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Die Erfindung betrifft einen Prothesenfußeinsatz mit einer proximalen Anschlusseinrichtung zur Befestigung an einen Unterschenkelrohr oder Unterschenkelschaft mit zumindest einem Basiselement, das mit der Anschlusseinrichtung gekoppelt oder verbunden ist und einen Vorfußbereich aufweist, das Basiselement weist einen Fersenbereich auf oder ist mit einem Fersenbereich verbunden, der aus einem ersten Material gebildet ist und sich von dem Vorfußbereich in posteriore Richtung erstreckt.
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Prothesenfußeinsätze sind Teil einer prothetischen Versorgung, beispielsweise bei Unterschenkelamputationen. Prothesenfußeinsätze bilden einen distalen Endabschnitt einer Prothese einer unteren Extremität und werden beispielsweise an einem Unterschenkelrohr oder unmittelbar an einem Unterschenkelschaft befestigt. Die Befestigung des Prothesenfußeinsatzes erfolgt über eine proximale Anschlusseinrichtung, die Teil des Prothesenfußeinsatzes ist. Die Anschlusseinrichtung weist sehr häufig einen Pyramidenadapter auf, über den eine Vielzahl von Einstellungen und Ausrichtungen des Prothesenfußeinsatzes relativ zu einer proximalen Komponente verwirklicht werden können. Die Anschlusseinrichtung kann weiterhin einen Lagerbock aufweisen, an dem weitere Komponenten des Prothesenfußeinsatzes angeordnet, befestigt oder gelagert sind. Weiterhin weist ein Prothesenfußeinsatz häufig ein Sohlenelement auf, das entweder unmittelbar mit dem Boden oder einem Schuh in Kontakt tritt oder aber von einer Prothesenkosmetik oder einem Überzug umgeben ist. Die Prothesenkosmetik und der Überzug dienen einerseits dem Schutz der technischen Komponenten des Prothesenfußeinsatzes und andererseits der Bereitstellung einer möglichst natürlichen Anmutung des fertigen Prothesenfußes. Grundsätzlich ist es auch möglich, den Prothesenfußeinsatz ohne Prothesenkosmetik einzusetzen.
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Das Sohlenelement kann eine bodenseitige Kontur aufweisen, die in der Regel geschwungen ist. Im Fersenbereich und in dem Ballenbereich sind häufig nach unten gerichtete, konvexe Beugungen ausgebildet, um ein Abrollen nach einem Fersenstoß und ein Überrollen am Ende der Standphase zu ermöglichen. Zusätzlich kann eine Konturierung über den Überzug oder die Prothesenkosmetik erfolgen, die über eine Materialauswahl und Verdickungen oder Materialbesprechungen eine entsprechende abrollende Oberfläche an der Unterseite des Prothesenfußes erzeugen.
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Trotz der Ausgestaltung des Sohlenelementes mit einer bodenseitigen Kontur bestehen insbesondere beim Bergaufgehen Probleme bei großen Fußlängen, da ein Abrollen des Prothesenfußes erschwert ist. Dies liegt daran, dass bei einem langen Prothesenfuß der Vorfußhebel sehr lang ist, so dass bei einer Abrollbewegung und einer dabei entstehenden Vorfußbelastung ein sehr großes, der Abrollbewegung entgegenwirkendes Knöchelmoment erzeugt wird. Um diesem Problem zu begegnen, sind separate Zehenelemente an einem Basiselement um eine Drehachse schwenkbar befestigt. Eine solche Bauweise eines Prothesenfußes ist vergleichsweise aufwendig.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Prothesenfußeinsatz bereitzustellen, der bei einer optisch guten Erscheinung eine gute Führung des Prothesenfußes ermöglicht und auch in besonderen Bewegungssituationen und Zuständen eine ausreichende Sicherheit bereitstellt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Prothesenfußeinsatz mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren offenbart.
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Der Prothesenfußeinsatz mit einer proximalen Anschlusseinrichtung zur Befestigung an einem Unterschenkelrohr oder Unterschenkelschaft mit zumindest einem Basiselement, das mit der Anschlusseinrichtung verbunden oder gekoppelt ist und einen Vorfußbereich aufweist, wobei das Basiselement einen Fersenbereich aufweist oder mit einem Fersenbereich verbunden ist, der aus einem ersten Material gebildet ist und sich von dem Vorfußbereich in posteriorer Richtung erstreckt, sieht vor, dass der Vorfußbereich aus einem zweiten Material gebildet ist, das einen geringeren Elastizitätsmodul als erste Material aufweist und über das anteriore Ende des Fersenbereiches nach vorne übersteht. Die Ausgestaltung des Vorfußbereiches aus einem zweiten Material, das einen geringeren Elastizitätsmodul als das erste Material des Basiselementes aufweist, erzeugt eine erhöhte Flexibilität und Elastizität in dem Vorfußbereich und eine bereichsweise signifikant unterschiedliche Nachgiebigkeit des Basiselementes. Der Vorfußbereich oder Zehenbereich ist aufgrund der erhöhten Flexibilität und Elastizität in der Lage, sich bei einer Vorfußbelastung zu verformen, wodurch eine Aufstandsfläche des Prothesenfußes oder des Prothesenfußeinsatzes erzeugt wird, wenn der Prothesenfußträger kniet. Darüber hinaus wird eine große, tragende Fußlänge vermieden, wenn ein Prothesenfußnutzer eine Rampe hinaufgeht oder auf einem ansteigenden Gelände geht. Die Ausgestaltung des Vorfußbereiches aus einem weicheren Material erleichtert die Erzeugung eines optischen Gesamteindrucks, der dem natürlichen Fuß angenähert ist, insbesondere auch hinsichtlich der Fußlänge angenähert ist, ohne dass die sonst damit einhergehenden Probleme beim Abrollen in Kauf genommen werden müssten. Darüber hinaus wird eine flächige Auflagefläche oder Aufstandsfläche bereitgestellt, was eine verbesserte Kontrolle bei einer Vorfußbelastung ermöglicht. Zudem passt sich der Prothesenfußeinsatz beim Tragen von unterschiedlichen Schuhen mit verschieden hohen Absätzen leicht an den Schuh und die Fußstellung an, ohne dass umfangreiche Einstellungen vorgenommen werden müssten.
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Der Aufbau des Basiselementes aus zwei Materialien oder zwei Materialzusammensetzungen mit dem weicheren Material im Vorfußbereich erleichtert die Konstruktion des Prothesenfußeinsatzes, da dieses als eine einzelne Komponente ausgebildet und hergestellt werden kann. Ein mechanisch komplexer Aufbau mit einem Drehgelenk und Federn oder Dämpfereinrichtungen für ein gelenkig gelagertes Zehenelement entfällt. Ebenso entfallen Materialschwächungen in dem Basiselement, das häufig als einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet ist.
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Insbesondere bei knienden Stellungen ermöglicht die nachgiebige Ausgestaltung des Vorfußbereiches eine Erhöhung der Stabilität, da das zweite Material eine Dorsalflexion ausführt und dadurch eine vergleichsweise breite Aufstandsfläche des Vorderfußes erzeugt wird. Dadurch wird das Kippen oder Pendeln auf einer ansonsten starren, runden Vorderfußkante vermieden.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Basiselement als Führungselement, Basisfeder oder als eine nach unten geneigte Vorfußfeder ausgebildet ist. Insbesondere bei einer Ausgestaltung als Führungselement oder Basisfeder dient das Basiselement als ein Sohlenteil, das die untere, distale Struktur des Prothesenfußeinsatzes ausbildet. An der Unterseite der Basisfeder oder des Führungselementes kann beispielsweise ein Fersenpolster angeordnet sein, um den Fersenauftritt zu dämpfen und ein Abrollen zu erleichtern. Von der Basisfeder oder dem Führungselement erstrecken sich dann weitere Komponenten des Prothesenfußeinsatzes in proximaler Richtung, beispielsweise Federn und Dämpfer, die die Verbindung mit der proximalen Anschlusseinrichtung herstellen. Ein Führungselement stellt keine oder nur eine geringe Energiespeicherkapazität bereit, während eine Basisfeder überwiegend elastische Funktionalitäten wahrnimmt. In einer anderen Ausgestaltung ist das Basiselement als eine Vorfußfeder ausgebildet, die sich in den Vorfußbereich hinein erstreckt und bis zum vorderen Ende des Prothesenfußeinsatzes reicht. Um einen Fersenauftritt zu erleichtern oder zu ermöglichen, ist an einer solchen Vorfußfeder ein Fersenelement oder eine Fersenbereich angeordnet, insbesondere daran befestigt. Dieses Fersenelement kann federnde und/oder dämpfende Eigenschaften aufweisen. Zur Führung der Bewegung ist an dem Fersenelement das Führungselement angeordnet oder befestigt, das sich über andere Komponenten an der Vorfußfeder oder weiteren Komponenten des Prothesenfußeinsatzes abstützt und bis an den Vorfußbereich oder in den Vorfußbereich reicht.
