CH687908A5

CH687908A5 - Verfahren zur Herstellung einer Kniegelenkprthese.

Info

Publication number: CH687908A5
Application number: CH64194A
Authority: CH
Inventors: Gerd Dipl-Ing Heckel
Original assignee: Carbontec Gmbh
Priority date: 1994-03-04
Filing date: 1994-03-04
Publication date: 1997-03-27
Also published as: DE19506912A1; DE19506912C2

Description

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CH 687 908 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kniegelenkorthese nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Kniegelenkorthesen sind in den verschiedensten, den jeweiligen Anforderungen entsprechenden Ausführungsformen erhältlich. Am häufigsten sind Hartschalenorthesen verbreitet, bei denen Oberschenkel- und Unterschenkelschalen über monozentrische oder polyzentrische Gelenke miteinander verbunden sind. Bei einer beispielsweise mit der EP-A 0 567 673 bekannt gewordenen Kniegelenkorthese sind Ober- und Unterschenkelteil mit Bandagen am Ober- bzw. Unterschenkel befestigt und mittels zwei sich seitlich gegenüberliegenden Gelenkschienen gelenkig miteinander verbunden, wobei die Gelenkschienen teleskopartig längenveränderlich ausgebildet sind. Eine Dorsalierung des Unterschenkels über die Rückverlagerung der Gelenkschienen bewirkende Einrichtung besteht aus einem längenveränderlich ausgebildeten Zuggurt, der um die beiden Gelenkschienen herumgeführt ist. Um einen besseren Halt und eine bessere Anpassung an die anatomischen Verhältnisse zu erreichen, weist das Oberschenkelteil eine Kondy-lenbettung auf, die durch einen verformbaren Bereich gebildet wird. Der verformbare Bereich kann aus Silikonmasse bestehen oder mit Gas oder Flüssigkeit gefüllt sein.

Mit derartigen Massnahmen sollen konfektionierte Hartschalenorthesen verbessert werden, wodurch jedoch nicht unerhebliche Mehrkosten entstehen können. Individuell nach einem Gipsabdruck hergestellte Orthesen sitzen und halten besser und sind darum den konfektionierten vorzuziehen. Aus der Zeitschrift «Orthopädie-Technik», 3/92, Seite 228, ist eine aus Carbonfaser individuell angefertigte Kniegelenkorthese bekannt. Bei der Herstellung einer solchen Orthese wird ein die anatomische Form des Kniegelenkes darstellender Gipsabdruck unter Einbezug der angepassten mechanischen Gelenke mit Carbonfasern und Harzen umlaminiert. Nach der Aushärtung wird das Laminat durch Schleifen verputzt. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, dass keine in Serie gefertigten Teile verwendet werden können, da praktisch jede Orthese in eine andere, individuell angepasste Form gebracht werden muss. Das bedingt eine relativ lange Herstellungsdauer, die bis zu fünfzehn Stunden betragen kann. Da es sich bei den verwendeten Harzen um duroplastische Harze handelt, ist eine nachträgliche Korrektur der Form bei auftretenden anatomischen Veränderungen nicht mehr möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei welchem vorstehend erwähnte Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Hierbei werden zwei dem Ober- und Unterschenkel zugeordnete Platten aus warmverformbaren Kunststoff auf eine durch einen Gipsabdruck gegebene, in die Plattenebene abgewickelte Form zugeschnitten und auf eine Verformungstemperatur erwärmt. Die erwärmten zugeschnittenen Platten werden am Gipsabdruck angeformt und mit Bandagen befestigt, wobei ein Ober- und ein Unterschenkelteil gebildet wird. Am Gipsabdruck werden Gelenkadapter für die Befestigung von Gelenken angebracht, an welchen Gelenkarme aus warmverformbaren Kunststoff vorgesehen sind, die nach Erwärmung am Ober- und Unterschenkelteil angeformt und durch Bandagen festgelegt werden. Nach dem Erkalten werden die Bandagen entfernt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, dass die Herstellung einer Kniegelenkorthese beträchtlich vereinfacht wird, da das hergestellte Modell nicht mehr mit Carbonfasern und Harzen umlaminiert werden muss und nach dem Erkalten das zeitraubende Abschleifen entfällt. Die Fertigungszeit verkürzt sich dadurch auf ca. drei bis vier Stunden. Durch die Anwendung genormter Plattengrössen können Bausätze erstellt werden, die im wesentlichen zwei Platten für Ober-und Unterschenkelteil, zwei Dekorplatten, ein Paar Gelenke und ein Klebemittel aufweisen. Durch eine derartige Rationalisierungsmassnahme können zusätzlich Kosten gespart werden.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Anwendung des vorgeschlagenen Materials, da dadurch bei auftretenden anatomischen Veränderungen eine Neuanpassung von Ober- bzw. Unterschenkelteil an die veränderte Form ermöglicht wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der an einem Bein befestigten erfindungsgemässen Kniegelenkorthese,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Kniegelenkorthese gemäss Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht eines Gelenkes der Kniegelenkorthese,

