PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69625178T2 24.07.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0806193
Titel Montagevorrichtung für künstliche Gliedmassen
Anmelder Helmy, Nashat N., Golden Valley, Minn., US
Erfinder Helmy, Nashat N., Golden Valley, Minn., US
Vertreter Klunker, Schmitt-Nilson, Hirsch, 80797 München
DE-Aktenzeichen 69625178
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 07.05.1996
EP-Aktenzeichen 964009799
EP-Offenlegungsdatum 12.11.1997
EP date of grant 04.12.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.07.2003
IPC-Hauptklasse A61F 2/78

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine weiche, elastomere Verbundhülse zur Verwendung bei der Anbringung eines künstlichen Gliedmaßes an dem Stumpf eines Amputierten. Im spezielleren offenbart die Erfindung eine flexible, bauchig-zylinderförmige, polymere, elastomere Stützhülse mit integraler Netzverstärkung, die für kontrollierte Dehnungsgrenzen sorgt und eine weiche sowie angenehme Greiffläche schafft.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Elastische Stützen zum Anbringen einer Prothese sind in der Technik allgemein bekannt. Beispielsweise offenbart David Beldzinsky in dem US-Patent Nr. 4,479,272 eine Mehrzahl von Hüllen, die sich entlang einer Hülse einer Gelenkprothese erstrecken. Die äußerste Hülle ist oben und unten offen und erstreckt sich von der Oberseite der Hülse nach unten über die eigentliche Prothese, um die Prothese festzuhalten. Eine innere Hülle wird bei der Anbringung der Prothese an einem Amputierten zuerst über den oberen Rand der äußeren Hülle gefaltet und dann wieder mit der äußeren Hülle zusammengefaltet, um einen Rand zu bilden, der an dem oberen Rand der Prothese anliegt.

Michael R. Ross offenbart in dem US-Patent Nr. 4,908,037 eine Hülse zum Anbringen einer Prothese an einem teilweise amputierten Gliedmaß des Körpers eines Patienten. Die Hülse ist aus einem elastomeren Material hergestellt, das eine rohrförmige Gestalt aufweisen kann. Eine ringförmige Rippung ist an einem Ende an der Innenwandung der Hülse ausgebildet. Die Rippung tritt mit dem Gliedmaß in Berührung und erzeugt eine Saugdichtung, durch die die Prothese angebracht wird.

Jolly et al. offenbart in dem US-Patent Nr. 4,822,371 eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese weist eine elastische Aufhänghülse mit zwei kreisförmigen Enden auf, die die untere Extremität des Patienten sowie die Prothese umschließen und an diesen angreifen. Die Hülse weist ein inneres zylinderartiges Feld auf, das eine Gewebeoberfläche mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten besitzt. Das innere Feld dient zum Reduzieren von Irritationen bei dem Träger sowie zum Steigern der Langlebigkeit und Festigkeit der Hülse.

Keine dieser Vorrichtungen sieht eine Netzverstärkung einer Befestigungshülse oder kontrollierte Dehnungsgrenzen vor, die entlang der Länge und des Umfangs der Hülse unterschiedlich sind. Ferner sieht keine dieser Vorrichtung eine Anpassung zwischen dem umschlossenen Fleisch und der Hülse vor, um Druckstellen zu vermindern.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elastische Aufhänghülse, die derart dimensioniert ist dass sie über den Stumpf eines Amputierten passt, sowie eine Prothese. Die Hülse ist allgemein bauchig-zylinderförmig mit offenen Enden und ist aus Polyurethan-Elastomermaterial oder anderen weichen Elastomeren mit den nachfolgend noch zu beschreibenden Eigenschaften in Form einer offenen bauchigen Zylinderform ausgebildet. Eine bauchige Zylinderform reduziert die Größe der Hülsenenden und steigert die Greifkraft für eine gegebene Hülsengröße. Die Ausbildungsart des Materials sorgt für diese feste Greifwirkung bei weichem, glattem und angenehmem Kontakt mit der Haut und dem Hautgewebe.

