DE102016003862A1

DE102016003862A1 - Verfahren zur Herstellung eines Hautersatzes mittels einer Strahlenquelle

Info

Publication number: DE102016003862A1
Application number: DE102016003862.4A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2017-12-14

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines textilen, lebensechten, kosmetischen Überzugs für eine Handprothese, wobei der Überzug eine erste Fügestelle und eine zweite Fügestelle aufweist, wobei die erste Fügestelle mit der zweiten Fügestelle unter Einwirkung von Strahlen verbunden wird.

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Hautersatz für eine Prothese und einem Verfahren zur Herstellung eines solchen Hautersatzes.
Prothesen, wie Fußprothesen, Beinprothesen, Handprothesen oder Fingerprothesen können verwendet werden, um die entsprechenden menschlichen Körperteile zu ersetzen und/oder eine Analogie zu diesen Körperteilen zum Beispiel für Maschinen, wie Roboter herzustellen. Solche Prothesen werden oftmals mit einem Überzug versehen, um die Prothese zum Beispiel vor Umwelteinflüssen zu schützen. Auch kann der Überzug verwendet werden, um der Prothese ein entsprechendes Aussehen zu verleihen.
Meist werden Prothesen mit Überzügen versehen, die aus einem Stück gefertigt sind, wie zum Beispiel aus Silikon gegossen sind, so dass keine Verbindungsstellen zwischen verschiedenen Teilen bestehen, welche in Bezug auf Verbindungsfestigkeit, der Flexibilität und dem Aussehen des Überzuges nachteilig sein können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Hautersatzes für eine Prothese bereitzustellen. Auch kann es Aufgabe der Erfindung sein, einen Hautersatz für eine Prothese bereitzustellen.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach dem ersten unabhängigen Anspruch und einen Überzug nach Anspruch 8. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
Die Aufgabe kann durch ein Verfahren zur Herstellung eines Hautersatzes für eine Prothese gelöst werden, wobei der Hautersatz eine erste Fügestelle und eine zweite Fügestelle aufweist und die erste Fügestelle mit der zweiten Fügestelle durch Strahleneinwirkung verbunden wird.
Ein Hautersatz für eine Prothese kann insbesondere ein Mittel sein, welches an der Außenseite der Prothese angeordnet ist. Unter einem Hautersatz wird in der Beschreibung und den Ansprüchen insbesondere ein Überzug verstanden, der an der Aussenseite entsprechend der menschlichen Haut koloriert und/oder mit dreidimensionalen Strukturen zum Beispiel aus Silikon versehen ist, so dass der Hautersatz der menschlichen Haut im Aussehen entspricht oder ähnelt. So kann der Hautersatz, wenn er aus einem Textil besteht zum Beispiel aus feinst ausgesponnenen Chemiefasern mit einem Durchmesser kleiner als 10 Mikrometer bestehen. Der Hautersatz kann dabei zumindest teilweise oder vollständig die Prothese umgeben. Der Hautersatz kann dabei die Prothese gegen zum Beispiel mechanische oder chemische Einflüssen schützen, auch kann der Hautersatz als sogenannter kosmetischer Überzug ausgestaltet sein, um der Prothese ein ansprechenderes Aussehen zu verleihen.
Der Hautersatz kann dabei in eine oder mehreren Richtungen elastisch, insbesondere in alle Richtungen elastisch ausgestaltet sein. Insbesondere kann der Hautersatz ganz oder teilweise aus einer elastischen Faser, wie zum Beispiel einer elastischen Kunststofffaser, wie Elasthan bestehen.
Unter Fügestellen werden in der Beschreibung und den Ansprüchen Bereiche des Hautersatzes verstanden, an denen verschiedene Teile oder verschiedene Stellen eines Teils des Hautersatzes miteinander verbunden werden.
