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Verfahren zur Herstellung von Prothesen
Gemäß der Erfindung erfolgt
die Herstellung von Prothesen aus Faserleiehtstofteu und Schaumstoffen, die als
Leichtstoffe bekannt sind und ein Raumgewicht von 40 bis 300 kg/m3 und, in Abhängigkeit
vom Raumgewicht, eine Druckfestigkeit von 4 bis 30 kg/cm2 halten Zu den Schaumstoffen
rechnen beispielsweise Butadienpolymerisate, Acetylcellulose, Phenolharzschaumstoffe,
die unter dem Namen Desmodur/Desmophen bekannten Polyurethanprodukte, die Trolitul
genannten Polystyrole und ferner die unter dem Namen Igelit Tyl)e PCU im Handel
erhältlichen Polyvinylchloride und Schäume auf der Bitumenbasis. Als Faserleichtstoffe
kommen Holzfasern. Torf. Stroh oder Schilf vorzugsweise zur Anwendung.
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Aus den Schaumstoffen und Faserleichtstoffen können nach verschiedenen
Methoden Prothesen hergestellt werden. Es sind insbesondere zu nennen die Vollbauweise
und die Schalenbauweise, letztere auch Verbundbauweise genannt. Was unter Vollbauweise
bzw, unter Schalenbauweise zu verstehen ist, wird sich aus der Beschreibung der
Erfindung ergeben. C)l) die eine oder andere Methode befolgt wird, hängt im wesentlichen
von den mechanischen ßeanspruchungen ab, denen die herzustellenden Prothesen oder
einzelne Teile dieser ausgesetzt sind. Die Verwendung der genannten Leichtstoffe
I)ietet den großen Normteil, daß sie eine sehr einfache Verarbeitung gemäß der jeweils
die besten mechanischen Werte ergebenden Bauweise ermöglichen und in jedem Fall
zu Prothesen führen, die weniger als die bekannten Holz-, Leichtmetall- und Lederprothesen
wiegen.
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Die Schaumrohstoffe lassen sich gießen, spritzen,
spachteln
oder schütten. Das Füllen der Prothesenform erfolgt auf eine dieser Weisen. Durch
das Schäumen des Schaumstoffes wird jeder, auch der durch Gießen allein nicht zugängliche
Raum der Prothesenform von der Schaummasse erfüllt.
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Welche Bedeutung dieser Umstand gerade für die Herstellung von Prothesen
hat, liegt auf der Hand.
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Eine Prothese ist kein Maschinenelement mit abgezirkelten Umrissen,
sondern ein vielgestaltiges Gebilde, das zu bilden die Erfindung schon in einem
Arbeitsgang ohne jede Nacharbeit zu schaffen gestattet. Von großem Vorteil ist es
jedoch ebenfalls, daß eine weitere Gestaltgebung durch eine nachträgliche Verformung
eines aus dem Schaumstoff hergestellten Formlings unter Anwendung von geringem Druck
und schwacher Hitze möglich ist.
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Hierbei tritt eine Verdichtung und damit eine Erhöhung der mechanischen
Widerstandsfähigkeit der hergestellten Prothese ein.
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Die Bildung einer Schaumhaut bei der Schäumung trägt ebenfalls wesentlich
zur Festigkeit der Prothese bei.
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Für die Verarbeitung der Faserleichtstoffe zu Prothesen steht ebenfalls
eine Reihe von Wegen offen. Zunächst kann man eine Rohmasse durch eine Aufschwemmung
der Faserstoffe in Wasser und Entfernen des Wassers durch Absaugen oder Verspritzen
der aufgeschwemmten Masse durch -ein Sieb, gegebenenfalls in der Form der Prothese,
erhalten. Die Verfilzung der Faserstoffe kann durch ein Bindemittel, z. B. auf Kunstharz-
oder Bitumenbasis, verstärkt werden. Der Faserleichtstofformkörper oder der aus
der Faserrohmasse auf beliebige Weise, z. B. durch Sägen, Hobeln oder Fräsen, hergestellte
Rohling wird z. B. mittels eines Lackes oberflächlich imprägniert und dadurch verfestigt.
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Der Rohling kann erforderlichenfalls durch Pressung unter Anwendung
von Hitze und Druck weiter geformt werden, wobei eine Härtung des Imprägniermittels
eintritt. Eine andere Arbeitsweise ist die, daß der mit Untermaß versehene Rohling
mit einem schaumfähigen Stoff lackiert oder gespachtelt und in eine Form gelegt
und dann der aufgetragene Lack oder Spachtel geschäumt wird, so daß der Faserleichtstoff
in dem fertigen Glied einen Kern bildet. Die Prothese kann somit auch aus verschiedenen
Leichtstoffen mit verschiedenem spezifischem Gewicht und mechanischenFestigkeitseigenschaften
bestehen.