Das ausgewählte weiche elastomere Material weist vorzugsweise die Elastizitäts-, Stoßaufnahme-, Lastaufnahme- und Energieaufnahmeeigneschaften der Haut des Patienten und des darunter liegenden Fettgewebes auf, die der Hülse benachbart sind, um Druckstellenprobleme zu vermindern. Das ausgewählte weiche elastomere Material ist vorzugsweise auch haftend, um die Aufrechterhaltung der Position zu erleichtern, sowie transparent, damit jegliche verbliebenen Druckstellenprobleme direkt beobachtet werden können. Das ausgewählte weiche elastomere Material sollte auch in der Lage sein, eine. Längung zwischen 700% bis 1600% relativ zu der ursprünglichen Dimension auszuführen, jedoch anschließend in die ursprünglichen, ungedehnten Dimensionen zurückzukehren, und zwar mit einer Abweichung von 1 bis 5% von diesen. Aus diesem Grund sollte das elastomere Material sehr weich und dehnbar sein und ein sehr hohes Maß an elastischem Erinnerungsvermögen aufweisen.

Eine Verstärkungsbahn, die einstückig mit der Hülse aus Nylon oder Polyurethan oder einem Material mit ähnlicher Festigkeit und Flexibilität geformt ist, kontrolliert die Dehnungsparameter und gestattet der Hülse ein Dehnen von vier Mal mehr um ihren Umfang als entlang ihrer Länge. Diese Kombination führt zu einer Hülse, die aufgrund der Einschränkung der Längsdehnung durch die Bahnverstärkung fest an dem Oberschenkel und der Prothese angreift, jedoch aufgrund der Einschränkung der Längsdehnung sowie der Bahnverstärkung eine hohe Anbringfestigkeit erzielt. Die zusätzliche Dehnung, die in Umfangsrichtung möglich ist, vermindert die Schwierigkeiten beim Dehnen der Hülse über den Stumpf und die Prothese. Die Bahnverstärkung eliminiert ferner das Problem eines Defekts, bei dem selbst ein kleiner Riss eine Schnittausbreitung sowie den vollständigen Verlust der Hülse und damit einen vollständigen Verlust der Stütze hervorrufen kann. Die Tatsache, dass die physikalischen Eigenschaften des Materials eng an die des Fleisches des Patienten unter der Hülse angepasst sind, sorgt für eine starke Reduzierung von Druckstellen zusammen mit den diese begleitenden Problemen. Dieser Verbundkörper aus einem äußerst dehnbaren Elastomer mit hohem Erinnerungsvermögen schafft bei Arretierung mittels der Bahnkapselung ein Mittel mit kontrollierter Dehnung und rascher Rückstellung, während der Amputierte läuft, abwinkelt, usw.

Die bauchig-zylindrische Form der Hülse sorgt auch für eine starke Reduzierung des Problems des Zurückrollens entlang der Ränder, wie dies bei früheren Lösungen vorliegt. Dieses Zurückrollen ist nicht nur für den Träger unangenehm, sondern es reduziert auch das Ausmaß der Berührungsfläche, wobei dies zu einem Lösen der Hülse führen kann. Je stärker das Zurückrollen, desto mehr erzeugt die Hülse Druckstellen auf der Haut sowie Rötung. Die Hülsenlänge vermindert somit die Gesamtangreiffläche.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen:

Fig. 1 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht unter Darstellung der Erfindung im Gebrauch;

Fig. 1a eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht unter Darstellung der Erfindung im Gebrauch, bei Anwendung bei einem Amputierten, wobei sich der Stumpf unterhalb des Knies befindet;

Fig. 2 eine Perspektivansicht der Hülse alleine;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung im allgemeinen entlang der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine fragmentarische perspektivische, stark vergrößerte Detaildarstellung eines Netzes, das in die Hülsenwandung eingebettet ist;

