一 矫形器的基本功用
矫形器是一种以减轻四肢、脊柱骨骼肌肉系统的功能障碍为目的的体外支撑装置，主要有以下基本作用：(1)稳定和支持：通过限制关节异常活动，稳定关节，陵复其承重功能，如脊髓损伤下肢肌肉麻痹者使用的膝踝足矫形器用于稳定膝躁关节，以利站立和步行；(2)固定和保护：通过对病变肢体或关节的固定和保护，促进病变痊愈，如用于治疗骨折的各种骨折矫形器；(3)预防、矫正畸形：多用于肌力不平衡或静力作用引起的骨与关节畸形，如先天性马蹄内翻足。以预防为主，多用于儿童，因儿童生长发育阶段由于骨关节生长存在生物可塑性，可得到一定的矫形效果；(4)减轻轴向承重：指减轻肢体或躯干的长轴承重．如坐骨承重矫形器用于治疗股骨头无菌性坏死；(5)抑制站立、步行中的肌肉反射性痉挛：如硬踝足塑料矫形器用于脊髓损伤患者可以防止步行中出现痉挛性马蹄内翻足，改善步行功能；(6)改进功能：指改进患者步行、进食等日常生活和工作能力，如帮助手部畸形患者改进握持功能的腕手矫形器
二 膝关节矫形器的分类
目前市场上的膝关节矫形器，按用途可分为：固定用膝矫形器、矫正用膝矫形器、稳定用膝矫形器、助力用膝矫形器、免荷用膝矫形器等按照临床适应症可分为：伸展力低下膝矫形器、韧带损伤用膝矫形器、关节不稳定用膝矫形器、关节挛缩用膝矫形器等。按照矫形器形式可以分为：固定型、角度可调型、运动型护膝。矫正用膝关节矫形器主要是治疗和缓解膝关节老化磨损所引起的膝关节骨性关节炎，以及常见的膝内翻和膝外翻。
三 膝关节矫形器的生物力学原理
矫形器功能是固定与保护、预防和 矫正畸形、减轻体重和改善功能。运动损伤中矫形器主要的功能通常作为辅助治疗和预防手段。矫形器生物力学原理主要是固定、矫正、免荷、补高。
1.固定目标是完全限制肢体某节段(或关节)的运动一一静置；也即限制关节非正常、非生理性的运动，允许正常的生理性运动——运动导向。原理是成对三点力作用，常用于骨折、膝关节不稳等。要求不影响固定范围之外的关节功能，但固定实际上也对患者本身相关肢体的其他各个关节运动角度和力矩产生一定影响。
2.免荷减轻肢体某节段骨骼(关节)的轴向负重，在需要免荷部位的上部对肢体进行支撑达到免荷目的。在克服重力对骨关节产生负荷作用的同时，一定要避免肌力对骨关节的负荷作用。对骨关节免荷的同时必须限制该节段的运动。限制运动一方面可以防止运动产生的磨擦负荷，一方面可以防止肌肉活动，避免产生附加肌力，主要应用于踝部骨折。
四 膝关节矫形器存在的问题
膝关节矫形器应用于临床矫正治疗已经有近四十年的历史，在为广大患者减轻病痛方面做出了巨大的贡献。而就目前临床上应用的矫形器而言，膝关节矫形器还存在很多问题或者不足需要改进和提高。
首先，机械调整方式智能化程度太低。现在用于矫形的膝关节矫形器的佩戴都是要医师在影像学资料指导下协助患者佩戴完成，这就导致调整关节支具受到很大的人为因素影响。影像学的准确性、医师观察影响的细致性、医师操作的熟练和准确性都会直接影响佩戴效果。而且随着矫形器佩戴时间增加，患者(以内外翻为例)的内外翻角度将会减小，这就要求不断的调节关节矫形器，以调整作用力来适应新的-情况。如果患者每次调节都需要医师协助完成，那么势必会给患者带来巨大的负担。所以智能化太低的调整方式也是关节矫
形器发展的一个瓶颈。
其次，治疗手段单一。目前临床上应用的矫形器，几乎都是应用生物力学原理及相关的机械结构对关节疾病进行力学矫正和治理。这种治疗原理的单一性直接导致矫形器治理手段的单一化，而机械结构相对简单性根本无法达到医学上精确治疗的目的，这是一个亟待解决的问题。人们将不能满足于粗放的矫正治疗方式，对精细准确的治疗需求将会不断增多。
最后，舒适性和轻便性有待改进。经过四十多年的发展，我们看到关节矫形器在便携性和轻便性方面已经取得了长足的进步。但是还是存在诸多问题，例如：钢制材料与腿部的贴合度一般较差；与身体直接接触的部分材料防过敏及透气性都比较差，而矫形器又是长时间佩戴的医疗器械，这就导致不少患者皮肤受到损伤。
膝关节矫形器的研究方向和发展趋势
根据目前膝关节矫形器所存在的主要问题，未来膝关节矫形器的研究方向和发展趋势大致分为三个方向：
1.改进创新。机械调整方式智能化程度太低，就要求未来的矫形器开发要向着智能化、数字化方向发展。尽量减少人为因素的干扰，降低因为操作的不准确性而给患者带来的二
次伤害或者治疗效果不佳。未来的矫形器，将会携带编写生物参数测量设备，对于患者的生理参数做量化处理，并经过计算得出调节方式，最终给出科学合理的机械调节方案，尽量减少人的影响程度，以达到矫形器的智能化。
2.整合创新。未来的膝关节矫形器一定会进行整合式创新，从而突破现在治疗手段过于单一的弊病。目前临床上用电、磁方法治疗关节、肌肉、神经方面的疾病已经很成熟，并且效果也都不错。而膝关节矫形器也正是用来做这方面治疗的，所以完全可以以膝关节矫形器为平台载体，搭载微型电、磁治疗设备，使得两种治疗方式得到结合，优势互补，这样可以让患者用最小的成本得到最佳的治疗效果。
3.材料创新。很多与皮肤贴台度高、透气性强、强度高但重量轻的材料已逐步取代原来的医用材料被广泛的应用。但是在矫形器领域，目前还没有进行大的更新换代，所以未来会有新材料技术在矫形器领域的应用，用以克服现在矫形器在舒适性和轻便性方面的问题。
