DE102005004838A1

DE102005004838A1 - Justierbare Schiene

Info

Publication number: DE102005004838A1
Application number: DE102005004838A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dr. Bodenschatz
Original assignee: Beiersdorf AG
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2005-02-03
Filing date: 2005-02-03
Publication date: 2006-08-10
Also published as: US20060173391A1; US7314458B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schiene mit justierbarer Biegesteifigkeit für orthopädische Gelenkbandagen.

Description

Orthopädische Gelenkbandagen üben entsprechend ihrer Konstruktion und ihrem Indikationsfeld eine fixierende, führende, stützende und/oder unterstützende Funktion auf die Gelenke des menschlichen Körpers aus. Die Gelenkbandagen bestehen üblicherweise aus flexiblen Formkörpern aus zum Beispiel Gewebe, Gestrick oder kaschiertem Neopren. Die Formkörper weisen eine anatomische Form auf, um den anatomischen Gegebenheiten zu entsprechen, und um form- und kraftschlüssig auf den menschlichen Körper einwirken zu können. Zur gezielten Versteifung der Gelenkbandagen werden häufig eine oder mehrere Versteifungselemente, so genannte Schienen oder Stäbe in die Gelenkbandagen eingearbeitet. Diese Versteifungselemente, im weiteren als Schienen bezeichnet, bestehen üblicherweise aus Metall oder Kunststoff.

Die stabilisierende Wirkung der Gelenkbandagen ist somit von der Konstruktion der Gelenkbandagen und der Anzahl, Anordnung und Gestaltung der Schienen abhängig. Nachteilig ist, dass die vom Hersteller der Gelenkbandage gewählte stabilisierende Wirkung vom Benutzer nicht individuell eingestellt werden kann. Ein typisches Bespiel für solche Gelenkbandagen zeigt die US 6,561,994 , in der Handgelenkbandagen mit einem unflexiblen Schiene beschrieben werden. Insbesondere bei Handgelenkbandagen ist jedoch eine Einstellbarkeit der stabilisierenden Wirkung wünschenswert, um die Bandage zum Beispiel dem Heilungsfortschritt oder der jeweiligen körperlichen Aktivität anpassen zu können.

Es sind Gelenkbandagen bekannt, bei denen der Benutzer durch Entfernen eines oder mehrerer Schienen die stabilisierende Wirkung reduzieren und durch Wiedereinsetzen die stabilisierende Wirkung erhöhen kann. Es ist auch bekannt, bei Bedarf Schienen mit hoher Biegesteifigkeit durch Schienen mit niedrigerer Biegesteifigkeit zu ersetzen. US 6,773,411 beschreibt beispielsweise eine Bandage mit auswechselbaren Schienen. Dies ist jedoch sehr umständlich und die stabilisierende Wirkung ist in groben Stufen, jedoch nicht individuell einstellbar.

Aufgabe der Erfindung war es, eine Schiene für orthopädische Gelenkbandagen zur Verfügung zu stellen, deren Biegesteifigkeit und damit die stabilisierende Wirkung der Bandage individuell an die Bedürfnisse des Anwenders angepasst werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Schiene, wie sie in Anspruch 1 dargelegt ist. Gegenstand der Unteransprüche sind dabei vorteilhafte Weiterbildungen der Schiene und deren Verwendung sowie Bandagen umfassend derartige Schienen.

Demgemäß besteht die Schiene aus mindestens zwei einzelnen Schienenabschnitten, die durch ein oder mehrerer Zugelemente zusammengehalten werden und mittels einer Spannvorrichtung über die Zugelemente gegeneinander gedrückt werden. Abhängig von der Zugspannung des/der Zugelemente variiert die Biegesteifigkeit der aus den einzelnen Abschnitten gebildeten Schiene.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Schiene beruht auf folgendem Wirkprinzip: Die Schienenabschnitte sind gegen die Zugelemente verschiebbar angeordnet und/oder die Zugelemente sind biegbar. Wird die Schiene gebogen, wie durch die normale Bandagenbeanspruchung möglich, so entsteht zwischen zwei, mehreren oder allen Schienenabschnitten ein Winkelspalt, so dass sich die Gesamtlänge der Schiene geringfügig verlängert. Die Verbiegung der Schiene ist somit nur gegen die, einstellbare, Zugspannung der Zugelemente möglich.

