SE531569C2 - Protesprodukt med kompositmaterialvägg, samt metod för framställning av protesprodukten - Google Patents

Description

531 553 härdning bildar ett kompositskal runt utformen, eventuellt vid förhöjd temperatur.

Uppfinningen är att hänföra till den senare nämnda utningsprincipen vilken resulterar i en i efterhand anpassningsbar protesprodukt.

Ett termoplastiskt materials förmåga att genom värmníng åter övergå till en formbar fas är väsentlig för bäraren av en protesprodukt i form av en hylsa, eller en ortos eller ett inlägg. En kroppsdel som bär eller som stöds av en protesprodukt förändras över tiden, å ena sidan långsiktigt med avseende på volym/ storlek, men även kortsiktigt med avseende på svällning och muskelrörelser, vilket i många fall föranleder en efterhandsjustering av protesproduktens form vilken initialt är framtagen till en kropp som befinner sig i vila.

Användning av termoplaster för framställning av protesprodukter har hittills typiskt innefattat värmning av skivor av termoplastisk polymer, vilka skivor dessförinnan har monterats i en styv ram. Den genom värmnirigen mjukgjorda skivan sträcks ut över utformen och stelnar till formen hos densamma i en konsolideringsprocess, eventuellt vid förhöjd temperatur och med applicering av tryck utvändigt om protesprodukten.

Utöver de angivna giutmetoderna förekommer även larninering av en kompositvägg på utformen, varvid fibermattor impregnerade med en delvis härdad härdplast tillskârs och värms från kylförvaringstemperatur för att bli tillräckligt formbara för att kunna formas manuellt runt utformen. Ett laminat bildat av dessa s.k. pre- pregmaterial konsolideras vanligen under tryck och vid förhöjd temperatur.

I samtliga fall kan uppvärmning av matrisen ske i ugn under evakueríng av luft från kompositmaterialet, vanligen med hjälp av en till en pump ansluten vakuumpäse som omsluter utformen med kompositmaterialet.

De kända metoderna involverar samtliga ett manuellt arbete som dels är mödosamt och utförs under tidspress, dels fordrar skicklighet och erfarenhet, och som isytmerhet vid användning av härdplaster är kladdigt och utförs i en arbetsmiljö belastad med starkt luktande och huden irriterande ärnnen. Ett annat problem 'šßil 559 förknippat med kända metoder och material inom uppfinningens teknikområde âr svårigheten att vid uppläggning av materialet på utformen fastställa riktningen hos armeringsfibrer ingående i materialet, vilket kan vara av avgörande betydelse för hållfastheten i den färdiga produkten eller för möjligheten att kontrollera flexibilitet respektive styvhet hos produkten: Formning av termoplastiska skivor eller pre-pregmaterial till protesprodukter medför dessutom ofta en ansenlig mängd överskottsmaterial.

UPPFINNINGEN I KORTHET Uppfinningen anvisar en lösning av dessa problem. Ett syfte i uppfinningen âr att tillhandahålla en protesprodukt med kompositmaterialvâgg vilken kan framställas genom en förenklad produktionsprocess.

Ett annat syfte i uppfinningen är att tillhandahålla en protesprodukt vars tillverlcriirig kan ske i en förbättrad och god arbetsmiljö.

Ytterligare ett syfte i uppñnningen år att tillhandahålla en protesprodukt med en fiberförstârkt kompositmaterialvågg som uppvisar hög styrka trots låg vikt. Ännu ett syfte i uppfinningen år att tillhandahålla en protesprodukt med en fiberförstärkt kompositmaterialvågg av hög styrka och låg vikt som är upprepat formbar för anpassning till bäraren.

Ett annat syfte i uppfinningen år att tillhandahålla ett framstållningsförfarande som resulterar i en protesprodukt med ovanstående egenskaper. Ännu ett syfte i uppfinningen år att anvisa ett framstâllningsförfarande som resulterar i lägre materialförbrukriing och minskat överskottsmaterial.

Det är vidare ett syfte i uppfinningen att anvisa ett framstållningsförfarande som medger fullständig kontroll av förstärkningsfibrers fiberriktningar i den framställda protesprodukten.

Ovanstående syfte eller syften möts i en protesprodukt utformad i enlighet med den kännetecknande delen av patentkrav 1, och i ett förfarande för framställning av den 531 EEE uppfinningsenliga protesprodukten. Fördelaktiga utföranden av protesprodukt och förfarande anges iunderordnade patentkrav.

I korthet tillhandahålls genom föreliggande uppfinning en protesprodukt vilken uppvisar en till formen hos en kroppsdel modellerad komposítmateríalvågg, kânnetecknad av att kompositmaterialvâggen innefattar dels en armeringstextil bestående av ñbrer av kontinuerlig längd, dels en termoplastísk polymermatristextil bestående av fibrer av företrädesvis kontinuerlig längd. Såväl armeringstextilen som den termoplastiska polymerrnatristextilen kan bestå av fibrer vilka år flätade, eller vävda, eller stickade till en textil som uppvisar en elastisk töjbarhet åtminstone i en riktning av textilen.

Protesproduktens kompositmaterialvâgg består företrädesvis av mellan 30 och 80 volymprocent armeringsfiber, och av mellan 70 och 20 volymprocent termoplastisk polymerfiber. Företrâdesvis kan armeringsfiber ingå till mellan 40 och 80 volymprocent och den termoplastiska polymerfibern till mellan 60 och 20 volymprocent.

I en utföringsform är armeringsfiber och termoplastisk fiber sammanvåvda eller sammanstickade. En fórtjânstfull utföríngsforrn innefattar att de är sammanvåvda eller sammanstickade till en rundvâvd/ rundstickad komposittextil.