Der Hautersatz kann dabei aus einem oder mehreren Einzelteilen gefertigt sein. Um den Hautersatz zu fertigen, können die Fügestellen miteinander verbunden werden und so die gewünschte Form des Hautersatzes hergestellt werden.
Der oder die Teile des Hautersatzes können mittels Strahlen stellenweise oder auch großflächig zusammengefügt werden. Dabei kann die Fügestelle oder deren unmittelbare Nachbarschaft energetischer Strahlung, wie elektromagnetischer Strahlung, wie Licht, und/oder Partikelstrahlung wie Neutronen, Elektronen etc., ausgesetzt werden, wodurch Energie in der Fügestelle oder in deren Nachbarschaft freigesetzt wird und durch die Energie ein an der Fügestelle vorherrschende bzw. angeordnete Material aufgeschmolzen wird. Dadurch kann sich die erste Fügestelle mit der zweiten Fügestelle verbinden und eine feste, bevorzugt elastische Verbindung herstellen.
Bevorzugt ist die Prothese eine Handprothese. So kann die Prothese mittels des Hautersatzes zum Beispiel eine menschliche Hand nachbilden. So kann die Prothese einen dem menschlichen Handteller nachgebildete Struktur aufweisen, an der ein oder mehrere dem menschlichen Finger entsprechende Fingerstrukturen angeordnet sind. Ein Hautersatzfür eine Handprothese ist oftmals besonders sichtbar, da gerade die Hände im menschlichen Zusammenleben oft besonders beachtet werden. So kann es gerade für einen solcher Hautersatz bevorzugt sein, mittels der Einwirkung von Strahlen besonders gleichmäßige, unauffällige und/oder elastische Fügestellen zu erhalten.
Bevorzugt sind die Strahlen elektromagnetische Strahlen und stammen zumindest teilweise aus einer Lichtquelle und/oder mehreren Lichtquellen. So kann die für das Zusammenfügen der Fügestellen notwendige Energie entweder aus einer Lichtquelle stammen oder durch Addition verschiedener Lichtquellen mit zum Beispiel unterschiedlicher Frequenz, unterschiedlicher Intensität und/oder aus unterschiedlichen Richtungen in das Material an der Fügestelle gebracht werden. Insbesondere kann die Strahlung sichtbares Licht, Licht im Bereich Infrarot und/oder Licht im Bereich Ultraviolett sein. Auch kann das Licht eine Mehrzahl an Frequenzen, insbesondere zum Beispiel ein Frequenzspektrum umfassen.
Durch die Verwendung von Strahlung aus einer Lichtquelle kann der Strahlengang und auch die in dem Material abgegebene Energiemenge leicht bestimmt werden, so daß durch die Verwendung einer Strahlenquelle das Zusammenfügen der Fügestellen in einer unkomplizierten Weise vorgenommen werden kann. Durch die Verwendung mehrerer Strahlenquellen, können Strahlenquellen verwendet werden, die nur wenig Energie aufweisen müssen, da sich diese Strahlen in der Fügestelle addieren können und so genügend Energie zum Zusammenfügen der Fügestellen in der Fügestelle appliziert werden kann. Dies erleichtert den Umgang mit den Strahlenquellen.
Bevorzugt weist der Strahl der Strahlenquelle einen Durchmesser von weniger als 1 mm insbesondere weniger als 0,1 mm auf. So kann die Energie des Strahls sehr genau auf oder an der Fügestelle platziert werden und so die Verbindung zwischen den Fügestellen genau kontrolliert und an die gegebenen Umstände, wie zum Beispiel das Material an der Fügestelle, angepasst werden.
Bevorzugt handelt es sich bei der in dem Verfahren verwendeten Lichtquelle um einen Laser, also um eine Lichtquelle, welche elektromagnetische Strahlung einer Frequenz ausstrahlt. Bevorzugt kann die Frequenz an das Material an der Fügestelle angepasst werden, so daß die Energie des Strahls an der Fügestelle an das Material abgegeben wird.
