,895所述(该专利纳入本文作参考)可采用不透气的包装以防止使用前发生氧化反应。另外，还可采用其它方法来防止使用前发生氧化反应，例如可在发热单元的透气孔上贴上一层不透气的、可除去的粘合带，在除去粘合带时使空气进入发热单元，从而激活铁粉的氧化反应。

本发明还包括一种治疗疼痛患者的急性、常发性和/或慢性膝盖疼痛(包括骨骼、肌肉和/或牵涉性膝盖疼痛)的方法，该方法是向疼痛患者膝盖局部施热。该方法包括将上述护膝施加在疼痛患者的膝盖上，使疼痛患者的膝盖皮肤温度在大约32-50℃之间，宜在约32-45℃，较好在约32-42℃，最好在约32-39℃，优选在约32-37℃维持大约20秒至24小时，较佳约20分钟至20小时，更佳约4-16小时，最佳约8-12小时，其中需要这种治疗的患者可以适当地选择最高皮肤温度以及皮肤处在最高皮肤温度下的时间，以获得所需的治疗效果而没有不利的影响(例如由于长时间采用高温引起皮肤烧伤)。

较佳的是，该方法包括使急性、常发性和/或慢性膝盖疼痛(包括骨骼、肌肉和/或牵涉性膝盖疼痛)的患者的膝盖的持续皮肤温度在大约32-43℃之间，宜约32-42℃、较好约32-41℃、最好约32-39℃、优选约32-37℃下保持超过大约1小时，宜超过约4小时、较好超过约8小时、更好超过约16小时、最好约为24小时，以基本缓解疼痛患者的急性、常发性和/或慢性疼痛(包括骨骼、肌肉和/或牵涉性疼痛)，并且即使从使用者膝盖上除去热源后，仍能使这些疼痛缓解显著延长至少约2个小时，较佳至少约8小时，更佳至少约16小时，最佳的至少约1天，优选至少约3天。

尽管说明和描述了本发明的具体实例，但是本领域普通技术人员显然能在不脱离本发明的精神和范围内作各种变化和修改，本发明范围内的所有这些改动均包括在后附的权利要求内。

Claims

1.一种一次性热护膝，它包括至少一片挠性材料，该挠性材料具有一个体部、第一端、第二端和在所述第一端和第二端之间的一个或多个弹性部分，其中所述弹性部分可沿该挠性材料片的纵向轴拉伸，所述挠性材料片的长度足以围绕使用者的膝盖而使所述第一端和第二端重叠，所述护膝还包括一个或多个热袋，所述热袋具有一体化的结构，它包括至少一层半刚性材料的连续层，在25℃下所述半刚性材料的拉伸强度为0.7g/mm²或更高，较好为0.85g/mm²或更高，最好为1g/mm²或更高，并至少具有二维褶皱，在35℃或更高的温度下所述材料的拉伸强度显著小于在25℃时该材料的拉伸强度，所述热袋带有多个单独的发热单元，它们间隔放置并固定在或固定至所述热袋的一体化结构中，所述护膝还包括紧固装置，较好是可重新闭合的紧固装置，最好是可重新闭合的钩-圈紧固体系，优选两部分钩-圈紧固体系，以便将所述热护膝围绕在所述使用者的膝盖上，所述挠性材料较好还包括一个或多个系带部，所述系带部较好是弹性的，所述体部最好还包括一个孔，用于对正使用者的膝盖骨，以方便地形成定位点从而将护膝围绕在使用者的膝盖上，所述体部较好还包括至少一个由所述孔出发基本沿所述纵向延伸的狭缝，以便使所述挠性材料片能在孔处沿与纵向轴垂直的方向伸长，以适应使用者膝盖的弯曲，所述挠性材料片最好还包括一个或多个撑条，以便有回弹力地提高该挠性材料的刚性，从而在使用者膝盖重复弯曲时最大地减少挠性材料的集拢。

2.如权利要求1所述的一次性热护膝，其特征在于所述至少一层连续层包括由聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、皂化的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、天然橡胶、再生橡胶、合成橡胶或其混合物组成的材料，较好的是包括由聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、皂化的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物组成的共挤出材料，最好是包括具有由聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氨酯或聚苯乙烯组成的第一侧，和由皂化的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物组成的第二侧的共挤出材料，优选的是具有聚丙烯第一侧和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物第二侧的共挤出材料，所述聚丙烯较好占材料总厚度的10-90％，最好占40-60％。

3.一种一次性热护膝，它包括至少一片挠性材料，该挠性材料具有一个体部、第一端、第二端和在所述第一端和第二端之间的一个或多个弹性部分，其中所述弹性部分可沿该挠性材料片的纵向轴拉伸，所述挠性材料片的长度足以围绕使用者的膝盖而使所述第一端和第二端重叠，所述护膝还包括至少一个热袋，所述热袋具有一体化的结构，它包括至少一层材料的连续层和多个单独的发热单元，所述发热单元放置的位置固定在或固定至所述热袋的所述一体化的结构中，相互间足够靠近，以便中断部分或全部穿过所述至少一层连续层的轴线，否则这些轴线会不间断地在所述发热单元之间穿过所述热袋或其选择的区域，较好的是，其中心形成一个四边形的四个相邻的所述发热单元中至少一个发热单元阻断了一根或多根所述的轴线，否则这些轴将形成至少一条与四边形中其余三个发热单元的一对或多对边缘相切的折叠线，最好的是，在所述四边形图案中所述至少一个发热单元与所述一对或多对其余发热单元中的各个发热单元之间的间距等于或者小于所述四边形图案中直径最小的发热单元的最小直径测定值除以2再乘以0.75所获得的间距，所述护膝还包括紧固装置，较好是可重新闭合的紧固装置，最好是可重新闭合的钩-圈紧固体系，优选两部分钩-圈紧固体系，以便将所述热护膝围绕在所述使用者的膝盖上，所述挠性材料较好还包括一个或多个系带部，所述系带部较好是弹性的，所述体部最好还包括一个孔，用于对正使用者的膝盖骨，以方便地形成定位点从而将护膝围绕在使用者的膝盖上，所述体部较好还包括至少一个由所述孔出发基本沿所述纵向轴延伸的狭缝，以便使所述挠性材料片能在孔处沿与纵向轴垂直的方向伸长，以适应使用者膝盖的弯曲，所述挠性材料片最好还包括一个或多个撑条，以便有回弹力地提高该挠性材料的刚性，从而在使用者膝盖重复弯曲时最大地减少挠性材料的集拢。