I en annan utföringsforrn består både armeringstextil och polymermatristextil av kontinuerliga fibrer av termoplastisk polymer. Därvid uppvisar armeringstextilens termoplastiska fiber högre smålttemperatur än polymermatristextilens termoplastiska fiber.

I en utiöringsforrn består armeringstextilens fiber huvudsakligen av åtminstone en fiber ur en grupp av fibrer innefattande glasfiber, kolfiber och aramidfiber. I samma utfóringsform består polymermatristextilens fiber huvudsakligen av åtminstone en fiber ur en grupp av ñbrer innefattande etenplaster, polyesterplaster, vinylplaster eller annan vârmeformbar plast.

Protesproduktens kompositmaterialvâgg är uppbyggd av åtminstone en armeringstextil vilken är inbäddad mellan terxnoplastiska polymennatristextiler. 53% 563 Alltefter krav på styrka eller väggtjocklek kan kompositmaterialvåggen vara uppbyggd av ett flertal skikt, varvid vartannat skikt består av en arrneringstextil och vartannat skikt består av en polymermatristextil. Tånkbart år givetvis att ingående sldkt skiljer sig inbördes med avseende på fiberforrn, fiberdimension, fibertåthet, eller varje annan påverkbar parameter som har betydelse för den framställda kompositmaterialväggens egenskaper. Åtminstone en av armeringstextilen och polymerrnatristextilen kan vara formstickad. Ett sådant utförande kan innefatta att en eller båda av armeringstextilen och polymermatristextilen lokalt uppvisar ett antal maskor som skiljer sig från antalet maskor hos övriga delar av textilen. Därvid kan åtminstone en av armeringstextilen och polymermatristextilen uppvisa ett ökande antal maskor i åtminstone en riktning av textilen.

Ett formstickat utförande kan alternativt innefatta att en eller båda av armeringstextilen och polymermatristextilen lokalt uppvisar en maskstorlek som skiljer sig från maskstorleken hos övriga delar av textílen.

Ett formstickat utförande kan även innefatta att en eller båda av armeringstexülen och polymermatristextilen lokalt uppvisar en högre vikt per ytenhet ån hos övriga delar av textilen. Därvid kan åtminstone en av arrneringstextjlen och polymermatristextjlen uppvisa enskilda fibrer av större diameter än övriga fibrer i textilen, eller enskilda fiberstrångar av större antal enskilda fibrer än övriga delar av textilen.

Ett formstickat utförande kan även innefatta att en eller båda av armeringstextilen och polymermatristextilen lokalt uppvisar en högre fibertåthet än hos övriga delar av textilen. Därvid kan åtminstone en av armeringstextilen och polymermatristextilen uppvisa högre fibertåtliet i ett axiellt begränsat runtom gående parti. Alternativt eller i kombination därmed kan en eller båda av armeringstextilen och polymermatristextilen uppvisa högre fibertäthet i ett i omkretsriktningen begränsat axiellt parti.

Protesprodukten är vanligtvis formad för att motstå belastning i form av tryck, och / eller sträckning, och / eller böjning, och/ eller skjuvning, varvid 53% EEE! armeringstextilen med fördel uppvisar en första fiberriktning vilken sträcker sig huvudsakligen i kraftlinjen av den belastning som vid användning påläggs protesprodukten, och en andra fiberriktning vilken sträcker sig huvudsakligen tvärs kraftlinjen av den belastning som vid användning påläggs protesprodukten.

Alternativt kan armeringstextilen ha en första och en andra fiberriktning vilka sträcker sig under vinkel mot kraftlinjen av den belastning som vid användning pålåggs protesprodukten. Åtminstone en av textilerna, företrädesvis båda, kan med fördel vara rundvâvd, eller rundstickad, eller rundflätad, till formen av en slang. Därvid kan åtminstone en av armeringstextilen och polymermatrístextilen uppvisa större elastisk töjbarhet i slangens tvånikming, än i dess längdriktniiig. Åtminstone en av armeríngstextilen och polymermatristextilen, företrädesvis båda, kan ha obestämd eller kontinuerlig längd.

Ett forrnstickat utförande innefattar att en eller båda av armeringstextilen och polymermatristextílen är vävd / stickad till formen av en böjd strumpa, med en eller två öppna ändar.

Enligt uppfinningen anvisas ett förfarande för tillverkning av en protesprodukt vilken uppvisar en till formen hos en kroppsdel modellerad kompositmaterialvågg.

Förfarandet innefattar följande tillverkningssteg: 0 framställning av en gjutforrn på vilken kompositmaterialväggen skall formas; 0 applicering av en armeringstextil bestående av fibrer av kontinuerlig längd på gjutformen; v applicering av en polymermatristextil bestående av termoplastiska fibrer av företrädesvis kontinuerlig längd på utformen, åtminstone utvändigt om armeringstextilen, samt ø smâltning av polymerrnatnstextilens fibrer för inbäddnirig av armeringsmatrístextílens fibrer i en termoplastisk polymermatris, med efterföljande avsvalning och konsolidering av kompositmaterialvåggen.

Termoplastiska polymerrnatrístextiler kan med fördel appliceras bäde invändigt och utvändigt om armeringstextilen på utformen. Protesproduktens 53% 555 kompositmaterialvägg kan även med fördel bildas genom växelvis applicering av armeringstextil och termoplastísk polyrnermatristextil på utformen för uppbyggnad av en flerskiktad vägg, vilken under smâltning och avsvalning av polymerrnatristextilen konsolideras till en homogen kompositmaterialvâgg med formen hos utformen.

Konsolidering av kompositmaterialvâggen innefattar att den termoplastiska polymermatristextilen smälts under påföring av ett runtom verkande tryck riktat inåt mot gjutformen. Det applicerade trycket består typiskt av ett undertyck alstrat innanför en elastisk hylsa som anordnas att omsluta gjutformen och de på denna applicerade armerings- respektive polymerrnatristextilerna. En för ändamålet lämplig hylsa kan vara formad av silikon.

Förfarandet innefattar med fördel att en elastisk hylsa av luftgenomsläppligt material eller luftgenomsläpplig textil appliceras på gjutformen, innanför textílerna av armeringsfiber respektive termoplastisk polymerfiber. Förfarandet innefattar även med fördel att en elastisk distanshylsa, vilken även den kan vara formad av silikon, appliceras innanför textílerna av armeringsfiber respektive termoplastísk polymerfiber och utvändigt och / eller invändigt om den luftgenomsläppliga hylsan.

I en förtj ånstfull utfóringsform utmärks förfarandet genom applicering av slangformade textiler på utfonnen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGAR Uppfinningen förklaras närmare nedan med hänvisning till bílagda schematiska ritningar, vari Fig. la och lb förenklat visar framställning av en utform i form av en positiv kroppsdelskopia; Fig. 2 schematískt visar uppbyggnaden av en kompositmaterialvägg på gjutformen; Fig. 3 schematiskt visar en uppställning för konsolidering av kompositmaterialväggen i en protesprodukt enligt uppfinningen, í detta fall en proteshylsa; *Bål 559 Fig. 4 schematiskt illustrerar framställning av en alternativ protesprodukt, i detta fall en ortos, och Fig. 5 schematiskt illustrerar framställning av ännu en alternativ protesprodukt, i detta fall ett inlägg.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Med uttrycket ”protesprodukt” skall här förstås en protes eller del av en protes avsedd att ersätta en förlorad kroppsdel. Protesprodukten kan i denna tillämpning vara utformad som en rigid hylsa utformad i anpassning till en amputaIiOIISSfUmP. och till vilken kan kopplas en benprotes eller en armprotes. Protesprodukten kan även utgöra en rigid hylsa till vilken kan koppas en artificiell hand eller en artificiell fot. Även om detta år det primära användningsområdet för protesprodukten kan dess fördelar åtminstone partiellt utnyttjas även i andra typer av produkter inom tekriikområdet, såsom stödjande inlägg och ortoser.

Med uttrycket ”textil” skall här förstås ett flexibelt material bestående av ett nätverk av naturliga eller artiñciella fibrer, vilka kan vara flätade, vävda eller stickade, knutna eller sammanpressade, till ett sammanhållet nätverk. En för uppfinningen lämplig textil är en textil vari ñbrerna är flåtade, eller vävda, eller stickade till en elastiskt töjbar textil, vilken kan ha en utpräglad töjningsriktning tvärs, längs med, eller i vinkel mot textilens längdriktriing.

Med uttrycket ”komposit” skall här förstås ett sammansatt eller syntetiskt material i vilket ingår minst två ämnen av skilda egenskaper, och närmare bestämt avses i detta sammanhang ett material bestående av armeringsfibrer vilka är inbäddade i en matris med förmåga att vidhäfta till armeringsfibrerna och bilda en sammanhållande struktur mellan dessa.

Uttrycket ”fiber” skall förstås innefatta varje organisk eller Oorganisk fiber som kan ingå i en textil. I beskrivningen av föreliggande uppfinning avses med utf-fycket ”armeringstextil” en textil bestående av fibrer med uppgift att förstärka ett kompositrnaterial, medan uttrycket ”polymermatzistextil” avser en textil bestående 531 559 av termoplastiska polymerfibrer med uppgift att bilda en matris för inbäddning och Stabilisering av förstârkningsfibrer i ett kompositmaterial. Textilerna är uppbyggda av trådar, garn, strängar eller band bildade av ett antal väsentligen parallellt samlade enskilda fibrer, vilka är sammanpressade, vävda, stickade eller flätade till bildande av en i rumstemperatur torr, flexibel och mjuk textil. Fibrerna i en sådan träd, garn, sträng eller band är väsentligen enhetligt riktade och företrädesvis av kontinuerlig längd, varmed i detta sammanhang avses att varje enskild fiber år åtminstone lika lång som längden av den framställda protesprodukten eller minst lika långa som längden av en textil eller del av textil ingående i protesprodukten.

Av oorganiska fibrer lämpliga att ingå i uppfinningens armeringstextil kan nämnas glasfiber, kolfiber, eller en metallfiber, medan en lämplig organisk fiber kan vara aramidñber (aromatisk polyamid, exempelvis Kevlar®).

Fibrer lämpliga att ingå i uppfmningens polymermatristextil är formade av ett termoplastiskt polymermaterial. Utmärkande för det termoplastiska materialet är dess ßrmåga att vid uppvärmning övergå fiån ett stelnat till ett plastiskt tillstånd, varifrån materialet åter stelnar vid svalning. Till skillnad från ett hârdande polymermaterial kan ett termoplastiskt material omformas genom en förnyad uppvärmning, en förmåga som utnyttjas i uppfinningen vid individanpassning av en protesprodukt efter dess framställning. Av lämpliga termoplastiska fibrer i uppfinningens polymermatristextil kan nämnas: polyeten (PE), poly-etentereftalat (PET), lågdensitets-poly-etentereftalat (L-PET), poly-butentereftalat (PBT), polykarbonat (PC), poly-alcrylriítiil/butadien/ styren (ABS), polyamid (PA, exempelvis Nylon®), polypropen (PP), poly-etereterketon (PEEK), poly-eterimid (PEI), poly-etersulfon (PES, såsom Dacron®), poly-fenylensulñd (PPS), poly-oxymetylen eller poly-acetal (POM), poly-vinylklorid eller poly-vinylidenklorid (PVC, PVDC, PVDE), vilket inte skall förstås utesluta andra här ej namngivna termoplastiska polymerer eller polymerblandningar av vilka böjliga fibrer kan formas, genom extrudering eller på annat lämpligt sätt. Lämpliga fibrer innefattar även en fiber formad av en i någon betydelse modifierad polymer.