Bevorzugt wird durch die Strahlen das Material der ersten und/oder der zweiten Fügestelle aufgeschmolzen, so daß sich das Material der ersten Fügestelle mit dem Material der zweiten Fügestelle verbindet. So kann eine Verbindung zwischen den Fügestellen hergestellt werden, ohne daß ein weiteres Material verwendet werden muss. Dadurch können die Materialeigenschaften des Hautersatzes unter Umständen beibehalten werden.
Auch kann durch die Strahlen Energie in einem dritten Material absorbiert werden, welches bevorzugt flüssig und/oder weich wird und so die Fügestellen verbindet.
Bevorzugt werden die Strahlen durch das Material der ersten Fügestelle, durch das Material der zweiten Fügestelle und/oder ein drittes Material absorbiert. Die Energie kann dabei zumindest teilweise dazu führen, daß das Material an der ersten Fügestelle und/oder das Material an der zweiten Fügestelle und/oder das dritte Material seine Härte ändert. So kann die Energie in Wärme umgewandelt werden und das Material der ersten Fügestelle, das Material der zweiten Fügestelle und/oder das dritte Material schmelzen und so die erste Fügestelle mit der zweiten Fügestelle verbinden. So kann zum Beispiel die Energieabsorption in dem dritten Material das dritte Material erhitzen und zum Beispiel das Material an der ersten Fügestelle und/oder das Material an der zweiten Fügestelle schmelzen und so die beiden Fügestellen verbinden.
Auch kann das dritte Material, das Material an der ersten Fügestelle und/oder das Material an der zweiten Fügestelle, welches in der unbestrahlten Form eine geringere Härte aufweist, durch die Strahlenwirkung aushärten und so die erste Fügestelle mit der zweiten Fügestelle verbinden.
Bevorzugt besteht der Hautersatz zumindest teilweise aus einem textilen Material. Ein solches textiles Material kann aus Baumwolle, Wolle aber bevorzugt aus einem Kunststoff wie einer elaqstischen Kunststoffaser, Elasthan und/oder Polyamid bestehen.
Bevorzugt ist der Hautersatz handschuhförmig, insbesondere fingerhandschuhförmig. Der Hautersatz hat zum Beispiel einen Grundkörper, welcher den der Handfläche entsprechende Teil der Prthese umschließen kann. An dem Grundkörper können zum Beispiel Fingerkörper angeordnet sein, welche die den Fingern entsprechende Körper der Prothese zumindest teilweise umschließen. So kann der Hautersatz auch die Fingerspitzen oder den distalen Bereichen des Fingers entsprechende Bereich der Prothese frei lassen.
Im Weiteren befasst sich diese Erfindung mit der Verwendung eines Handschuhs, der mit dem oben beschriebenen Verfahren gefertigt wurde als Hautersatz für eine Prothese.
Im Weiteren wird die Erfindung unter zu Hilfenahme der Zeichnungen weiter erläutert.
Dabei zeigt 1 ein Verfahren zur Herstellung eines Hautersatzes als Flußdiagramm,
2 eine Vorderseite einer ersten Ausführungsform eines Hautersatzes,
3 eine Rückseite einer ersten Ausführungsform eines Hautersatzes,.
4 eine Vorderseite einer zweiten Ausführungsform eines Hautersatzes,
5 eine Rückseite der zweiten Ausführungsform eines Hautersatzes,
6 eine Vorderseite einer dritten Ausführungsform eines Hautersatzes,
7 eine Rückseite der dritten Ausführungsform eines Hautersatzes.
1 zeigt einen ersten Schritt, in dem die erste Fügestelle des Hautersatzes an einer zweiten Fügestelle angeordnet wird. Dabei kann die erste Fügestelle länglich sein, sich zum Beispiel entlang einer Kante eines ersten Hautersatzbestandteils erstrecken. Die erste Fügestelle kann zum Beispiel entlang der zweiten Fügestelle angeordnet werden. Bevorzugt besteht das Material des Hautersatzes zum Teil oder gänzlich zum Beispiel an der ersten Fügestelle und/oder an der zweiten Fügestelle aus einer elastischen Faser, wie einer Kunststofffaser. Eine solche Faser kann zum Beispiel Polyurethan sein, Elasthan und/oder mit Polyamid ummantelte Elasthanfaser. Die Faser kann einen hohen Polyurethananteil aufweisen, optional mit Anteilen von Polyethylenglykol.
