DE4208941C2 - Fussprothese - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fußprothese der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angege­ benen Art.

Eine solche Fußprothese ist aus der US 50 37 444 bekannt, auf die weiter unten näher ein­ gegangen wird.

Im Stand der Technik gibt es verschiedene Arten von mechanischen Vorrichtungen, mit de­ nen versucht wird, das Fußprothesenproblem zu lösen. Zu den üblichen älteren Vorrichtun­ gen gehört die Prothese nach der US 20 75 583, welche ein Gummiformstück aufweist, das in gebrauchsfähiger Beziehung zu einem starren metallischen Kern befestigt ist. Exempla­ risch für die letzten Entwicklungen ist ein prothetischer Fuß nach der US 46 45 509, der ei­ nen monolithischen Längsträger mit relativ massiven Proportionen aufweist, welcher dazu bestimmt ist, auf die Belastung durch den Körper eines Amputierten während des Gehens, Rennens, Springens und dgl. anzusprechen und die resultierende gespeicherte Energie frei­ zusetzen, um Hub und Schub des Fußes zu erzeugen, die den natürlichen Schritt des Am­ putierten ergänzen.

Alle bekannten Vorrichtungen haben jedoch beträchtliche Nachteile, insbesondere die Bau­ teile der Prothesen wie die nach der o. g. US 20 75 583 sind zu schwer und zu steif oder sind wie bei der nach der o. g. US 46 45 509 zu massiv und monolithisch, um auf Nuancen von Spannungsgradienten richtig anzusprechen, die für den menschlichen Fuß charakteris­ tisch sind.

Einer der Hauptfaktoren, der die Erzeugung eines wirklich erfolgreichen prothetischen Fußes blockiert hat, war die Fixierung des Standes der Technik auf die Duplizierung der baulichen Aspekte der Skelett- und Muskelkomponenten eines tatsächlichen menschlichen Fußes. In vielen Fällen, wie z. B. bei der oben erwähnten US 46 45 509, wird versucht, sogar die Zehen des Fußes zu duplizieren, indem eine Nachahmung derselben vorgesehen wird. Es ist diese Fixierung auf die mechanischen Elemente des menschlichen Fußes, welche den Stand der Technik auf einen Versuch beschränkt hat, die Einzelteile des menschlichen Fußes zu dupli­ zieren, eine Tendenz, für die sich in der US 33 35 428 ein besonderes Beispiel findet.

Die eingangs bereits erwähnte US 50 37 444, aus der eine Fußprothese nach dem Oberbeg­ riff des Anspruchs 1 bekannt ist, offenbart gewisse Prinzipien, die sich auf einen protheti­ schen Fuß beziehen, der einen Vorderfußteil, einen Fersenteil und einen Hilfsknöchelteil aufweist, die permanent oder lösbar miteinander verbunden sein können, wodurch sowohl der Vorderfußteil als auch der Fersenteil gegen entsprechend aufgebaute Vorderfuß- bzw. Fersenteile leicht ausgetauscht werden können. Diese Austauschbarkeit gestattet eine Grö­ ßeneinstellung oder das Vorsehen von unterschiedlichen Federkonstanten, um eine Anpas­ sung an die Größe des Fußes des Amputierten oder an den Schritt und das Gewicht des Amputierten vorzunehmen, was einen fast unendlichen Bereich von Kombinationen von Fe­ derkonstante und Größe für den Amputierten ergibt und einen natürlichen Schritt und einen federnden Gang gestattet, die durch bekannte prothetische Vorrichtungen bislang nicht er­ zielbar gewesen sind. Gemäß der US 50 37 444 wird eine horizontale Befestigungsfläche zur Befestigung der Prothese an einem Pylon benutzt, wobei diese horizontale Befestigungsflä­ che aber Beschränkungen hinsichtlich Größe, Gewicht und Leistungsfähigkeit und insbeson­ dere hinsichtlich der Bestimmbarkeit und der Änderbarkeit der Flexibilität der Fußprothese mit sich bringt.

Weitere Fußprothesen sind aus der US 48 22 363, der US 49 59 073 und der US 49 94 086 bekannt. Keine dieser bekannten Prothesen weist aber einen federnden Hilfsknöchelteil auf.