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Außer dieser Kombination verschiedener Leichtstoffe werden erfindungsgemäß
Prothesen aus Leichtstoffen mit einer diese verstärkenden Deckschicht hergestellt,
die aus Kunststoff, Metall oder Sperrholz besteht. Durch diese Kombination kann
hochbeanspruchten Prothesen aus dünnwandigen (0,5 bis I mm) Häuten aus Kunststoff,
Metall oder Sperrholz eine große Knickstabilität gegeben werden, denn der Leichtstoff
gestattet, mit Schichten von 5 bis 10 mm Stärke die nicht beulfeste Haut knickstabil
zu machen. Für die Deckschicht sind Stoffe mit einem Raumgewicht von 600 bis 7600
kglm3 geeignet, also z. B. Metall, Sperrholz und Kunststoffe. Als Kunststoffe kommen
vorzugsweise Kunstharzfaserschichtstoffe mit einem geringen Harzgehalt von etwa
15 bis 25 0/0 sowie schweißbare Polyvinylchloridfolien zur Verwendung, die gegebenenfalls
als Preß- oder Formteile zur Kombination mit den Leicht stoffen angewandt werden.
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Die Verbindung der Deckschicht mit dem aus dem Leichtstoff bestehenden
Bauteil der Prothese sowie aber auch beliebiger anderer Bauteile der Prothese erfolgt
bei den Polyurethanschäumen und Phenolharzschäumen während des Schaumprozesses,
für die anderen Leichtstofftypen durch Verleimen mit Hilfe bekannter, natürlicher
oder synthetischer Kleber, insbesondere aber mittels Klebern, die eine gewisse Dehnung
besitzen, um die Gesamtfestigkeit des Bauteiles nicht durch Leimsprödigkeit zu gefährden.
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Die Verleimung ermöglicht ferner die Kombination von Leichtstoffen
gleicher und/oder verschiedener Zusammensetzung und verschiedenen Raumgewichts,
so daß durch eine Abstufung der Festigkeit mehrere Schichten der Prothese eine abgestufte
Festigkeit haben. Auf diese Weise können jeweils die günstigsten,Xstatischen Werte
ohne Schwierigkeiten erhalten werden, und zwar gilt dieses für Prothesen, die aus
einem massiven Bauelement und/oder aus schalenförmigen Gebilden bestehen.
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Zur Einleitung örtlicher Kräfte, vor allen Dingen an den Gelenkpunkten,
können die Leichtstoffe in einer Schale oder in einem vollen Kern durch aus Metall,
Holz oder Kunstharzpreßstoff bestehende Stücke verstärkt werden, wenn eine örtliche
Verfestigung durch Verdichtung oder Imprägnierung nicht ausreichend ist.
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Die erfindungsgemäß aus den Schaumstoffen hergestellten Prothesen
können auch ohne Anordnung einer Deckschicht aus Holz oder Metall oberflächlich
dadurch stoßfest gemacht werden, daß Stoffe auf der Grundlage von Diisozyanaten,
Butadienprodukten, Acetylcellulose oder Igelit Type PCU auf die Prothesenglieder
aufgestrichen, gespachtelt oder gespritzt werden, die elastische, gummiähnliche
Deckschichten ergeben.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt,
die außer den bereits angegebenen Merkmalen der Erfindung weitere Besonderheiten
erkennen läßt. Es zeigt Fig. 1 einen aus Leichtstoffschalen I und I' zusammengeleimten
oder geschweißten Fuß in Ansicht und teilweisem Schnitt, bei dem der Hohlraum 2
mit einem Leichtstoff. gegebenenfalls von geringerem Raumgewicht als dem der Schalen
1 und I' erfüllt und in den zur Aufnahme der Beinlast B unter einer Deckplatte 3
ein Füllklotz 4 aus Holz oder Kunststoff mit eingebauten Beschlägen eingelassen
ist; Fig. 2 einen Fuß, bestehend aus einem hochfesten, dünnwandigen Deckstoff 5,
wie Holz, Metall oder Kunststoff, einem Leichtstoffkern 6 und, im Bereich der Beinlast
B, aus einem Füllklotz 7 aus Holz oder Kunststoff; Fig. 3 einen Unterschenkel in
Ansicht und Schnitten a-al (vgl. Fig. 3') und a-a2 (vgl. Fig. 3") nach
a-a
der Fig. 3, die zwei Ausführungsmöglichkeiten entsprechen, in einer die 1 @rothese
voll erfülleiiden Bauweise, mit einem tragenden Holm 8 und einem das Profil gebenden
stützenden, aus Leichtstoff bestehenden vollen Kern 9 l)z'v. 10, der am Knie- und
Fußgelenk durch einen Verstärkungsring bzw. eine Grundplatte ii und 12 versehen
ist und zur Erhöhung der Stoß festigkeit und gegebenenfalls der Tragfestigkeit des
Kerns 9 bzw. 10 eine Umhüllung I3 besitzt, die aus elastischem, härtbarem Kunststoff,
Sperrholz oder Metall besteht und eine XVandstärke von 0,5 bis I mm hat; Fig. 4
einen Unterschenkel, der aus schalenförmigen Gebilden besteht, in Xnsicht und Schnitten
b-b1 (vgl. Fig. 4'), b-b2 (vgl. Fig. 4") und b-b3 (vgl.