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Das Basiselement kann in einer Ausgestaltung über zumindest eine Vorfußfeder, zumindest eine Fersenfeder und/oder zumindest ein Fersenpolster mit der Anschlusseinrichtung gekoppelt sein. Prothesenfußeinsätze weisen besondere Dämpfungseigenschaften und elastische Eigenschaften auf, die durch eine Kombination verschiedener Federelemente und Dämpferelemente erreicht werden. Um die Anschlusseinrichtung mit dem Basiselement zu koppeln oder zu indirekt zu verbinden, können dazwischen verschiedene elastische Komponenten und dämpfende Komponenten angeordnet sein. Eine direkte oder unmittelbare Verbindung zu der Anschlusseinrichtung ist gegeben, wenn diese ohne Zwischenschaltung funktionaler Komponenten an dem Basiselement befestigt ist. Die Anschlusseinrichtung kann beispielsweise einen Lagerbock aufweisen, der verschwenkbar über eine Halterung an einer Vorfußfeder gelagert ist, die sich wiederum auf dem Basiselement abstützt. Fersenseitig kann sich die Anschlusseinrichtung über ein oder mehrere Fersenpolster, die als Feder-DämpferEinrichtungen ausgebildet sein können, auf dem Basiselement abstützen. Die Koppelung kann über einen oder mehrere Gurte, Schrauben, Nieten, Klettverschlüsse, andere Formschlusselemente oder auch stoffschlüssig über Verschweißen oder Verkleben erfolgen.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass an dem Basiselement eine Aufnahmetasche angeordnet ist, die zur Aufnahme für eine oder eine weitere Federkomponente ausgebildet ist. An dieser Aufnahmetasche oder in dieser Aufnahmetasche stützt sich die Federkomponente oder die weitere Federkomponente ab und ermöglicht eine dauerhafte Befestigung der weiteren Federkomponente an dem Basiselement. Die Aufnahmetasche ist bevorzugt aus dem ersten Material des Basiselementes gebildet und weist eine dementsprechend wenig flexible, haltbare und formstabile Struktur auf. Innerhalb der Aufnahmetasche oder an der Aufnahmetasche kann die weitere Federkomponente auf unterschiedliche Arten und Weisen befestigt sein, beispielsweise angeklebt, eingeschweißt und/oder über Formschlusselemente oder Befestigungseinrichtungen befestigt sein.
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Der Vorfußbereich aus dem zweiten Material ist in einer Weiterbildung an dem Basiselement angeformt, angegossen, angespritzt, in einem 2-Komponenten-Spritzgießverfahren beim Urformen erzeugt oder in einem additiven Herstellverfahren ausgebildet oder stoffschlüssig daran festgelegt. Der Vorfußbereich ist somit an dem Fersenbereich nicht zerstörungsfrei lösbar befestigt. Die einteilige Ausgestaltung des Basiselementes aus zwei unterschiedlichen Materialien ermöglicht eine einfache Handhabung und einfache Montage an den übrigen Komponenten des Prothesenfußeinsatzes. Das Basiselement kann als ein Bauteil für unterschiedliche Gewichtsklassen mit unterschiedlichen Streitigkeiten für das jeweilige Material gefertigt werden. Das erste Material ist beispielsweise für die Aufnahme von Belastungen beim Fersenauftritt ausgelegt und weist eine vielfach höhere Steifigkeit und ein vielfach höheres Elastizitätsmodul als das zweite Material auf. Je nach Aktivitätsniveau und Gewicht des Patienten kann das erste Material ausgewählt und verarbeitet werden. Bei einer Ausgestaltung des Basiselementes als Führungselement für die Fersenkomponenten wird durch den hohen Elastizitätsmodul eine hohe Formstabilität bei einem geringen Materialeinsatz erreicht, so dass eine präzise Führung bei geringem Gewicht erzielt wird. Das zweite Material kann an dem ersten Material so angeordnet oder mit diesem verbunden sein, dass das erste Material bereichsweise in dem zweiten Material eingebettet ist. Beispielsweise kann ein vorderer Bereich des ersten Materials des Basiselementes, an das sich der Vorfußbereich anschließt, von dem zweiten Material umgeben sein, also auf der Unterseite, den medialen und lateralen Seitenflächen und an der Oberseite des Basiselementes angeordnet sein und sich von dort in anteriore Richtung über das vordere Ende des ersten Materials hinaus erstrecken.
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Das erste Material kann als Faserverbundwerkstoff oder als Polyamid (PA), ein thermoplastisches Copolyesterelastomer (TPC) oder ein Polyetheretherketon (PEEK) ausgebildet sein, das zweite Material kann als ein thermoplastisches Polyamidelastomer (TPA), ein thermoplastisches Copolyesterelastomer (TPC), ein thermoplastisches Olefinelastomer (TPO), ein thermoplastische Styrol-Blockcopolymer (TPS) oder ein thermoplastisches Elastomer auf Urethanbasis (TPU) ausgebildet sein.
