ES2214850T3

ES2214850T3 - Protesis de modulo de choque de muelle en espiral.

Info

Publication number: ES2214850T3
Application number: ES99916587T
Authority: ES
Inventors: Van L. Phillips
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-04-10
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2019-04-09
Also published as: EP1067889A1; DE69914730T2; DE69914730D1; EP1067889B1; US20040068325A1; CA2321591A1; CA2321591C; ATE259196T1; AU3487999A; WO1999052475A1; US20020120349A1; US6478826B1

Abstract

Un módulo de choque protésico de absorción de impacto (22) que comprende: un mástil exterior (26); un mástil interior (28) acoplado de forma telescópica a dicho mástil exterior y adaptado para que se mueva axialmente con respecto a dicho mástil exterior (26); un elemento elástico (30) dispuesto dentro de dicho mástil exterior o interior y operativo entre dichos mástiles interior y exterior (26, 28) para resistir el desplazamiento axial relativo de dichos mástiles; caracterizado porque se proporciona un puño elástico (34) entre dicho mástil interior (28) y dicho mástil exterior (26) para facilitar el desplazamiento axial relativo de dichos mástiles sin resistencia significativa mientras proporciona resistencia a la torsión significativa al movimiento de rotación relativo entre dichos mástiles (26, 28).

Description

Prótesis de módulo de choque de muelle en espiral.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a prótesis de miembro inferior en general y, en concreto, a una prótesis de módulo de choque con un elemento elástico de muelle y/o de fluido para absorción de impacto suave durante el uso de la prótesis y también con un puño resistente al par de torsión ajustable que permite conformidad a la rotación de la parte inferior de pierna y pie.

En la técnica anterior se conocen diversos tipos de prótesis de miembro inferior. Estos dispositivos incluyen generalmente alguna forma de sujeción para acoplar el dispositivo al extremo dorsal del miembro y una pieza de pierna y/o pie que se extiende hasta el suelo para sostener el peso de un amputado. Estos dispositivos intentan generalmente simular la estructura y/o el funcionamiento de la pierna y pie humanos.

Entre las características convenientes en una prótesis de miembro inferior está la incorporación de algún medio para proporcionar absorción de impacto y/o amortiguamiento durante el uso de la prótesis, sin sacrificar la capacidad de sostener con fiabilidad y predictibilidad el peso del cuerpo del amputado. Esta absorción de impacto permite que el amputado participe en actividades con confort y mínimo trauma de muñón, permitiendo, por lo tanto, que el amputado esté móvil durante periodos de tiempo más largos. También es conveniente un medio cómodo para ajustar selectivamente el grado de absorción de impacto para que se adapte a los atributos (por ejemplo, peso) y actividad (por ejemplo, andar, correr, saltar, etc.) concretos del amputado.

La absorción de impacto o, alternativamente, la amortiguación se consigue normalmente mediante la utilización de alguna forma de medio elástico, como, por ejemplo, un muelle, una pieza fabricada a partir de un material elástico o un fluido compresible. Se debe entender que la absorción de impacto en una prótesis está acompañada simultáneamente por absorción/almacenamiento de energía y, eventualmente, liberación de energía. Esta liberación de energía durante el uso de la prótesis ayuda por regla general en el movimiento hacia delante proporcionando fuerzas de elevación y empuje a la región del pie, permitiendo que el amputado gaste menos energía.

La absorción de impacto en prótesis de miembro inferior se consigue típicamente utilizando dos o más piezas telescópicas alargadas con un medio elástico dispuesto entre ellas. Las fuerzas axiales que actúan sobre estas piezas causan movimiento axial o, alternativamente, longitudinal relativo entre ellas, proporcionando el medio elástico almacenamiento y liberación de energía. Además, el funcionamiento óptimo de estas prótesis ocurre cuando se mantiene un movimiento relativo suave entre estas piezas. Por desgracia, una limitación de muchos de estos dispositivos es que pueden penetrar libremente polvo, residuos y otras partículas de ese tipo en la interfaz entre las piezas telescópicas y alterar la suavidad de su movimiento relativo. Así, es conveniente incorporar un medio para restringir esta penetración de polvo, residuos y otras partículas.

Otra característica conveniente de las prótesis de miembro inferior es la inclusión de algún medio para permitir la conformidad a la rotación de la parte inferior de la pierna y pie relativa al muñón del amputado. Esta rotación es beneficiosa y simula la acción de una rodilla/tobillo humana natural en varias actividades que implican el retorcimiento del cuerpo de una persona con respecto a su pie fijo, como, por ejemplo, golf, tenis y otras por el estilo. La conformidad a la rotación en prótesis de miembro inferior se consigue típicamente utilizando piezas telescópicas como se describe anteriormente, en las que la interfaz entre estas piezas es cilíndrica, permitiéndoles girar una con respecto a la otra. No obstante, una conformidad sin restricción es desaconsejable, ya que el pie sería libre de retorcerse de forma antinatural. Así, es conveniente incluir un medio para proporcionar resistencia a la torsión contra la rotación de la parte inferior de la pierna y pie relativa al muñón del amputado y para devolver el pie a su orientación natural hacia delante después de cada movimiento de rotación. También es conveniente un medio para ajustar selectivamente el grado de resistencia a la torsión, para que se adapte a los atributos y nivel de actividad concretos del amputa-
do.

La técnica anterior describe muchas prótesis de almacenamiento de energía que utilizan medios elásticos para amortiguar fuerzas de impacto y/o aumentar los movimientos del amputado. Un ejemplo es la Pat. de EE UU n.º 4.883.493 de Martel y col., que ilustra una prótesis de miembro inferior que comprende un muelle en espiral para cargas pesadas precargado y un pistón amortiguador montados entre ejes telescópicos, usando aire como un fluido de amortiguamiento compresible. Aunque esta prótesis proporciona absorción de impacto, encierra varias limitaciones. Una limitación es que el muelle precargado proporciona un efecto de sacudida en el contacto pie/suelo y una detención brusca en la extensión del muelle. Estos choques de impacto pueden ser tolerables para un atleta durante la carrera pero son irrazonablemente molestos para un amputado ambulatorio. Otra limitación es que el montaje de perno y ranura restringe cualquier movimiento de rotación de la parte inferior de la pierna y pie. Otra limitación es que la prótesis utiliza el montaje de perno y ranura para mantener la posición vertical del pistón amortiguador al oscilar el eje de apoyo del muñón verticalmente. Por consiguiente, el perno experimenta esfuerzo cortante elevado causado por la presión ejercida por el aire comprimido contra el pistón amortiguador durante la liberación de energía y empuje. Además, el perno es vulnerable también a esfuerzo cortante asociado con la torsión del cuerpo del amputado con respecto a su pie fijo, como se describe anteriormente. Esos esfuerzos no recomendables influyen adversamente en el funcionamiento de la prótesis y exigen mantenimiento frecuente de ésta. Otra limitación más es que no hay medio de impedir que los residuos atmosféricos penetren en la interfaz entre los ejes, que exigen desmontaje y limpieza frecuentes.

Un ejemplo de una prótesis que proporciona absorción de impacto, conformidad a la rotación y resistencia a la torsión se expone en la Pat. de EE UU n.º 5.458.656 de Phillips. Dos piezas de mástil cilíndricas telescópicas están conectadas mediante uno o más elementos alargados de muelle de láminas. Las fuerzas normales y de torsión impuestas a las piezas de mástil causan movimiento relativo entre ellas. Un almacenamiento/liberación de energía correspondiente en el(los) elemento(s) de muelle de láminas proporciona al mismo tiempo tanto absorción de impacto como resistencia a la torsión. El almacenamiento de energía asociado a absorción de impacto está proporcionado por una flexión hacia fuera del(de los) elemento(s) del muelle de láminas. Por contraste, el almacenamiento de energía asociado a resistencia a la torsión está proporcionado por un retorcimiento del(de los) elemento(s) del muelle de láminas.

