DE10219814B4

DE10219814B4 - Physiologische Manschette

Info

Publication number: DE10219814B4
Application number: DE2002119814
Authority: DE
Inventors: Rolf Dr.sc.nat. Bochmann; Andreas Prof. Dr.med. Deußen; Elke Dipl.-Ing. Haase; Tünde Dr.-Ing. Kirstein; Hartmut Prof. Dr.-Ing.habil. Rödel; Waldemar Dipl.-Med. Seibel
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Medi GmbH and Co KG
Priority date: 2003-05-31
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2022-05-03
Also published as: DE10219814A1

Abstract

Physiologische Manschette
zum Anlegen an eine menschliche oder tierische Extremität, die im Tragezustand gedehnt und der Körperform angepasst ist,
wobei im Zuschnitt die Teile um einen bestimmten Wert kleiner als die Abmaße der Extremität bemessen sind,
wodurch sich eine komprimierende Wirkung im Gewebe unter der angelegten Manschette im Bereich von 133 bis 2660 Pa (1 bis 20 mm Hg) im von der Manschette bedeckten muskulären Gewebe entfaltet,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Manschette eine Bemessung aufweist, womit ein konstanter und gleicher Druck auf das bedeckte muskuläre Gewebe ausgeübt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine physiologische Manschette nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Manschette wird auf einer oder mehreren Extremitäten in der Freizeit, bei Sport und Training zur Leistungssteigerung getragen.

Es ist bekannt, dass medizinische Kompressionsstrümpfe als ärztlich verordnetes medizinisches Hilfsmittel bei venösen und lymphatischen Erkrankungen der Beine Anwendung finden. Durch Kompressionsstrümpfe wird der venöse Rückstrom aus den Beinen entgegen der Schwerkraftwirkung der Erde unterstützt. Sie üben auf die Beine des Trägers einen Druck aus, der vom Knöchel aus nach oben entlang des Beines allmählich abnimmt. Für Zweizug-Kompressionsstrümpfe existiert die Güterichtlinie RAL-GZ 387, die Hinweise zu den Gütebestimmungen, wie Konstruktion, Material, Druckverhalten und den Prüfbestimmungen für Faserstoffe, Feinheit der Fäden, Sichtprüfung, Druckverhalten, zur elastischen Dehnbarkeit, praktischen Dehnung, Kompression, Kennzeichnung, Kontrolle zur Verleihung des Gütezeichens Medizinische Kompressionsstrümpfe derselben vorgibt. Die beingerechte Formung der Strümpfe muss stricktechnisch erfolgen.

Aus der EP 0 934 043 B1 ist ein Kompressionsstrumpf, bestehend aus Segmenten für Fuß, Unterschenkel und Knie sowie Oberschenkel bekannt, wobei im Unterschenkelsegment ein größerer Druck herrscht als in den anderen beiden Segmenten. In dem Segment mit dem höheren Druck besteht ein Gradient vom oberen Rand zum unteren Rand.

Die EP 0 724 869 A1 beschreibt einen Thrombosestrumpf und ein Verfahren zu seiner Herstellung, für den bei verschiedenen anatomischen Gegebenheiten am Bein der geforderte Druckabfall vom unteren Ende zum oberen Rand hin möglichst gleichmäßig ist.

Die DE 2 629 837 A1 betrifft einen medizinischen Strumpf bestehend aus einem Beinteil und einem Oberschenkelteil, wobei durch einen Taillenhalter das Rutschen des Strumpfes verhindert wird. Dieser Strumpf weist ein in Umfangsrichtung elastisches Beinteil und ein ebenfalls eine Kompressionskraft ausübenden Oberschenkelteil mit eingeschränkter Dehnfähigkeit in senkrechter Richtung auf. Das Hüftteil ist in senkrechter Richtung dehnbar. Der Taillenhalter kann mit unterschiedlichem Abstand zum Oberschenkel angebracht werden und ermöglicht somit die gewünschte Fixierung des Oberschenkelteil am Oberschenkel des Trägers. Damit soll die Rollneigung des Strumpfes am oberen Ende bei großen Oberschenkelumfängen gemindert werden. Zu den physiologischen Wirkungen auf den menschlichen Körper werden bis auf die Vergrößerung der Blutströmgeschwindigkeit keine weiteren Angaben gemacht.

Aus der DE 3 631 022 A1 ist ein Stützstrumpf bekannt, der durch Gestrickkonstruktion und Materialzusammensetzung so gefertigt wird, dass er auf das Bein einen Kompressionsdruck ausübt, der vom Knöchel zum Oberschenkel hin abnimmt.