Aus der DE 42 05 899 A1, einer Patentanmeldung mit älterem Zeitrang, die erst nach dem für den Zeitrang der vorliegenden Anmeldung maßgeblichen Tag der Öffentlichkeit zugäng­ lich gemacht worden ist, ist eine Fußprothese mit einem Vorderfußteil und einem Fersenteil bekannt, wobei der Vorderfußteil aus mehreren gekrümmten Fußteilen besteht. Es ist zwar erwähnt, dass ein Hilfsknöchelteil an den Fußteilen des Vorderfußteils befestigt werden kann, über die Art dieser Befestigung ist jedoch nichts angegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fußprothese der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so auszubilden, dass die Flexibilität der Fußprothese wahlweise bestimmt und leicht geändert werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Fußprothese mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Bei der Fußprothese nach der Erfindung lassen sich nicht nur der Vorderfußteil und der Fer­ senteil leicht gegen entsprechend aufgebaute Vorderfuß- bzw. Fersenteile austauschen, um eine Größeneinstellung vorzunehmen oder unterschiedliche Federkonstanten vorzusehen, um eine Anpassung an die Größe des Fußes des Amputierten oder den Schritt und das Ge­ wicht des Amputierten vorzunehmen, sondern die Befestigung des Hilfsknöchelteils erlaubt, daß durch die Verwendung verschiedener Hilfsknöchelteile weitere Einstellungen vorge­ nommen werden können. Deshalb kann eine fast unendliche Zahl von Kombinationen von Federkonstante und Größe für den Amputierten vorgesehen werden, wodurch ein natürlicher Schritt und ein federnder Gang erzielt werden, die durch bekannte prothetische Vorrichtun­ gen nicht erzielt werden können.

Der Hilfsfußknöchelteil gestattet, die Fußprothese dem Gang, dem Gewicht und dem Aktivi­ tätsgrad des Amputierten ohne weiteres anzupassen. Entsprechend kann der Vorderfußteil mit dem Fersenteil des Fußes lösbar verbunden werden, um zu gestatten, unterschiedliche Größen des Fersenteils mit unterschiedlichen Federkonstanten in gebrauchsfähiger Bezie­ hung zu dem Vorderfußteil zu befestigen.

Durch die Befestigung des Hilfsknöchelteils, der dem Knöchelabschnitt des Vorderfußteils zugeordnet ist, läßt sich der Widerstand des Knöchelabschnitts gegen Belastungen steigern, die auf den Zehabschnitt des Vorderfußteils ausgeübt werden. Es lassen sich Hilfsknöchel­ teile vorsehen, die durch unterschiedliche Federkonstanten gekennzeichnet sind, was ges­ tattet, den Widerstand des Knöchelabschnitts gegen Biegung genau auf das Gewicht, den Aktivitätsgrad und andere Eigenschaften der Person, für die der Fuß eingestellt wird, einzu­ stellen.

Die Fußprothese nach der Erfindung kann ohne weiteres in gebrauchsfähiger Beziehung an dem Pylon befestigt werden und kann feinabgestimmt werden, indem die Eigenschaften des Vorderfuß- und des Fersenteils sowie des Hilfsknöchelteils so abgestimmt werden, daß das endgültige operative Ansprechen auf die Bedürfnisse des Trägers erzielt wird.

Infolgedessen kann der Träger der Fußprothese eine große Vielfalt von Aktivitäten entwi­ ckeln, die in der Vergangenheit wegen der baulichen Beschränkungen und der entsprechen­ den Leistungen der bekannten Prothesen ausgeschlossen waren. Die Fußprothese nach der Erfindung hält Laufen, Springen und andere Aktivitäten aus und kann auf dieselbe Weise wie der normale Fuß des Trägers benutzt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Fußprothese nach der Erfindung bilden die Gegenstände der Unteransprüche.

Wenn in einer Ausgestaltung der Erfindung der Hilfsknöchelteil mit seinem Befestigungsab­ schnitt an dem Pylon zwischen einer Kupplung, die zum lösbaren Befestigen des Vorder­ fußteils und des Hilfsknöchelteils an dem Pylon dient, und dem Befestigungsabschnitt des Vorderfußteils lösbar befestigt ist, der Hilfsknöchelteil also an der vorderen Oberfläche des Befestigungsabschnittes befestigt ist, oder wenn in weiterer Ausgestaltung der Fußprothese nach der Erfindung der Vorderfußteil mit seinem Befestigungsabschnitt an dem Pylon zwi­ schen der Kupplung und dem Befestigungsabschnitt des Hilfsknöchelteils lösbar befestigt ist, der Hilfsknöchelteil also an der rückwärtigen Oberfläche des Befestigungsabschnittes des Vorderfußteils befestigt ist, lassen sich gewünschte Kombinationen aus Verformungswider­ stands- und Energiespeicherungseigenschaften des Hilfsknöchelteils mit denen des Knö­ chelabschnitts des Vorderfußteils erzielen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeich­ nungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teils einer erfindungsgemäß aufgebauten Fußprothese,

Fig. 2 eine Ansicht in Draufsicht und im Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine Vorderansicht nach der Linie 3-3 in Fig. 2, und

Fig. 4 eine Teilschnitt- und Seitenansicht nach der Linie 4-4 in Fig. 2.