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Das erste Material kann einen um den Faktor 2 bis 10 größeren Elastizitätsmodul als das zweite Material aufweisen, wobei alle Werte zwischen diesen oberen und unteren größten Bereichen für eine sinnvolle Auslegung des Basiselementes bzw. des Prothesenfußeinsatzes geeignet sind.
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Der Vorfußbereich weist in einer Weiterbildung einen Großzehenabschnitt, einen lateralen Zehenabschnitt und eine Ausnehmung dazwischen auf, um eine an die natürliche Fußform angenäherte Form bereitzustellen. Der Großzehenabschnitt bildet den medialen und anterioren Abschluss des Vorfußbereiches und kann sich in anteriore Richtung über den lateralen Zehenabschnitt hinaus erstrecken. Der laterale Zehenabschnitt kann als geschlossene Oberfläche oder auch mit einzelnen oder auch nur konturierten Zehenbereichen ausgebildet sein. Die Ausnehmung dazwischen, die dem Interdigitalbereich zwischen der Großzehe und der sich medial daran anschließenden Zehe entspricht, dient beispielsweise zur Aufnahme eines Sandalenriemens oder eines entsprechend geformten Bereiches einer Prothesenfußkosmetik. Dadurch wird eine Verdrehsicherheit des Prothesenfußeinsatzes in der Prothesenkosmetik bereitgestellt.
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Der Vorfußbereich ragt in einer Weiterbildung medial und/oder lateral über das erste Material des Basiselementes hinaus. Somit erstreckt sich medial und lateral neben dem vorderen Ende des ersten Materials das zweite Material des Vorfußbereiches und stellt eine im Vergleich zum ersten Material höhere Flexibilität bei einer vergrößerten seitlichen Aufstandsfläche zur Verfügung.
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An der Unterseite des Basiselementes ist in einer Weiterbildung ein Absatz ausgebildet oder angeordnet, der sich bereichsweise oder vollständig über die Breite des Basiselementes erstreckt. Der Absatz ist bevorzugt aus dem ersten Material ausgebildet und definiert eine Abrollkontur, über die eine präzise Abrollbewegung im Bereich der terminalen Standphase erreicht werden kann. Der Absatz kann auch von dem zweiten Material vollständig oder teilweise abgedeckt sein und/oder sich an diesen Absatz in anteriorer Richtung anschließen. Über das zweite Material kann das Verhalten des Prothesenfußeinsatzes im Bereich der terminalen Standphase oder bei besonderen Situationen wie dem Hinknien eingestellt und an die Eigenschaften des übrigen Prothesenfußeinsatzes angepasst werden. In einer Variante ist der Absatz von dem Vorfußbereich gebildet, wodurch ein im Vergleich mit einer Ausgestaltung durch das erste Material weicheres und nachgiebigeres Abrollverhalten und eine höhere Flexibilität und Elastizität erreicht wird.
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Der Absatz kann einen runden oder abgerundeten, insbesondere mit einem Querschnitt mit in anteriorer Richtung sich verringernder Krümmung aufweisen, sodass sich der Krümmungsradius zum vorderen Ende des Prothesenfußeinsatzes hin vergrößert. Dadurch wird beim Abrollen und beim Hinknien ein größerer Flächenbereich, der sich über einen vergleichsweise großen Bereich in medial-lateral Richtung erstreckt, als Auflagefläche bereitgestellt. Zusammen mit dem dorsal flektierten Zehenbereich und der dorsal flektierten Großzehe wird eine vergrößerte Stabilität gegen ein Verkippen in medial-lateral-Richtung bereitgestellt, ohne dass beim Gehen unangenehme Abrolleigenschaften auftreten. Der Absatz bildet in einer Ausgestaltung eine Abrollkante aus, die in der terminalen Standphase über die Breite des Absatzes auf dem Boden aufliegt. Das harte Material des Absatzes und die breite, linienförmige Auflage in medial-lateral Richtung stellen insbesondere in der terminalen Standphase eine vorteilhafte Stabilität für den Nutzer zur Verfügung.
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Der Vorfußbereich kann an der Unterseite einen Rand und nach oben gerichtete Auswölbungen aufweisen, wodurch eine gleichmäßige Auflage an dem äußeren Umfang des Vorfußbereiches erreicht wird. Durch die Auswölbungen wird ein ausreichendes Volumen bereitgestellt, sodass der Prothesenfußeinsatz trotz gleichmäßiger Wandstärke mit unterschiedlichen Formen und Konturen ausgebildet werden kann, die der natürlichen Fußform angenähert sind. Dadurch ist es nicht notwendig, eine Prothesenkosmetik mit unterschiedlichen Materialstärken vorzusehen, um eine an den natürlichen Fuß angenäherte Formgebung zu erreichen. Die Auswölbungen oder Auskofferungen dienen der Materialersparnis und erleichtern die Fertigung, insbesondere bei einem Spritzgießverfahren.