Die Biegesteifigkeit der Schiene ist somit neben der einstellbaren Zugspannung von der konstruktionsbedingten Elastizität, Biegefestigkeit der Zugelemente und der konstruktionsbedingten Elastizität, Biegefestigkeit der Abschnitte abhängig. Eine Gelenkbandage enthaltend eine erfindungsgemäße Schiene ermöglicht somit, dass das bandagierte Gelenk abhängig von der gewählten Zugspannung in der Beweglichkeit eingeschränkt wird. Die Spannvorrichtung ist vorteilhaft so gestaltet, dass die Zugspannung auch bei angelegter Bandage eingestellt und verändert werden kann.

Es ist ebenfalls möglich, im unbelasteten Zustand der Schiene ein Spiel zwischen Zugelementen und Schienenabschnitten einzustellen, d.h. die Zugelemente sind länger als die von ihnen zusammengehaltenen Schienenabschnitte. Eine Gelenkbandage enthaltend eine derartige erfindungsgemäße Schiene ermöglicht somit, dass das bandagierte Gelenk bis zu einem vorgegebenen Winkel beweglich bleibt aber darüber hinaus gehende Beweglichkeit eingeschränkt bzw. verhindert wird.

Erfindungsgemäß ist an der Schiene eine Spannvorrichtung vorgesehen, mit der vom Anwender einfach und schnell die Höhe der Zugspannung des oder der Zugelemente und, falls gewünscht, das Spiel zwischen den Schienenabschnitten individuell eingestellt werden kann. Zur Einstellung der Zugspannung des/der Zugelemente können dabei unterschiedliche, dem Fachmann geläufige, Spannvorrichtungen zum Einstellen der Zugspannung gewählt werden, z.B. Spannschlösser oder Stellschrauben. Abhängig von der Zugspannung des/der Zugelemente varriert die Biegesteifigkeit der aus den einzelnen Schienenabschnitten gebildeten erfindungsgemäßen Schiene. Die Einstellung der Zugspannung kann dabei stufenlos oder in vorgegeben Stufen, abhängig von der gewählten Spannvorrichtung erfolgen.

Bei gewählter höherer Zugspannung und der daraus resultierenden höherer Biegesteifigkeit der Schiene wird die Schiene bei einer Verbiegung einen erhöhten Widerstand entgegensetzen. Es sind höherer Kräfte erforderlich, um die Schiene zu biegen. Somit erfolgt eine stärkere Stabilisierung des Gelenkes. Bei einer gewählten niedrigen Zugspannung ist die Schiene mit wenig Kraftaufwand zu biegen, die Stabilisierung des Gelenkes ist gering und die Beweglichkeit bleibt erhalten. Da die Zugspannung einstellbar ist, kann die stabilisierende Wirkung der Schiene und damit der Gelenkbandage individuell den medizinischen Erfordernissen und der Aktivität des Anwenders angepasst werden.

Um bei übermäßiger Beanspruchung, das heißt bei übermäßiger Biegung der Schiene, eine mechanische Schädigung zu vermeiden können ein oder mehrere Federelement in die Schiene integriert werden. Die Federelemente können in das/die Zugelemente, zwischen oder in die Abschnitte oder bevorzugt in die Spannvorrichtung integriert sein. Abhängig von der Materialwahl und der konstruktiven Ausführung kann jedoch auch die Elastizität der Zugelement(e) und oder der Abschnitte ausreichend sein, um eine Beschädigung bei übermäßiger Beanspruchung zu verhindern. Als Federelement können beispielsweise Spiralfedern eingesetzt werde, es ist jedoch auch möglich, einen Schienenabschnitt zumindest teilweise aus einem gummielastischen Material zu fertigen.

Die einzelnen Abschnitte der Schiene können gleichförmig ausgebildet sein, um eine gleichmäßige einstellbare Biegesteifigkeit über die gesamte Länge der Schiene zu erreichen. Vorteilhaft ist es jedoch, die Abschnitte in der Form dem jeweiligen Einsatzgebiet der Schiene anzupassen.

Die Kontaktstellen der einzelnen Abschnitte zueinander ist vorteilhaft eben gestaltet und bevorzugt im rechten Winkel zur Längsachse, d.h. in Richtung der Zugelemente, ausgebildet. Für gekrümmt ausgeführte Schienen, kann jedoch vom rechten Winkel abgewichen werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform übernehmen das/die Zugelemente die Führung der Abschnitte und verhindern ein seitliches Verschieben der Abschnitte. Das/die Zugelemente werden entsprechend biegesteif ausgeführt, damit sie die seitliche Führung gewährleisten. Vorteilhaft ist es, wenn das/die Zugelemente die Abschnitte durchdringen.