Fig. 4 einen Schnitt des Gelenkes gemäss der Linie IV—IV in Fig. 3 in grösserem Massstab, und

Fig. 5, 6 und 7 perspektivische Darstellungen einiger Arbeitsgänge des Herstellungsverfahrens der Kniegelenkorthese.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Oberschenkelteil und mit 2 ein Unterschenkelteil bezeichnet, die durch Gelenke 3 miteinander verbunden sind. Die nachstehend anhand der Fig. 3 und 4 näher beschriebenen Gelenke 3 sind beispielsweise polyzentrische Gelenke, mit welchen die Abrollbewegung eines Kniegelenkes annähernd erreicht werden kann. An den Gelenken 3 sind Gelenkarme 4, 5 vorgesehen, die mit dem Ober- bzw. Unterschenkelteil 1, 2 verbunden sind. Zwecks Verstärkung sind am Ober- und Unterschenkelteil 1, 2 Brückenelemente 6, 7 in Form von Verbindungsstreifen befestigt, die sich zwischen den Enden der Gelenkarme 4, 5 erstrecken, wobei gabelförmig ausgebildete Enden 6.1 des oberen Brückenelementes 6 die Enden der oberen Gelenkarme 4 umfassen. Die Enden 7.1 des unteren Brückenelementes 7 sind abgeschrägt und liegen an den die gleiche Abschrägung aufweisenden Enden der unteren Gelenkarme 5 an. Ober- und Unterschenkelteil 1, 2 sind an der

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Rückseite des Ober- bzw. Unterschenkels offen, so dass insbesondere der Bereich der Kniekehle freigehalten wird. Wenn wegen anatomischer Gegebenheiten erforderlich, können an den Längsseiten des Ober- und Unterschenkelteiles 1, 2 Ausnehmungen bzw. Einbuchtungen 8, 9 angebracht werden. Das Ober- und Unterschenkelteil 1, 2, die Gelenkarme 4, 5 und die Brückenelemente 6, 7 bestehen aus einem warmverformbaren Kunststoff, insbesondere einem mit der DE-A 4 316 442 bekanntgewordenen faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff. Dieser Kunststoff kann in Platten bestimmter Grösse und Dicke hergestellt werden, die für die Anfertigung von Kniegelenkorthesen besonders geeignet sind. Am Ober- und Unterschenkelteil 1, 2 sind Klettverschlüsse 10 vorgesehen, mit welchen die Kniegelenkorthese an einem Bein befestigt werden kann. Mit 11 ist ein nach einem Bein individuell hergestelltes Modell (in der Praxis meist ein Gipsabdruck; es kann allerdings auch Polyurethan oder Holz als Modellwerkstoff verwendet werden) bezeichnet, mit dessen Hilfe, wie nachstehend näher beschrieben, die Kniegelenkorthese angefertigt wird.