In einem zweiten Schritt wird eine Laserquelle oder eine entsprechende Optik so ausgerichtet, daß der Laserstrahl auf einen Punkt des Hautersatzess fällt, welcher Punkt sich entlang der ersten Fügestelle und insbesondere auf einen Punkt fällt, an dem die erste Fügestelle auf die zweite Fügestelle trifft.
In einem dritten Schritt wird das Laserlicht auf den Punkt auf dem Hautersatz geleitet. Dabei wird zum Beispiel das Material an der ersten Fügestelle aufgeschmolzen und tritt in das Material in der zweiten Fügestelle ein. Dadurch verbindet sich die erste Fügestelle mit der zweiten Fügestelle. Um die Verbindung zu verstärken kann auf den Verbindungspunkt Druck ausgeübt werden, so daß sich das flüssige Material in dem Verbindungspunkt zuverlässiger verteilt.
Nach der Verbindung am ersten Verbindungspunkt kann der Laserstrahl auf einen weiteren Verbindungspunkt ausgerichtet werden, und nach dem oben beschriebenen Verfahren die Fügestellen an einem zweiten oder mehreren weiteren Verbindungspunkten miteinander verbunden werden.
2 zeigt einen Hautersatz 1 von vorne 1. Der Hautersatz 1 ist dabei geeignet, um eine Handprothese oder eine Handteilprothese bzw. eine Fingerprothese zu überdecken. Dabei können auch Teile der Hand des Prothesenverwenders durch den Hautersatz 1 überdeckt werden. Der Hautersatz 1 weist eine Öffnung 3 auf, durch welche die Prothese und/oder die Hand des Verwenders in den Hautersatz 1 eingebracht werden kann, so dass der Hautersatz 1 die Hand des Prothesenverwenders und/oder die Prothese zumindest teilweise umschliesst. Insbesondere kann der Hautersatz 1 an dem Handgelelnk des Prothesenverwenders abschließen oder aber bis zum Ellenbogen des Prothesenverwenders reichen.
Der Hautersatz weist ein erstes Volumen 4 auf, in dem der Handteller de? Prothesenverwenders oder ein dem entsprechendes Prothesenteil Platz findet. Von dem ersten Volumen 4 geht seitlich ein Volumen 5 für den Daumen des Prothesenverwenders oder für eine entsprechende Prothese ab. An der Oberseite 6 des ersten Volumens 4 gehen vier Volumen 7 ab, welche die Finger und/oder die entsprechenden Volumen beherbergen können.
Der Hautersatz 1 kann dabei aus einer natürlichen Faser wie Baumwolle, jedoch bevorzugt zumindest teilweise aus einer Kunstfaser wie Elastan.
Der Hautersatz 1 kann dabei aus mehreren Teilen bestehen, wie zum Beispiel einem Vorderteil 8 und einem Rückteil 9. Die beiden Teile sind an einer oder mehreren Fügestellen 10 miteinenader verbunden. So kann die Fügestelle 10 seitlich am Hautersatz 1 entlang über die Volumen 5 für den Daumen und den Volumen 7 für die Finger laufen. Es sind jedoch auch Fügestellen 10 möglich die einen anderen Verlauf nehmen. An der Fügestelle 10 überlappen die beiden Teile 8 und 9, so dass die beiden Teile 8 und 9 eine größere gemeinsame Kontaktfläche aufweisen und somit besser aneinander gefügt werden können.