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Stabilisierungsstege sind in einer Weiterbildung in dem Vorfußbereich ausgebildet, mit denen sich bereichsweise unterschiedliche Steifigkeiten oder Flexibilitäten in dem Vorfußbereich einstellen lassen.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele eines Prothesenfußeinsatzes anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 - eine perspektivische Ansicht eines Prothesenfußeinsatzes;
- 2 - eine Darstellung eines Basiselementes mit separierten Materialabschnitten;
- 3 - eine Draufsicht auf das Basiselement;
- 4 - eine Untenansicht des Basiselementes;
- 5 - eine Detaildarstellung in der Seitenansicht; sowie
- 6 - eine Seitenansicht im dorsal flektierten Zustand.
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In der 1 ist in einer Seitenansicht ein Prothesenfußeinsatz 1 mit einer Anschlusseinrichtung 10 zur Befestigung an einer nicht dargestellten, proximalen Prothesenkomponente, beispielsweise einem Unterschenkelrohr oder einem Unterschenkelschaft, gezeigt. Die Anschlusseinrichtung 10 weist einen Pyramidenadapter 11 auf, der an einer Halterung 12 befestigt oder ausgebildet ist.
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Die Halterung 12 ist insbesondere aus einem formstabilen Material ausgebildet, beispielsweise einem Leichtmetall und ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Verkleidung versehen. An dem in Gehrichtung gesehen vorderen Endbereich der Halterung 12 ist verschwenkbar um eine Achse 13 ein Lagerbock 14 angeordnet, der mit einer Vorfußfeder 6 verbunden ist. Über den Lagerbock 14 ist es möglich, dass sich die Halterung 12 während einer Belastung relativ zu der Vorfußfeder 6 verlagert, was bei Verformungen während der Belastung notwendig sein kann. Das hintere Ende der Halterung 12 stützt sich über zwei Fersenpolster 8, 7 auf dem hinteren Ende eines Basiselementes 20 ab, das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als ein Führungselement mit wenig Federwirkung ausgebildet ist. Alternativ ist das Basiselement 20 als eine Basisfeder ausgebildet. Zwischen den beiden Fersenpolstern 7, 8 ist das hintere Ende der Vorfußfeder 6 angeordnet. Die Vorfußfeder 6 kann entweder zwischen den beiden Fersenpolstern 7, 8 klemmend gehalten werden oder ist an zumindest einem der Fersenpolster 7, 8 befestigt, beispielsweise formschlüssig oder kraftschlüssig befestigt oder angeklebt.
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Um die Zuordnung der Anschlusseinrichtung 10 zu dem Basiselement 20 in dessen hinteren, posterioren Abschnitt zu gewährleisten, ist ein Gurt 9 um die Oberseite der Halterung 12, unterhalb der Verkleidung und unterhalb des Basiselementes 20 herumgeführt und in seiner Länge so eingestellt, dass die Fersenpolster 7, 8 vorgespannt sind. Dadurch wird die Vorfußfeder 6 zwischen den beiden Fersenpolster 7, 8 eingeklemmt und gehalten.
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In dem Bereich des vorderen Endes der Vorfußfeder 6 sind an dem Basiselement 20 eine Aufnahmetasche 23 angeordnet, beispielsweise mit einem Schlitz, in den das vordere Ende der Vorfußfeder 6 eingeschoben und gegebenenfalls durch ein Befestigungselement oder durch Verkleben oder Verschweißen gesichert ist. Die Aufnahmetasche 23 bildet ein Widerlager, so dass die Vorfußfeder 6 nicht nach vorne über das Basiselement 20 hinaus verschoben werden kann. Alternativ zu einer stoffschlüssigen Verbindung ist die Vorfußfeder 6 lösbar mit dem Basiselement 20 gekoppelt, ohne dass das Basiselement 20, die Aufnahmetasche 23 und/oder die Vorfußfeder 6 zerstört werden. Dadurch ist es möglich, das Basiselement 20 auszutauschen und den Prothesenfußeinsatz 1 bedarfsgerecht zu konfigurieren.
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Das Basiselement 20 weist an dem in Gehrichtung vorderen Ende einen Vorfußbereich 21 auf, der in Gehrrichtung vor dem vorderen Ende der Vorfußfeder 6 und vor der Aufnahmetasche 23 positioniert ist. An dem in Gehrichtung hinteren Ende des Basiselementes 20 ist ein Befestigungsbereich 29 angeordnet oder ausgebildet, der Formschlusselemente aufweist, um ein hinteres Krafteinleitungselement oder einen Absatz daran zu befestigen und den Gurt 9 gegen eine ungewollte Verlagerung in anteriore oder posteriore Richtung zu sichern. Alternativ dazu kann das jeweilige Krafteinleitungselement kraftschlüssig an dem Befestigungsbereich 29 festgelegt werden, beispielsweise klemmend oder über eine Magnetsicherung gehalten werden. Alternative oder ergänzende Festlegungen über eine Clipsverbindung, Klettverschlüsse oder über eine Befestigung mittels separater Befestigungselemente wie Stifte, Federn oder Schrauben sind ebenfalls möglich und vorgesehen. An der Oberseite des Befestigungsbereiches 29 ist eine Aufnahmeeinrichtung 291 zur Aufnahme des unteren Fersenpolsters 7 ausgebildet, in die das Fersenpolster 7 eingesetzt werden kann. Das Fersenpolster 7 wird dadurch gegen eine seitliche Verschiebung und gegen eine Verschiebung in und entgegen der Gehrichtung gesichert. Über den Gurt 9 und die Vorspannung wird verhindert, dass die Fersenpolster 7, 8 sich in proximaler Richtung lösen können.
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Der Prothesenfußeinsatz 1 weist an der Unterseite, ungefähr auf Höhe der Aufnahmetasche 23, einen Absatz 30 auf, so dass bei einer Vorfußbelastung ein im Wesentlichen linienförmiger Krafteinleitungsbereich ausgebildet ist. Die Lasteinleitung erfolgt beim Belasten des Vorfußbereiches 21 in Gehrichtung gesehen relativ weit vorne, ungefähr auf der Höhe eines Zehengrundgelenkes bei einem natürlichen Fuß, wodurch eine maximale Hebellänge für eine Biegemomenteinleitung in den Prothesenfußeinsatz 1 erzielt wird. Durch den im Wesentlichen linienförmigen Krafteinleitungsbereich ist es möglich, eine sehr hohe Energiedichte aufzunehmen bzw. abzugeben, sodass eine hohe Dynamik beim Gehen erreicht werden kann. Aufgrund des vergleichsweise weit vorne positionierten Krafteinleitungsbereiches und der linienförmigen Auflage mit einer geringen Auflagefläche ist eine erhöhte Flexibilität beim Stehen gegeben. Der Absatz 30 endet ungefähr auf der Höhe des natürlichen Zehengrundgelenkes, was bei einer rein technischen Betrachtung ausreichen würde, um die wesentlichen Funktionen des Gehens für den Prothesenfußeinsatz 1 zu gewährleisten. Der optische Gesamteindruck und auch die psychologische Wirkung eines um 20 bis 25 % kürzeren Fußes ist jedoch nachteilig, zudem müssen entsprechende Einrichtungen zur Fixierung des Prothesenfußeinsatzes 1 in einer Prothesenkosmetik getroffen und angeordnet werden.
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Das Basiselement 20 als Basisfeder oder Führungselement weist einen Fersenbereich 22 auf, der sich von der Aufnahmetasche 23 bis zu einem hinteren, posterioren Ende erstreckt. Das Material des Fersenbereiches 22 weist einen vergleichsweise hohen Elastizitätsmodul auf, um die auftretenden Kräfte und Momente nach einem Fersenstoß oder Heel Strike, während der Überrollphase sowie bei einer zunehmenden Vorfußbelastung aufzunehmen oder um eine stabile und präzise Führung der Bewegung der Fersenpolster 7, 8 zu gewährleisten. Während eines normalen Schrittes, beispielsweise in der Ebene, wird nach dem Fersenkontakt und dem Aufsetzen des kompletten Fußes die wesentliche Krafteinleitung an dem hinteren Ende des Fersenbereiches 22 sowie an dem unteren Absatz 30 und gegebenenfalls einem sich in Gehrichtung rückwärtig daran anschließenden Bereich erfolgen. Ähnlich einem natürlichen Fuß weist der Fersenbereich 22 eine nach oben gerichtete Wölbung in dem Mittelfußbereich auf, sodass in dem Bereich unterhalb der Gelenkachse 13 kein oder nur ein leichter Bodenkontakt während der Standphase vorhanden ist. Nach vorne über den Fersenbereich 22 hinaus erstreckt sich der Vorfußbereich 21, der aus einem weicheren Material als das Material des Fersenbereiches 22 besteht. Anders ausgedrückt, weist das Material des Vorfußbereiches 21 einen geringeren Elastizitätsmodul als das Material des Fersenbereiches 22 auf. Das Material des Fersenbereiches 22 ist beispielsweise ein Polyamid, alternativ können Faserverbundwerkstoffe oder Materialien mit vergleichbaren mechanischen Eigenschaften verwendet werden. Vorteilhaft sind Materialien, die für ein 2-Komponenten-Spritzgießverfahren verwendbar sind, da damit die Möglichkeit besteht, den Vorfußbereich 21 anzuspritzen. Der Vorfußbereich 21 kann auch auf andere Arten und Weisen mit dem Material des Fersenbereiches 22 dauerhaft und nicht zerstörungsfrei lösbar verbunden sein. Ebenso ist es möglich, dass das Basiselement 20 im Rahmen eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt wird.