Gemäss Fig. 3 und 4 ist der obere Gelenkarm 4 zwischen zwei erste Zahnsegmentplatten 20 und der untere Gelenkarm 5 zwischen zwei zweite Zahnsegmentplatten 21 angeordnet und mit diesen verbunden, wobei die an den Zahnsegmentplatten 20, 21 vorgesehenen Zahnsegmente 22, 23 miteinander im Eingriff stehen. Die Zahnsegmentplatten 20, 21 und die Gelenkarme 4, 5 sind drehbar auf Distanzhülsen 24 gelagert, die mit einem einen Flansch 24.1 aufweisenden Ende fest auf einer ersten Lagerplatte 25 sitzen. Die Distanzhülsen 24 weisen Innengewinde für die Aufnahme von Flachkopfschrauben 26 auf, wobei im Flachkopf Bohrungen 27 vorgesehen sind. Mittels der Flachkopfschrauben 26 sind die Distanzhülsen 24 mit einer zweiten Lagerplatte 28 verschraubt, wobei die Distanzhülsen 24 derart bemessen sind, dass genügend Spiel für die Drehbewegung der Gelenkarme 4, 5 vorhanden ist. Der Drehwinkel der Gelenke 3 ist durch die Zahnsegmente 22, 23 begrenzt, wobei die dünnen Linien die bei gebeugtem Knie maximal erreichbare Stellung der Gelenkarme 4, 5 darstellt (Fig. 3).

Bei der Herstellung der Kniegelenkorthese wird wie folgt verfahren:

In einem ersten Verfahrensschritt wird eine dem Oberschenkel und eine dem Unterschenkel zugeordnete Platte P aus vorstehend beschriebenem Material beispielsweise durch Sägen mit einem geeigneten Werkzeug W (Fig. 5) auf eine durch das hergestellte Modell (den Gipsabdruck) 11 gegebene, in die Plattenebene abgewickelte Form zugeschnitten. Sodann werden die zugeschnittenen Platten auf eine Temperatur erwärmt, die eine Verformung ermöglicht. Die Erwärmung kann hierbei in einem Umluftofen oder einem Wärmeschrank bei einer Temperatur von annähernd 170° während einer Dauer von ungefähr 20 min. stattfinden. Die erwärmten zugeschnittenen Platten werden danach am hergestellten Modell (Gipsabdruck) 11 angeformt und mit Bandagen befestigt, wobei das Ober-

und Unterschenkelteil 1, 2 gebildet wird. Sodann werden am hergestellten Modell (Gipsabdruck) 11 nicht dargestellte Gelenkadapter angebracht, die je zwei Gewindebolzen aufweisen, an welchen die po-lyzentrischen Gelenke 3 nach Entfernung der Flachkopfschrauben 26 (Fig. 3, 4) befestigt werden. Danach werden mittels eines Föns F mit Spezialdüse die Gelenkarme 4, 5 erwärmt (Fig. 6), am Oberbzw. Unterschenkelteil 1, 2 angeformt und durch Bandagen festgelegt. Um einen besseren Halt zu erreichen, kann das Anformen der Gelenkarme 4, 5 durch örtliches Erwärmen mittels eines Föns mit feiner Düse unterstützt werden. Dann werden die Brückenelemente 6, 7 entsprechend den Abständen zwischen den Enden der oberen bzw. unteren Gelenkarme 4, 5 zugeschnitten, erwärmt, am Oberbzw. Unterschenkelteil 1, 2 angeformt und festbandagiert. Nach der Aushärtung werden die Bandagen entfernt und nach Abnahme der Orthese vom Gipsabdruck 11 die Klettverschlüsse 10 befestigt.

Um eine schönere Oberfläche der Kniegelenkorthese zu erhalten, können zusammen mit den Platten für die Formung des Ober- und Unterschenkelteiles 1, 2 Dekorplatten aus gleichem Material zugeschnitten, erwärmt und unter Abdeckung der Gelenkarme 4, 5 und der Brückenelemente 6, 7 am Ober- bzw. Unterschenkelteil 1, 2 angeformt werden.

Eine weitere Verbesserung kann durch Feinanfor-mung erzielt werden (Fig. 7). Hierbei wird der komplette Orthesenaufbau nach Aushärtung und Entfernung der Bandagen in einem durchsichtigen mit einem Klebemittel abdichtbaren Silikonvakuumbeutel B verpackt und ein Vakuum erzeugt, zu welchem Zweck der Beutel B über einen Schlauch S mit einer Vakuumpumpe verbunden ist. Nach Erwärmung der Orthesenteile mittels eines Föns durch den Beutel B hindurch und der anschliessenden Erkaltung kann der Evakuiervorgang beendet und die Orthese aus dem Beutel B herausgenommen werden.