Dieser Stützstrumpf wird bei tiefen venösen Stauungen, superfiziellen, venösen Stauungen und leichten Venenleiden angewendet. Der Strumpf erzeugt einen großen Druckgradienten zur Unterstützung der mikroskopischen Hämodynamik und der Klappenfunktion an jeder Stelle des Beines ohne eine venöse Stauung hervorzurufen. Es werden weiterhin Beschreibungen der Gestrickkonstruktion und der Materialzusammensetzung aufgeführt.

Die DE 199 44 030 C1 betrifft einen Kompressionsstrumpf, der das Bein mindestens teilweise bedeckt, einen Druckabfall vom Knöchel zum Oberschenkel hin aufweist und darüber hinaus eine spezielle, pfeilförmige Oberflächenstruktur aufweist, die den Transport von Blut aus dem Bein zum Rumpf unterstützen soll. Durch Einsatz unterschiedlicher Materialdicken und/oder Materialien unterschiedlicher Kompressionsgrade wird die Oberflächenstruktur des Strumpfes gebildet. Der Strumpf besteht aus einem dünnen, luftdurchlässigen und/oder hypoallergenen Material. Zur Herstellung sind ein oder mehrere Materialien aus der Gruppe Elastan, Polyamid, Polyvinylchlorid und Elastan-Baumwollgemischen ausgewählt.

DE 199 40 018 A1 beschreibt einen Kompressionstrumpf, der im Randbereich der oberen Öffnung mit einer rutschhemmenden Beschichtung ausgestattet ist, wobei der Rand des Strumpfes bei einer Dehnung von 105 bis 350 % einen Kompressionsdruck von 399 bis 5985 Pa (3 bis 45 mm Hg) erzeugt.

Aus der CH 447 475 A ist ein rundgestrickter Kompressionsstrumpf mit zonenweise verschiedener Kompressionswirkung bekannt, der zonenweise verschiedene elastische Einlagefäden enthällt, die in die Maschen des Gestrickes eingelegt werden. Die dazu erforderlichen Rundstrickmaschine ist mit mindestens zwei Fournisseuren ausgestattet. Im Fußbereich bis zur Fessel ist die Maschengröße gleich und nimmt dann in Richtung Knie und Wade zu, um den geforderten Druckabfall zu erreichen. Im Strickprozess wird mit zwei verschieden elastischen Einlagefäden gearbeitet.

In DE 697 05 530 T3 wird ein Kompressionsstrumpf für Sport und Sportler beschrieben, der von der Fußspitze bis über den Knöchel einen Stützdruck P1 mit niedrigerem Wert als der durch die Umhüllung der Wade ausgeübten Druck P2 erzeugt. Der Stützdruck von der Wade nach unten fällt zwischen den Werten P2 und P1 ab. Der Strumpf enthält elastische Fäden, die eine den Druck bewirkende Spannung ausüben. Der Strumpf kann sich über Fuß, Waden sowie das Bein erstrecken. Bei Verlängerung auf den Oberschenkel bewirkt der Strumpf im Oberschenkel einen Stützdruck P3, der einen Wert derselben Größenordnung wie der Stützdruck P1 im Fußbereich besitzt. Der Stützdruck P1 weist einen Wert zwischen 920 und 1710 Pa auf, der Stützdruck P2 liegt zwischen 1973 und 3289 Pa, (entspricht 7 und 13 mm Hg bzw. 15 und 25 mm Hg).

Es ist nun die Aufgabe der Erfindung, ohne therapeutische Maßnahmen die Leistungsfähigkeit des menschlichen Körpers, insbesondere der Extremitäten zu steigern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.

Im Unterschied zu Kompressions- bzw. Stützstrümpfen, bei deren Anwendung relativ hohe Drucke 2660 – 7980 Pa (20 – 60 mm Hg) auf die Extremität ausgeübt werden und zwischen dem distalen und dem proximalen Segment immer ein Druckgradient besteht und die Anwendung therapeutischen Zwecken dient, liegt der Erfindung eine physiologische Manschette zugrunde, die am Bein oder an Unter- und Oberschenkel separat und am Arm oder an Unter- und Oberarm separat getragen werden kann und einen in jedem ggf. vorhandenem Segment konstanten und gleichen Druck von 133 bis 2660 Pa (1 bis 20 mm Hg) auf das Gewebe ausübt. Vorteilhaft liegt der Druck im Bereich von 665 bis 2261 Pa (5 bis 17 mm Hg).