Armeringstextilen i en kompositvågg till en protesprodukt enligt uppfinningen kan alternativt bestå av termoplastiska fibrer som uppvisar en högre övergångstemperatur mellan fast och plastisk fas än motsvarande temperatur för ET! 559 10 den termoplastiska polymerrnatrísens fibrer. Denna utföringsform kan exemplifieras av en armeringstextil bestående av polypropenfiber (PP) med en smältpunkt av cirka 165” C, vilken vid uppvärmning båddas in i en polymerrnatristextil bestående av lågdensitets-poly-etentereftalatfibrer (L-PET) med en smâltpunkt av cirka 105-l 15° C.

Andra termoplastiska fibrer lämpade att ingå i en armeringstextil kan innefatta fibrer framställda av, exempelvis, polyeten (PE), poly-etentereftalat (PET), poly- butentereftalat (PBT), polykarbonat (PC), poly-akrylnitril/ butadien/ styren (ABS), polyamid (PA, exempelvis Nylon®), polypropen (PP), poly-etereterketon (PEEK), poly- eterimid (PEI), poly-etersulfon (PES, såsom Dacron®), poly-fenylensulfid (PPS), poly- oxymetylen eller poly-acetal (POM), vilket inte skall utesluta att andra här ej namngivna termoplastiska polymerer eller polymerblandningar av vilka böjliga fibrer kan formas, genom extrudering eller på annat lämpligt sätt, utnyttjas som förstårkningsfiber i en polymermatris bestående av termoplastiska fibrer av lägre smälttemperatur.

Alternativt kan armeringstextil och polymermatristextil vara integrerade i en och samma textil, innefattande antingen två eller flera termoplastiska fibrer av skilda smålttemperaturer, eller innefattande en eller flera slag av termoplastiska fibrer i förening med en eller flera slag av oorganiska fibrer, såsom glas- eller kolfiber. I en fór framställning av protesprodukten enligt uppfinningen lämpad hybridtextil är fórstårkningsfibrer och matrisfibrer sammanvävda, sammanstickade eller sammanflätade. I den integrerade textilen består företrädesvis varje enskild tråd, sträng eller garn av armeringsfibrer och rnatrisfibrer i lämpligt blandningsförhållande och fiberrikiïnirig.

Enligt en ßrtjänstfull utföringsform av uppfinningen anvisas att armeringstextil och polymermatrístextil år rundvâvda, eller rundstickade, eller rundflåtade till formen av en tub eller slang. En sådan rundvävd, eller rundflätad, eller rundstickad slang uppvisar med fördel en utpräglad töjbarhet eller elasticitet, åtminstone i en riktning tvärs eller i sned vinkel mot tubens/ slangens längdriktning.

Elasticiteten/töjbarheten underlättar applicering av textilen på. den positiva kroppskopian, och resulterar i en tätt mot utformen ariliggande textil som följer gjutformens alla oregelbundenheter och avvikelser från den geometriska 53% 5GB 11 grundformen. Slangarna kan vara ändlösa och lagrade i rullar, eller längdanpassade, och exempelvis uppvisa en längd som utgör en eller flera multiplar av den framställda protesproduktens längd.

Den framställda kompositmateríalväggen består lämpligen till mellan 30 och 80 % av armeringstiber, och till mellan 70 och 20 % av termoplastisk polymermatrisfiber.

Företrädesvis består kompositmaterialväggen till mellan 40 och 80 volymprocent av armeringsfiber, och till mellan 60 och 20 volymprocent av termoplastisk polymermatrisfiber. Av ovanstående resonemang inses därvid att vid utnyttjande av termoplastiska fibrer också till armering kan textilen lämpligen bestå till mellan 30 och 80 % av sådan termoplastisk armeringsfiber.

Textilen/ textilerna kan ha grundformen av en slang med enhetlig diameter i sin längd, vilket lämpligen år fallet hos en flätad textil. Rundstíckade eller rundvävda textiler kan alternativt ha en konisk grundform, eller vara formstickade. Således kan en rundstickad textil lokalt uppvisa ett maskantal som skiljer sig från antalet maskor hos övriga delar av textilen, exempelvis ett ökande antal maskor i slangens ena riktning för bildande av en konisk textil. Vidare kan alternativt textilen lokalt uppvisa en maskstorlek som skiljer sig från maskstorleken hos övriga delar av textilen. Textilen kan också lokalt uppvisa högre fibertäthet och vikt per ytenhet än övriga delar av textilen, exempelvis genom att enskilda fibrer har större diameter än övriga fibrer i textilen eller genom att enskilda fiberstrângar består av ett större antal enskilda fibrer än Övriga fibersträngar i textilen. Isynnerhet kan en eller flera av dessa åtgärder utnyttjas i en rundstickad textil som tillhandahåller högre ñbertätliet i ett axiellt begränsat runtom gående parti av slangen, eller i ett i omkretsriktriingen begränsat axiellt parti av slangen. Genom lämplig modifiering av textilen på ett eller tlera av ovanstående sätt kan en protesprodukt formas med lokalt förstärkta partier, exempelvis med högre fibertäthet eller större våggtjocklek hos vissa delar av produkten. En modifierad textil kan även vara fördelaktig och utnyttjas för att bilda en kompositmaterialvågg av enhetlig iibertåtliet/väggtjocklek i en protesprodukt med stora oregelbundenheter i formen, vilka lokalt orsakar kraftigare sträckning eller töjning av textilen vid appliceríng. lsynnerhet en rundstirzkad textil kan med olika sticktekriik ges en hög grad av formanpassning, och kan exempelvis stickas till en böjd form eller till formen av en strumpa med en eller tvål öppna ändar. 534 SEB 12 Framstållningsfórfarandet skall nu illustreras med hänvisning till ritningsfigurerrra.