Fig. 5 eine vereinfachte Darstellung des Netzmusters im unbelasteten Zustand;

Fig. 6 eine vereinfachte Darstellung des Netzmusters in einer gedehnten Konfiguration;

Fig. 7 eine vereinfachte Darstellung eines rautenförmigen Musters in einer unbelasteten Konfiguration;

Fig. 8 eine vereinfachte Darstellung eines rautenförmigen Musters, das in Längsrichtung gedehnt ist; und

Fig. 9 eine vereinfachte Darstellung eines Rautenmusters, das in Umfangsrichtung gedehnt ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Die Hülse 10, wie sie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, ist typischerweise aus elastischem Polyurethan hergestellt und zu einem allgemein zylinderförmigen Flachmaterialkörper geformt der Endöffnungen 12A und 128 aufweist. Die Wand 14 der Hülse 10 weist Biegestellen 16A und 16B auf, die von jedem betreffenden Ende in Richtung nach innen beabstandet sind, wobei die Wand mit einer nach innen gehenden Verjüngung von der Biegestelle zu dem Hülsenende verläuft. Dies führt im wesentlichen zu einer bauchigen Zylinderform für die Hülse 10. Diese bauchige Zylinderform schafft kleinere Öffnungen 12A und 12B an den Enden der Hülse 10 als dies bei einer geraden Zylinderform der Fall wäre, um dadurch eine größere Greifspannung für eine gegebene Hülsengröße zu sorgen. Diese bauchige Zylinderform widersetzt sich auch einem Umrollen an den Enden, das ansonsten zu Unbehagen beidem Träger führen würde.

Eine Bahn bzw. Lage, die in diesen Figuren nicht dargestellt ist und die an die dargestellte Formgebung der Hülse 10 angepasst ist, ist in die Wand 10 eingebettet, wobei die Ebene der Bahn zwischen der Außenfläche 15A und der Innenfläche 15B der Wand 14 liegt.

Bei einer typischen Anordnung zum Befestigen einer Prothese, wie sie hier in Fig. 1 und Fig. 1a zum Zweck der Erläuterung gezeigt ist, weist das proximale Ende der Prothese 20 eine Aufnahme 26 auf, die zum Zusammenwirken mit einem Verbinder 24 ausgebildet ist, der sich von dem distalen Ende einer Auskleidung 22, die den Stumpf 18 eines Patienten überdeckt, nach unten erstreckt sowie an dieser angebracht ist. Typischerweise befindet sich der Stumpf unterhalb des Knies, wie dies in Fig. 1a gezeigt ist. Es kann zwar eine Anzahl von anderen Anordnungen vorgesehen werden, doch alle derselben sehen für den Stumpf irgend eine Art von Abdeckung vor, die an einer Prothese angebracht und mit dieser verbunden wird. Bei allen diesen Anordnungen ist irgend eine Art von Befestigungseinrichtung zum sicheren Festhalten einer Prothese an dem Stumpf erforderlich.

Die Hülse 10 ist dargestellt beim Festhalten an einem Stumpf 18 eines Patienten sowie an dem proximalen Ende einer Prothese 20. Die Auskleidung 22 weist ein distales Ende auf, das mit der proximalen Ende der Prothese 20 in Verbindung tritt. Die Hülse 10 muss gedehnt werden, um ein Angreifen der Auskleidung 22 beim Umschließen des Oberschenkels 18 sowie des proximalen Endes der Prothese 20 zu bewerkstelligen. Diese Dehnung bildet die Befestigungseinrichtung und schafft die Anbringfestigkeit zum Halten der Prothese an dem Stumpf.

Das weiche, elastomere Verbundmaterial für die Hülse 10 ist vorzugsweise sehr ähnlich den Elastizitäts-, Stoßaufnahme-, der Lastaufnahme- sowie Energieaufnahmeeigenschaften der Haut des Patienten sowie des darunter liegenden Fettgewebes angrenzend an die Hülse, um dadurch Druckstellenprobleme zu vermindern. Das verwendete Material sollte vorzugsweise transparent sein, um eine direkte Beobachtung des Stumpfes sowie die Eliminierung von jeglichen solchen Druckstellenproblemen zu ermöglichen.

Für eine optimale Festigkeit und einfache Verwendbarkeit muss das für die Hülse 10 gewählte weiche elastomere Material auch in der Lage sein, eine Längung von bis zu 700% bis 1600% der ursprünglichen Dimension auszuführen, jedoch anschließend mit einer Abweichung innerhalb von 1 bis 5% in die ursprünglichen, ungedehnten Dimensionen zurückzukehren. Die Gründe für diese Erfordernisse werden im folgenden erläutert.

Ein Verstärkungsnetz 28, das einstückig mit der Hülse 10 geformt ist und zwischen der äußeren Oberfläche 15A und der inneren Oberfläche 15B innerhalb der Wand 14 liegt, ist in den Fig. 4 bis 9 dargestellt. Das Netz 28 kann aus Nylonsträngen, Polyurethan oder ähnlichem Material mit ähnlicher Festigkeit und Flexibilität hergestellt werden.

Die Stränge des Netzes 28 sind in zwei verschiedenen Webmustern angeordnet, um zwei separate Ausführungsformen zum Kontrollieren der Dehnungsparameter zu schaffen sowie der Hülse eine Dehnung von etwa vier Mal mehr in Umfangsrichtung als entlang der Länge zu ermöglichen.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen ein erstes Webmuster, bei dem allgemein parallele Stränge 30 mit Strängen 32 ineinander greifend angeordnet sind, um ein allgemein trapezförmiges Muster zu bilden. Eine Mehrzahl trapezförmiger Muster wird gebildet durch die allgemein parallelen Stränge 30 in ineinander greifender Anordnung mit nicht-horizontalen Strängen 32, die zum Bilden der Seiten eines sich wiederholenden Trapezmusters angeordnet sind. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, sind die Stränge 30 und 32 innerhalb der Hülse 10 derart ausgerichtet, dass die Stränge 30 im allgemeinen in Umfangsrichtung der Hülse angeordnet sind, während die Stränge 32 allgemein in Längsrichtung der Hülse angeordnet sind.

Fig. 6 zeigt eine Hülse 10, die entlang beider Richtungen gedehnt ist, woraus ein stärker rechteckig ausgebildetes Strangmuster resultiert. Diese natürlich auftretende, resultierende rechteckige Formgebung eines gedehnten Trapezmusters führt dazu, dass der in Richtung der Stränge 30 verlaufende Umfang der Hülse 10 stärker erweitert ist als die Länge in Richtung der Stränge 32, wobei die Distanz zwischen den Strängen 32 in etwa um einen Faktor von 2 erweitert ist und die Distanz zwischen den Strängen 30 in etwa um einen Faktor von 5/4 erweitert ist. Dies führt dazu, dass eine Dehnungsgrenze entlang der Länge zwischen den Strängen 30 ein Viertel der Dehnungsgrenze um den Umfang zwischen den Strängen 32 beträgt.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen ein Netz aus Nylonelastomersträngen, die zu einem rautenförmigen Webmuster geformt sind, wobei im wesentlichen parallele Stränge 34 ineinander greifend mit im wesentlichen parallelen Strängen 36 angeordnet sind, was zu einer Mehrzahl von Rautenmustern führt, von denen jedes eine Längsdimension 38 und eine Umfangsdimension 40 aufweist. Die Längsdimension 38 ist relativ zu der Umfangsdimension 40 um ein Verhältnis von 5/4 bis 2 größer ausgebildet.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wird beim Dehnen der Hülse 10 in Längsrichtung aufgrund der Tatsache, dass die Umfangsdimension geringer ist als die Längsdimension, das Muster nach einem relativ geringen Ausmaß an Dehnung in Richtung auf ein Gebilde ähnlich einer Linie gedehnt. Umgekehrt dazu wird in der in Fig. 9 gezeigten Weise bei Dehnung der Hülse 10 in Umfangsrichtung das Muster nach einem relativ größeren Ausmaß an Dehnung in Richtung auf ein Gebilde ähnlich einer Linie gedehnt. Da die Hülse 10 nur durch Erweitern der Stränge 34 oder 36 gedehnt werden kann, nachdem das rautenförmige Muster zu einer geraden Linie kollabiert bzw. zusammengeklappt worden ist, begrenzt das Zusammenklappen dieses Muster in wirksamer Weise das Ausmaß an möglicher Dehnung. Da die Umfangsdimension und die Längsdimension ungleiche Längen aufweisen, ist die Grenze für das Ausmaß an Dehnung in diesen beiden Richtungen unterschiedlich. Die Ausbildung des Verhältnisses der. Längsdimension und der Umfangsdimension in der vorstehend erläuterten Weise führt zu einer Umfangsdehnung, die in etwa auf das Doppelte des ungedehnten Ausmaßes begrenzt ist, sowie zu einer Längsdehnung, die in etwa auf 5/4 des ungedehnten Ausmaßes begrenzt ist.