3 zeigt den Hautersatz 1 aus 2 von der Rückseite. Dabei kann die Rückseite 9 in einem anderen Farbton oder aus einem anderen Material gefertigt sein als die Vorderseite 8.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Hautersatzes 1 von hinten. Dies entspricht zum Beispiel dem menschlichen Handrücken. Der Hautersatz 1 weist dabei Zeichnungen oder Applikationen 11 zum Beispiel aus Silikon aus, die den Falten auf dem Handrücken eines Menschen entsprechen. Dazu können auch Applikationen 12 an den Spitzen 13 der Volumen 7, die die Finger beherbergen können, angebracht werden. Diese Applikationen 12 können insbesondere aus hartem Kunststoff sein und den menschlichen Fingernägeln entsprechen. Eine entsprechende Applikation 12 kann auch an der Spitze 13 des Volumens 5 für den Daumen bzw. die Daumenprothese angeordnet sein.
Die Stellen an den Volumen 5 und 7, die den Fingergelenken entsprechen, können weitere Darstellungen 14 der entsprechenden Hautverwerfungen auf dem Hautersatz angebracht sein.
Die Applikationen 11 und 12 können dabei auch durch das oben beschriebene Verfahren mit dem Hautersatz 1 verbunden sein.
5 zeigt die Vorderseite 9 der Ausführungsform des Hautersatzes 1 nach 4. Der Hautersatz 1 kann dabei eine Farbe aufweisen, die sich von der Farbe der Rückseite 8 des Hautersatzes 1 unterscheidet. Insbesondere kann die Vorderseite 9 eine hellere Farbe aufweisen als die Rückseite 8 des Hautersatzes 1.
Die Vorderseite 9 kann dabei Zeichnungen und/oder Applikationen 15 aufweisen, welche den menschlichen Hand- und Fingerlinien entsprechen.
6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Hautersatzes 1 von vorne, wobei der Hautersatz 1 anstatt dem Volumen 5 eine weitere Öffnung 16 aufweist, durch welche der Verwender des Hautersatzes 1 bzw. der Hand- oder Fingerprothese den Daumen hindurchführen kann, so dass der Daumen sich ausserhalb des Hautersatzes 1 befindet. Der Hautersatz kann auch entsprechende Öffnungen für weitere und/oder andere Finger vorsehen.
7 zeigt die Ausführungsform eines Hauersatzes aus 6 von hinten.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Hautersatz für eine Handprothese, wobei der Überzug eine erste Fügestelle und eine zweite Fügestelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fügestelle mit der zweiten Fügestelle unter Einwirkung von Strahlen verbunden wird.
Verfahren zur Herstellung eines Hautersatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlen zumindest teilweise aus einer Lichtquelle stammen.
Verfahren zur Herstellung eines Hautersatz für eine Prothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle ein Laser ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Strahlen das Material der ersten und/oder der zweiten Fügestelle aufgeschmolzen wird, so daß sich das Material der ersten Fügestelle mit dem Material der zweiten Fügestelle verbindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlen durch das Material der ersten Fügestelle, durch das Material der zweiten Fügestelle und/oder durch ein drittes Material absorbiert werden, welche das Material der ersten Fügestelle, das Material der zweiten Fügestelle und/oder das dritte Material im Härtegrad ändert und so die erste Fügestelle mit der zweiten Fügestelle verbindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt die Strahlen punktförmig auf die Fügestelle wirken, die Fügestellen an dem Punkt verbinden und in einem zweiten Schritt die Strahlen auf einen weiteren Punkt entlang der Fügestelle gerichtet werden und dort die Fügestellen verbinden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das der Hautersatz zumindest teilweise aus einem textilen Material besteht.
Hautersatz für eine Prothese gefertigt nach einem der Verfahren nach Anspruch 1 bis 7.
Hautersatz nach einem der Ansprüche 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hautersatz handschuhförmig ist.
Hautersatz nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hautersatz an seiner im Gebrauch sichtbaren Oberfläche eine textile Struktur aufweist.