Sålunda visas i ñg. la och lb schematiskt tillverkning av en positiv kroppsdelskopia, och närmare bestämt en kopia av en benstump för framställning av en hylsa till en underbensprotes. I ett första steg utförs en avgjutníng av den återstående amputationsstiirnpen, vanligtvis i gips eller silikon. På den sålunda erhållna negativa gjutformen uts en positiv kroppsdelskopia vilken bildar en gjutforrn l , på vilken materialet som skall bygga upp protesproduktens vägg modelleras. Den positiva gjutformen, vanligtvis även den i gips eller silikon, kan ha en inre kärna 2 av annat material och etti kärnan förankrat fäste, såsom en stång 3. Eventuell korrigering av utforrnen utförs genom tillfogning eller reducering av material från utformens yta.

I fig. 2 illustreras applicering av en slangformad armeringstextil 4 och en slangforrnad termoplastisk polymermatristextil 5 på utformen 1. Textilerna 4,5 appliceras lämpligen växelvis över varandra för uppbyggnad av önskad väggtjocklek i protesproduktens kompositmaterialvägg. Åtminstone en armeringstextil och åtminstone en termoplastisk polymermatristextil appliceras, varvid den senare företrädesvis appliceras utvändigt om den först nämnda. En fördelaktig utföringsform innefattar att armeringstextilen appliceras mellan två termoplastiska polymerrnatristextiler. Alternativt kan textilerna 4,5 vara integrerade i en slangformad hybridtextil som i ett eller flera skikt appliceras på kroppsdelskopian.

I fig. 3 illustreras schematiskt i ett tvärsnitt solidifiering av protesproduktens komposítmaterialvâgg. Gjutforrnen 1 med applicerad armeringstextil och termoplastisk polymerrnatristextil placeras i en vårrneugn eller motsvarande, vilken alstrar en värme tillräcklig för smältning av polymermatrisens termoplastiska fibrer.

En lämplig kapacitet hos värmekällan kan vara upp till cirka 350° C, och uppgår åtminstone till cirka l l5° C. Alternativt kan värme tillföras via utformen med hjälp av en vårmekälla, exempelvis en elektrisk motständsvärmare, som är applicerad invändigt i en utform av gips, silikon eller annat lämpligt material. En påslilmande hylsa 6 appliceras utvändigt om den belagda utformen och tätas i sin öppna ände mot ett utlopp '7 som står i förbindelse med en undertryckskälla.

Undertryckskällan, vilken kan vara en pump eller annat vakuumorgan (ej visat), drivs för utsugníng av luft från de applicerade skikten av armeringstextil och 531 585 13 termoplastisk polyrnerrnatristextil, vilka härigenom suger sig tätt intill gjutformen 1.

Undertryckskällan har lämpligen kapacitet att upprätta ett undertryck åtminstone motsvarande cirka 65 % av fullständigt vakuum. Värme appliceras, varvid den termoplastiska polymennatristextilen smälter och av undertrycket tvingas flyta in mellan armeringstextilens fibrer för inbäddning. Protesprodukten får därefter svalna i rumstemperatur, eller kyles, varvid polymermatrisen stelnar för bildande av en homogen, fiberarmerad kompositmaterialvågg.

För att underlätta kompositmaterialväggens slâppnirig från utforrnen kan ett släppskikt 8 vara anbringat utvändigt om utformen 1. Släppskiktet 8 kan bestå av en påse av syntetmaterial eller naturfiber med en smältpunkt över polymermatristextilens smältpunkt. Vidare kan en distanshylsa 9 vara anbringad innanför textilerna av armeringsñber och termoplastisk fiber, för att innanför protesproduktens kompositmaterialvägg tillhandahålla ett utrymme för en mjuk hylsa (liner) pä amputationsstumpen. Distanshylsan 9, liksom den utvändiga hylsan 6, kan vara formade exempelvis av silikon. Vidare kan en hylsa 10 av luftgenomsläppligt material eller luftgenomsläpplig textil vara anbringad innanför textiler-na av armeringsfiber respektive polymermatzrisfiber, och / eller innanför nämnda distanshylsa 9, för att underlätta evakuering av luft ur textilerna vid solídifiering.

Med hänvisning till fig. 4 visas schematiskt ett alternativt utförande av uppfinningen vid framställning av en ortos 1 1. Armeringstextil 4 och termoplastisk polymertextil 5 appliceras på en positiv avutning av en kroppsdel, i detta fall ett underben och en fot. Textilerna 4,5 kan i likhet med ovanstående exempel vara blandade i en hybridtextil bestående av både armeringsfiber och termoplastisk fiber. Alternativt består både armeringsfiber och polymermaüisfiber av termoplastiskt material men av skilda smâlttemperaturer. Textilerna kan även i detta exempel vara slangfonnade, eller såsom visas i ritningsfigurerna vara tillskurna textilstycken av lämplig form och storlek. Solidifiering av ortosens kompositmaterialvägg kan ske på ovan beskrivet sätt fór en proteshylsa.

På motsvarande sätt kan det i fig. 5 visade inlägget 12 framställas. 14 I samtliga utföranden kan en trimning och putsning av protesproduktens kanter utföras efter konsolidering av kompositrnaterialväggen. Utan att det särskilt visas i ritningar-na inses att mekaniska kopplingsorgan, fästen, kanaler eller andra detaljer på konventionellt sätt kan inutas i protesproduktens vägg eller fästas i efterhand i den konsoliderade kompositmaterialväggen.