Aunque la prótesis de Phillips '656 utiliza un diseño sumamente adaptable y eficaz, es muy caro de fabricar y tiene varias características que limitan su eficacia clínica. Una característica es que para variar los grados de absorción de impacto y resistencia a la torsión el amputado debe sustituir el(los) elemento(s) del muelle de láminas, lo cual es algo incómodo. Otra característica es que las fuerzas axiales y de torsión pueden causar excesiva flexión y retorcimiento del(de los) elemento(s) del muelle de láminas, lo cual puede crear regiones locales de esfuerzo no recomendablemente elevado. Otra característica es que la flexión hacia fuera del(de los) elemento(s) del muelle de láminas produce un mayor perfil de anchura eficaz para la prótesis, lo cual puede hacer más difícil el acabado cosmético. Otra característica más es que no se describe un medio para impedir que penetren residuos atmosféricos en la interfaz entre las piezas de mástil.

Una Pat. de EE UU n.º 5.702.488 de Wood y col. más reciente describe otra prótesis que proporciona absorción de impacto, conformidad a la rotación y resistencia a la torsión. La absorción de impacto se proporciona mediante compresión de un volumen compresible de fluido que está encerrado entre una cabeza de pistón y cámara de pistón cilíndrica. La resistencia a la torsión se proporciona mediante cuatro amortiguadores elásticos que impiden la rotación de una llave de torsión sujeta a la cabeza del pistón.

Por desgracia, hay una variedad de limitaciones asociadas a la prótesis ilustrada por Wood '488. Una limitación es que tiene un diseño complejo, que incluye la colocación de una junta tórica, un anillo de desgaste, dos amortiguadores de choque de junta tórica y un bloque de retención dentro de la interfaz entre la cabeza de pistón telescópico y cámara de pistón. Este diseño se traduce en una prótesis más pesada y cara que exige mantenimiento elevado y ajuste frecuente. Otra limitación es que las fuerzas de torsión aplicadas a la prótesis producen regiones locales de esfuerzo no recomendablemente elevado en la llave de torsión, lo cual exige mantenimiento frecuente. Otra limitación es que el fluido compresible, por sí mismo, proporciona menos absorción de impacto que otras prótesis. Otra limitación es que no hay medio para variar la resistencia a la torsión de la prótesis, excepto para sustituir los amortiguadores elásticos, lo cual es incómodo y engorroso. Otra limitación más es que no hay un medio para impedir que penetren residuos atmosféricos en la interfaz entre la cabeza del pistón y cámara de pistón.

Por supuesto, otro medio de amortiguación en prótesis simplemente induce un efecto amortiguador utilizando materiales elásticos estratégicamente colocados, como, por ejemplo, caucho en un pie, revestimiento del encaje o encaje de muñón protésico. Los expertos en la técnica comprenderán fácilmente que estos medios de amortiguamiento son de una eficacia limitada y pueden servir solamente en una capacidad secundaria. Además, estos medios de amortiguación son típicamente de una pieza con el pie o encaje/revestimiento y, así, no se pueden usar con otros pies protésicos de una manera modular.

Así, aunque la técnica anterior ilustra muchas prótesis de absorción de impacto, ninguna proporciona los beneficios de absorción de impacto ajustable selectivamente, conformidad a la rotación, resistencia a la torsión ajustable cómodamente y un medio para impedir que penetren residuos y alteren la suavidad del movimiento relativo de piezas telescópicas, todo en una construcción relativamente simple pero sumamente eficaz que se pueda utilizar en combinación con una amplia selección de pies y encajes protésicos de una manera modular.

Resumen de la invención

De acuerdo con esto, un objeto principal de la presente invención es salvar algunas o todas estas limitaciones y proporcionar una prótesis de miembro inferior amortiguador mejorada.

De acuerdo con la presente invención se proporciona un módulo de choque protésico de absorción de impacto según la reivindicación 1. El módulo de choque comprende un mástil exterior, un mástil interior acoplado de forma telescópica a dicho mástil exterior, un elemento elástico que resiste el desplazamiento axial relativo de los mástiles y un puño elástico que proporciona resistencia de torsión al movimiento de rotación relativo entre los mástiles. El mástil interior está adaptado para que se mueva axialmente y en rotación con respecto al mástil exterior.

De acuerdo con otra forma de realización, el tubo exterior tiene un interior longitudinal, un extremo proximal y un extremo distal. El interior longitudinal tiene una sección transversal poligonal a lo largo de al menos una sección de su extensión. El extremo distal se puede sujetar a un pie protésico. El tubo exterior aloja dentro de su interior un apoyo. El eje interior tiene un extremo proximal, un extremo distal y una cavidad longitudinal. El extremo proximal se puede sujetar a un encaje para recibir un muñón de un amputado. El eje interior tiene una sección transversal exterior poligonal que está estrechamente envuelta por al menos una porción de la sección del interior longitudinal del tubo exterior. El eje interior está montado para que se mueva axialmente con respecto al tubo exterior. El muelle en espiral tiene una porción superior que reside en la cavidad longitudinal del eje interior y un extremo superior fijo en posición relativa al eje interior. El muelle en espiral tiene un extremo inferior unido de tal modo que el extremo inferior está fijo en posición relativa al tubo exterior. El muelle en espiral es capaz de una respuesta suave a carga y descarga mediante compresión y extensión, controlando la compresión y extensión del muelle en espiral el movimiento relativo entre el tubo exterior y el eje interior. Las características de carga/descarga de la prótesis a cargas compresivas verticales se puede ajustar según el peso concreto del amputado variando selectivamente las características elásticas del muelle en espiral.

De acuerdo con otra forma de realización, el medio elástico se proporciona mediante un muelle en espiral interno que está libre de esfuerzo de precarga para proporcionar una iniciación de compresión suave o sin sacudidas y una terminación de extensión suave o sin sacudidas. La prótesis simula un amortiguador cuando se somete a cargas compresivas verticales.

Con el fin de resumir la invención y las ventajas conseguidas sobre la técnica anterior, se han descrito anteriormente en la presente memoria descriptiva ciertos objetos y ventajas de la invención.

Otras formas de realización de la presente invención se harán evidentes en seguida a los expertos en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada de las formas de realización preferidas con referencia a las figuras adjuntas.

Breve descripción de los dibujos

Fig. 1A es una vista en sección longitudinal de una prótesis de miembro inferior que ilustra una forma de realización de un módulo de choque;

Fig. 1B es una vista en sección parcial del módulo de choque de la Fig. 1A, que ilustra una configuración preferida del puño resistente al par de torsión;

Fig. 2 es una vista despiezada del módulo de choque de la Fig. 1A, que ilustra una configuración preferida para conectar el extremo superior del muelle en espiral;

Fig. 3 es una vista despiezada del módulo de choque de la Fig. 1A, que ilustra una configuración preferida para conectar el extremo inferior del muelle en espiral;

Fig. 4 es una vista en sección que ilustra una forma de realización del muelle en espiral;

Fig. 5 es una vista en sección que ilustra otra forma de realización del muelle en espiral;

Fig. 6 es una comparación gráfica entre las características de absorción de impacto de una forma de realización preferida del muelle en espiral y la técnica anterior;

Fig. 7 es una vista en sección longitudinal de una forma de realización alternativa de un módulo de choque;

Fig. 8 es una vista en sección despiezada del módulo de choque de la Fig. 7, que ilustra una configuración preferida del montaje de casquete de extremo y junta tórica;

Fig. 9A es una vista en sección longitudinal de una forma de realización alternativa de un módulo de choque mostrado en una posición no comprimida;

Fig. 9B es una vista en sección del módulo de choque de la Fig. 9A, mostrado en una posición comprimida;

Fig. 10 es una vista en sección del mástil superior y casquete de extremo del módulo de choque de la Fig. 9A;

Fig. 11 es una vista en sección parcial despiezada del montaje de casquete de extremo y junta tórica del módulo de choque de la Fig. 9A;