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Insbesondere in die Situationen oder in Zuständen, in denen eine sehr starke Dorsalflexion des Vorfußbereich 21 auftritt, beispielsweise beim Bergaufgehen, beim Hinaufgehen von Rampen oder beim Knien, hat die Ausgestaltung des Vorfußbereiches 21 aus einem weichen Material wesentliche Vorteile. Neben einer Formgebung, die der natürlichen Fußform angenähert ist, bietet das weiche Material des Vorfußbereiches 21, beispielsweise ein TPU mit einem Elastizitätsmodul zwischen 5% und 50% des Elastizitätsmoduls des ersten Materials, zwar nur einen geringeren Widerstand gegen eine Biegung, es erhöht jedoch die Auflagefläche und sorgte für eine Stabilität gegen ein seitliches Kippen in Medialrichtung oder Lateralrichtung. Insbesondere wird durch die Biegsamkeit des Vorfußbereiches 21 bei einer Ausgestaltung mit einer Ausnehmung 26 zwischen einem Großzehenabschnitt 24 und einem lateralen Zehenabschnitt 25 verhindert, dass der Prothesenfuß auf der Spitze des Großzehenabschnittes 24 aufgesetzt werden muss und um eine Punktauflage verkippt.
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In der 2 ist das Basiselement 20 nach Art einer Explosionsdarstellung gezeigt, bei der die unterschiedlichen Materialbereiche, die nicht zerstörungsfrei lösbar aneinander befestigt sind, getrennt voneinander gezeigt sind. Der Fersenbereich 22 schließt sich an die Aufnahmetasche 23 und den darunter angeordneten Absatz 30 an. Die Aufnahmetasche 23 und der Absatz 30 sind aus dem gleichen Material gebildet, das auch für den Fersenbereich 22 verwendet wird. Aufgrund des hohen Elastizitätsmoduls des Materials ist eine hohe Formbeständigkeit gewährleistet. Der Fersenbereich 22 muss sich nicht bis zum hinteren Ende des Basiselementes 22 erstrecken, in einer vorteilhaften Ausgestaltung ist dies vorgesehen. An dem hinteren, posterioren Ende des Basiselementes 20 kann der Befestigungsbereich 29 aus einem anderen Material angeformt sein. Es besteht auch die Möglichkeit, dass ein hinterer Teil des Basiselementes 20 eine andere Steifigkeit oder ein anderes Elastizitätsmodul aufweist als der anteriore oder der mittlere Bereich. Die Materialstärke oder Dicke des Basiselementes 20 kann über dessen Längserstreckung unterschiedlich sein. Der Vorfußbereich 21 ist getrennt von dem Fersenbereich 22 des Basiselementes 20 dargestellt. Der Vorfußbereich 21 weist einen sich in Gehrichtung hinter die Aufnahmetasche 23 bzw. hinter den Absatz 30 erstreckenden Materialabschnitt auf, der auch zum Schutz der Unterseite der harten oder steifen Führung des Fersenbereiches 22 dient. Der 2 ist weiterhin zu entnehmen, dass medial und lateral zu dem Fersenbereich 22 das weiche Material des Vorfußbereiches 21 angeordnet ist, um dadurch eine Verbreiterung der Aufstandsfläche und eine verbesserte Stabilität in medial-lateral-Richtung zu erreichen. Darüber hinaus wird durch diese seitliche Verbreiterung die natürliche Fußform besser nachgebildet.
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An der Oberseite des Vorfußbereiches 2 ist das Material gewölbt geformt, um die räumliche Anmutung eines natürlichen Zehs oder der Zehen nachzuahmen. Die Oberseite der Aufnahmetasche 23 ist zumindest teilweise von dem weichen Material des einstückig mit dem sich in posteriore Richtung anschließenden Fersenbereich 22 ausgebildeten Vorfußbereiches 21 abgedeckt.
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In der 3 ist das fertig ausgebildete Basiselement 20 in Draufsicht gezeigt. Der vergleichsweise schmale, geradlinige ausgebildete Fersenbereich 22 ist zwischen dem Befestigungsbereich 29 und dem Vorfußbereich 21 angeordnet. Eine leichte Verbreiterung im vorderen Bereich in Richtung auf die Aufnahmetasche 23 vergrößert die Kippstabilität. Ebenso ist die Verbreiterung im Befestigungsbereich 29 mit der Aufnahme 291 als Tasse oder Einfassung zur Festlegung des unteren Polsterelementes 7 in fünf Richtungen zu erkennen.