Die Zeichnungen und insbesondere die Fig. 1 und 2 zeigen eine Fußprothese 10, die einen Vorderfußteil 80 und einen Fersenteil 84 aufweist, welche durch Schrauben- und Muttern­ kombinationen 104, denen lastübertragende metallische Platten 106 zugeordnet sind, gebrauchsfähig und lösbar miteinander verbunden sind. Wenn es angezeigt ist, können der Vorderfuß- und der Fersenteil dauerhaft aneinander befestigt werden, beispielsweise durch Epoxyklebstoff od. dgl.

Der Vorderfußteil 80 der Prothese 10 weist einen im wesentlichen starren oberen Befesti­ gungsabschnitt 92, einen gekrümmten Knöchelabschnitt 94, einen Ristabschnitt 96 und einen Zehabschnitt 82 auf. Die Abschnitte 92, 94, 96 und 82 des Vorderfußteils 80 werden vorzugsweise einstöckig und gleichzeitig aus mehreren Schichten, die in gehärtetes, bieg­ sames Polymer eingebettet werden, hergestellt. Alternativ kann zerhackte Fasern enthalten­ des oder anderes geeignetes Verstärkungsmaterial statt der oder zusätzlich zu den vorge­ nannten Schichten benutzt werden.

Der Befestigungsabschnitt 92 weist zwei mittig angeordnete Öffnungen 88 auf (Fig. 4). Der Befestigungsabschnitt 92 ist im wesentlichen starr und in der Lage, Torsions-, Schlag- und andere Belastungen auszuhalten, die auf ihn durch den Vorderfußteil 80 und den Fersen­ teil 84 der Prothese 10 ausgeübt werden. Darüber hinaus bewirkt die inhärente Steifigkeit des Befestigungsabschnitts 92 die wirksame Übertragung der vorgenannten Belastungen, die auf ihn ausgeübt werden, auf einen prothetischen Pylon 30 durch Schrauben- und Mut­ ternkombinationen 98, die über die Öffnungen 88 mit einer Kupplung 90 verbunden sind. Eine Schraube 100 hält den Pylon 30 in der Kupplung 90 fest.

In der besonderen Ausführungsform, die in den Fig. 1-4 gezeigt ist, ist ein Hilfsknöchelteil 86 zwischen der Kupplung 90 und dem Vorderfußteil 80 angeordnet und ist in gebrauchsfähiger Beziehung zu dem Knöchelabschnitt 94 des Vorderfußteils 80 durch die Verwendung von mittig angeordneten Öffnungen 89 in einem Befestigungsabschnitt 102 des Hilfsknöchel­ teils 86 befestigt, wobei diese Öffnungen mit den Öffnungen 88 des Befestigungsabschnitts 92 des Vorderfußteils 80 im wesentlichen ausgerichtet sind. Die Schrauben- und Muttern­ kombinationen 98 halten die verschiedenen Bauteile in der vorgenannten gebrauchsfähigen Beziehung. Eine alternative Ausführungsform würde das Befestigen des Hilfsknöchelteils 86 an einer rückwärtigen Oberfläche des Befestigungsabschnitts 92 beinhalten.

In der bevorzugten Ausführungsform dienen die Schrauben- und Mutternkombinationen 104 in Verbindung mit den lastübertragenden metallischen Platten 106 zum Befestigen des Fer­ senteils 84 in gebrauchsfähiger Beziehung zu dem Vorderfußteil 80 der Prothese 10. Diese Art der Befestigung erleichtert das Anbauen von ausgewählten Fersenteilen 84 in gebrauchsfähiger Beziehung zu ausgewählten Vorderfußteilen 80, was somit gestattet, einen breiten Bereich von unterschiedlichen Größen und Spannungsbelastungsansprecheigen­ schaften zueinander in Beziehung zu setzen, um die optimale funktionale Entsprechung zwi­ schen dem Vorderfußteil 80 und dem Fersenteil 84 zu erreichen.