Es ist ebenfalls möglich und erfindungsgemäß, wenn die Kontaktfläche der Abschnitte gekrümmt, asymmetrisch gestaltet oder konturiert sind. Vorteilhaft ist es Vorsprünge vorzusehen, die in Vertiefungen der zugewandten Seite des angrenzenden Abschnitts eingreifen und so ein seitliches Verschieben der Abschnitte zueinander verhindern.

Die einzelnen Abschnitte der Schiene können aus üblichen Werkstoffen gefertigt werden. Vorteilhaft ist der Einsatz von Kunststoff, um das Gewicht der Schiene gering zu halten. Die Zugelemente können aus zugfesten, flexiblen Stäben, z.B. aus Kunststoff bestehen, es können jedoch auch Drähte oder Drahtseile zum Einsatz kommen.

Es ist ebenfalls möglich, durch die Ausbildung der Abschnitte der erfindungsgemäßen Schiene eine je nach Richtung der Belastung unterschiedliche Biegesteifigkeit zu erreichen. Ist die Kontaktfläche der Abschnitte ein Rechteck, so ergibt sich abhängig von der Seitenlänge eine unterschiedliche Biegesteifigkeit. Bei eingestellter Zugspannung ergibt sich bei Biegung in Richtung der kurzen Seite des Rechtecks eine geringere Biegesteifigkeit der Schiene als bei Biegung in Richtung der längeren Seite des Rechtecks. Für den Einsatz der erfindungsgemäßen Schiene in Gelenkbandagen ist dies sehr vorteilhaft. Stützwirkung für Extension und Flexion des Gelenkes kann mittels der Zugspannung eingestellt werden. Eine hohe seitliche Stützwirkung ist gewährleistet, da die Schiene der seitlichen Biegung, das heißt in Richtung der längeren Seite des Rechtecks, einen höheren Widerstand entgegen setzt.

In einer anderen Ausführungsform ist die Kontaktstelle der einzelnen Abschnitte zueinander gekrümmt, so dass eine linienförmige Kontaktfläche zwischen den Abschnitten entsteht. Die gebildete Schiene hat bei Biegung quer zu der linienförmigen Kontaktfläche eine sehr viel geringere geringe Biegesteifigkeit als bei Biegung in Richtung der linienförmigen Kontaktfläche.

Es ist ebenfalls möglich die Krümmung der Kontaktfläche asymmetrisch bezogen auf die linienförmiger Kontaktfläche auszubilden. Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Schiene in Gelenkbandagen ist dies sehr vorteilhaft. Stützwirkung für Extension und Flexion des Gelenkes kann mittels der Zugspannung eingestellt werden. Durch die asymmetrische Gestaltung der Kontaktfläche ist die Stützwirkung für Extension und Flexion unterschiedlich stark.

Neben der Gestaltung des Kontaktfläche der Abschnitte ist es ebenfalls möglich, innerhalb der Abschnitte Materialien mit verschiedener Festigkeit zu verarbeiten, um so eine von der Belastungsrichtung abhängige, justierbare Biegsteifigkeit zu erreichen.