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Fig. 4"') nach b-b der Fig. 4, die drei Ausführungsmöglichkeiten entsprechen,
bestehend aus 10 min starkem Kunstharzschaumleichtstoff 14 mit Verstärkungselementen
in den Gelenkpunkten 15. Die Schale kann gemäß Fig. 4" auch aus einem Leichtstoff
I6 mit geringem Raumgewicht und einer doppelten, aus hochfestem Deckstoff bestehenden
13eplankung 17 oder gemäß Fig. 4 einseitigen fle plankung I8 hergestellt werden;
Fig. 5 einen Oberschenkeltrichter in Ansicht und in Fig. 5' im Schnitt, der besteht
aus Leichtstoffhalbschalen 19, die zur Einleitung der örtlichen Kraft aus dem Kniegelenk
eine Verstärkung 20 erhalten; der Trichter ist im Kniestück 21 durch einen Leichtstoff
22 von sehr geringem Raum gewicht, der wiederum eine örtliche Verstärkung 23 erhält,
ausgefüllt, während der Hohlraum des Oberteils des Trichters, der zur Aufnahme des
Beinstumpfes bestimmt ist, durch das stark umrandete Füllstück 24. das ausgetauscht
werden kann, ausgefüllt wird, das besteht aus einer elastischen Deckschicht 25,
einem nach dem Umriß des Beinstumpfes im Spritz- oder Spachtelverfahren aus Leichtstoff
hergestellten Paßstück 26 und dem gleichfalls aus Leichtstoff bestehenden Ausgleichskörper
27.
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Sowohl Kerne wie Schalen der in der Zeichnung dargestellten Prothesen
können aus Schaumstoffen auf verschiedene Weise hergestellt werden. Sie können als
Formen geschäumt werden oder aber in einen aus einem Deckstoff. z.D. Kunstharzfaserpreßstoff,
bestehenden flohlkörper gegossen und dann verschäumt werden; das hat den Vorteil,
daß eine innige Verbindung zwischen der Deckstoffschale und dem Leichtstoffkern
entsteht. Kern wie Schale können natürlich auch aus Rohlingen durch eine spanabhebende
Bearbeitung hergestellt oder aus Platten verformt sverdell. Ls ist vorteilhaft,
die Schäumung so zu leiten, daß eine Schaumhaut entsteht, die die Festigkeit des
geschäumten Kerns oder der Schale wesentlich erfüllt.
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Bei den in der Zeichnung veranschaulichten, aus Leichtstoffen oder
aus einer Verbindung eines Leichtstoffes und Deckstoffes hergestellten, sie voll
erfüllenden Prothesen werden die Hauptkräfte je nach Größe von dem aus einem Leichtstoff
bestehenden Vollkern, in dem Hohlräume zu seiner Erleichterung vorgesehen sein könneii,
allein oder von in den Leichtstoffvollkern eingebetteten, aus hochfesten Werkstoffen
bestehenden Tragkonstruktioneu (Holmen) oder von der den Leichtstoff umliüllenden
und vom Leichtstoff gestützten Deckschicht aus hochfesten Werkstoffell übernommen.
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Bei den nach der Schalenbauweise aus Leichtstoffen oder aus Leichtstoffen
in Verbindung mit Deckstoffen hergestellten Prothesen werden die Hauptkräfte vom
Leichtstoff allein oder von der einseitig oder doppelseitig die Leichtstoffschale
umhüllenden, durch den Leichtstoff gestützten, hochfesten Deckschicht übernommen.