Förfarandet resulterar i en protesprodukt vilken uppvisar en styv, homogen kompositmaterialvägg av hög styrka och låg vikt, som genom värmnirig kan korrigeras och anpassas till den individuella bäraren i efterhand. Denna för användaren betydelsefulla egenskap skiljer uppfinningens protesprodukt från den kända, av härdplast tillverkade protesprodukten. Den uppfinningsenliga protesprodukten har också fördelen av att kunna ges låg vikt och mindre väggtjocklek med bibehållen styrka, samt mindre materialspill, jämfört med den kända terrnoplastíska produkten. Sålunda kombineras i uppfinningen den fiberarmerade härdplastens modellerbarhet, låga vikt och styrka med termoplastens omforrrmingsegenskaper. Produktíonsmâssigt innebär den uppfinningsenliga tekniken en markant förbättring av arbetsmiljön. De torra och mjuka textilerna kan hanteras utan den tídspress som råder vid formnirig av mjukvärmda termoplastiska material, utan risk för brännskador, och utan närvaro av hudirriterande och starkt luktande vätskor såsom förekommer vid användning av flytande härdplast och pre- pregmaterial.

En väsentlig fördel i uppfinningen, över den kända tekniken, är att fibrernas riktning i de torra och mjuka textilerna är fullt synlig vid applicering av textilen/ textilerna på utformen. Därmed medges fullständig kontroll över armeringsfibrernas riktning i den färdiga kompositmaterialväggen. Uppfinningen möjliggör således en dedikerad fördelning av armeringsfibrer i protesproduktens vägg med avseende på flbertäthet och fiberriktníng. Härigenom kan protesprodukter formas vilka år specifikt anpassade för att uppta olika typer av belastning, och till och med för att i en viss del av protesprodukten uppvisa en förhöjd motståndskraft mot en viss typ av belastning medan andra delar av densamma är anpassade för att uppta en annan typ av belastning, eller för att lokalt ha en förhöjd flexibílitet eller styvhet. De belastningar som typiskt förekommer i protesprodukter är axiella och radiella tryck- och /eller dragbelastningar, böjning, eller skjuvning.

SIT! 555 15 Isynnerhet medger den ökade möjligheten att kontrollera armeringsfibrernas riktning att protesprodukter kan framställas vilka har ett gynnsamt styrka / viktförhållande. Isynnerhet kan armeringstextilen kontrolleras för att appliceras med en första fiberriktning vilken sträcker sig huvudsakligen i lcraftlinjen av den belastning som vid användning päläggs protesprodukten, och en andra fiberriktning vilken sträcker sig huvudsakligen tvärs kraftlirijen av den belastning som vid användning påläggs protesprodukten. Alternativt, eller i kombination med föregående, kan armeringsteßrtilen ha en första och en andra fiberriktning vilka sträcker sig under vinkel mot kraftlinjen av den belastning som vid användning påläggs protesprodukten.

På ovan beskrivet sätt formas en protesprodukt med en homogen, fíberarmerad kompositmateñalvägg, vilken i efterhand är individuellt anpassningsbar till en bärare. Protesprodukten kan utgöra ett hylselement eller ett ramelement, format för att helt eller delvis omsluta en amputationsstiimp och verka som protesens förankringselement till amputationsstumpen.

Protesprodukten kan även ingå i eller utgöra en ortos, exempelvis i form av ett ramelement med partíellt bortbruten vägg vilket omsluter en eller flera kroppsdelar och verkar som ortosens förankringselement till kroppen. Ortosens fóranlcringselement överför krafter mellan kroppsdelen/ kroppsdelarna och Ortosen.

Ortosen korrigerar en deformerad kroppsdel eller begränsar en eller flera kroppsdelars rörelse, eller stabiliserar eller avlastar en eller flera laoppsdelar, såsom hals, rygg, ben, knä- eller fotled, arm, handled, etc.

Protesprodukten kan även utgöra ett inlägg i en sko, vilket delvis omsluter en fot underifrån och verkar för att förebygga, reducera eller ta bort belastningsskador, och förbättrar balans och koordination viket bidrar till en mindre upplevd trötthet i fótter och ben. Sådana inlägg kan även vara formade för att korrigera deformationer och felställriingar, samt avlasta foten vid sår eller smärta.

Det inses av fackmannen att moclifieringar är möjliga inom ramen för uppfinningstarxken, och att utföringsformerrias särdrag var för sig kan fogas till särdragen av överordnade patentkrav också i andra kombinationer med bibehållet utnyttjande eller delumyttjande av den uppfinningsenliga lösningen.

Claims (51)

534 559 PATENTKRAV

1. Protesprodukt vilken uppvisar en till formen hos en kroppsdel modellerad kompositmaterialvägg bestående av armeringsfibrer inbäddade i en termoplastisk polymermatrís, kännetecknad av att protesproduktens vägg är uppbyggd dels av en armeringstextil bestående av fiber av kontinuerlig längd, dels av en matristextil bestående av termoplastisk polymerfiber av företrädesvis kontinuerlig längd, vilka under tillförsel av värme och tryck är solidifierade till en komposit på en avgjutning av kroppsdelen.

2. Protesprodukt enligt krav l, kännetecknad av att protesproduktens kompositmaterialvägg består till mellan 30 och 80 volymprocent av armeringsñber, och till mellan 70 och 20 volymprocent av termoplastisk polymermatrisfiber, företrädesvis till mellan 40 och 80 volymprocent armeringsfiber och till mellan 60 och 20 volymprocent terrnoplastisk polymerxnatrisfiber.

3. Protesprodukt enligt krav l eller 2, kännetecknad av att armeringstextilen och / eller den termoplastiska polyirnermatristextilen år elastiskt töjbar i åtminstone en riktning.

4. Protesprodukt enligt något av kraven l-3, kånnetecknad av att armeringstextilen och/ eller den termoplastiska polymermatristextilen är flâtad, eller vävd, eller stickad.

5. Protesprodukt enligt något av kraven 1-4, kännetecknacl av att armeringsfiber och terinoplastisk polymerfiber är sammanvävda, eller sammanstickade, eller sarnmanflätade, till en blandtextil.