Fig. 12 es una vista en sección del montaje de mástil inferior, adaptador de extremo y espiga de guía del módulo de choque de la Fig.9A;

Fig. 13 es una vista en sección de la espiga de guía de la Fig. 12, a lo largo de la línea 13-13;

Fig. 14 es una vista en sección longitudinal de otra forma de realización alternativa de un módulo de choque;

Fig. 15 es una vista en sección del módulo de choque de la Fig. 14, a lo largo de la línea 15-15;

Fig. 16 es una vista en sección longitudinal que ilustra una forma de realización preferida del tubo exterior;

Fig. 17 es una vista en sección del tubo exterior de la Fig. 16, a lo largo de la línea 17-17;

Fig. 18 es una vista en sección del tubo exterior de la Fig. 16, a lo largo de la línea 18-18;

Fig. 19 es una vista en sección del tubo exterior de la Fig. 16, a lo largo de la línea 19-19;

Fig. 20 es una vista en sección del tubo exterior de la Fig. 16, a lo largo de la línea 20-20;

Fig. 21 es una vista en perspectiva despiezada que ilustra una configuración preferida del montaje de retén de grasa;

Fig. 22 es una vista lateral que ilustra una sujeción alternativa de un módulo de choque a un pie protésico; y

Fig. 23 es una vista en sección que ilustra la configuración de sujeción del módulo de choque y pie protésico de la Fig. 22, a lo largo de la línea 22-22.

Descripción detallada de las formas de realización preferidas

La Fig. 1A muestra una forma de realización preferida de una prótesis de miembro inferior 20 que incluye un módulo de choque 22 construido y montado de acuerdo con una forma de realización de la presente invención. Con el fin de servir de ilustración, la prótesis 20 se muestra incluyendo también un pie protésico 24, en este caso un pie Flex-Walk® disponible de Flex-Foot, S.A. de Aliso Viejo, California, y un encaje de muñón 44. En concreto, el extremo superior del módulo de choque 22 está conectado al encaje de muñón 44, ilustrado a modo de ejemplo utilizando un adaptador piramidal hembra 46 y una copa de alineación 48.

El módulo de choque 22 incluye los mástiles cilíndricos huecos telescópicos 26 y 28, perfilados y adaptados para movimiento relativo suave. Los mástiles 26 y 28 están preferentemente acoplados entre sí de forma deslizante y rotatoria mientras conservan su alineación horizontal operativa entre sí a través de un ajuste relativamente estrecho entre las dimensiones interiores del mástil exterior 26 y las dimensiones exteriores del mástil interior 28. El mástil interior 28 está adaptado para que se sujete a un encaje de muñón 44, como se describe posteriormente en la presente memoria descriptiva. El mástil exterior 26 tiene preferentemente una superficie exterior cilíndrica para facilitar la sujeción de diversos tipos de pies protésicos usando acopladores protésicos convencionales. Por ejemplo, el extremo inferior del mástil 26 se puede sujetar a un pie protésico con una sección de sujeción horizontal, como, por ejemplo, el pie protésico 24 de la Fig. 1, o a un pie protésico con una sección de sujeción vertical. Ambos tipos de sujeciones son bien conocidas en la técnica del pie protésico.

El módulo de choque 22 incluye un elemento elástico, como, por ejemplo, un muelle de compresión en espiral 30 o un fluido compresible, para proporcionar absorción de impacto durante el uso de la prótesis 20. El módulo de choque 22 incluye preferentemente un elemento elástico híbrido de muelle-fluido, que comprende un muelle de compresión en espiral 30 interno en combinación con un fluido compresible como, por ejemplo, aire. El muelle 30 está preferentemente fijo proximalmente con respecto al mástil interior 28 y fijo distalmente con respecto al mástil exterior 26. Para variar la presión del fluido dentro del módulo de choque 22, dentro del mástil 26 se proporciona una válvula 56. La válvula 56 está en comunicación fluida con el espacio interior definido por el mástil 26, que incluye el estrecho espacio anular entre los mástiles 26 y 28 y el espacio interior definido por el mástil interior 28. Un puño resistente al par de torsión 34 proporciona resistencia a la torsión a la prótesis e impide también que penetren polvo y otros residuos entre los mástiles 26 y 28 y afecten a su movimiento relativo. El puño 34 se puede configurar para proporcionar algo de resistencia al impacto adicional. El puño 34 está sujeto proximalmente al mástil interior 28 y sujeto distalmente al mástil exterior 26. Preferentemente, ambas sujeciones están cerca de los extremos proximales de dichos mástiles y están hechas mediante flejes 50 que proporcionan juntas herméticas.

Las Fig. 1A y 2 ilustran un ejemplo de una construcción de sujeción para sujetar el extremo proximal del módulo de choque 22 a un encaje de apoyo de muñón. Se podrían usar una variedad de otras construcciones de sujeción adecuadas sin apartarse de las enseñanzas de esta invención. Según la construcción de sujeción preferida, se fija un adaptador piramidal macho 36 al extremo proximal del mástil interior 28 y se adapta para que se acople al adaptador piramidal hembra 46. Este montaje permite que el módulo de choque 22 esté sujeto proximalmente a una amplia selección de encajes protésicos (por ejemplo, en la Fig. 1A, a un encaje de muñón 44 mediante una copa de alineación 48) u otros dispositivos protésicos intermedios, como, por ejemplo, una rodilla prostética. El adaptador 36 está preferentemente fijo con respecto al mástil 28 mediante un acoplamiento roscado entre la superficie exterior del adaptador 36 y la superficie interior del mástil 28. De forma alternativa, el adaptador 36 se puede unir de forma adhesiva al mástil 28 usando, por ejemplo, epoxia endurecida 3M #420/460. Si se desea, el adaptador 36 puede tener un orificio de unión 37 y/o ranuras de unión 39, como se puede ver en la Fig. 2, para facilitar una mejor unión. Los expertos en la técnica comprenderán que el adaptador 36 proporciona preferentemente una junta hermética con respecto al espacio interior definido por el mástil 28. Se puede conseguir una junta hermética introduciendo una junta tórica de caucho entre las superficies del adaptador 36 y el mástil 28 o, de forma alternativa, formando una unión de adherencia alrededor de la circunferencia del adaptador 36 para unir el adaptador 36 a la superficie interior del mástil 28. El adaptador 36 está formado preferentemente de titanio, pero se puede formar de otros materiales adecuados teniendo presente los objetivos de resistencia, poco peso y mantener una unión/sujeción fuerte al mástil interior 28.

La Fig. 2 ilustra una configuración de sujeción preferida para el extremo superior del muelle en espiral 30. El muelle 30 está sujeto a un adaptador de extremo superior de muelle 38 asegurado a la parte inferior del adaptador piramidal 36, de modo que el extremo superior del muelle 30 está fijo en posición relativa al mástil interior 28. El adaptador 38 está fabricado preferentemente de un acero de bajo contenido de carbono y está asegurado al adaptador 36 mediante un tornillo longitudinal de casquete hexagonal 41 que está proporcionado dentro del orificio pasante en el interior del adaptador 36 y está acoplado de forma roscada al adaptador 38. El adaptador 36 tiene un rebajo superior 55 que ajusta el casquete del tornillo longitudinal de casquete hexagonal 41 y un rebajo inferior 57 que aloja perfectamente un saliente superior 45 del adaptador 38. Opcionalmente, se puede proporcionar una arandela de caucho 43 contra el casquete del tornillo 41 para conseguir una junta hermética. De forma alternativa, el adaptador de extremo de muelle 38 podría estar formado de una pieza con el adaptador 36. En cualquier caso, la superficie superior y espira superior del muelle 30 están unidas preferentemente de forma adhesiva (usando, por ejemplo, una epoxia endurecida 3M #420/460) a la superficie anular horizontal 47 y la superficie cilíndrica vertical 49, respectivamente, del adaptador de extremo superior de muelle 38. Además, el saliente 51 tiene un diámetro nominalmente menor que el diámetro interior del muelle 30 pero ligeramente mayor que el diámetro de la superficie cilíndrica 49, lo que proporciona espacio para la unión adhesiva mencionada de la espira superior del muelle.

