DE102020109336A1

DE102020109336A1 - Prothesenkosmetik und Verfahren zum Herstellen eines Formteils

Info

Publication number: DE102020109336A1
Application number: DE102020109336.5A
Authority: DE
Inventors: Walter Lunzer; Alice Scherb; Sonja Wagner
Original assignee: Otto Bock Healthcare Products GmbH
Current assignee: Otto Bock Healthcare Products GmbH
Priority date: 2020-04-03
Filing date: 2020-04-03
Publication date: 2021-10-07
Also published as: WO2021198351A1; US20230142491A1; EP4126494A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prothesenkosmetik mit einem Grundkörper (30) aus einem Schaumwerkstoff (40) und einem in dem Grundkörper (30) ausgebildeten Hohlraum (50) zur Aufnahme einer Prothesenkomponente, wobei der Grundkörper (30) eine der Prothesenkomponente abgewandte Außenseite (32) und eine den Hohlraum (50) begrenzende Innenseite (31) aufweist, wobei an der Innenseite (31) ein Textil (20) befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prothesenkosmetik mit einem Grundkörper aus einem Schaumwerkstoff und einem in dem Grundkörper ausgebildeten Hohlraum zur Aufnahme einer Prothesenkomponente, wobei der Grundkörper eine der Prothesenkomponente abgewandte Außenseite und eine den Hohlraum begrenzende Innenseite aufweist. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Herstellen eines Formteils, insbesondere eine Prothesenkosmetik, aus einem Schaumwerkstoff mit einem in dem Formteil ausgebildeten Hohlraum zur Aufnahme eines Bauteils, insbesondere eine Prothesenkomponente, bei dem ein Werkzeugkern in eine Kavität eines Formwerkzeugs eingebracht und die Kavität ausgeschäumt wird.
Prothesenkosmetiken dienen zur Verkleidung einer Prothesenkomponente unter anderem mit dem Ziel, eine möglichst natürliche Anmutung der ersetzten Gliedmaße zu erreichen und um die Prothesenkomponente ggf. vor äußeren Einflüssen zu schützen. Darüber hinaus können Prothesenkosmetiken die Umgebung vor einem unmittelbaren Kontakt mit der Prothesenkomponente schützen, indem eine Polsterung für die Prothesenkomponente bereitgestellt wird.
Die unmittelbare Anfertigung individueller Prothesenkosmetiken in einem Urformverfahren ist sehr aufwendig, da zunächst eine Form hergestellt werden muss, die an den jeweiligen Nutzer angepasst ist. Die übliche Vorgehensweise bei der Herstellung einer Prothesenkosmetik für eine bestimmte Prothesenkomponente besteht darin, aus einem Grundkörper, der einen Hohlraum zur Aufnahme der Prothesenkomponente aufweist, durch Abtragen von Material an den jeweiligen Patienten angepasste Kosmetik anzufertigen. In der Regel wird dabei versucht, eine zu der unversorgten Seite korrespondierende Form der Prothesenkomponente herzustellen. Der Grundkörper besteht in der Regel aus einem leichten, voluminösen Material, zum Beispiel einem Schaummaterial, das von dem jeweiligen Orthopädietechniker bearbeitet wird. Die Form der Außenkontur wird durch Schleifen oder durch andere Trennverfahren herausgearbeitet.
Die Bearbeitung des Grundkörpers aus einem Schaumwerkstoff mit Schleifmaschinen kann dazu führen, dass sich der Schaum in der Schleifmaschine verfängt und zerreißt. Dies kann zu Verletzungen bei der den Grundkörper bearbeitenden Person und zur Zerstörung des Produktes führen. Während des Ausschäumens bildet sich auf der Oberfläche des Grundkörpers eine geschlossene oder nahezu geschlossene Oberfläche, die sogenannte Integralhaut. Ein innerhalb des Hohlraumes angeordnetes Bauteil oder eine darin angeordnete Komponente führt in der Regel eine Relativbewegung zu der Innenoberfläche aus, was zu einer Geräuschentwicklung oder zu einem Abrieb an der Oberfläche der aufgenommenen Komponente führen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Prothesenkosmetik sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers aus einem Schaumwerkstoff bereitzustellen, mit denen die Nachteile aus dem Stand der Technik vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Prothesenkosmetik mit den Merkmalen des Hauptanspruches und ein Verfahren mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren offenbart.