6. Protesprodukt enligt något av kraven l-5, kännetecknad av att armeringstextilens fiber huvudsakligen består av åtminstone en fiber ur en grupp av fibrer innefattande glasfiber, kolfiber och aramidñber.

7. Protesprodukt enligt något av kraven l-S, kännetecknad av att både armeringstextil och polymerrnatristextil består av fibrer av termoplastisk polymer. 531 553

8. Protesprodukt enligt krav 7, kännetecknad av att armeringstextilens termoplastiska fiber har högre smâlttemperatur än polymermatristextilens termoplastiska fiber.

9. Protesprodukt enligt krav 8, kännetecknad av att armeringstextilens fiber består av åtminstone en fiber ur en grupp av fibrer innefattande polyeten (PE), poly- etentereftalat (PET), poly-butentereftalat (PBT), polykarbonat (PC), poly- akrylnitril/butadien/ styren (ABS), polyamid (PA, exempelvis Nylon®), polypropen (PP), poly-etereterketon (PEEK), poly-eterimid (PEI), poly-etersulfon (PES, såsom Dacron®), poly-fenylensulfid (PPS), poly-oxymetylen eller poly-acetal (POM).

10. lO Protesprodukt enligt något av kraven l-9, kännetecknad av att polyrnermatristextilens ñber består av åtminstone en fiber ur en grupp av ñbrer innefattande polyeten (PE), poly-etentereftalat (PET), lågdensitets-poly-etentereftalat (L-PET), poly~butentereftalat (PBT), polykarbonat (PC), poly- akrylriitril/butadien/styren (ABS), polyamid (PA, exempelvis Nylon®), polypropen (PP), poly-etereterketon (PEEK), poly-eterimid (PEI), poly-etersulfon (PES, såsom Daoron®), poly-fenylensulfid (PPS), poly-oxymetylen eller poly-acetal (POM), poly- vinylklorid eller poly-vinylidenklorid (PVC, PVDC, PVDE).

11. ll. Protesprodukt enligt något av kraven l-lO, kännetecknad av att kompositmaterialväggen är uppbyggd av åtminstone en armeríngstextil vilken är inbäddad mellan terrnoplastiska polyrnerrnatristextiler .

12. Protesprodukt enligt krav ll, kànnetecknad av att kornpositmaterialväggen år uppbyggd av ett flertal skikt varvid vartannat skikt består av en armeringstextil och vartannat skikt består av en polymermatristextil.

13. Protesprodukt enligt något av kraven 1- 12, kännetecknad av att åtminstone en av armeringstextilen och polymermatristextilen âr formstickad.

14. Protesprodukt enligt krav 13, kännetecknad av att åtminstone en av armeringstextilen och polymermatristextilen lokalt uppvisar ett antal maskor som skiljer sig från antalet maskor hos övriga delar av textilen. 53? EES ...___ '.-' J

15. Protesprodukt enligt krav 14, känneteclmad av att åtminstone en av armeringstextilen och polymermatristextilen uppvisar ett ökande antal maskor i åtminstone en riktning av textilen.

16. Protesprodukt enligt krav 13- 15, kännetecknad av att åtminstone en av armeringstextilen och polymermatristextilen lokalt uppvisar en maskstorlek som skiljer sig från maskstorleken hos övriga delar av textilen.

17. Protesprodukt enligt något av kraven 1-16, kånnetecknad av att åtminstone en av armeringstextilen och polymermatristextilen lokalt uppvisar en högre vikt per ytenhet än hos övriga delar av densamma.

18. Protesprodukt enligt krav 17, kånnetecknad av att åtminstone en av armeringstextilen och polymermatristextilen uppvisar enskilda fibrer av större diameter ån övriga fibrer i textilen, eller enskilda ñbersträngar av större antal enskilda fibrer än övriga delar av densamma.

19. Protesprodukt enligt krav 17, kånnetecknad av att åtminstone en av armeringstextilen och polymermatristextilen lokalt uppvisar en högre fibertäthet ån övriga delar av densamma.

20. Protesprodukt enligt något av kraven 1-19, kännetecknad av att protesprodukten är formad för att motstå belastning i form av tryck, och / eller sträckning, och/ eller böjning, och /eller skjuvning, och att armeringstextilen har en första ñberriktning vilken sträcker sig huvudsakligen i kraftlinjen av den huvudsakliga belastning som vid användning påläggs protesprodukten.

21. Protesprodukt enligt något av kraven l-20, kännetecknad av att protesprodukten är formad för att motstå belastning i form av tryck, och /eller sträckning, och / eller böjning, och/ eller skjuvning, och att armeringstextilen har en andra fiberriktning vilken sträcker sig huvudsakligen tvärs kraftlinjeri av den huvudsakliga belastning som vid användning påläggs protesprodukten.

22. Protesprodukt enligt något av kraven 1-19, kännetecknad av att protesprodukten är formad för att motstå belastning i form av tryck, och / eller 53% EES ,.. __. (a sträckning, och/ eller böjning, och / eller skjuvning, och att armeringstextilen har en första och en andra ñberriktning vilka sträcker sig under vinkel mot kraftlinjen av den huvudsakliga belastning som vid användning påläggs protesprodukten.

23. Protesprodukt enligt något av kraven l-22, kännetecknad av att åtminstone en av armeringstextilen och den termoplastiska polymerrnatristextílen består av fibrer vilka är flätade, eller vävda, eller stickade, till formen av en slang.

24. Protesprodukt enligt något av kraven l-23, kännetecknad av att åtminstone en av armeringstextilen och polymermatristextílen har obestämd längd.

25. Protesprodukt enligt krav 23, känneteeknad av att åtminstone en av armeringstextilen och polymermatristextilen uppvisar högre ñbertäthet i ett axiellt begränsat runtom gående parti.