Por debajo del mástil interior 28, una base de apoyo con forma de disco rígido transversal 40 está fija con respecto al mástil exterior 26 para proporcionar soporte a la parte inferior del muelle 30. De forma alternativa, el extremo inferior del mástil 26 podría tener una configuración completamente sólida para proporcionar una base para soportar el muelle 30, sin apartarse de las enseñanzas de la invención. La base 40 proporciona preferentemente una junta hermética con respecto al espacio interior definido por el mástil exterior 26.

Haciendo referencia a la Fig. 3, un adaptador de extremo inferior de muelle 42 está formado preferentemente de un acero de bajo contenido de carbono y configurado preferentemente de forma similar al adaptador de extremo superior de muelle 38. El adaptador 42 se puede asegurar a la base 40 mediante un acoplamiento roscado con un tornillo longitudinal de casquete hexagonal 53 proporcionado dentro de un orificio pasante 114 en la base 40. De forma alternativa, el adaptador 42 se podría formar de una pieza con la base 40. El adaptador 42 tiene un saliente inferior 112 que ajusta exactamente dentro del orificio pasante 114. Opcionalmente, se puede proporcionar una arandela de caucho 116 contra el casquete de tornillo 53 para asegurar una junta hermética. En la superficie superior de la base 40 descansa un elemento con forma de disco 110 del adaptador 42.

La parte inferior del muelle en espiral 30 está unida al adaptador de extremo inferior de muelle 42 de la misma manera que la descrita anteriormente, de modo que el extremo inferior del muelle 30 está fijo en posición relativa al mástil exterior 26. En concreto, la superficie inferior y espira inferior del muelle 30 están unidas preferentemente de forma adhesiva a la superficie anular superior del elemento 110 y la superficie vertical del elemento cilíndrico 108, respectivamente, del adaptador 42. El vástago 106 tiene un diámetro nominalmente menor que el diámetro interno del muelle 30 y se extiende parcialmente dentro del muelle 30, proporcionando de ese modo soporte para impedir el pandeo del muelle. El elemento 108 tiene un diámetro ligeramente menor que el del vástago 106 para permitir espacio para la mencionada unión adhesiva de la espira inferior del muelle.

Los expertos en la técnica comprenderán que los adaptadores de extremo de muelle 38 y 42 son ejemplares y no limitantes y que se podría usar cualquiera de entre una variedad de construcciones de sujeción de muelle adecuadas para conseguir los fines de esta invención, teniendo en cuenta a los objetivos de resistencia y durabilidad de la sujeción.

Los mástiles 26 y 28, que incluyen la base de apoyo 40, están fabricados preferentemente de un material fuerte de poco peso, como, por ejemplo, un compuesto de grafito de carbono y epoxia. Preferentemente, la superficie interior 58 del mástil exterior 26 y/o la superficie exterior 59 del mástil interior 27 están revestidas con un material polimérico, como, por ejemplo, cinta de apoyo RULON 142, para minimizar las fuerzas de fricción entre dichos mástiles durante el movimiento relativo entre éstos. De forma alternativa, uno o ambos mástiles se pueden fabricar de un metal poco pesado, como, por ejemplo, aluminio endurecido por envejecimiento, y recubrir con un material de baja fricción como, por ejemplo, un recubrimiento sinérgico TUFRAM (anodización de óxido de aluminio con infusión de un polímero de baja fricción y un lubricante de película en seco). Opcionalmente, se puede untar un lubricante sobre la superficie exterior del mástil interior 28, como, por ejemplo, una grasa Krytox GPL 205 fabricada por Miller-Stephenson Chemical, para una suavidad de movimiento mejorada. Además, si es necesario, el amputado o protésico puede ajustar la longitud del módulo de choque 22 cortando simplemente el mástil exterior 26 a la longitud deseada, permitiendo de ese modo que el módulo de choque 22 esté ajustado a medida como imponga la altura y/o longitud del amputado.

En la forma de realización preferida de la invención, el muelle 30 es un muelle de troquel construido de alambre de acero al cromovanadio. Preferentemente, el alambre de muelle en espiral tiene una sección transversal rectangular con esquinas redondeadas 60 o una sección transversal con forma de D 62, mostradas en las Fig. 4 y 5, respectivamente. Estas secciones transversales no sólo proporcionan un muelle más compacto, sino que también disminuyen significativamente el nivel de esfuerzo máximo del alambre y contribuyen a una vida del muelle considerablemente más larga. Preferentemente, el extremo superior 64 y el extremo inferior 65 del muelle 30 están cerrados y pulidos en ángulo recto para proporcionar una superficie de apoyo máxima y, por lo tanto, una distribución de esfuerzo sustancialmente uniforme. Otros procedimientos de fabricación preferidos que aumentan la vida del muelle incluyen el templado térmico, el granallado para reducir los esfuerzos de trabajo y aumentar la resistencia a la fatiga y el recubrimiento electrostático para un acabado duradero y anticorrosivo.

Los expertos en la técnica se darán cuenta de que también se pueden utilizar una amplia variedad de otros tipos de muelles con eficacia. Por ejemplo, el muelle 30 puede estar construido de un alambre de acero de aleación de cromo diferente, como, por ejemplo, un alambre de acero de cromosilicio o de un alambre de acero de elevado contenido de carbono templado en aceite. Además, la sección transversal del alambre del muelle 30 puede adoptar una variedad de formas, como, por ejemplo, circular, elipsoidal o trapezoidal, como se desee, teniendo en cuenta los objetivos de durabilidad, distribución de esfuerzo uniforme y resistencia a la fatiga elevada. La Tabla 1 siguiente proporciona ejemplos de muelles de troquel que se pueden emplear. Los diámetros interior y exterior nominales de los seis muelles representados en la tabla son 0,375 pulgadas (0,95 cm) y 0,75 pulgadas (1,9 cm), respectivamente.

TABLA 1

1

Ventajosamente, el muelle en espiral 30 está preferentemente libre de esfuerzos de precarga. En otras palabras, el muelle 30 no está comprimido cuando el módulo de choque 22 está en su estado descargado. Esto asegura una iniciación de compresión suave o sin sacudidas del muelle 30 cuando el amputado aplique peso sobre la prótesis 20. Al liberarse la carga el muelle 30 se puede extender libremente con suavidad y no hay detención brusca con sacudida en la extensión total. Así, la absorción y liberación de la energía de impacto se consigue de una manera más confortable para el amputado. Además, el muelle se elige de tal modo que presente una respuesta sustancialmente lineal a la carga y descarga. En otras palabras, el desplazamiento axial del muelle es sustancialmente linealmente proporcional a la fuerza aplicada. La experimentación práctica ha mostrado que la utilización de un muelle lineal 30 de este tipo en el módulo de choque 22 simula mejor un paso natural para el usuario. Además, el muelle 30 se selecciona de tal modo que su rigidez (o relación elástica) esté mejor adaptada al peso del amputado concreto. El muelle utilizado en el módulo de choque 22 es preferentemente tal que durante el paseo, para el peso de un amputado dado, el desplazamiento axial relativo máximo entre los mástiles 26 y 28 sea aproximadamente una pulgada (2,5 cm), proporcionando de ese modo al usuario una sensación intrínsecamente confortable.

Un examen de la Fig. 6 ilustra mejor las características ventajosas de usar un muelle de compresión en espiral "libre" (sin precargar) en comparación a utilizar un muelle "precargado" (empleado, por ejemplo, por Martel y col., Patente de EE UU 4.883.493) en una prótesis de absorción de impacto. En la Fig. 6, el eje horizontal representa el desplazamiento compresivo, d, del muelle y el eje vertical representa la fuerza o carga, F, aplicada al muelle. A modo de ejemplo, se adopta que el desplazamiento compresivo máximo, X_{m}, de ambos muelles ocurre en la misma carga, F_{m}, y que ambos muelles son lineales. Además, la precarga sobre en muelle precargado se establece a un valor F_{p}. Si una fuerza de impacto, f, se transmite a la pierna prostética en el instante en que hay contacto pie/suelo, el muelle en espiral libre se comprimirá instantáneamente y absorberá sin sacudidas la energía de impacto moviéndose desde el punto O al punto A en la Fig. 6. Por otro lado, el muelle precargado resistirá inicialmente la compresión (debida a la precarga, F_{p}, representada por la línea OC en la Fig. 6) y dará al usuario un impacto con sacudida antes de que comience la compresión.