Die Prothesenkosmetik mit einem Grundkörper aus einem Schaumwerkstoff und einem in dem Grundkörper ausgebildeten Hohlraum zur Aufnahme einer Prothesenkomponente, wobei der Grundkörper eine der Prothesenkomponente abgewandte Außenseite und eine den Hohlraum begrenzende Innenseite aufweist, sieht vor, dass an der Innenseite des Grundkörpers ein Textil befestigt ist. Durch das an der Innenseite des Grundkörpers befestigte, insbesondere eingeschäumte Textil, das in einer Ausgestaltung den Hohlraum zumindest bereichsweise auskleidet, wird die Formstabilität der gesamten Prothesenkosmetik verbessert. Darüber hinaus schützt das Textil bei der Bearbeitung des Grundkörpers vor einer ungewollten Entfernung von Material, insbesondere wenn der Grundkörper auf eine geringe Materialstärke heruntergeschliffen werden muss. Durch das Textil wird zudem die Arbeitssicherheit bei der Herstellung von Prothesenkosmetiken verbessert und gewährleistet, dass ein geringerer Ausschuss produziert wird. Das Textil dient zudem als eine Verstärkung, wodurch die Strapazierfähigkeit der Prothesenkosmetik deutlich erhöht wird. Der fertiggestellte Formkörper wird strapazierfähiger und zerreißt nicht mehr so leicht bei Zugbelastungen. Zudem entstehen durch die Anordnung eines Textils auf der Innenseite weniger Geräusche während der Benutzung der Prothesenkosmetik, da die sonst an diesen Stellen vorhandene Integralhaut, die an der Innenoberfläche oder Innenseite des Grundkörpers durch den Temperaturunterschied des Werkzeuges zu dem eingebrachten Schaumwerkstoff entsteht, ersetzt wird.
Die gesamte Innenseite des Hohlraumes kann mit einem Textil abgedeckt sein, wodurch sich die Formstabilität der Prothesenkosmetik insgesamt erhöht und sich die Bearbeitbarkeit des Grundkörpers bei der Herausbildung der gewünschten Außenkontur erleichtern lässt.
Das Textil ist in einer Weiterbildung der Erfindung in dem Grundkörper eingeschäumt und somit integraler Bestandteil des Grundkörpers. Dadurch ist es möglich, ohne einen weiteren Arbeitsgang bei dem Ausschäumen der Form das Textil zusammen mit der Ausbildung des Hohlraumes zu positionieren und in den Grundkörper zu integrieren. Das Textil oder die textile Fläche wird direkt mit dem Schaum hinterspritzt oder umspritzt, sodass eine textile Innenbeschichtung in dem dreidimensionalen Hohlraum entsteht. Das Textil wird auf das Werkzeug aufgebracht und im Schäumprozess mechanisch verankert. Ein nachträgliches Einkleben eines Textils wird daher vermieden, ebenso wie die Ausbildung der Integralhaut auf der Innenseite. Durch die integrale Fertigung der Textilbewehrung zusammen mit der Ausbildung des Hohlraumes ist es möglich, auch bei komplexen 3-dimensionalen Formen des Hohlraumes das Textil vollflächig an der Innenseite anzuordnen. Das Textil folgt der Außenkontur des Werkzeugkernes aufgrund des Druckes, der durch den Schaumwerkstoff beim Ausschäumen auf den Werkzeugkern ausgeübt wird, nahezu perfekt, was durch ein nachträgliches Aufkleben nur bei einfachen Geometrie in möglich ist. Darüber hinaus wird die Fertigung des Grundkörpers erleichtert, da der Werkzeugkern ohne Maßzugabe unmittelbar von dem aufzunehmenden Bauteil bzw. der aufzunehmenden Prothesenkomponente abgeformt werden kann.
Das Textil kann als ein Schlauch ausgebildet sein, wobei der Schlauch einstückig mit einem geschlossenen Querschnitt ausgebildet sein kann. In einer Variante ist der Schlauch aus einem flächigen Grundzuschnitt hergestellt, beispielsweise durch ein Vernähen von einander abgewandten Seitenkanten, nachdem diese aneinander oder übereinander gelegt worden sind. Auch andere Verbindungstechniken zu Ausbildung eines Schlauches oder eines schlauchartigen Formkörpers sind möglich, beispielsweise Verkleben oder Verschweißen. Der Schlauch kann an einem Ende eine Einführöffnung für einen Werkzeugkern aufweisen, der den Hohlraum in dem Grundkörper ausbildet. Der Schlauch wird dabei vor dem Ausschäumen der Form auf den Werkzeugkern gezogen, sodass eine Textilbewehrung entsteht, die zugleich eine textile Oberflächenstruktur auf der Innenseite des Grundkörpers bereitstellt, die von einer ansonsten glatten Integralhautoberfläche verschieden ist.
Das Textil kann flexibel, insbesondere elastisch ausgebildet sein, um sich an die Außenkontur eines Werkzeugkernes und damit an die mitunter komplexe Innenkontur des Hohlraumes anpassen zu können. Das Textil ist vorzugsweise reißfest, um eine ausreichende zusätzliche Stabilität des Grundkörpers bereitzustellen.
Der Schaumwerkstoff kann zumindest bereichsweise das Textil nicht durchdringen, sodass kein Schaumwerkstoff die Innenoberfläche des Hohlraumes bildet. Somit wird eine textile Innenoberfläche gebildet.
Das Verfahren zum Herstellen eines Formteils, insbesondere einer Prothesenkosmetik, aus einem Schaumwerkstoff mit einem in dem Formteil ausgebildeten Hohlraum zur Aufnahme eines weiteren Bauteils, beispielsweise einer Prothesenkomponente, bei dem ein Werkzeugkern in eine Kavität eines Formwerkzeugs eingebracht und die Kavität ausgeschäumt wird, sieht vor, dass der Werkzeugkern vor dem Befüllen der Kavität mit dem Schaumwerkstoff auf dessen Außenseite zumindest teilweise mit einem Textil abgedeckt wird. Das Textil kann auf dem Werkzeugkern aufgelegt werden. Ebenfalls ist es möglich, dass das Textil um den Werkzeugkern herumgewickelt wird. An seinem Umfang kann der Werkzeugkern vollständig mit dem Textil abgedeckt sein. Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, mehrere Textilien auf dem Werkzeugkern anzuordnen, beispielsweise auch mehrere Lagen eines Textils oder unterschiedlicher Textilien übereinander anzuordnen, um diese mit dem Schaumwerkstoff beim Ausschäumen zu verbinden und in den Grundkörper zu integrieren. Sofern der Werkzeugkern in die Kavität hineinragt, kann auch die in die Kavität hineinragende Spitze vollständig von dem Textil abgedeckt sein. Ragt der Werkzeugkern durch die Kavität hindurch, sind die jeweiligen Stirnseiten des Werkzeugkernes vorteilhafterweise nicht abgedeckt, sondern nur die Mantelfläche des Werkzeugkernes. Das Textil kann auch auf den Werkzeugkern aufgezogen sein, wenn dieses in einer vorhergehenden Arbeitsstufe aus einem Schlauch gefertigt oder zu einem schlauchförmigen Formkörper hergestellt worden ist.