4.如权利要求3所述的一次性热护膝，其特征在于其中心形成一个三角形的三个相邻的所述发热单元中的至少一个发热单元阻断了一条或多条轴，否则这些轴将形成至少一条折线，该折线将与所述三个发热单元形成的三角形中其余一对发热单元的边缘相切，最佳的是，所述至少一个发热单元与三角形中其余一对所述发热单元中的各个发热单元之间的间距等于或者小于所述三角形图案中直径最小的发热单元的最小直径测定值除以2再乘以0.3所获得的间距。

5.如权利要求3或4所述的一次性热护膝，其特征在于所述至少一层连续层包括在25℃拉伸强度为0.7g/mm²或更大且至少具有二维褶皱的半刚性材料，并且所述材料在35℃或更高的温度下的拉伸强度明显小于所述材料在25℃时的拉伸强度，较好的是所述连续层包括由聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、皂化的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、天然橡胶、再生橡胶、合成橡胶或其混合物组成的材料，较好的是所述连续层包括具有由聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氨酯或聚苯乙烯组成的第一侧，和由皂化的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物组成的第二侧的共挤出材料，优选的是所述连续层包括具有聚丙烯第一侧和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物第二侧的共挤出材料，所述聚丙烯较好占材料总厚度的10-90％，最好占40-60％。

6.如前面任何一项权利要求所述的一次性热护膝，其特征在于所述发热单元的形状包括圆盘、三角形、棱锥形、圆锥形、球形、正方形、立方体、矩形、长方体、圆柱体或椭球体，所述圆盘的直径为1-5厘米，高度为0.2-1厘米，所述三角形、棱锥形、圆锥形、球形、正方形、立方体、矩形、长方体、圆柱体或椭球体在其最宽处的宽度为0.5-5cm，最高点的高度为0.2-1cm，最长点的长度为1.5-10cm，当所述发热单元填有放热组合物时，其填充体积与单元体积之比为0.7-1.0。

7.如前面任何一项权利要求所述的一次性热护膝，其特征在于所述放热组合物包括30-80重量％铁粉，3-25重量％含碳材料，0.5-10重量％金属盐，1-40重量％水以及最好0.1-30重量％附加的载水材料。

8.如前面任何一项权利要求所述的一次性热护膝，其特征在于所述放热组合物包括30-80重量％铁粉，3-20重量％含碳材料，0-9重量％由玉米糖浆、麦芽糖浆、结晶山梨糖醇糖浆、无定形山梨糖醇糖浆或其衍生物组成的团聚助剂，0-35重量％由微晶纤维素、麦芽糖糊精、喷制的乳糖、共结晶的蔗糖和糊精、改性的葡萄糖、甘露糖醇、微细纤维素、预先明胶化的淀粉、磷酸二钙、碳酸钙或其混合物组成的干粘合剂，所述干粘合剂较好包括4-30重量％微晶纤维素，最好还包括0.5-10重量％由丙烯酸盐-淀粉共聚物、异丁烯-马来酸酐共聚物、蛭石、羧甲基纤维素或其混合物组成的附加的载水材料，向所述组合物中加入0.5-10重量％由碱金属盐、碱土金属盐、过渡金属盐或其混合物组成的金属盐作为干混物的一部分，或随后以盐水溶液的形式加入，所述放热组合物的物理形状包括干的团聚颗粒、直接压实的制品或其混合物，所述直接压实的制品包括颗粒、料丸、料片、棒料或其混合物，所述料片和棒料的几何形状包括圆盘、三角形、正方形、立方体、矩形、圆柱体或椭球体，所述圆盘的直径为1-5厘米，高度为0.08-1厘米，所述三角形、正方形、立方体、矩形、圆柱体或椭球体的最宽处的宽度为0.5-5厘米，最高点的高度为0.08-1厘米，所述直接压实制品的密度最好大于1g/cm³。

9.如前面任何一项权利要求所述的一次性热护膝，它还包括由活性芳香化合物、非活性芳香化合物、药物活性物质或其混合物组成的附加组分。

10.一种膝盖疼痛，包括急性膝盖肌肉疼痛、急性膝盖骨骼疼痛、急性牵涉性膝盖疼痛、常发性膝盖肌肉疼痛、常发性膝盖骨骼疼痛、常发性牵涉性膝盖疼痛、慢性膝盖肌肉疼痛、慢性膝盖骨骼疼痛或者慢性牵涉性膝盖疼痛的治疗方法，包括将前面任何一项权利要求所述的一次性热护膝施用至疼痛患者的膝盖上，将32-50℃，较好32-39℃的皮肤温度保持20秒至24小时，根据所述疼痛患者的不同而适当选择所述皮肤温度和在该皮肤温度下的保持时间，以明显缓解所述疼痛而无不利影响，较好的是将所述皮肤温度在32-43℃保持大于1小时，最好将32-41℃的皮肤温度保持大于4小时，在从所述疼痛患者的膝盖上除去所述热量以后，所述疼痛缓解延长至少2小时，较好至少一天。