Ahora, considérese el marco hipotético contrario en el que, antes de que el pie pierda el contacto con el suelo, la carga sobre los muelles es f. Al terminar el contacto pie/suelo, el muelle libre se extiende desde el punto A hasta el punto O (y posiblemente se sobreextiende hasta el punto B, si así se desea, antes de volver al punto D) mientras libera suavemente su energía almacenada. Por contraste, el muelle precargado se extiende desde el punto D hasta el punto C, donde experimenta una detención brusca con sacudida, cuyo efecto vibratorio se transmite al muñón del amputado. Así, mediante la utilización de un muelle en espiral libre 30 en el módulo de choque 22, el nivel de confort del usuario durante las actividades móviles aumenta enormemente.

Como se muestra en la Fig. 1B, el puño 34 tiene preferentemente una configuración tubular de doble capa. Según esta configuración, la capa interior 52 está formada preferentemente de un material elástico como, por ejemplo, caucho. El espesor de la capa interior 52 afecta a la resistencia al impacto y resistencia a la torsión del módulo de choque 22. Se puede conseguir un nivel deseado de resistencia al impacto proporcionando una capa interior relativamente delgada 52. Si la capa interior 52 es demasiado gruesa, aumentará la resistencia al impacto hasta un nivel desaconsejable. No obstante, podría ser que este espesor no proporcionase suficiente resistencia a la torsión. Así, la capa exterior 54 se proporciona para aumentar la resistencia a la torsión. La capa exterior 54 comprende preferentemente un material textil de punto que consiste en una combinación de diversas fibras, como, por ejemplo, spectrafiber®, kevlar®, nailon y poliéster. La combinación de fibras está seleccionada ventajosamente para proporcionar elasticidad suficiente para acomodar la expansión hacia fuera de la capa elástica interior 52 y también para proporcionar resistencia suficiente y resistencia a la torsión. Por ejemplo, a una presión interna de aproximadamente 50 psi (3,5 bar), se desea que la resistencia a la torsión sea lo suficientemente elevada para permitir un máximo de aproximadamente 20 a 30 grados de rotación. Se pueden ofrecer diferentes capas exteriores 54 que proporcionen diferentes intervalos de rigidez de torsión.

El patrón de fibra de la capa exterior 54 del puño 34 afecta tanto a la resistencia al impacto como a la resistencia a la torsión del módulo de choque 22. Si las fibras están alienadas sustancialmente paralelas a los ejes longitudinales de los mástiles 26 y 28, el puño 34 proporciona relativamente más resistencia al impacto y relativamente menos resistencia a la torsión. A la inversa, si las fibras están alienadas sustancialmente perpendiculares a los ejes longitudinales de los mástiles, el puño 34 proporciona relativamente menos resistencia al impacto y relativamente más resistencia a la torsión. Preferentemente, las fibras del material textil de punto 54 están orientadas sustancialmente en un ángulo con los ejes longitudinales de los mástiles, para conseguir un equilibrio adecuado entre los grados de resistencia al impacto y resistencia a la torsión. Este ángulo está preferentemente dentro del intervalo de 30 a 60 grados, más preferentemente dentro del intervalo de 40 a 50 grados y, muy preferentemente, es aproximadamente 45 grados. Además, las fibras están dispuestas preferentemente en un patrón entrecruzado.

El puño 34 impide que penetren en el cuerpo del módulo de choque 22 materiales contaminantes no deseados (como, por ejemplo, polvo) y dañen las superficies deslizantes 58 y 59 de los mástiles 26 y 28. También minimiza el desperdicio de cualquier grasa lubricante que pueda estar untada sobre estas superficies.

El módulo de choque 22 proporciona suave absorción de impacto. Durante el ciclo de paso del paseo normal hay movimiento axial entre los mástiles 26 y 28. Al golpear la rodilla, el mástil interior 28 empieza a deslizarse hacia abajo para hacer que el medio elástico mencionado se comprima y almacene energía. La máxima compresión y almacenamiento de energía ocurre al desplazarse el peso del amputado desde la región del talón del pie protésico hacia la región de la puntera. Después, al desplazarse el peso del amputado más cerca de la región de la puntera, el medio de compresión empieza a expandirse y liberar energía almacenada, proporcionando al amputado fuerzas de elevación y empuje beneficiosas. Un protésico, o el amputado, puede ajustar el grado de absorción de impacto sustituyendo selectivamente el muelle 30 para que se adapte a los atributos y actividad concreta del amputado. Además, el amputado puede poner a punto fácilmente y cómodamente el grado de absorción de impacto simplemente variando la presión de fluido dentro del módulo de choque 22.

El módulo de choque 22 proporciona también suave conformidad a la rotación de la prótesis. El puño 34 está diseñado para resistir la rotación relativa de los mástiles 26 y 28 y, al mismo tiempo, proporcionar algo de conformidad a la rotación entre éstos. Al girar los mástiles 26 y 28 entre sí, los extremos superior e inferior del puño 34 se retuercen igualmente uno con respecto al otro. No obstante, el puño 34 es resistente a este retorcimiento y proporciona una fuerza de torsión opuesta al sentido de rotación/retorcimiento. Además, al aumentar un movimiento de retorcimiento concreto, aumenta la fuerza de torsión dirigida opuestamente. Así, el puño 34 funciona como un muelle de torsión, porque resiste cualquier rotación incremental de los mástiles 26 y 28 entre sí. Además, el amputado puede ajustar fácilmente y cómodamente el grado de resistencia a la torsión del puño 34 variando la presión del fluido en el interior del módulo de choque 22. Al aumentar la presión del fluido, el puño 34 se expande, causando más tensión en las capas 52 y 54 del puño 34. Por consiguiente, el puño 34 proporciona mayor resistencia al retorcimiento y, por consiguiente, mayor resistencia a la torsión.

Las Fig. 7 y 8 ilustran una forma de realización alternativa de la invención. Según esta forma de realización el mástil exterior 26 está configurado con un reborde circular 64 en su exterior para ayudar a mantener la posición distal del puño 34 relativa al mástil 26. El mástil 26 tiene opcionalmente un apoyo inferior sólido con forma cilíndrica 66, atornillado a la base 40. Un adaptador de extremo inferior de muelle 42 está sujeto a la parte superior del apoyo 66, al cual se sujeta el extremo inferior del muelle 30. El diámetro del apoyo inferior 66 es menor que el diámetro interior del mástil exterior 26, formando un anillo dentro del cual se mueve axialmente el mástil interior 26. Las superficies deslizantes de los mástiles 26 y 28 y el apoyo 66 están preferentemente revestidas con cinta RULON o recubrimiento TUFRAM, como se describe anteriormente, para minimizar las fuerzas de fricción entre ellos. Además, la longitud del apoyo inferior 66 se puede personalizar para que se adapte al amputado. Típicamente, un protésico seleccionará un muelle 30 para que se adapte al paso, peso y longitud de pierna concretos del amputado. Después el protésico cortará el apoyo 66 a la longitud que se acomode al muelle seleccionado 30. De forma alternativa, se podría extender el muelle 30 hacia abajo hasta la base 40, eliminando así la necesidad del apoyo 66.