Der Hilfsknöchelteil 86 kann benutzt werden, um die Flexibilität des Vorderfußteils 80 zu ver­ ringern. Der Hilfsknöchelteil 86 besteht aus Faserschichten derselben Art wie die verschie­ denen Teile der Prothese 10. In der bevorzugten Ausführungsform weist der Hilfsknöchel­ teil 86 den Befestigungsabschnitt 102 auf, der der Kupplung 90 und dem oberen Befestigungsabschnitt 92 des Vorderfußteils 80 wirkungsmäßig zugeordnet ist und vorzugsweise zwischen denselben angeordnet ist. Der Hilfsknöchelteil 86 wird vorzugsweise in gebrauchsfähiger Beziehung zu dem gekrümmten Knöchelabschnitt 94 des Vorderfußteils 80 durch die vorgenannte Montage der Kupplung 90 mit den Schrauben- und Mutternkombinati­ onen 98 befestigt. An seinem zu dem Befestigungsabschnitt 102 entgegengesetzten Ende hat der Hilfsknöchelteil 86 einen sich in der Dicke verjüngenden Abschnitt 108, der eine va­ riierende Biegsamkeit auf der Länge des Hilfsknöchelteils 86 erzeugt und außerdem die Wahrscheinlichkeit verringert, daß der Hilfsknöchelteil 86 in seiner kooperativen Beziehung zu dem Vorderfußteil 80 und der kosmetischen Hülle der Prothese 10, die weiter unten aus­ führlicher beschrieben ist, unerwünscht behindert oder blockiert wird. In alternativen Ausfüh­ rungsformen ist diese Verjüngung nicht erforderlich, so daß der Hilfsknöchelteil 86 demge­ mäß mit einer relativ gleichmäßigen Dicke über seiner Länge versehen sein kann.

In der bevorzugten Ausführungsform ist der Hilfsknöchelteil 86 an dem innen gelegenen Ra­ dius des gekrümmten Knöchelabschnitts 94 befestigt, so daß die erwartete Aufwärtsbiegung des Zehabschnitts 82 des Vorderfußteils 80, was im folgenden noch näher beschrieben ist, später eine Verformung des Hilfsknöchelteils 86 sowie eine Verformung des Knöchelab­ schnitts 94 bewirken wird, durch die die Verformungswiderstands- und Energiespeiche­ rungseigenschaften des Hilfsknöchelteis 86 mit denen des Knöchelabschnitts 94 wirksam kombiniert werden. Alternative Ausführungsformen würden das Befestigen des Hilfsknö­ chelteils 86 an der rückwärtigen Oberfläche des Befestigungsabschnitts 92 und weiter das Befestigen des sich in der Dicke verjüngenden Abschnitts 108 an einer unteren Oberfläche 62 des Knöchelabschnitts 94 beinhalten, um die vorgenannte gewünschte Kombination aus den Verformungswiderstands- und den Energiespeicherungseigenschaften des Hilfsknö­ chelteils 86 mit denen des Knöchelabschnitts 94 zu erzielen.

Der Hilfsknöchelteil 86 kann mit unterschiedlichen Schichtzahlen versehen werden, um ihn für Belastungen, die durch den Knöchelabschnitt 94 übertragen werden, mehr oder weniger biegsam zu machen. Bei Konfrontation mit verschiedenen Anomalien eines Amputierten wie Übergewicht oder übermäßige Aktivitätsgrade kann infolgedessen der Grundaufbau des Vorderfußteils 80 und insbesondere des Knöchelabschnitts 94 materiell modifiziert werden, um ein Verhalten des Vorderfußteils zu erzielen, das auf die Bedürfnisse des Amputierten präzise eingestellt ist. Insbesondere kann eine Vielfalt von Hilfsknöchelteilen 86 einem A­ muptierten zur Verfügung gestellt werden, die gestatten, die Flexibilität der Prothese 10 auf der Basis der besonderen Aktivität, die der Amputierte entwickelt, einzustellen.

Wie erwähnt kann eine kosmetische Hülle, die nicht dargestellt ist, vorgesehen werden, um die Prothese 10 zu umhüllen, nachdem die optimale Montage des Vorderfußteils 80 und des Fersenteils 84 sowie irgendeines Hilfsknöchelteils 86 vorgenommen worden ist. Anders als bei den bekannten Konstruktionen ist jedoch die kosmetische Hülle, die aus geformtem Po­ lymer geringer Dichte gebildet sein kann, nicht erforderlich, um irgendeine zusätzliche Stoß­ dämpfungs- oder andere Spannungsisolierfunktion zu erfüllen, da alle Belastungen, die auf die Prothese 10 ausgeübt werden, auf im folgenden ausführlicher beschriebene Weise ab­ sorbiert, übertragen und wieder zur Geltung gebracht werden können.

Die Schrauben- und Mutternkombinationen 104 dienen in Verbindung mit den lastverteilen­ den metallischen Platten 106 zum Befestigen des Fersenteils 84 in gebrauchsfähiger Bezie­ hung zu dem Vorderfußteil 80 der Prothese 10, wie es am besten in den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen gezeigt ist. Die vorgenannte Art der Befestigung erleichtert die Montage oder Demontage von ausgewählten Fersenteilen 84 in gebrauchsfähiger Beziehung zu ausge­ wählten Vorderfußteilen 80 der Prothese 10, was gestattet, einen breiten Bereich von unter­ schiedlichen Größen und Spannungsbelastungsansprechcharakteristiken zueinander in Be­ ziehung zu setzen, um die optimale funktionale Entsprechung zwischen dem Vorderfußteil 80 und dem Fersenteil 84 zu erzielen und den Bedürfnissen des Trägers der Prothese 10 in maximalem Ausmaß anzupassen und außerdem für eine geeignete Anpassung der Prothese 10 an einen ausgewählten Pylon 30 od. dgl. vorzunehmen.