Es wurde gefunden, dass ein relativ geringer Druck der Manschette von 133 bis 2660 Pa (1 bis 20 mm Hg) ohne einen Druckgradienten einen deutlich gesteigerten arteriellen Einstrom in die betreffende Extremität bewirkt und damit eine entsprechende Zunahme der Leistungsfähigkeit bzw. Fitness einhergeht.

Die durchblutungssteigernde Wirkung der Manschette hält unter Ruhebedingungen etwa 2 – 5 Stunden an. Das Tragen einer Manschette an den Extremitäten mit einem Andruck von 1330 – 2660 Pa (10 – 20 mm Hg) ruft beim Träger keinerlei unangenehme Empfindungen hervor.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht in einer einteiligen Ausführung der Manschette mit drei Segmenten, mit denen die muskulösen Bereiche von Unterschenkel und Oberschenkel mit einem (gleich großen) Druck belastet und der Kniebereich unbelastet bleibt.

Zur Herstellung der Manschette wird eine Maschenware verwendet, die elastomere und nichtelastomere Garne enthält. Damit im Tragezustand die Maschenware gedehnt und körpernah der Körperform angepasst ist, werden die Zuschnittteile um einen bestimmten Wert kleiner als die Körpermaße des Trägers konstruiert und in Form von Manschetten oder Schläuchen hergestellt.

Bei der Herstellung werden Materialkennwerte der verarbeiteten textilen Flächengebilde beim Zuschnitt der Teile zur Erzeugung der erforderlichen Druckwerte berücksichtigt. Eine Methodik, wie konkrete Materialkennwerte der textilen Flächen wie Kraft-Dehnungsverhalten, Biegesteifigkeit und Schersteifigkeit für die rechnergestützte Schnittkonstruktion genutzt werden können, ist in Kirstein, T.: Produktentwicklung für körpernahe Bekleidung unter Berücksichtigung der textilen Materialeigenschaften. Dissertation. Technische Universität Dresden, Fakultät Maschinenwesen, 2001 beschrieben.

Körpernah getragene Bekleidungsprodukte werden dann subjektiv als angenehm und passend empfunden, wenn die dem gedehnten Produkt innewohnende Spannung, (infolge der minimalen Dicke der Stoffe nur auf die Breite bezogen), einen Wert von 2N/6 cm aufweist. Dies entspricht einer Streckenlast von 0,33 N/cm. Die Bezugsbreite von 6 cm resultiert aus den genormten Prüfbedingungen des einachsigen Zugversuches für textile Flächengebilde.

Daraus ist ableitbar, dass wesentliche Druckwirkungen auf das menschliche (biologische) Gewebe dann erreicht werden können, wenn die Streckenlast im gedehnten textilen Flächengebilde deutlich über diesem Wert von 2 N/6 cm liegt. Aus Gründen des erforderlichen Kraft-Dehnungsverhaltens und der optimalen Kontaktierung der Körperoberfläche eignen sich insbesondere textile Maschenwaren, die (beispielsweise) durch die bekannten Maschentechnologien Stricken, Kettenwirken oder Rundwirken hergestellt werden können. Die sogenannten Rückstellkräfte dieser textilen Flächen können insbesondere durch den partiellen Einsatz von Elastanfäden, d. h. synthetischen „Gummi"-Fäden, positiv beeinflusst werden. Aus bekleidungsphysiologischen Gründen wie Feuchteaufnahme- und Feuchtetransportvermögen kann dieser Elastanfadenanteil nur einen geringen Masseanteil an der Gesamtmasse einnehmen.

Werden diese elastanhaltigen Maschenwaren zu körperkonturnahen Schläuchen so verarbeitet, dass sie einerseits der zu überziehenden Körperoberfläche optimal folgen und andererseits Tangentialspannungen (ohne Dickenberücksichtigung) von mehr als 2 N/6 cm erreichen, so üben sie auf das menschliche (biologische) Gewebe einen derartigen Druck aus, dass nach wenigen Minuten der Körper lokal begrenzt zu gesteigerter Durchblutung dieser „bekleideten" Extremität angeregt wird.

Für eine separate Nutzung ist eine überziehbare Ausführung vorteilhaft. Als Bestandteil eines Bekleidungsstückes ist aus Gründen der weiteren möglichen Nutzung ein Schließen/Öffnen der komprimierenden Komponenten vorteilhaft. Als Verschlusselemente eignen sich alle bekannten Verschlusselemente wie Reißverschlüsse, Klettband und Knöpfe.

Die Erfindung wird nachfolgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in
Bild 1 eine Ausführung der Manschette mit Unterschenkel-, Knie- und Oberschenkelteil in einem Stück
Bild 2 eine schematische Darstellung von Körpermaß und Konstruktionsmaß am Beispiel des Armes
Bild 3 ein Kraft-Dehnungs-Diagramm eines Materialmusters
Bild 4 den Dehnungsfaktor Q
Bild 5 eine Darstellung der Durchblutungsbeeinflussung durch eine angelegte Manschette
Bild 1 zeigt eine Ausführung einer Manschette mit Unterschenkel- A, Knie- B und Oberschenkelteil C in einem Stück. In den Teilen A und C sind die Drücke gleich groß und weisen keinen Druckgradienten auf. Im Teil B (Knieteil) ist der wirksame Druck auf das menschliche Gewebe nahe null.
In Bild 2 ist ein Zuschnitt dargestellt. Die vom Träger abgenommenen Körpermaße 1 sind um einen Wert (nämlich das Konfektionsmaß 2) kleiner zugeschnitten. Zur Berücksichtigung der Materialeigenschaften wird ein Faktor mit dem Körpermaß 1 multipliziert. Um den Faktor zu berechnen, wird der angestrebte Druck der Manschette oder des Schlauches festgelegt, die Krümmungsradien bestimmt und die erforderliche Zugkraft des textilen Flächengebildes errechnet. Dem errechneten Wert entsprechend wird im materialspezifischen Kraft-Dehnungs-Diagramm der zugehörige Dehnungswert ermittelt und zur Berechnung des Dehnungsfaktors Q in Umfangsrichtung (Querrichtung) verwendet.
Bild 3 zeigt ein Kraft-Dehnungs-Diagramm. Für die zur Anwendung kommenden textilen Flächengebilde wird das materialspezifische Kraft-Dehnungs-Diagramm im einachsigen Zugversuch ermittelt. Bei der erforderlichen Kraft wird dem Diagramm die zugehörige Dehnung entnommen und der materialspezifische Dehnungsfaktor gebildet, der mit dem Körpermaß 1 multipliziert wird.
Bild 4 gibt die Formel zur Berechnung des materialspezifischen Dehnungsfaktors an. Er wird als dimensionslose Größe verwendet.
Bild 5 stellt die durch die Applikation der erfindungsgemäßen Manschette erhöhte Durchblutung des Unterarmes im Ruhezustand dar. Gezeigt wird die Steigerung der Ruhedurchblutung, die eine Stunde nach Anlegen der Manschette gemessen wurde.

Claims

Physiologische Manschette zum Anlegen an eine menschliche oder tierische Extremität, die im Tragezustand gedehnt und der Körperform angepasst ist, wobei im Zuschnitt die Teile um einen bestimmten Wert kleiner als die Abmaße der Extremität bemessen sind, wodurch sich eine komprimierende Wirkung im Gewebe unter der angelegten Manschette im Bereich von 133 bis 2660 Pa (1 bis 20 mm Hg) im von der Manschette bedeckten muskulären Gewebe entfaltet, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette eine Bemessung aufweist, womit ein konstanter und gleicher Druck auf das bedeckte muskuläre Gewebe ausgeübt wird.
Physiologische Manschette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erzeugte Kompressionsdruck im Bereich von 665 bis 2261 Pa (5 bis 17 mm Hg) liegt.
Physiologische Manschette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette aus einem Stück mit drei Segmenten zum Anlegen an Unter- und Oberschenkel oder Unter- und Oberarm besteht, wobei die beiden Segmente A und C im Tragezustand einen gleichgroßen konstanten Kompressionsdruck P1 = P3 = 133 – 2660 Pa (1–20 mm Hg) und das Segment B im Tragezustand einen Kompressionsdruck von P2 ≅ 0 Pa (0 mm Hg) erzeugen.
Physiologische Manschette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette aus einer elastomere und nichtelastomere Garne beinhaltenden Maschenware besteht.
Physiologische Manschette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette aus einem Abstandsgewirk mit elastischen Fäden besteht.
Physiologische Manschette nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette Mittel zum Öffnen und Schließen aufweist.
Physiologische Manschette nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette Teil eines Kleidungsstücks ist.