Auf den Werkzeugkern kann ein Textilschlauch aufgezogen werden, auf den dann die Außenform des Grundkörpers geschäumt wird. Nach dem Ausschäumen der Kavität wird der Formkörper entformt und der Werkzeugkern unter Ausbildung des Hohlkörpers entfernt. Anschließend wird die Außenkontur des Formkörpers unter Anwendung zumindest eines Trennverfahrens, insbesondere Schleifen, erzeugt.
Durch die integrale Herstellung des Hohlraumes mit der Textilbewehrung erleichtern sich die Herstellung des Grundkörpers sowie die Weiterverarbeitung zu dem endgültigen Produkt oder einem Zwischenprodukt, das dann weiterverarbeitet wird. Die Arbeitssicherheit bei der Bearbeitung des Grundkörpers wird verbessert. Die Strapazierbarkeit der durch das Schäumen hergestellten Produkte wird erhöht, ebenso wird das Nutzungsverhalten oder Betriebsverhalten der Formkörper verbessert. Der Schaumwerkstoff kann druckstabil ausgebildet sein, ebenso kann eine gewisse Nachgiebigkeit und Elastizität durch den Schaumwerkstoff bereitgestellt werden.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 - einen schematischen Ablaufplan des Herstellerverfahrens;
2 - einen genähten Textilschlauch und einen Werkzeugkern; sowie
3 - eine Teilansicht einer hergestellten Prothesenkosmetik mit einer Textilbewehrung.

In der 1 ist ein schematischer Ablaufplan zur Herstellung eines Formteils 30, insbesondere einer Prothesenkosmetik dargestellt. Zunächst wird ein Werkzeugkern 10 gefertigt oder bereitgestellt, der zur Aufnahme eines weiteren Bauteils, beispielsweise einer Prothesenkomponente ausgebildet ist. Die Außenkontur des Werkzeugkerns 10 kann im Wesentlichen der Außenkontur des aufzunehmenden Bauteils, insbesondere der Prothesenkosmetik entsprechen, gegebenenfalls mit Zuschlägen oder Abschlägen sowie Ausformungen und Vorsprünge zum Festlegen an dem Bauteil oder der Prothesenkosmetik. Auf der Außenseite des Werkzeugkerns 10 wird ein Textil 20 aufgebracht. Das Textil 20 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist schlauchförmig ausgebildet und an dem oberen Ende geschlossen ausgebildet. Durch die untere Einführöffnung ist es möglich, den Werkzeugkern 10 in das Textil 20 einzuführen. Das Textil 20 kann einstückig ausgebildet sein, beispielsweise gestrickt, gewebt oder gewirkt, alternativ kann es aus einem flächigen Zuschnitt hergestellt sein, der entsprechend vernäht oder verklebt ist. Ebenfalls ist es möglich, aus einem schlauchförmigen Grundkörper durch Verschließen einer Öffnung den gewünschten Überzug zu erhalten. Das Textil 20 umgibt den Werkzeugkern 10 an dem Außenumfang sowie an dem oberen Ende, das untere Ende kann freigelassen sein. Nach dem Einführen des Werkzeugkerns 10 in das Textil 20 oder nach dem Umhüllen des Werkzeugkerns 10 mit dem Textil 20 auf eine andere Art und Weise, beispielsweise durch Umwickeln, wird der Werkzeugkern 10 in ein Formwerkzeug 60 eingeführt, dass eine Kavität 65 aufweist. Ein Ende des Werkzeugkerns 10 mit dem Textil 20 bildet einen Abschluss mit einer Wand des Formwerkzeuges 60, alternativ ragt ein Ende des Werkzeugkerns 10 aus dem Formwerkzeug 60 heraus. Alternativ ist es möglich, dass der Werkzeugkern 10 auch das Formwerkzeuges 60 durchragt.
Anschließend wird die Kavität 65 des Formwerkzeuges 60 mit einem Schaumwerkstoff 40 befüllt, sodass sich ein Grundkörper 30 aus einem Schaumwerkstoff 40 mit einem entsprechenden Hohlraum in seinem Inneren ausbildet, nachdem der Grundkörper 40 aus dem Formwerkzeug 60 entnommen und der Werkzeugkern 10 entfernt worden ist. Die Außenkontur des Grundkörpers 30 entspricht der Innenkontur des Formwerkzeuges 40 und kann beispielsweise zylindrisch ausgebildet sein. Alternative Außenkonturen sind ebenfalls möglich, beispielsweise konisch oder grob an eine äußere Kontur der gewünschten Einsatzform angenähert. Der Formkörper kann beispielsweise als Prothesenkosmetik eingesetzt werden und eine Unterschenkelkomponente einer prothetischen Versorgung einer unteren Extremität verkleiden. Eine angenähert an eine Außenkontur eines Unterschenkels ausgebildete Kontur des Grundkörpers 30 erleichtert dann die Individualisierung und Anpassung an den jeweiligen Nutzer.
Nach dem Entnehmen des Grundkörpers 30 und des Werkzeugkerns 10 wird die Außenkontur des Grundkörpers 30 bearbeitet, was in der rechten Darstellung der 1 zu sehen ist. Durch geeignete Bearbeitungsverfahren, beispielsweise durch Schleifen oder ein anderes Trennverfahren, wird dem Grundkörper 30 die gewünschte Kontur auf der Außenseite 32 verliehen. Dazu wird der Schaumwerkstoff 40 entweder auf einem Träger befestigt oder durch eine Person gehalten. Innerhalb des Schaumwerkstoffes 40, der auch eine gewisse Elastizität aufweisen kann, ist durch das Entfernen des Werkzeugkerns 10 ein Hohlraum 50 entstanden, sodass innerhalb des Grundkörpers 30 eine Innenseite 31 mit einer Innenoberfläche vorhanden ist. An der Innenseite 31 ist nach dem Entfernen des Werkzeugkerns 10 weiterhin das Textil 20 angeordnet und durch das Einschäumen dauerhaft mit dem Grundkörper 30 und damit mit dem Schaumwerkstoff verbunden. Das Textil 20 ist in dem Grundkörper 30 eingeschäumt und erhöht die Stabilität, insbesondere wenn mit einem entsprechenden Werkzeug, zum Beispiel mit einer Schleifscheibe oder einem Fräskopf, bis sehr dicht an den Hohlraum 50 heran der Schaumwerkstoff 40 entfernt wird. Das Textil 20 kann flexibel, insbesondere elastisch ausgebildet sein. Die Prozessführung beim Einschäumen kann so gewählt sein, dass der Schaumwerkstoff 40 nicht durch das Textil 20 durchdringt, zumindest bereichsweise nicht durch das Textil 20 durchdringt. Dadurch wird gewährleistet, dass die Innenseite 31 des Grundkörpers 30 und damit der Hohlraum 50 mit dem Textil 20 abgedeckt ist, zumindest in denjenigen Bereichen, denen der Schaumwerkstoff 40 das Textil 20 nicht durchdrungen hat. Selbst wenn der Schaumwerkstoff 40 das Textil 20 durchdringt, erhöht das Textil 20 die Stabilität innerhalb des Grundkörpers 30 und verringert die Neigung des Schaumwerkstoffes 40, bei geringen Materialstärken zu reißen und dadurch den Formkörper bzw. die Prothesenkosmetik unbrauchbar zu machen.
In der 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Werkzeugkerns 10 und eines Textils 20 gezeigt. Der Werkzeugkern 10 weist in seinem linken Bereich eine Verdickung mit einer Außenkontur auf, die einem Unterteil eines Prothesenkniegelenkes entspricht. An diesem Unterteil können Dämpfereinrichtungen, Aktuatoren, Steuerungseinrichtungen und dergleichen angeordnet sein. Der Werkzeugkern 10 gibt nur die äußere Kontur der Prothesenkomponente zusammen mit einem daran angeschlossenen Unterschenkelrohr wieder. Der Werkzeugkern 10 kann aus einem Kunststoff oder einem Metall bestehen.
