整形外科用ギプス

長腕ギプスは上腕から手首または手までを覆い、前腕に加えて肘関節も固定します。これは通常、前腕骨折、特定の肘の損傷、複雑な軟部組織損傷など、複数の関節の安定化が必要な怪我に使用されます。治癒を促進し快適さを保つため、肘は通常90度程度にわずかに屈曲した状態で固定されます。長腕ギプスは広範囲を覆うため、患者は腫れや血行障害について綿密な経過観察が必要となることがよくあります。

短腕ギプスは、手首と前腕の一部（肘下から手まで）を固定するように設計されており、多くの場合、指は自由に動かすことができます。手首の骨折、捻挫、手根骨の問題など、比較的軽度の怪我の治療に使用されます。ギプスは手首の動きを制限しつつ肘の可動性を確保することで、固定と機能性のバランスを取ります。舟状骨骨折や重度の親指の捻挫などの場合、親指も固定するために親指固定ギプスが追加されることもあります。適切な装着と慎重な位置合わせは、効果的な治癒を確保し、合併症を防ぐために非常に重要です。

長脚ギプスは太ももの上部からつま先まで伸び、膝関節だけでなく下腿と足首も固定します。これは通常、脛骨や腓骨の骨折、重度の膝の怪我、術後の回復など、複数の関節の安定化が必要な怪我に使用されます。治癒を促進し快適さを維持するために、膝はわずかに屈曲した位置（通常20～35度程度）で固定されるようにします^{[ 2 ]}。長脚ギプスを装着した患者は、ギプスの広範囲な被覆のため、腫れ、循環障害、可動性の障害について綿密なモニタリングが必要となることがよくあります。

短下肢ギプスは、膝下からつま先まで下腿と足首を固定するために設計されています。足首の骨折、足の骨折、重度の捻挫など、比較的軽度の怪我の治療に使用されます。ギプスは足首の動きを制限しますが、膝の可動性は維持します。場合によっては、つま先の怪我や骨折をさらに保護するために、短下肢ギプスにつま先プレートが追加されます。つま先プレートはギプスの延長部分で、つま先を覆い、外部からの衝撃からつま先を保護し、回復中のさらなる怪我のリスクを軽減します。また、つま先の適切な位置を維持し、骨折した骨のずれや軟部組織の損傷を防ぐのにも役立ちます。つま先プレートは、つま先の複雑骨折や重度の軟部組織損傷など、直接的な衝撃や偶発的な動きが治癒を妨げる可能性がある怪我に特に有効です。

患者が負傷した肢に体重をかけないように指示された場合、回復過程における移動を補助するために、松葉杖、歩行器、車椅子などの移動補助具を使用できます。これらの補助具は、患者が安全に移動できるようにしながら、負傷部位を保護します。バランスや筋力の問題で松葉杖を使用できない場合は、より安定した移動手段として車椅子やニー・スクーターが提案されることがあります。状況によっては、部分的な荷重が許可される場合があり、ギプスの上に特別な靴を装着してサポートを強化できます。荷重可能な脚用ギプスの場合、通常、靴底が補強されており、圧力を均等に分散し、負傷部位への負担を最小限に抑えます。ウォーキング・キャストと呼ばれるものは、硬くて平らなソールを備えており、歩行を補助しながら、適切なアライメントと安定性を確保します。負傷した脚で歩行するための他の代替手段としては、

円筒形ギプスは、腕や脚を固定しながら周囲の関節は自由に動かせるようにし、特定の部位に集中的な安定化を提供する整形外科用器具です。腕の場合、円筒形ギプスは通常、上腕から手首のすぐ上まで伸び、上腕骨単独骨折や肘の固定を必要としない術後修復などの損傷を安定させます。脚の場合、ギプスは太ももから足首のすぐ上まで伸び、膝蓋骨骨折、一部の脛骨高原骨折、または膝手術後の術後ケアによく使用されます。装着には、患部を適切な位置に維持しつつ、隣接する関節の可動性を確保するための精密なアライメントが重要であり、これにより機能的な動きをある程度可能にし、回復中の硬直を軽減します。

ボディキャスト（全身ギプスとも呼ばれる）は、体幹を固定するために設計された器具で、首、頭、四肢まで固定するものもあります。近年、より拘束の少ない装具システムや外科手術技術の進歩により、ボディキャストの使用頻度は減少していますが、最大限の固定が不可欠な特定の症例においては依然として重要な役割を果たしています。ボディキャストは、特に背部装具を継続的に装着することが難しい幼児など、小児患者によく用いられます。また、脊椎損傷、先天性奇形、脊椎、骨盤、大腿上部の重度の外傷を修復するための大手術後にも使用されます。