El puño resistente al par de torsión 34 se puede configurar opcionalmente para que oscile entre una posición vertical sustancialmente recta, como en la forma de realización mostrada en la Fig. 7, y una posición curvada. Esto puede reducir la sección transversal horizontal eficaz del puño 34 en la compresión máxima. No obstante, se prefiere la posición curvada hacia fuera mostrada en la Fig. 1A, porque impide el pandeo hacia dentro del puño 34 durante la compresión del módulo de choque 22. Otra característica de esta forma de realización es que la válvula 56 está proporcionada en el mástil interior 28, por encima del puño 34. Recuérdese que en la forma de realización de la Fig. 1A la válvula 56 está proporcionada en el mástil exterior 26, haciendo que el fluido se desplace a través del anillo entre los mástiles 26 y 28. Por contraste, la configuración del módulo de choque de la Fig. 7 permite que el fluido se desplace directamente a y desde la región que rodea el muelle 30. Esto mejora la eficacia del movimiento relativo entre los mástiles, porque pasa menos fluido a través del anillo entre éstos.

Como se muestra en la Fig. 7, el mástil interior 28 tiene un diámetro exterior mayor en su extremo proximal, aproximadamente igual al diámetro exterior del mástil exterior 26. Esta configuración permite que el puño 34 tenga una posición vertical recta cuando el módulo de choque 22 está sin comprimir. El mástil 28 tiene también un adaptador piramidal hembra 72 en su extremo proximal, para sujeción a un encaje de muñón (no mostrado). Además, como se muestra en la Fig. 8, el mástil 28 tiene un reborde circular en su orificio proximal, que consiste en la superficie vertical 76 y la superficie horizontal 78. La superficie 76 es roscada para recibir un casquete de extremo roscado externamente 68. El casquete de extremo 68 tiene una muesca 70 en su superficie inferior, dentro de la cual se coloca una junta tórica de caucho 71. Cuando el casquete de extremo está atornillado apretadamente al mástil 28, se comprime la junta tórica 71 para proporcionar una junta hermética con respecto al interior del mástil 28. Un adaptador de extremo superior de muelle 38 se sujeta a la parte inferior del casquete de extremo 68, al que se sujeta la parte superior del muelle 30 como se describe anteriormente. El adaptador 38 se puede formar de una pieza con el casquete de extremo 68 o se puede asegurar a éste mediante cualquier medio bien conocido, como, por ejemplo, mediante un tornillo de casquete hexagonal como se describe anteriormente.

Los expertos en la técnica comprenderán que ambas formas de realización descritas anteriormente se podrían invertir de modo que el mástil exterior 26 esté adaptado para que se sujete a un encaje de muñón y el mástil interior 28 esté adaptado para que se sujete a un pie protésico.

Las Fig. 9-13 ilustran una disposición alternativa, que no es parte de la presente invención. En esta disposición, ilustrada mediante las Fig. 9A y 9B, un módulo de choque 22 comprende dos mástiles no telescópicos 80 y 82. Un medio de compresión híbrido de muelle-fluido, que comprende un muelle de compresión en espiral 30 en combinación con un fluido compresible como, por ejemplo, aire, proporciona absorción de impacto. Un puño resistente al par de torsión 34 proporciona resistencia a la torsión. El muelle 30 y puño 34 están sujetos proximalmente al extremo distal del mástil superior 80 y sujetos distalmente al extremo proximal del mástil inferior 82. Una espiga de guía 83 está sujeta al mástil inferior 82 para mantener los ejes longitudinales de los mástiles 80 y 82 en una alineación colineal. El mástil superior 80 está adaptado para que se sujete a un encaje de muñón mediante cualquiera de entre una variedad de procedimientos bien conocidos en la técnica. Además, se puede sujetar cualquier pie protésico de tipo estándar al mástil inferior 82 utilizando acopladores convencionales, como se describe anteriormente. Además, un protésico o amputado puede cortar el mástil 82 a una longitud deseada, para que se adapte a los requisitos concretos del amputado.

Las Fig. 10 y 11 ilustran con mayor detalle la estructura preferida del mástil superior 80. El mástil 80 se muestra con un exterior generalmente cilíndrico. El extremo proximal del mástil 80 se muestra con un diámetro menor que el cuerpo del mástil 80. Los expertos en la técnica comprenderán que los mástiles 80 y 82 se pueden configurar para que tengan cualquier forma exterior adecuada, teniendo en cuenta el objetivo de soportar a un amputado. El extremo proximal del mástil 80 está roscado externamente para recibir un casquete de extremo 84 roscado internamente. Se consigue una junta hermética encerrando una junta tórica de caucho 86 en una muesca 88 que se proporciona sobre la superficie superior del mástil 80. El casquete de extremo 84 está adaptado para que se sujete al extremo distal de un encaje de muñón. Además, el mástil 80 comprende las secciones tubulares formadas de una pieza 90, 92, 94 y 96. La sección 90 tiene el mayor diámetro interior de las cuatro secciones, mientras que los diámetros interiores de las secciones 92 y 96 son ambos aproximadamente iguales al diámetro de la espiga de guía 83. El diámetro interior de la sección 94 es mayor que el de las secciones 92 y 96, pero menor que el de la sección 90. Se sujeta una válvula 56 a la sección 94 como se muestra. La válvula 56 está en comunicación fluida con el espacio interior definido por el mástil 80, así como el espacio interior definido por el puño 34, descrito con mayor detalle en la presente memoria descriptiva.

La Fig. 12 ilustra un medio de sujeción para la espiga de guía 83. El mástil 82 incluye un adaptador sólido fijo 100 en su extremo proximal. El adaptador 100 puede estar fijo dentro del mástil 82 mediante una variedad de medios, que incluyen unión de adherencia o acoplamiento roscado o, de forma alternativa, se podría formar de una pieza con el mástil 82. El extremo distal de la espiga de guía 83 está sujeto al adaptador 100. En concreto, la espiga de guía 83 está acoplada de forma roscada con, o atornillada a, el adaptador 100, de una manera tal que la espiga de guía 83 está fija en posición con respecto al mástil 82 y, además, tal que los ejes longitudinales de la espiga de guía 83 y el mástil 82 se mantienen en una alineación colineal. La espiga de guía 83 se puede formar de cualquiera de entre una variedad de materiales, teniendo en cuenta los objetivos de resistencia y poco peso. Los materiales adecuados incluyen titanio, fibras de carbono, aluminio y acero.

La construcción global del módulo de choque 22 permite el movimiento longitudinal y de rotación relativo entre los mástiles 80 y 82, mientras mantiene su alineación colineal. La porción superior de la espiga de guía 83 está acoplada de forma telescópica al mástil superior 80. En concreto, este acoplamiento permite el movimiento longitudinal y de rotación relativo entre la espiga de guía 83 y el mástil 80. Debido a que el diámetro de la espiga de guía 83 es aproximadamente igual al diámetro interior de las secciones 92 y 96 del mástil 80, se consigue un ajuste relativamente estrecho entre la espiga de guía 83 y el pilón 80. Por consiguiente, los mástiles 80 y 82 se mantienen en una alineación colineal. Además, las superficies interiores de las secciones 92 y 96 y la superficie de la espiga de guía 83 se pueden revestir con cinta RULON o recubrir con TUFRAM, como se describe anteriormente, para minimizar las fuerzas de fricción entre ellas.

Como se muestra en las Fig. 9A, 9B y 12, una cabeza de espiga de guía con forma de disco 102 se sujeta opcionalmente al extremo proximal de la espiga de guía 83. El diámetro de la cabeza de espiga de guía 102 es mayor que el diámetro interior de la sección 92 del mástil 80. Así, la cabeza de espiga de guía 102 sólo se puede desplazar dentro de la sección 90 del mástil 80 y la longitud vertical de la sección 90 determina la flexión vertical/longitudinal máxima del módulo de choque 22. El módulo de choque 22 se muestra en la Fig. 9A en un estado sin comprimir y en la Fig. 9B en un estado comprimido.