Im folgenden sollen besonders vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Schiene, mittels mehrerer Abbildungen beschrieben werden. Die dargestellte Schiene kann wie üblich palmar an einer Handgelenkbandage angebracht werden, zum Beispiel durch Einschieben in eine vorgesehen Tasche.
1 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Schiene ohne Zugspannung in den Zugelementen. Zur besseren Darstellung sind die Zugelemente verlängert dargestellt.
Der erste Abschnitt (1) der Schiene ist der Anatomie der Handfläche angepasst. Die Zugelemente (5) sind mit diesem Abschnitt fest verbunden. Die mittleren Abschnitte (4) sind auf den Zugelementen (5) verschiebbar angeordnet. Die Zugelemente (5) durchdringen die Abschnitte (4) und gewährleisten die seitliche Führung der Abschnitte. Die Abschnitte (2) und (8) bilden mit einer Rändelschraube (9) eine einfache Vorrichtung (3) zur Einstellung der Zugspannung, die Spannvorrichtung (3). Die Zugelemente (5) sind mit Abschnitt (1 und 2) fest verbunden. Die Rändelschraube (9) befindet sich in einem Gewinde in Abschnitt (2) und stützt sich auf Abschnitt (8) ab. Der Abschnitt (8) ist wie Abschnitte (4) auf den auf den Zugelementen (5) verschiebbar angeordnet. Beim Herausschrauben der Rändelschraube (9) wird der Abstand der Abschnitte (2) und (8) vergrößert und der Abschnitt (1) dementsprechend herangezogen. Dabei verringern sich die Abstände a (9) zwischen den verschiebbar angeordneten Abschnitten (4) sowie zwischen den Abschnitten (4) und (1) bzw. (4) und (8). In den Zugelementen wird eine Zugspannung aufgebaut.
Bei definierter und festgelegter Elastizität der Zugelemente (5) sowie festgelegtem Material und Oberflächenbeschaffenheit der Schienenabschnitte (1, 4, 8), bestimmt im Anwendungsfall die Höhe der eingestellten Zugspannung die Biegefestigkeit der Schiene. Die Stützwirkung der, mit der erfindungsgemäßen Schienen versehenen, Handgelenksbandage kann somit für Extension und Flexion des Gelenkes mittels der Spannvorrichtung eingestellt werden
2 zeigt einen Ausschnitt einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Schiene mit drei Abschnitten (4). Zur besseren Darstellung des Wirkmechanismus werden die Abschnitte in der Abbildung als starr angenommen, das heißt sie verformen sich unter Belastung nicht. Werden die Abschnitte (4) gegen die Zugspannung in den Zugelementen (5) gegeneinander geknickt, so wie es beim Biegen der Schiene erfolgt, so tritt ein Winkelspalt (6) mit einem Winkel α auf. Dies ist nur gegen die einstellbare Zugspannung der Zugelemente (5) möglich. Das gegeneinander Knicken der Abschnitte (4), und damit die Biegesteifigkeit der Schiene, ist somit bei einer vorgegebenen Zugspannung von der Elastizität der Zugelement und der Abschnitte abhängig. In dieser vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Schiene ist die Kontaktfläche (11) rechteckig, so dass bei Biegung in Richtung x die Biegesteifigkeit der Schiene geringer ist, als bei Biegung in Richtung y.
3 zeigt beispielhaft ein Federelement (7), das in der Spannvorrichtung (3) integriert sein kann. Bei übermäßiger Beanspruchung, das heißt übermäßiger Biegung der Schiene, wird dadurch eine mechanische Schädigung der Schienenabschnitte und/oder Zugelemente vermieden. Die beispielhafte Spannvorrichtung einer Rändelschraube (3) stützt sich auf einer Schraubenfeder als Federelement (7) ab, die in einer Sackbohrung (10) in Abschnitt (8) angebracht ist.
4 zeigt einen Ausschnitt einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Schiene mit Abschnitten (4), bei denen die Kontaktfläche (12) gekrümmt und asymmetrisch ausgebildet ist. Bei Belastung in X1 Richtung ergibt sich eine höhere Biegesteifigkeit der Schiene als bei Belastung in X2 Richtung.
Legende:

1: Abschnitt der Schiene, der Anatomie angepasst
2: Abschnitt, Bestandteil der Spannvorrichtung (3)
3: Spannvorrichtung, zur Einstellung der Zugspannung (z.B. Rädelschraube), ggf.
: bestehend aus Abschnitten (8), (2) und (9)
4: Abschnitte der Schiene
5: Zugelemente
6: Winkelspalt alpha
7: Federelement
8: Abschnitt, Bestandteil der Spannvorrichtung (3)
9: Abstand a zwischen den Abschnitten (4, 1, 8)
10: Sackbohrung
11: Kontaktfläche der Abschnitte (4, 8, 1)
12: Gekrümmte Kontaktfläche der Abschnitte (4)

Claims

Schiene für orthopädische Gelenkbandagen bestehend aus zwei oder mehreren Abschnitten (1, 4), verbunden durch ein oder mehrere Zugelemente (5), und einer Spannvorrichtung (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (1, 4) mittels der Spannvorrichtung (3) über die Zugelemente (5) gegeneinander gedrückt werden.
Schiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen oder in den Abschnitten (4), in den Zugelementen (5) und/oder in der Spannvorrichtung (3) ein oder mehrere Federelemente (7) vorgesehen sind.
Schiene nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (4) verschiebbar an den Zugelementen (5) angeordnet sind.
Schiene nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche der Abschnitte (4, 1, 8) zueinander eben gestaltet ist.
Schiene nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche der Abschnitte (4, 1, 8) gekrümmt, asymmetrisch, konturiert und/oder ineinander greifend gestaltet sind.
Schiene nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels der Spannvorrichtung (3) einstellbare Spannung stufenlos erfolgt.
Orthopädische Gelenkbandage umfassend eine Schiene nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Orthopädische Handgelenkbandage umfassend mindestens eine Schiene nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Orthopädische Handgelenkbandage umfassend mindestens eine Schiene nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Stützwirkung für Extension, Flexion, Abduktion und Adduktion bei angelegter Bandage einstellbar ist.
Verwendung einer Scheine nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur variablen Einstellung der Biegesteifigkeit von orthopädische Handgelenkbandagen.