26. Protesprodukt enligt krav 23, kännetecknad av att åtminstone en av armeringstextilen och polyrnermatristextilen uppvisar högre fibertäthet i ett i omkretsriktningen begränsat axiellt parti.

27. Protesprodukt enligt något av kraven 23-26, kännetecknad av att åtminstone en av armeringstextilen och polymerrnatristextilen är vävd / stickad till formen av en böjd och i åtminstone sin ena ände öppen strumpa.

28. Protesprodukt enligt något av föregående krav, kännetecknad av att protesprodukten är en hylsa med kopplingsorgan för koppling till en benprotes.

29. Protesprodukt enligt något av kraven l-27 , kånnetecknad av att protesprodukten är en hylsa med kopplingsorgan för koppling till en armprotes.

30. Protesprodukt enligt något av kraven 1-27, kännetecknad av att protesprodukten är en ortos.

31. 3 l. Protesprodukt enligt något av kraven 1-27 , kännetecknad av att protesprodukten är ett inlägg. 531 EEE

32. Förfarande för tillverkning av en protesprodukt vilken uppvisar en till formen hos en kroppsdel modellerad kompositmaterialvågg, innefattande följande tillverkningssteg: - framställning av en utform på vilken kompositmaterialväggen skall formas; - applicering av en armeringstextil bestående av fibrer av kontinuerlig längd på gjutformen; - applicering av en matristextil bestående av termoplastiska polymerfibrer av företrädesvis kontinuerlig längd på gjutformen, åtminstone utvändigt om armeringstextilen, saint - småltning av polymermatristextilens fibrer för inbäddning av armeringsmatristextilens fibrer i en termoplastisk polymermatris, med efterföljande avsvalning och konsolidering av kompositmaterialvåggen.

33. Förfarande enligt krav 32, kånnetecknat av att termoplastiska polymerrnatristextiler appliceras både invändigt och utvändigt om armeringstextilen på gjutformen.

34. Förfarande enligt krav 33, kännetecknat av att protesproduktens kompositmaterialvâgg bildas genom växelvis applicering av armeringstextil och termoplastísk polymerrnatrístextil på gjutformen för uppbyggnad av en flerskiktad protesproduktvägg, vilken under smältning och avsvalning av polymerrnatristextilen konsolideras till en homogen kompositmaterialvågg med formen av gjutformen.

35. Förfarande enligt något av kraven 32-34, kännetecknat av att den termoplastiska polymermatristextilen srnâlts under påföring av ett runtom verkande tryck riktat inåt mot giutforrnen.

36. Förfarande enligt krav 35, kànnetecknat av att trycket består av ett undertyck alstrat innanför en elastisk hylsa som anordnas att omsluta giutformen och de på denna applicerade armerings- respektive polymermatristextilerna.

37. Förfarande enligt krav 36, kännetecknat av att den elastiska hylsan är en silikonhylsa. 53% 553 Li

38. Förfarande enligt något av kraven 32-37, kännetecknat av att innanför textilerna av armeringsfiber respektive termoplastísk polymerfiber appliceras en elastisk hylsa av luftgenomsläppligt material eller luftgenomsläpplig textil på gjutformen.

39. Förfarande enligt krav 38, kännetecknat av att en elastisk distanshylsa appliceras på gjutformen, innanför textilerna av armeringsñber respektive termoplastísk polymerfiber, och utvändigt eller invändigt om den luftgenomsläppliga hylsan.

40. Förfarande enligt krav 39, kännetecknat av att distanshylsan är en silikonhylsa.

41. Förfarande enligt något av kraven 32-40, kännetecknat av att slangforrnade textiler utnyttjas för applicermg pä gjutformen.

42. Användning av en armeríngstextil bestående av armeringsfiber av kontinuerlig längd i förening med en matristextíl bestående av termoplastisk polymerfiber av företrädesvis kontinuerlig längd för framställning av en proteshylsa med en homogen kompositmaterialvägg enligt krav 1.

43. Användning av en textil bestående av armeringsfiber av kontinuerlig längd i blandning med termoplastisk polymerflber av företrädesvis kontinuerlig längd för framställning av en proteshylsa med en homogen kompositmaterialvägg enligt krav 1.

44. Användning av termoplastisk polymerfiber av olika smälttemperatur i en textil för framställning av en proteshylsa med en homogen kompositrnaterialvägg enligt krav l.

45. Användning av en armeringstextil bestående av fiber av kontinuerlig längd i förening med en matristextil bestående av termoplastisk polyrnerñber av företrädesvis kontinuerlig längd för framställning av en ortos med en homogen kompositrnaterialvägg enligt krav l.

46. Användning av en textil bestående av armeringsñber av kontinuerlig längd i blandning med termoplastisk polymerfiber av företrädesvis kontinuerlig längd fór framställning av en ortos med en homogen kompositmaterialvägg enligt krav l.

47. Användning av termoplastisk polymerñber av olika smälttemperatur i en textil för framställning av en ortos med en homogen kompositrnaterialvägg enligt krav 1.

48. Användning av en armeringstextil bestående av ñber av kontinuerlig längd i förening med en matristextil bestående av termoplastisk polymerñber av företrädesvis kontinuerlig längd för framställning av ett inlägg med en homogen kompositmaterialvägg enligt krav 1.

49. Användning av en textil bestående av armeringsfiber av kontinuerlig längd i blandning med termoplastisk polymerfiber av företrädesvis kontinuerlig längd för framställning av ett inlägg med en homogen kompositrnaterialvägg enligt krav 1.

50. Användning av termoplastisk polymerñber av olika smälttemperatur i en textil för framställning av ett inlägg med en homogen kompositmaterialvägg enligt krav 1.

51. Användning av en slangformad textil av armeringsfiber i förening med en slangformad textil av termoplastisk polymennatrisfiber för framställning av en protesprodukt enligt något av kraven 1-31.