Como se muestra en las Fig. 9A y 9B, se coloca un muelle 30 de modo que sus espiras den vueltas en espiral alrededor de una porción de la espiga de guía 83. El muelle 30 está sujeto proximalmente al extremo distal del mástil superior 80 y sujeto distalmente al extremo proximal del mástil inferior 82, mediante una abrazadera de tornillo, soldadura o cualquier medio adecuado conocido en la técnica, teniendo en cuenta los objetivos de resistencia y durabilidad de la sujeción. De forma similar, el puño resistente al par de torsión 34 está sujeto proximalmente al extremo distal del mástil superior 80 y sujeto distalmente a los extremos proximal del mástil inferior 82, por medio de flejes 50. Se proporcionan preferentemente ranuras 98 y rebordes 106 tanto en el extremo distal del mástil 80 como el extremo proximal del mástil 82. Las ranuras 98 proporcionan una conexión hermética más eficaz del puño 34 a los mástiles 80 y 82. Los rebordes 106 se proporcionan para mantener la posición vertical de los extremos del puño 34 relativa a los mástiles, especialmente durante la compresión del módulo de choque 22.

Durante el uso de la prótesis, el amputado puede utilizar la válvula 56 y/o bomba de fluido (no mostrada) para variar la presión del fluido en el interior del módulo de choque 22. La bomba de fluido puede ser o bien extrínseca o intrínseca al módulo de choque 22. Como se ha descrito anteriormente, el diámetro de la espiga de guía 83 es aproximadamente igual al diámetro interior de las secciones 92 y 96 en el interior del mástil 80. Así, la espiga de guía 83 ocupa completamente los espacios en el interior de estas secciones. No obstante, debido a que la sección 94 tiene un diámetro interior mayor que el diámetro de la espiga de guía 83, queda sin ocupar un espacio anular 94a dentro de la sección 94 y que rodea a la espiga de guía 83, como se muestra en la Fig. 9A. La válvula 56 tiene comunicación fluida con el espacio anular 94a cuando se acopla la espiga de guía 83 dentro del mástil 80. Además, como se ve claramente en la Fig. 13, la espiga de guía 83 tiene una muesca longitudinal 104 a lo largo de su longitud. Durante el uso de la prótesis, el amputado puede utilizar la válvula 56 para bombear fluido al espacio anular 94a, que fluye después hacia abajo a través de la muesca 104 a la región que rodea el muelle 30. El fluido presurizado proporciona absorción de impacto adicional a la prótesis 20, así como mayor resistencia a la torsión asociada a la expansión del puño resistente al par de torsión 34, como se describe anteriormente.

La Fig. 14 muestra un módulo de choque 120 según una forma de realización adicional conectado a un pie protésico 24. El módulo de choque 120 incluye un tubo exterior 122 y un eje interior 124. El tubo exterior 122 y el eje interior 124 están preferentemente acoplados entre sí de forma deslizante y recíprocamente a la manera de una pieza de manga y una pieza de brazo. La resistencia a la rotación está proporcionada mediante un ajuste estrecho de inmovilización entre las dimensiones interiores del tubo exterior 122 y el eje interior 124. La Fig. 15 muestra que la superficie interior correspondiente 126 del tubo exterior 122 y la superficie exterior correspondiente 128 del eje interior 124 tienen preferentemente forma hexagonal para resistir o limitar la rotación relativa entre el tubo exterior 122 y el eje interior 124. Los expertos en la técnica comprenderán que se pueden utilizar muchas otras formas poligonales adecuadas para las superficies telescópicas sin apartarse del alcance de la invención, teniendo en cuenta el objetivo de impedir o limitar sustancialmente la conformidad a la rotación del módulo de choque.

Se incluyen un medio elástico, como, por ejemplo, un muelle de compresión en espiral 30, y/o un fluido compresible como, por ejemplo, aire, para proporcionar absorción de impacto. El tipo de muelle y las sujeciones del muelle al tubo exterior 122 y eje interior 124 son preferentemente los mismos descritos anteriormente. Además, el muelle 30 está preferentemente libre, es decir, sin precargar. Se puede proporcionar una válvula para variar la presión del fluido. Además, en combinación con la válvula se puede proporcionar una bomba de fluido, intrínseca o extrínseca al módulo de choque 120.

Las Fig. 16-20 ilustran con mayor detalle la estructura preferida del tubo exterior 122. Se dispone una base de apoyo 40 con un orificio pasante central 114 dentro del tubo exterior 122, como se puede ver mejor en las Fig. 16 y 19. La base de apoyo 40 proporciona medios de apoyo y de sujeción para el extremo inferior del muelle 30 como se describe anteriormente. La superficie exterior 130 tiene preferentemente una sección transversal circular y facilita la sujeción de un pie protésico usando acopladores protésicos convencionales. El tubo exterior 122, que incluye la base de apoyo 40, está fabricada de un material fuerte de poco peso. Un material preferido es un compuesto de grafito de carbono y epoxia. El usuario puede ajustar la longitud del tubo exterior 122 simplemente cortando el tubo exterior 122 a la longitud deseada. Por lo tanto, el módulo de choque 120 se puede ajustar a medida como imponga la altura y/o longitud del usuario. Otra comodidad es que el tubo exterior 122 es sustituible fácilmente y económicamente.

La superficie interior del tubo exterior 122 (Fig. 16-20) consiste en una superficie interior superior 126 que tiene una sección transversal hexagonal y una superficie interior inferior 132 que tiene una sección transversal, sirviendo la base de apoyo 40 como el divisor entre la superficie interior superior 126 y la superficie interior inferior 132. Preferentemente, al menos parte de la superficie interior superior 126 está revestida con superficies deslizantes 134 y 136 para minimizar las fuerzas de fricción durante el acoplamiento recíprocamente entre sí del tubo exterior 122 y el eje interior 124. Las superficies deslizantes están fabricadas preferentemente de un material polimérico como, por ejemplo, cinta de apoyo RULON 142, como se describe anteriormente.

Como se muestra en las Fig. 14 y 15, el eje interior 124 es hueco con una superficie interior 138, que preferentemente tiene una sección transversal circular y acomoda un adaptador piramidal macho 36 en su extremo proximal, como se describe anteriormente. El eje interior 124 está fabricado preferentemente de un metal de poco peso como, por ejemplo, aluminio endurecido por envejecimiento. Además, como se describe anteriormente, la superficie exterior 128 del eje interior 124 está preferentemente recubierta con un material de fricción baja como, por ejemplo, un recubrimiento sinérgico TUFRAM, y untada con un lubricante como, por ejemplo, una grasa Krytox GPL 205.

Para impedir que penetren residuos entre el mástil exterior 122 y el eje interior 124, preferentemente se proporciona un puño, como, por ejemplo, el puño resistente al par de torsión 34 descrito en conexión con las formas de realización de las Fig. 1-13. Un puño de este tipo puede estar asegurado proximalmente al eje interior 124 y asegurado distalmente al extremo proximal del tubo exterior 122. De forma alternativa, se puede proporcionar un elemento de retén de grasa 140 como se muestra en las Fig. 21 y 14. De acuerdo con esto, la boca de la abertura correspondiente en el extremo proximal del tubo exterior 122 está circunscrita por un elemento de retén de grasa 140 que se mantiene en su lugar mediante un montaje de casquete 142 y anillo 144. El elemento de retén de grasa 140 tiene preferentemente una periferia exterior circular y una abertura interior hexagonal. Las dimensiones de la abertura interior hexagonal se corresponden estrechamente con las dimensiones de la sección transversal exterior del eje interior 124. El elemento de retén de grasa 140 está fabricado preferentemente de un material elástico como, por ejemplo, chapa de uretano o teflón. De forma alternativa, se pueden usar nailon, silicona u otros materiales adecuados, teniendo en cuenta el objetivo de durabilidad. El anillo 144 está unido de forma adhesiva al tubo exterior 122 usando, por ejemplo, epoxia endurecida 3M #420/460. El casquete 142 y anillo 144 están roscados con correspondencia, lo que permite que el casquete 142 esté asegurado al anillo 144, manteniendo así en posición el elemento de retén de grasa 140. El casquete 142 y anillo 144 están preferentemente fabricados de aluminio con un acabado anodizado.