Diese beiden Ausführungsformen, die beide zu einer geringeren Dehnungsgrenze entlang der Länge der Hülse 10 um einen Faktor von einem Viertel relativ zu der Dehnungsgrenze um den Umfang führen, schaffen eine Reihe von Vorteilen. Die größere Dehnungsgrenze um den Umfang der Hülse 10 reduziert die erforderliche Kraft und somit die resultierenden Schwierigkeiten beim Anbringen der Enden der Hülse an einem Stumpf 18 oder einer Prothese 20 und führt ferner zur Bildung eines dichtungsartigen Angreifens um den Stumpf herum unter Aufrechterhaltung eines weichen und angenehmen Kontakts.

Die Längsdehnungsgrenze der Hülse 10 gestattet die Verwendung von Polyurethan-Elastomermaterial für die eigentliche Hülse, das recht weich ist und den physikalischen Eigenschaften des umschlossenen Fleisches eng angepasst ist. Dies führt zu einer starken. Reduzierung von jeglichen Druckstellenproblemen. Wenn diese Dehnungsgrenze und Bahnverstärkung nicht vorgesehen wären, würde die Hülse 10 die Prothese 20 nicht optimal, d. h. mit optimaler Festigkeit und Greifwirkung für den praktischen Einsatz, mit der Hülse 10 verbinden.

Die Verwendung eines Netzes aus Nylon, Polyurethan oder einem anderen Material mit ähnlicher Festigkeit und Ausbildung unterbindet ein weiteres ernsthafteres Fehlerproblem, das dann auftreten kann, wenn ein kleiner Schnitt, ein Loch oder ein Riss sich vollständig über die Hülse fortsetzt und zu einem vollständigen Stützdefekt führt.

Die beiden vorstehend offenbarten Muster schaffen die gewünschte Dehnungsgrenze. Es kann jedoch eine Reihe ähnlicher Muster bei Kombination mit der weichen elastomeren Hülse aus geeignetem Material zu identischen oder ähnlichen Dehnungsgrenzen führen.

Es versteht sich, dass das Verhältnis der Dehnung in der Umfangsdimension zu der Dehnung in der Längsdimension von dem vorstehend speziell beschriebenen Verhältnis (d. h. 4 : 1) verschieden sein kann. Zum Beispiel kann ein Bereich geeigneter Verhältnisse zwischen 2 : 1 und 6 : 1 variieren. Was wichtig ist, ist dass die vorstehend erläuterten, geeigneten Eigenschaften und Merkmale erzielt werden.

Die hierin vorgeschlagenen Materialien besitzen die erforderlichen physikalischen Eigenschaften, wobei diese Vorschläge nicht einschränkend sein sollen. Es können jegliche Materialien, die die vorstehend erläuterten Materialerfordernisse erfüllen, als Ersatzmaterialien mit identischen oder ähnlichen Ergebnissen verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung ist zwar unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsbeispiele beschrieben worden, jedoch sollen diese Beschreibungen nicht einschränkend verstanden werden. Unter Bezugnahme auf diese Beschreibungen erschließen sich dem Fachmann verschiedene Modifikationen der erläuterten Ausführungsformen sowie weiterer Ausführungsformen der Erfindung. Es ist daher ins Auge gefaßt, dass die beigefügten Ansprüche alle solchen Modifikationen oder Ausführungsformen umfassen sollen, die im wahren Umfang der Erfindung liegen.


Anspruch[de]

1. Vorrichtung zum sicheren Festhalten einer Prothese an einem Stumpf eines Amputierten, aufweisend:

a) eine elastomere Hülse (10) mit einer allgemein offenen Zylinderform mit einem ersten und einem diesem gegenüberliegenden zweiten offenen Ende (12A, 12B) sowie mit einer äußeren und einer diesen entgegengesetzten inneren Oberfläche (15A, 15B), die zueinander parallel sind und dazwischen einen Flächenkörper bilden,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Hülse die Eigenschaft hat, dass sie ohne Reißen bis auf das Zweifache ihrer ursprünglichen ungedehnten Dimension gedehnt werden kann, jedoch bei Freigabe in ihre ursprüngliche Dimension zurückkehrt;

b) dass die Hülse eine einstückig damit ausgebildete Netzverstärkung (28; 29) aufweist; wobei das Netz eine erste Dimension in Umfangsrichtung und eine dazu senkrechte, zweite Dimension in Längsrichtung in der Ebene des Netzes aufweist; wobei das Netz ferner eine Dehnungssteuereinrichtung (28, 30, 32; 29, 34, 36) aufweist zum Steuern des Gesamtausmaßes an Hülsendehnung in unterschiedlichen Richtungen derart, dass das Gesamtausmaß an Dehnung längs der ersten Dimension in einem Bereich des Zwei- bis Sechsfachen des Gesamtausmaßes der Dehnung längs der zweiten Dimension ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Dehnungssteuereinrichtung ein Netz (28) mit einer Mehrzahl einander kreuzender und ineinander greifender, erster und zweiter Stränge (30, 32) aufweist, die eine Mehrzahl allgemein trapezförmiger Gebilde bilden, wobei einander benachbarte erste Stränge (30) parallele Seiten bilden und einander benachbarte zweite Stränge (32) nicht-parallele Seiten der trapezförmigen Gebilde bilden, wobei die ersten Stränge in Bezug auf die Hülse (10) allgemein in Umfangsrichtung orientiert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Dehnungssteuereinrichtung ein Netz (29) mit einer Mehrzahl allgemein paralleler erster und allgemein paralleler zweiter Stränge (34, 36) aufweist, wobei die ersten und zweiten Stränge einander kreuzen und ineinander greifen, so dass eine Mehrzahl allgemein rautenförmiger Gebilde gebildet wird, wobei die Rautenform eine lange Dimension (38) und eine kurze Dimension (40) aufweist, wobei die kurze Dimension mit dem Umfang der Hülse ausgerichtet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich ein Durchmesser des ersten und des zweiten Endbereichs (12A, 12B) jeweils von einer Stelle, die sich in einer vorbestimmten Distanz von dem betreffenden Ende befindet, allgemein linear zu dem betreffenden Ende hin vermindert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hülse (10) aus elastomerem Material gebildet ist, das Elastizitäts-, Stoßaufnahme- und Energieaufnahmeeigenschaften besitzt, die denen der Haut und den Fettgewebeeigenschaften eines der Hülse benachbarten, umschlossenen Stumpfes angenähert sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hülse (10) aus transparentem, elastomeren Material gebildet ist.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com