Der Vorderfußteil 80 weist gemäß der Darstellung in Fig. 1 den Zehabschnitt 82, den Ristab­ schnitt 96, den gekrümmten Knöchelabschnitt 94 und den Befestigungsabschnitt 92 auf. Der Fersenteil 84 weist den Befestigungsabschnitt 22 und den Fersenabschnitt 28 auf, der sich mit seinem rückwärtigen Ende 56 vorzugsweise über eine äußerste rückwärtige Oberfläche 58 des Befestigungsabschnitts 92 des Vorderfußteils 80 der Prothese 10 hinaus erstreckt. Passende Bohrungen (nicht dargestellt) in dem Ristabschnitt 96 des Vorderfußteils 80 und dem Fersenteil 84 nehmen die Schrauben- und Mutternkombinationen 104 auf, um für die vorerwähnte Einfachheit des Montierens und Demontierens des Vorderfußteils 80 und des Fersenteils 84 zu sorgen. In der bevorzugten Ausführungsform sind die verschiedenen Ab­ schnitte des Vorderfußteils 80 alle so aufgebaut, daß es nicht erforderlich ist, daß sich ihre Dicke verjüngt, obwohl dem Fachmann klar ist, daß sich die Erfindung nicht auf diesen nicht- verjüngten Aufbau beschränkt.

Zwischen der unteren Oberfläche 62 des Knöchelabschnitts 94 des Fersenteils 84 und einer oberen Oberfläche 64 des Fersenabschnitts 28 ist ein elastischer, federnder Funktionsblock 70 mit keilförmigem Aufbau angeordnet, um den Hebelarm des Fersenabschnitts 28 festzu­ legen und die untere Oberfläche 62 des Knöchelabschnitts 94 und die obere Oberfläche 64 des Fersenabschnitts 28 voneinander zu isolieren. Der Funktionsblock 70 kann aus einer breiten Vielfalt von elastischen Materialien hergestellt werden, zu denen natürlicher und synthetischer Kautschuk od. dgl. gehören.

Die Materialien, aus denen der Vorderfußteil 80, der Fersenteil 84 und der Hilfsknöchelteil 86 hergestellt sind, müssen so sein, daß sich ein energiespeichernder, elastischer, federartiger Effekt ergibt. Das ist notwendig, weil jede Berührung der Prothese 10 mit einer benachbarten Oberfläche dazu führt, daß Kompressions-, Torsions- und andere Belastungen auf die Pro­ these 10 ausgeübt werden, die innerhalb der Prothese gespeichert und dann, je nach dem Schritt des Trägers, wieder auf die Oberfläche ausgeübt werden müssen, um einen natürli­ chen Schritt zu erzielen, der dem Schritt des unbehinderten Beins des Trägers der Prothese 10 in jeder Hinsicht ideal angepaßt ist.

Der Vorderfußteil 80 und der Fersenteil 84 sowie der Hilfsknöchelteil 86 der Prothese 10 werden als unitäre Bauteile vorzugsweise geformt, und zwar sorgfältig so geformt, daß eine auf sie ausgeübte Beanspruchung gleichmäßig absorbiert wird. Die Konfiguration der beiden Teile 80 und 84 ist äußerst wichtig, und die zerhackten Fasern, Laminate oder anderen Ver­ stärkungsmaterialien sowie das Polymer oder die Polymere, aus denen die Teile 80 und 84 hergestellt werden, müssen elastisch und in der Lage sein, die Druck-, Torsions- und ande­ ren Beanspruchungen, die oben erwähnt sind, aufzunehmen und die durch diese Beanspru­ chungen erzeugte gespeicherte Energie auf natürliche Weise wieder an die beaufschlagte Oberfläche abzugeben, die ursprünglich diese Beanspruchungen auf die Prothese 10 aus­ geübt hat.

Es hat sich herausgestellt, daß es eine begrenzte Anzahl von Polymeren gibt, die in der La­ ge sind, die beträchtlichen Beanspruchungen und wiederholten Belastungen auszuhalten, die auf die Prothese 10 ausgeübt werden, insbesondere angesichts der zahllosen Beanspru­ chungszyklen, denen die Prothese 10 während des normalen täglichen Gebrauches ausge­ setzt ist.