Bei diesem Verfahren kann dem mit der Anfertigung der Kniegelenkorthese betrauten Fachmann ein Bausatz zur Verfügung gestellt werden, der im wesentlichen zwei Platten für Ober- und Unterschenkelteil, zwei Dekorplatten, ein Paar Gelenke, zwei Brückenelemente und ein Klebemittel aufweist, wobei die Grösse und Dicke der Platten genormt ist.

Mit dem Klebemittel (Glumet) können die vollständig ausgeformten Teile der Kniegelenkorthese fest miteinander verbunden werden. Ebenfalls können die entsprechend geformten Dekorplatten auf die Ober- und Unterschenkelteile mit solchem Klebemittel dauerhaft verbunden werden.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Kniegelenkorthese, die aus einem Ober- und einem Unterschenkelteil (1, 2) besteht, welche mittels Gelenken (3) miteinander verbunden sind und die individuell nach einem Modell (11) herstellbar ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte,

a) dass eine dem Oberschenkel und eine dem

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Unterschenkel zugeordnete Platte (P) aus warmverformbaren Kunststoff auf eine durch das hergestellte Modell (11) gegebene, in die Plattenebene abgewickelte Form zugeschnitten wird,

b) dass die zugeschnittenen Platten auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt werden, die eine Verformung ermöglicht,

c) dass die erwärmten zugeschnittenen Platten am hergestellten Modell (11) angeformt und mit Bandagen befestigt werden und so ein Ober- und ein Unterschenkelteil (1, 2) gebildet wird,

d) dass Gelenkadapter am hergestellten Modell (11) angebracht und die Gelenke (3) daran befestigt werden,

e) dass an den Gelenken (3) vorgesehene Gelenkarme (4, 5) aus warmverformbaren Kunststoff erwärmt und danach am Ober- und Unterschenkelteil (1, 2) angeformt und durch Bandagen festgelegt werden, und f) dass nach dem Erkalten die Bandagen entfernt werden.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell (11) ein Gipsabdruck ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkarme (4, 5) mittels eines Föns erwärmt werden und nach der Anformung durch einen feinen Warmluftstrahl zusätzlich örtlich erwärmt und angeformt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Brückenelemente (6, 7) in Form von Verbindungsstreifen aus warmverformbarem Kunststoff nach der Erwärmung sich zwischen den Enden der Gelenkarme (4, 5) erstreckend am Ober-und Unterschenkelteil (1, 2) angeformt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass gabelförmig ausgebildete Enden (6.1) eines oberen Brückenelementes (6) beim Anformen die Enden von oberen Gelenkarmen (4) umfassen.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass abgeschrägte Enden (7.1) eines unteren Brückenelementes (7) beim Anformen an den die gleiche Abschrägung aufweisenden Enden von unteren Gelenkarmen (5) anliegen.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusammen mit den Platten für die Formung des Ober- und Unterschenkelteils (1, 2) Dekorplatten aus warm verformbarem Kunststoff auf die gleiche Form zugeschnitten und nach der Erwärmung am Ober- und Unterschenkelteil (1, 2) unter Abdeckung der Gelenkarme (4, 5) und der Brük-kenelemente (6, 7) angeformt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der warmverformbare Kunststoff ein faserverstärkter thermoplastischer Kunststoff ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung der Platten in einem Umluftofen oder Wärmeschrank bei einer Temperatur von annähernd 170° während einer Dauer von ungefähr 20 min. stattfindet.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der komplette Orthesenaufbau in einem Silikonvakuumbeutel (B) verpackt und unter Erzeugung eines Vakuums bei gleichzeitiger Erwärmung der Orthesenteile eine Feinanformung durchgeführt wird.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der warmverformbare Kunststoff ein faserverstärkter thermoplastischer Kunststoff ist.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Teile des kompletten Orthesenaufbaues nach der entsprechenden Anformung mit Kunststoffklebstoff verbunden werden.

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