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Die 4 zeigt das Basiselement 20 gemäß 3 von der Unterseite. Neben dem Befestigungsbereich 29 an dem hinteren Ende des Fersenbereiches 22 mit einer entsprechenden schrägen oder abgerundeten, unteren Kontur zum Erleichtern des Abrollens und der Nut zur Aufnahme des Gurtes 9 ist die Anformung des Vorfußbereiches 21 an den vorderen Bereich des Basiselementes 20 zu erkennen. Der Vorfußbereich 21 weist einen an der Unterseite umlaufenden, im Wesentlichen in einer Ebene verlaufenden Rand 26 auf, von dem aus sich Auswölbungen 27 nach oben erstrecken, um die obenseitige Kontur oder Form in dem Zehenabschnitt 25 bzw. dem Großzehenabschnitt 24 auszubilden. Innerhalb der Auswölbungen 27 sind Stabilisierungsstege 28 angeformt, um eine gewünschte Stabilität innerhalb dieser Bereiche zu erreichen. An der Unterseite ist ebenfalls der Absatz 30 zu erkennen, der sich über die gesamte Breite des Fersenbereiches 22 erstreckt und auch auf der Unterseite durch das weiche Material des Vorfußbereiches 21 abgedeckt ist.
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In der 5 ist in einer seitlichen Detailansicht der vordere Bereich des Basiselementes 20 mit dem Fersenbereich 22 und der einstückig mit dem Fersenbereich 22 ausgebildeten Aufnahmetasche 23 und dem ebenfalls einstückig mit dem Fersenbereich 22 ausgebildeten, angeformten Absatz 30 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel sind weder die Aufnahmetasche 23 noch der Absatz 30 vollständig mit dem weichen, zweiten Material des Vorfußbereiches 21 umhüllt. An der Aufnahmetasche 23 ist der in Gehrichtung hintere Bereich freigelassen, an dem Absatz 30 sind die Seitenflächen nicht von dem weichen Material überzogen. Der Vorfußbereich 21 steht anterior über das anteriore Ende der Aufnahmetasche 23 und des Absatzes 30 nach vorne über. Die Aufnahmetasche 23 und der Absatz 30 bilden das anteriore, vordere Ende des Fersenbereiches 22.
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In der 6 ist das Basiselement 20 gemäß 5 in einer Position gezeigt, wie sie beispielsweise am Ende der Abrollphase, beim Bergaufgehen oder in einer knienden Stellung erreicht ist. Der Vorfußbereich 21 ist dorsal flektiert und stellt eine flächige Auflage für den Prothesenfußeinsatz 1 bereit. Wenn der Absatz 30, der eine abgerundete, sich nach vorne abflachende Kontur aufweist, ebenfalls den Boden berührt, ergibt sich eine linienförmige Auflage im Bereich des Absatz 30 und eine sich daran anschließende flächige Auflage, die durch das weiche Material des Vorfußbereiches 21 bereitgestellt wird.
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Durch das an geformte, um spritzte, an gespritzte oder einstückig hergestellte vordere Ende durch den Vorfußbereich 21 aus einem vergleichsweise weichen Material wird eine optisch große Fußlänge mit einer entsprechend guten ästhetischen Wirkung erzielt, wobei der Vorfußbereich 21 flexibel ist und eine breite Aufstandsfläche des Prothesenfußes erzeugt, wenn der Prothesenträger kniet. Eine solche Aufstandsfläche wird durch zusätzliche mediale und/oder laterale Anformungen oder Bereiche des weichen Materials neben der Aufnahmetasche 23 und gegebenenfalls neben dem Absatz 30 erzeugt. Trotz der optisch ansprechenden, großen Fußlänge wird eine zu große wirksame Fußlänge bei besonderen Gangsituationen oder Positionen vermieden. Durch den Vorfußbereich 21 kann eine der natürlichen Fußfunktion angenäherte Funktion ohne hohen konstruktiven Aufwand erreicht werden. Darüber hinaus werden Geräusche bei der Bewegung unterbunden und die Gefahr eines mechanischen Versagens verringert.
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Der Fersenbereich 22 dient als überwiegende Funktionskomponente zur Aufnahme der mechanischen Belastungen und ist beispielsweise als ein Polyamid mit einer Scherspannung von 50 MPa ausgebildet. Der Vorfußbereich 21 mit dem weichen Material, beispielsweise einem technischen Polyurethan, kann beispielsweise eine Scherspannung von 5 MPa aufweisen.