Gegenwärtig das beste Material für die Prothese 10 ist ein Verbundstoff aus hochfester Gra­ phitfaser in einem eine hohe Zähigkeit aufweisenden, warmhärtenden Epoxidharzsystem. Dafür gibt es mehrere Gründe: (1) hohe Festigkeit; (2) das Verhältnis von Steifigkeit zu Ge­ wicht von Graphit im Vergleich zu dem von anderen Materialien; (3) die fast vollständige Rückgabe der zugeführten oder gespeicherten Energie; (4) leichtes Gewicht; (5) hohe Ermü­ dungsfestigkeit; und (6) minimales Kriechen. Als ein alternatives Material ist Glasfa­ ser/Epoxy eine faire Wahl, es ist aber nicht so gut wie Graphit, weil es eine geringere Ermü­ dungsfestigkeit und eine, höhere Dichte hat. Kevlar ist noch weniger akzeptabel, und zwar wegen der schlechten Druck- und Scherfestigkeit, obgleich es unter den erwähnten Materia­ lien die geringste Dichte hat.

Ein wichtiger Aspekt der Polymere und der zerhackten Fasern oder Laminate, die oben er­ wähnt worden sind, ist, daß sie durch eine benötigte, aber nicht übermäßige Durchbiegung unter Belastung gekennzeichnet sind, wobei diese Eigenschaft die Stoßdämpfungsspan­ nungsbelastung der Prothese 10 gestattet und gleichzeitig für ausreichende Stabilität sorgt, um den Kollaps des Vorderfußteils 80, des Fersenteils 84 und des Knöchelteils 86 der Pro­ these 10 zu verhindern, wenn Belastungen auf sie ausgeübt werden.

Zum Erzielen der relativ dünnen Konstruktion des Vorderfußteils 80 und des Fersenteils 84 sowie des Hilfsknöchelteils 86 der Prothese 10 werden die vorgenannten Polymere in Ver­ bindung mit verschiedenen Verstärkungs- oder Laminiermaterialien benutzt. Verschiedene Arten von Faserschichten können benutzt werden, um das Kontinuum zu erzielen, das durch den Entwurf des Vorderfußteils 80, des Fersenteils 84 und des Hilfsknöchelteils 86 erforder­ lich ist, um die Spannungsabsorbier- und -speichereigenschaften der Polymere zu ergänzen, in die die Faserschichten eingebettet sind.

Selbstverständlich ist gegenwärtig eine breite Vielfalt von Faserverstärkungen in Form von Schichten verfügbar, wozu anorganische Fasern wie Glas oder Kohlefasern gehören. Diese anorganischen Fasern werden üblicherweise in Band- oder Blattform geliefert und können ohne weiteres in der Form einander überlagert werden, damit sie in dem ausgewählten Po­ lymer eingebettet werden können. Die Fasern können auch, wie oben angegeben, zerhackt sein oder in anderer Form vorliegen.

Offenbar bestimmen die Anzahl der überlagerten Schichten oder anderen Verstärkungs­ schichten und deren Längen zusammen mit der Dicke des Einbettpolymers die Spannungs­ eigenschaften der sich ergebenden Vorderfuß- und Fersenteile 80, 84 und des Hilfsknö­ chelteils 86 und demgemäß das Gesamtgewicht der Prothese 10. Aus der folgenden Be­ schreibung wird deutlich werden, daß der einzelne Vorderfußteil 80, der einzelne Fersenteil 84 und der einzelne Hilfsknöchelteil 86 so ausgelegt werden, daß sie Personen speziell an­ gepaßt sind, die unterschiedliche Fußgrößen, unterschiedliche Gewichte und unterschiedli­ chen Schritt haben, und der individuelle Entwurf des Vorderfußteils 80, des Fersenteils 84 und des Hilfsknöchelteils 86 ergibt eine Anpassung in einem im Stand der Technik bislang ungeahnten Ausmaß an die natürlichen Eigenschaften des unbeeinträchtigten Beins des Trägers.

Der Funktionsblock 70 kann in verschiedenen Größen und Materialien vorgesehen werden, die unterschiedliche Kompressionseigenschaften haben, so daß der Hebelarm und die ent­ sprechenden Durchbiegungen des Fersenabschnitts 28 vergrößert oder verkleinert werden können.

Der Knöchelabschnitt 94 wird, wie oben erwähnt, integral mit dem oberen Befestigungsab­ schnitt 92 hergestellt, und der Befestigungsabschnitt 102 bildet das obere Ende des Knö­ chelabschnitts 94, wogegen der Anfang des Ristabschnitts 96 des Vorderfußteils 80 das un­ tere Ende des Knöchelabschnitts 94 bildet. Die Konfiguration des Knöchelabschnitts 94 in Verbindung mit dem Hilfsknöchelteil 86 ist die Maßnahme, durch die Druckbelastungen, die beim Aufsetzen des Vorderfußteils 80 und des Fersenteils 84 auf eine benachbarte Oberflä­ che ausgeübt werden, absorbiert und anschließend wieder auf diese Oberfläche ausgeübt werden. Der Knöchelabschnitt 94 und der Hilfsknöchelteil 86 sind so ausgelegt, daß sie im wesentlichen wie ein Fußgelenk funktionieren, um das Verschwenken des Vorderfußteils 80 auf eine Art und Weise zu gestatten, die der Art und Weise analog ist, auf die der normale Fuß um das normale Fußgelenk um eine Achse quer zu dem Fußgelenk verschwenkt wird.

Die Krümmungsradien des Knöchelabschnitts 94 und des Hilfsknöchelteils 86 entsprechen einander, damit sich die inhärente Elastizität und Biegsamkeit des Vorderfußteils 80 ergeben und gleichzeitig unerwünschtes, übermäßiges Kollabieren des Knöchelabschnitts 94 verhin­ dert wird.

Der Befestigungsabschnitt 22 des Fersenteils 84 ist im wesentlichen starr, und die Anfangs­ durchbiegung des Fersenabschnitts 28 erfolgt unmittelbar an dem rückwärtigen Ende 56 des Fersenabschnitts, der unmittelbar an dem Funktionsblock 70 endigt. Durch einen längeren oder weniger elastischen Funktionsblock 70 wird der Hebelarm des Fersenabschnitts 28 des Fersenteils 84 reduziert, und entsprechend wird der Biegemodul des Knöchelabschnitts 94 reduziert, wogegen ein kürzerer oder elastischer Funktionsblock 70 den Hebelarm vergrößert und entsprechend die Durchbiegung des Fersenabschnitts 28 unter Last vergrößert.

Der Zehabschnitt 82 und der Fersenabschnitt 28 können mit unterschiedlichen Längen vor­ gesehen werden, damit sie der Größe des Fußes des Trägers der Prothese 10 entsprechen. Wenn diese unterschiedlichen Längen vorgesehen werden, kann eine entsprechende Ver­ ringerung oder Vergrößerung der Anzahl der Schichten und der Dickenverjüngung des Zeh­ abschnitts 82 und des Fersenabschnitts 28 vorgenommen werden, um für die geeignete Durchbiegung des Zeh- und des Fersenabschnitts zu sorgen. Es sei außerdem angemerkt, daß selbst bei dem kürzesten Fersenabschnitt 28 das rückwärtige Ende 56 desselben vorzugsweise über die rückwärtige Oberfläche 58 des Vorderfußteils 80 vorsteht. Spannungs­ absorptionseigenschaften des Fersenabschnitts 28 der Prothese 10 immer erhalten.

Dem Fachmann ist klar, daß viele alternative Ausführungsformen der Kupplung 90 in Verbin­ dung mit den vielen alternativen Ausführungsformen des übrigen Teils der Erfindung kon­ struiert und austauschbar benutzt werden können.

Es ist klar, daß bei jeder Ausführungsform der oben beschriebenen Fußprothese die Faser­ verstärkungen in Form von Schichtlagen, welche in die Prothese eingebettet sind, angepaßt oder verjüngt werden können, um einen allmählichen Übergang zu erzielen, wenn die Anzahl der Lagen in irgendeinem Bereich des Vorderfußteils oder des Fersenteils reduziert wird.

Wenn eine relativ leichte Person an Sport oder anderen Aktivitäten teilnimmt, bei denen die Prothese 10 größeren Belastungen ausgesetzt wird, wird ein Fersenteil 84 oder ein Vorder­ fußteil 80 angepaßt, der diesen größeren Belastungen entspricht.

Der Knöchelabschnitt 94 des Vorderfußteils 80 biegt sich unter Belastung durch, und der Hilfsknöchelteil 86 biegt sich ebenso durch. Darüber hinaus biegen sich der Zehabschnitt 82 und der Ristabschnitt 96 des Vorderfußteils 80 sowie der Fersenabschnitt 28 des Fersenteils 84 unter dieser Belastung durch. Deshalb absorbieren der Knöchelabschnitt 94, der Hilfs­ knöchelteil 86, der Ristabschnitt 96, der Zehabschnitt 82 und der Fersenabschnitt 28, wenn sie vertikalen Druckbelastungen ausgesetzt sind, diese Belastungen.

Infolgedessen gibt es keine Spannungskonzentration, und zwar weder in der Auftreffphase, wenn die benachbarte Oberfläche durch den Träger der Prothese 10 zum ersten Mal berührt wird, noch wenn die akkumulierten Kräfte, welche in der Prothese 10 gespeichert sind, zu­ rückgegeben werden.