Unterhalb des Werkzeugkerns 10 ist das Textil 20 gezeigt, das über den Werkzeugkern 10 gezogen werden soll. Das Textil 20 ist aus einem Grundzuschnitt hergestellt, der entlang eine Symmetrieachse gefaltet ist und entlang einer Außenkante, die im dargestellten Ausführungsbeispiel oben angeordnet ist, zu einem schlauchartigen Überzug vernäht wurde. Das Textil 20 der 2 ist an beiden Enden offen ausgebildet und wird mit dem rechten Ende zuerst über das linke Ende des Werkzeugkerns 10 gezogen, bis es die Außenseite des Werkzeugkerns 10 bis auf die Stirnseiten umhüllt. Das Textil 20 ist vorteilhafterweise flexibel ausgebildet, sodass es eng an dem Werkzeugkern 10 anliegt, wenn es in das Formwerkzeug 60 eingelegt wird.
In der 3 ist in einer Detailansicht eine fertiggestellte Prothesenkosmetik 100 dargestellt. Die Außenkontur der Prothesenkosmetik 100 ist an die Kontur einer Wade oder eines Unterschenkels angenähert ausgebildet. Der Schaumwerkstoff ist an der Außenseite 32 beschliffen, die Innenseite 31 ist mit dem Textil 20 ausgekleidet, sodass der Hohlraum 50 auf der Innenseite 31 vollständig mit einem Textil 20 versehen ist. Der zunächst geschlossene Grundkörper wurde im Bereich der Wade, dem Schienbein gegenüberliegend, also auf der rückwärtigen Seite, geöffnet, sodass die Prothesenkosmetik 100 entlang der Trennkante oder Schnittlinie aufgebogen und über die Prothesenkomponente, die nicht dargestellt ist, herumgelegt werden kann.

Claims

Prothesenkosmetik mit einem Grundkörper (30) aus einem Schaumwerkstoff (40) und einem in dem Grundkörper (30) ausgebildeten Hohlraum (50) zur Aufnahme einer Prothesenkomponente, wobei der Grundkörper (30) eine der Prothesenkomponente abgewandte Außenseite (32) und eine den Hohlraum (50) begrenzende Innenseite (31) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite (31) ein Textil (20) befestigt ist.
Prothesenkosmetik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Innenseite (31) mit einem Textil (20) abgedeckt ist.
Prothesenkosmetik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Textil (20) in dem Grundkörper (30) eingeschäumt ist.
Prothesenkosmetik nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Textil (20) als Schlauch ausgebildet ist.
Prothesenkosmetik nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Textil (20) flexibel, insbesondere elastisch ausgebildet ist.
Prothesenkosmetik nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumwerkstoff (40) zumindest bereichsweise das Textil (20) nicht durchdringt.
Verfahren zum Herstellen eines Formteils aus einem Schaumwerkstoff (40) mit einem in dem Formteil (30) ausgebildeten Hohlraum (50) zur Aufnahme eines Bauteils, bei dem ein Werkzeugkern (10) in eine Kavität (65) eines Formwerkzeuges (60) eingebracht und die Kavität (65) ausgeschäumt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkern (10) vor dem Befüllen der Kavität (65) mit dem Schaumwerkstoff (40) auf dessen Außenseite zumindest teilweise mit einem Textil (20) abgedeckt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkern (10) an seinem Umfang vollständig mit einem Textil (20) abgedeckt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Werkzeugkern (10) ein Textilschlauch aufgezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Textil (20) in dem Schaumwerkstoff (40) eingeschäumt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ausschäumen der Formkörper (30) entformt, der Werkzeugkern (10) unter Ausbildung des Hohlraumes (20) entfernt und die Außenkontur des Formkörpers (30) durch Anwendung zumindest eines Trennverfahren erzeugt wird.