El fin del elemento de retén de grasa 140 no es necesariamente proporcionar una junta hermética, sino más bien funcionar como un "raspador" durante la interacción telescópica del tubo exterior 122 y el eje interior 124. Esto es, el elemento de retén de grasa, raspando contra el eje interior 16, no sólo restringe la salida de la grasa lubricante (que está untada sobre el eje interior 16, como se trata anteriormente) del cuerpo del tubo exterior, sino que también impide que penetren en el cuerpo del tubo exterior 122 materiales contaminantes no deseados (como, por ejemplo, polvo). Esto minimiza el desperdicio de la grasa lubricante y protege las superficies deslizantes del tubo exterior 122 y eje interior 124 recíprocos. Además, el usuario puede sustituir el elemento de retén de grasa 140 cómodamente y económicamente.

Como se mencionó anteriormente, los módulos de choque 22 y 120 son sujetables fácilmente a una variedad de pies protésicos, utilizando acopladores protésicos bien conocidos. Además, se puede usar cualquiera de entre una amplia selección de acopladores, teniendo en cuenta el objetivo de proporcionar una sujeción estable duradera. Un ejemplo de una sujeción de un módulo de choque a un pie protésico con una sección de sujeción horizontal se ilustra en la Fig. 1A, que muestra el módulo de choque sujeto a un pie protésico Flex-Walk® 24 por medio de un acoplador piramidal 91 y adaptador piramidal hembra 93. El acoplador hembra se desliza sobre el extremo inferior del mástil exterior 26 (o tubo exterior 122) y se afianza en posición. Este montaje, en comparación a introducir un acoplador en el interior de la extremidad inferior del mástil exterior 26 (o tubo 122) elimina la posibilidad de que el acoplador interfiera con los componentes internos al mástil exterior 26 (o tubo 122). Recuérdese que el protésico o usuario puede cortar el mástil exterior 26 a una longitud deseada, de modo que la base de apoyo 40 pueda estar cerca del extremo inferior del mástil exterior 26 (o tubo 122).

De forma alternativa, los módulos de choque 22 y 120 se pueden sujetar a un pie protésico con una sección de sujeción vertical. Un ejemplo de una sujeción de este tipo se muestra en las Fig. 22 y 23, en las que el módulo de choque está sujeto a un pie protésico Sure-Flex® 101 utilizando un acoplador que comprende un bloque de montaje 95 y una nervadura 97. Tanto el bloque de montaje 95 como la nervadura 97 están fabricados preferentemente de un compuesto de grafito/epoxia o fibra de vidrio/éster vinílico moldeado por compresión. La nervadura 97, que tiene una sección transversal con forma de C, se une al mástil exterior 26 (o tubo 122) después de que se haya cortado el mástil 26 (o tubo 122) a la longitud deseada. El bloque de montaje 95 tiene una superficie "acanalada" para que se corresponda con los "rebordes" de la nervadura 97. Además, el bloque de montaje 95 está dotado con dos salientes (no mostrados) alineados verticalmente que conectan con la sección de sujeción vertical 99 del pie protésico 101.

En la configuración de sujeción mostrada en las Fig. 22 y 23, el módulo de choque y el pie protésico 101 pueden estar temporalmente asegurados en su sitio con abrazaderas (no mostradas) o el usuario las puede asegurar permanentemente entre sí con un adhesivo de epoxia con o sin laminación de tela húmeda superpuesta (no mostrada). Una comodidad de este procedimiento de sujeción es que el usuario puede hacer fácilmente ajustes pequeños en la longitud de la prótesis por medio de la colocación vertical del bloque de montaje 95 sobre la nervadura 97. Además, el bloque de montaje 95 está disponible también en un diseño "en ángulo" (no mostrado), para que el usuario pueda elegir una desviación angular deseada entre el módulo de choque y el pie protésico 101.

Aunque esta invención se ha desvelado en el contexto de ciertas formas de realización y ejemplos preferidos, los expertos en la técnica comprenderán que la presente invención se extiende más allá de las formas de realización específicamente desveladas a otras formas de realización. Así, se quiere decir que el alcance de la presente invención desvelada en la presente memoria descriptiva no se debería limitar por las formas de realización desveladas concretas anteriormente descritas, sino que se debería determinar sólo por el alcance de las reivindicaciones que siguen.

Claims

1. Un módulo de choque protésico de absorción de impacto (22) que comprende:

un mástil exterior (26);

un mástil interior (28) acoplado de forma telescópica a dicho mástil exterior y adaptado para que se mueva axialmente con respecto a dicho mástil exterior (26);

un elemento elástico (30) dispuesto dentro de dicho mástil exterior o interior y operativo entre dichos mástiles interior y exterior (26, 28) para resistir el desplazamiento axial relativo de dichos mástiles;

caracterizado porque

se proporciona un puño elástico (34) entre dicho mástil interior (28) y dicho mástil exterior (26) para facilitar el desplazamiento axial relativo de dichos mástiles sin resistencia significativa mientras proporciona resistencia a la torsión significativa al movimiento de rotación relativo entre dichos mástiles (26, 28).

2. Un módulo de choque según la Reivindicación 1, en el que dicho elemento elástico comprende un muelle en espiral (30).

3. Un módulo de choque según la Reivindicación 2, en el que dicho muelle en espiral (30) está sustancialmente libre de esfuerzo de precarga, para proporcionar una iniciación de compresión suave o sin sacudidas y una terminación de extensión suave o sin sacudidas.

4. Un módulo de choque según la Reivindicación 2, en el que dicho muelle en espiral (30) presenta un desplazamiento de retroceso sustancialmente linealmente proporcional a una fuerza compresiva aplicada.

5. Un módulo de choque según la Reivindicación 1, en el que dicho elemento elástico comprende un fluido compresible.

6. Un módulo de choque según la Reivindicación 5, que comprende además una válvula (56) en comunicación fluida con dicho fluido compresible para permitir el ajuste selectivo de la presión de éste.

7. Un módulo de choque según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las superficies comunicantes de dicho mástil exterior (26) y dicho mástil interior (28) incluyen secciones transversales sustancialmente poligonales configuradas para impedir movimiento de rotación relativo entre dichos mástiles interior y exterior (26, 28).

8. Un módulo de choque según la Reivindicación 7, en el que dicho mástil interior (28) tiene una sección transversal exterior hexagonal y dicho mástil exterior (26) tiene una sección transversal interior hexagonal correspondien-
te.

9. Un módulo de choque según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho puño elástico (34) proporciona resistencia a la torsión creciente al desplazarse rotativamente dichos mástiles interior y exterior (24, 28) relativos entre sí.

10. Un módulo de choque según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho puño (34) está configurado y dispuesto además para proporcionar resistencia a la torsión creciente al aumentar la presión de un fluido dentro de dicho puño (34).

11. Un módulo de choque según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho puño (34) está formado de un material de caucho con una forma generalmente tubular.

12. Un módulo de choque según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho puño (34) comprende una capa interior (52) formada de dicho material de caucho y una capa exterior (54) formada de un material textil.

13. Un módulo de choque según la Reivindicación 12, en el que dicha capa exterior (54) está formada de fibras de nailon orientadas en ángulos generalmente de 45 grados con los ejes longitudinales de dichos mástiles (26, 28).

14. Un módulo de choque según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el puño (34) es tubular y está sujeto proximalmente al mástil interior (28) y sujeto distalmente al mástil exterior (26).

15. Un módulo de choque como en la Reivindicación 14, en el que el puño (34) está sujeto con flejes (50) que proporcionan juntas herméticas.

16. Un módulo de choque según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el puño (34) está sujeto a superficies exteriores de los mástiles interior y exterior (28, 26).

17. Un módulo de choque según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento elástico (30) comprende un elemento elástico híbrido de muelle-fluido.

18. Un módulo de choque según cualquiera de las Reivindicaciones 1-17 en combinación con un pie protésico (24).