Die Krümmung des Zehabschnitts 82 sorgt für maximale Anpassung dieses Abschnitts wäh­ rend des Oberflächenkontakts sowohl in der Auftreff- als auch in der Kraftrückgabephase der Prothese 10. Ähnliche Überlegungen gelten für die Krümmung des Fersenabschnitts 28 des Fersenteils 84 der Prothese 10. Die Krümmungen des Zehabschnitts 82 und des Fersenab­ schnitts 28 ergeben relativ lange Hebelarme, durch die Stabilität und außerdem Spannungs­ speicherung sowie Spannungsreaktion erzielt werden.

Das bevorzugte Verfahren zum Herstellen des Vorderfußteils 80 und des Fersenteils 84 so­ wie des Hilfsknöchelteils 86 der Prothese 10 ist ein Warmhärtungsformverfahren, das die Verwendung von Formen beinhaltet, die geeignet geformte und bemessene Formhohlräume haben. Die Formhohlräume sind so ausgelegt, daß sie die erforderliche Anzahl von Lami­ naten und die passende Menge an Polymer aufnehmen.

Anders als bei den bekannten unitären Vorrichtungen beinhaltet das Anpassen der Prothese 10 die zweckmäßige Einstellung der Prothese durch die geeignete Kombination aus Vorder­ fußteil 80, Fersenteil 84 und Hilfsknöchelteil 86. Es beinhaltet außerdem die Auswahl des richtig ausgelegten Pylons 30, der mit Hilfe der Kupplung 90 an dem Befestigungsabschnitt 92 des Vorderfußteils 80 befestigt werden kann. Nur wenn die richtige Korrelation zwischen dem Vorderfußteil 80, dem Fersenteil 84, dem Hilfsknöchelteil 86 und dem Pylon 30 vorhan­ den ist, kann die nicht gezeigte kosmetische Hülle auf den zusammengebauten Teilen der Prothese 10 angebracht werden.

Die Fußprothese 10 kann dem Gewicht, dem Schritt und den körperlichen Eigenschaften des Trägers sorgfältig angepaßt werden. Das wird erreicht durch sorgfältiges Ausgleichen der physikalischen Eigenschaften des Vorderfußteils 80, des Fersenteils 84, des Hilfsknöchel­ teils 86 und der verschiedenen Abschnitte derselben.

Darüber hinaus hat die zusammengebaute Fußprothese 10 ein viel geringeres Gewicht als die bekannten Prothesen, da der inhärente Entwurf und Aufbau der Fußprothese 10, die be­ nutzten Materialien und die sorgfältige Berechnung der Spannungsfaktoren der Bauteile der Fußprothese 10 eine Feinabstimmung der Fußprothese auf die Bedürfnisse des Trägers derselben gestatten.

Claims (8)

1. Fußprothese mit einem Pylon (30), mit einem federnden Vorderfußteil (80), der einen gekrümmten Knöchelabschnitt (94) und einen Zehabschnitt (82) aufweist, mit einem an dem Vorderfußteil (80) befestigten Fersenteil (84) und mit einem federnden Hilfsknö­ chelteil (86), der dem gekrümmten Knöchelabschnitt (94) überlagert ist, dadurch ge­ kennzeichnet,
daß der Pylon (30) steif und rohrförmig ist,
daß der Vorderfußteil (80) und der Hilfsknöchelteil (86) jeweils einen vertikalen Befesti­ gungsabschnitt (92, 102) zum gemeinsamen Befestigen an dem Pylon (30) aufweisen und sich der Vorderfußteil (80) und der Hilfsknöchelteil (86) aneinander anliegend von dem Pylon (30) aus zunächst nach unten und dann nach vom erstrecken.

2. Fußprothese nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kupplung (90) zum lösbaren Befestigen des Vorderfußteils (80) und des Hilfsknöchelteils (86) an dem Pylon (30).

3. Fußprothese nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsknöchelteil (86) mit seinem Befestigungsabschnitt (102) an dem Pylon (30) zwischen der Kupplung (90) und dem Befestigungsabschnitt (92) des Vorderfußteils (80) lösbar befestigt ist.

4. Fußprothese nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderfußteil (80) mit seinem Befestigungsabschnitt (92) an dem Pylon (30) zwischen der Kupplung (90) und dem Befestigungsabschnitt (102) des Hilfsknöchelteils (86) lösbar befestigt ist.

5. Fußprothese nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsab­ schnitte (92, 102) des Vorderfußteils (80) und des Hilfsknöchelteils (86) an der Kupplung (90) durch eine oder mehrere Schrauben- und Mutternkombinationen (98) befestigt sind.

6. Fußprothese nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine Schraube (100) zum Festhalten des Pylons (30) in der Kupplung (90).

7. Fußprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfs­ knöchelteil (86) an seinem zu seinem Befestigungsabschnitt (102) entgegengesetzten Ende einen sich in der Dicke verjüngenden Abschnitt (108) hat.

8. Fußprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfs­ knöchelteil (86) über seiner Länge mit einer relativ gleichmäßigen Dicke versehen ist.