一般的なタイプであるボディジャケットは、胴体を覆い、肩ストラップが付いているため、特に胸椎や腰椎の損傷に対して安定性を高めることができます。これらのギプスは、脊椎の正しい位置を維持し、治癒を妨げる可能性のある動きを防ぐために、綿密に成形されています。ボディギプスは効果的であるものの、動きを制限する性質や、衛生面や可動性に課題があるため、非常に不快な場合があります。場合によっては、創傷処置や医療モニタリングのために、ギプスに開口部や窓が設けられることもあります。

EDF（伸長、回旋、屈曲）ギプスは、乳児特発性側弯症の治療に使用される特殊な整形外科用器具です。この矯正方法は、英国の側弯症専門医ミン・メータによって開拓され、重要な発達期に脊椎の成長と整列を誘導するように設計された非外科的アプローチです。^{[ 3 ]}側弯症は、冠状面、矢状面、軸方向のすべての平面で矯正を必要とする三次元的な脊椎変形であり、EDFギプスはこの複雑なニーズに対応します。牽引を用いることで、EDF法は脊椎を伸長し、椎骨と骨盤を回旋させ、前弯と全身の整列を改善し、患者の姿勢と身体機能を大幅に向上させます。

EDFギプス法は、その設計と適用方法においてリッサーギプス法とは異なります。EDFギプスは、弯曲のパターンと重症度に応じて肩の上または下に配置され、各小児の解剖学的構造に合わせて調整されます。重要な特徴は、前面にある大きなキノコ型の開口部で、これにより胸郭の適切な拡張と呼吸が促進されます。背面には、弯曲の凹側に小さな切り欠きが戦略的に配置され、正中線で止まります。この切り欠きは、切り欠きのないギプスと比較して、回旋矯正を改善し、脊椎のアライメントを向上させることが示されています。このギプス法における伸長、回旋矯正、屈曲の組み合わせは、脊柱側弯症を矯正し、適切な脊椎の発達を導く効果的な早期介入となります。

ギプスは、体幹と1本または複数の四肢を覆い、複数の関節の安定化が必要な怪我や症状を固定します。ギプスは上肢と下肢の両方に使用できます。例えば、肩用ギプスは体幹と片腕を覆い、通常は手首または手まで伸びます。かつては重度の肩の怪我によく用いられていましたが、現在では特殊な副木やスリングが主流となり、回復期の関節の硬直を防ぐために早期の可動域訓練が推奨されるようになったため、ほとんど使用されていません。

一方、股関節ギプスは、体幹と片足または両足を固定するために使用されます。種類としては、体幹と片足（足首または足まで）を覆うシングル股関節ギプス、体幹と両足を覆うダブル股関節ギプス、片足を完全に覆い、もう片方の足を膝上まで覆うワンハーフ股関節ギプスなどがあります。体幹を覆う範囲は、特定の損傷や状態、および外科医の好みによって異なり、脊椎の可動性を確保するためのへそから、まれに肋骨や脇の下まで覆う場合もあります。股関節ギプスは、大腿骨骨折の整復位の維持、乳児の先天性股関節脱臼の治療、手術後の股関節と骨盤の安定化によく使用されます。

場合によっては、ギプスが脚全体を覆わず、膝上までしか覆わないことがあります。このようなギプスはパンタロンギプスと呼ばれ、腰椎や骨盤の固定に用いられることがあります。このような怪我にギプスを装着する場合、十分な安定性を確保するために、通常は胴体部分が脇の下まで伸びます。

石膏ギプスは、綿包帯に石膏を混ぜ合わせたもので、水に濡らすと固まります。石膏は、焼成石膏（焙焼石膏）を粉砕して微粉末にしたものです。水を加えると、溶解性の高い硫酸カルシウムが比較的溶解しにくい形態に戻り、熱が発生します。

2 (CaSO ₄・1/2 H ₂ O) + 3 H ₂ O → 2 (CaSO ₄・2H ₂ O) + 熱^{[ 4 ]}

未加工の石膏の硬化は混合後約10分で始まり、約45分で完了しますが、鋳型が完全に乾燥するには72時間かかります。^{[ 5 ]}

合成素材の包帯も使用される。ポリウレタンを含浸させたニットグラスファイバー包帯や、熱可塑性樹脂の包帯がよく使われる。これらは石膏包帯よりも軽く、乾燥もはるかに速い。しかし、石膏の方が成形しやすく、ぴったりとフィットしてより快適である。さらに、石膏ははるかに滑らかで、衣服に引っかかったり、皮膚を擦りむいたりしない。^{[ 6 ]}

従来のギプスライナーは、汗を吸収して肌をドライに保つ綿や合成素材で作られています。しかし、現代のギプスでは、耐久性と快適性を高めるために、グラスファイバーやポリエステル製のライナーがよく使われています。中には、ギプスを装着したまま入浴や水泳ができるように、防水性に特化したライナーもあります。こうした防水ライナーは、ポリウレタンや特殊な合成繊維など、水がギプス内部に浸透するのを防ぐ素材で作られています。防水ライナーは利便性が高い反面、装着時間と費用が増加する可能性があります。

FlexiOHのような洗えるギプスは、通気性が良く、皮膚の衛生状態を良好に保ちます。このギプスを装着すれば、入浴したり、雨の中外出したりすることができます。これらのギプスは、石膏やグラスファイバー製の従来のギプスよりも優れた治療効果をもたらすという利点があります。これらは、防水性、洗浄性、軽量性、強度、快適性を兼ね備えた、次世代の整形外科用固定光硬化特殊樹脂技術であり、骨折からの回復をサポートします。

これらの包帯はラレーの方法よりは改良されていたものの、理想とは程遠いものであった。装着と乾燥に時間がかかり、縮んだり歪んだりすることが多かった。1800年頃、トルコで観察した骨折の治療法を記述したイギリスの外交官で領事のウィリアム・イートンがヨーロッパで大きな関心を集めた。彼は、患者の脚の周りに石膏（パリ石膏）を成形して固定すると記した。萎縮や腫れの軽減によりギプスが緩んだ場合は、隙間を埋めるために石膏を追加した。しかし、パリ石膏の使用を病院に適応させるには時間がかかった。1828年、ベルリンの医師たちは、細長い箱に湿った砂を詰めて骨を並べることで脚の骨折を治療していた。砂の代わりにパリ石膏を使用することは、次の論理的なステップであった。しかし、ギプスは重くてかさばるため、患者は寝たきりになってしまい、このようなギプス療法は成功しなかった。

石膏包帯は、平時の駐屯地にいた軍医と前線で従軍していた軍医の2人によって、異なる形で導入されました。 アントニウス・マティセン（1805年～1878年）は、オランダのブデルで生まれました。父親は村の医師でした。彼はブリュッセル、マーストリヒト、ユトレヒトで教育を受け、1837年にギッセンで医学博士号を取得しました。彼はオランダ軍の軍医として全キャリアを過ごし、1851年にハールレムに駐屯していた際に、石膏包帯の適用方法を開発しました。彼の方法を説明した短いメモが1852年1月30日に発表され、その後すぐに、より詳細な説明が続きました。これらの説明の中で、マティセンは、必要な材料は簡単なものだけで、包帯は補助なしで素早く適用できることを強調しました。包帯はすぐに硬化し、ぴったりとフィットし、窓を開けたり、二つに割ったり（張力緩和のために切断したり）することも容易でした。マティセンは、通常はリネンなどの粗い織りの布地に、乾燥した石膏をしっかりと擦り込んだ包帯を使用した。包帯は、塗布する際に湿らせたスポンジやブラシで湿らせ、固まるまで手で擦り続けた。

石膏包帯は、1850年代のクリミア戦争中にニコライ・イヴァノヴィチ・ピロゴフ（1810-1881）によって、多数の負傷者の治療に初めて用いられた。ピロゴフはモスクワで生まれ、そこで初等教育を受けた。ドルパト（現在のエストニア、タルトゥ）で医学の学位を取得した後、ベルリンとゲッティンゲンで学び、外科教授としてドルパトに戻った。1840年には、サンクトペテルブルクの軍事医学アカデミーの外科教授となった。ピロゴフはロシアにエーテル麻酔の使用を導入し、断面解剖学の研究に重要な貢献をした。後援者であるヘレン・パヴロヴナ大公妃の支援を受けて、フローレンス・ナイチンゲールがイギリスの軍病院で同様のプログラムを開始したのと同時期に、軍病院に女性看護師を導入した。

セウティンはロシア中を旅して「糊付け包帯」を実演し、その技術は1837年までにロシア陸軍と海軍の両方に採用された。ピロゴフは、石膏包帯の使用を彫刻家の工房で観察していた。その彫刻家は、液状の石膏に浸した麻布の帯を使って模型を作っていた（この技法は「モドロク」と呼ばれ、今でも人気がある）。ピロゴフはマティセンの研究を知っていたものの、独自の方法を開発していった。ピロゴフの方法では、粗い布を石膏混合液に浸し、それを患部に当て、患部は靴下か綿パッドで保護した。大きな包帯は木片で補強した。

時が経ち、この方法が主流になるにつれて、皮膚と空気の接触を遮断することに伴う問題点について意見の相違が生じ、同時にいくつかの改良も加えられました。最終的にピロゴフの方法に取って代わられたのがマティセンの方法でした。1860年にはすでに提案されていた改良点の一つに、乾燥した石膏にアルコールに溶かしたシェラックの混合物を塗ることで、包帯を耐水性にするという方法がありました。最初の市販の包帯は1931年にドイツで製造され、セロナと呼ばれました。それ以前は、包帯は病院で手作りされていました。

石膏ギプスを装着すると、約0.5%膨張します。使用する水の量が少ないほど、線膨張率は高くなります。 硬化時間を調整するために、硫酸カリウムを促進剤として、ホウ酸ナトリウムを遅延剤として 使用することができます。