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Kniegelenk für Prothesen Die Erfindung betrifft ein Kniegelenk für
Pro-Wesen, bei dem die Gelenkteile im Wesen der anatomischen Knochenform nachgebildet
sind und die Verbindung derselben durch flexible Bänder erfolgt.
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Zahlreiche bekanntgewordene Bauarten von Prothesengelenken entsprechen
der natürlichen anatomischen Funktion des Gelenkes nicht; durch mehr oder weniger
komplizierte mechanische Vorkehrungen vollführen ihre Teile vom Ablauf beim natürlichen
Gelenk stark abweichende Bewegungen, die beim Gebrauch ein Schlenkern u. dgl. zur
Folge haben.
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Soweit die bekannten Gelenke der anatomischen Knochenform angepaßt
sind und lediglich eine Verbindung der Gelenkteile durch flexible Bänder vorgesehen
ist, konnte eine volle Standsicherheit beim Beugen noch nicht erzielt werden; in
einzelnen Beugestellungen, die je nach den gerade herrschenden Umständen ihrer Lage
verschieden sein können, ist ein plötzliches Abknicken möglich, wodurch der Prothesenträger
die Herrschaft über die Prothese verliert und das beim Gebrauch von Prothesen so
unerläßliche Gefühl der Sicherheit verliert.
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Das erfindungsgemäße Gelenk trägt diesemNachteil Rechnung, und zwar
bei größter Einschränkung des Verschleißes der beanspruchten Teile und wesentlich
vermindertem Gewicht der Prothese.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die einander berührenden
Flächen der Gelenkteile derart ausgebildet sind, daß das Ausmaß der sich berührenden
Flächenteile sich von einem
kleinen Wert in der Strecklage beim
Übergang in die Beugelage über einen Höchstwert auf einen niedrigeren Wert verändert.
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Dadurch wird erreicht, daß sich mit jeder Anderung der Beugelage
auch die Flächenpressung zwischen Kugel und Pfanne ändert; damit ändert sich aber
auch die Reibung zwischen! den aufein;-ander abrollenden Gelenkteilen und damit
die Bremswirkung, welche die Sicherung jeder Beugelage gegen unwillkürliche Veränderungen
gewährleistet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführùngsbeispiel der Erfindung mit einigen
Details dargestellt, ohne daß die Erfindung etwa darauf eingeschränkt sein sollte.
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Die Fig. I bis 4 sowie 6 und 7 sind schematische Längsschnitte, während
die Fig. 5 und 8 Details in Querschnitten veranschaulichen.
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Wie aus den Fig. I bis 4 ersichtlich, ruht die Gelenkkugel 3 des
Oberschenkels :I auf der Gelenkpfanne 4 des Unterschenkels 2 derart auf, daß bei
gestrecktem Knie eine Linienberührung oder nur eine sehr geringe Flächenberührung
5 stattfindet (Fig. 1), die beim Abbiegen zu einer größeren Flächenberührung 6 (Fig.
2) wird, sich bis zur vollkommenen Flächenberührung 7 (Fig. 3) steigert und hierauf
wieder einen etwas abgeminderten Wert 8 (Fig. 4) annimmt.
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Die sich daraus ergebende Wirkung zeigt sich in Bewegungsform, die
dem des natürlichen Bewegungsbildes entsprechen.
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Nicht nur aus Gründen einer besonders hohen Verschleißfestigkeit,
sondern auch wegen der angestrebten Annäherung an den natürlichen Bewegungsablauf
ist es vorteilhaft, nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung der Zwischenknorpelschicht
nachgebilçdete Schmierpolster IO anzuwenden, und zwar im Zusammenwirken mit vorzugsweise
aus Kunstharz gebildeten Ein- bzw. Auflagen 9, die auf mindestens einem der beiden
Gelenkteile 3, 4 angebracht sind.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig 5 sind sie in den Baustoff (Holz
od. dgl.) der Schenkelenden eingelassen, wobei die Pfanne gemäß der natürlichen
Form als Doppelkörper ausgebildet dargestellt ist, und zwar in der Weise, daß deren
medialer Teil 4' vorteilhaft größer ist als deren lateraler Teil4".
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Die Anordnung von Polstern IO insbesondere im Zusammenwirken; mit
Ein- oder Auflagen 9 aus Kunststoff bietet nennenswerte Vorzüge. Sie regeln die
zwischen den Kugeln 3 und Pfannen 4 entstehenden Reibungskräfte, welche zur Wirkung
gelangen, wenn die unter Spannung aneinandergefügten Schenkel I, 2 bewegt werden;
denn beim Übergang von der gestreckten zur gebeugten Lage kommt eine Art Bremswirkung
zustande, welche eine von jeder ruckartigen Veränderung völlig be freite Stetigkeit
des Bewegungsvorganges gewährleistet. Dies wird besonders dann erzielt, wenn die
Polster 10 als Verbundkörper ausgebildet sind, welche beim Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 5 aus einer inneren Lederlage II, einer äußeren Lederlage I2 und einer zwischen
diesem eingeschlossenen plastischen Masse 13, vornehmlidh Lederfett, bestehen. Die
Lagen in und I2, welche auch aus anderem geeignetem Material bestehen können, sind
vornehmlich durch eine Randverbindung I4, z. B. durch eine Naht, vereinigt.
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Die Kugeln 3, Pfannen 4, Auflagen 9 und Polster IO sollen für die
Bestwirkung Krümmungen nach allen drei Dimensionen aufweisen.
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Die Fig. 6 und 7 zeigen die Anordnung des zwischen dem Oberschenkel
1 und dem Unterschenkel 2 wirkenden Bändersystems. Die insbesondere'fiexiblen Bänder
5, 16, I7 sind durch die Spannvorrichtung I8 nachstellbar unter solcher Spannung
angeordnet, daß bei Belastung die gewünschte Reibungwirkung erzielt wird. Die Bänder
können am Oberschenkel 1 an einem einzigen Punkt 19 oder an mehreren Punkten 20,
2I befestigt sein; innerhalb des Kunstgliedes können zum Einregulieren Spannvorrichtungen
vorgesehen sein, die von außen her verstellbar sind.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, entsteht beim Beugen des Beines
durch das Hineingleiten des im Längsschnitt kreisförmig erscheinenden hinteren Teiles
der konvexen Oberschenkelkugel 3 in die konkave Wölbung der Unterschenkelpfanne
4 eine den natürlichen Verhältnissen entsprechende Verkürzung des Kunstbeines. Das
an der Hinterseite vorgesehene Band 17 dient, ebenfalls nachstellbar, vornehmlich
zum Schutz gegen Uberstreckung.
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Durch Anordnung der beiden Gelenkköpfe bzw.
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-pfannen 4' und 4" in verschiedener Größe wird auch die der Natur
eigene Kreiselung in der gegenseitigen Bewegung der Gelenkteile erreicht.
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Wenn die Erfindung an dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
auch für bestimmte Materialien erläutert ist, so ist sie auf deren Anwendung keinesfalls
beschränkt. Nicht nur Holz und Holzaustauschstoflie sowie Kunststoffe, Leder, u.
dgl. können Anwendung finden, sondern auch andere Materialien, wie Metall, Textilien,
Kautschuk u. dgl.
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Auch die Beschränkung auf Kniegelenke soll nicht eine ausschließliche
sein, indem die Erfindung als Ganzes oder hinsichtlich einzelner Teile auch für
andere Gelenke mit besonderem Vorteil angewendet werden kann. Auch diese Anwendungen
liegen somit innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung.