WO2015049116A1 - PROTHESENFUß - Google Patents

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WO2015049116A1
WO2015049116A1 PCT/EP2014/070127 EP2014070127W WO2015049116A1 WO 2015049116 A1 WO2015049116 A1 WO 2015049116A1 EP 2014070127 W EP2014070127 W EP 2014070127W WO 2015049116 A1 WO2015049116 A1 WO 2015049116A1
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foot
prosthetic foot
core piece
sheath
foot according
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PCT/EP2014/070127
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Felix STARKER
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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    • A61F2002/665—Soles

Definitions

  • the invention relates to a prosthetic foot with a core piece and a core at least partially surrounding, adapted to a foot shape sleeve with a pressure chamber, which is filled with a medium.
  • a prosthetic foot with a core piece and a core piece at least partially surrounding shell with at least one pressure chamber, which is filled with a medium known.
  • the core includes a portion of a foot top and a heel top. The shell abuts the foot top and the heel top of the core.
  • prosthesis feet with a shell which can be filled with a medium are known from GB 275 902 A, DE 114 440 A, US Pat. No. 5,779,787 and US Pat. No. 1,151,144.
  • a shoe shape can be formed by such an embodiment, but this has the disadvantage that an undefined deformation of the heel part and during further unrolling an undefined deformation of the forefoot occurs during placement of the prosthesis, wherein during the Abrollgangs from the heel area to forefoot a hard Transition due to the core, which extends to the sole, is given.
  • the invention has for its object to provide a prosthetic foot as a replacement of the human foot, which is robust and simple and at the same time allows a high degree of comfort and almost corresponds to a rolling motion of a human foot.
  • the core piece is arranged with its underside at a distance from the sole of the foot. This may be given a muted rolling and placing the foot. Due to the filling pressure, the shock absorption can be adjusted.
  • a plurality of pressure chambers may be formed in the shell, said pressure chambers are filled with one and the same medium, as well as with the same or different pressures.
  • they can be filled with different media and / or with the same or different pressures in order to be able to set a rolling behavior and a damping specifically.
  • the walking behavior can be adjusted. For example, for the use of the prosthetic foot in a running sport, a different pressure setting than when walking normally.
  • the shape stabilizing element preferably also extends along the heel top. As a result, a further dimensional stability is given with respect to the casing in order to counteract an undefined dodging of the pressure chamber in the heel region when the foot is put on.
  • the sheath of the prosthetic foot is preferably formed tube-free. Thereby, a reduction of the components and simple construction can be achieved.
  • This prosthetic foot preferably has a connection point in the ankle area of the core piece.
  • the connection point is in particular formed by a releasable connecting element such as a screw connection, a latching or plug connection or an other interface, such as a pyramid adapter, so that after a prolonged use of the prosthetic foot a simple replacement or adjustment is possible.
  • At least one valve is provided in the connection point, via which the at least one pressure chamber can be filled with a medium.
  • a compressed air valve is provided, so that the pressure chamber can be filled with a gaseous medium, in particular air.
  • a liquid medium or gel medium for filling the pressure chamber may be provided.
  • a single valve is provided, through which a shell with a single pressure chamber can be filled with a medium.
  • the sheath is preferably formed from a rubber-elastic plastic or natural rubber, in particular a fiber / wire reinforced plastic.
  • a compliance on the one hand given a compliance, on the other hand, a sufficient strength to withstand the stresses.
  • the toes are made of solid rubber.
  • for the formation of the casing and toes materials may be used, as is given in the manufacture of car tires, so that a high abrasion resistance and a low cosmetic impairment in use are given.
  • the shape stabilizing element is designed as a separate, in particular clasp-shaped or cup-shaped component, which can be placed on the core piece with the interposition of the sleeve.
  • This makes it possible on the one hand during a rolling movement of the heel over a fourth and fifth beam of the foot, which form a torsion axis for rolling over the forefoot, to the forefoot forming toes or toe members is modeled.
  • the shell or clasp-shaped configuration of the shape stabilization element that a lateral deflection of the pressure chamber is prevented.
  • the shape stabilization element is integrated into the shell according to an alternative embodiment. This provides a compact and easy to handle embodiment.
  • the shape stabilizing element advantageously extends from the foot upper part to the forefoot, in particular to the transition region between the pressure chamber and toes formed thereon, so that a rolling axis is formed between the metatarsal bone and the toe links. As a result, the natural rolling axis can be simulated.
  • the shape stabilization element preferably extends to a medial or inner side and a lateral or outer side of the foot. It is provided on the medial side, that the shape stabilization element extends to the arch of the foot. On the lateral side, the shape stabilizing element may comprise the fifth beam of the foot.
  • the medial and lateral extent of the shape stabilizing element is advantageously asymmetrical and adapted to the natural shape of the foot.
  • a further advantageous embodiment of the prosthetic foot provides that the core piece has a rolling contour facing the sole of the foot (roll-over shape). In the event that the pressure chamber should be depressurized, a quasi emergency running property is given, so that the prosthetic foot still allows rolling.
  • the rolling contour (roll-over shape) of the core piece preferably has a rubber-like coating, so that a damped appearance is made possible.
  • the coating is formed of a hardness of> 90 Shore A.
  • the outer skin of the shell preferably has an abrasion-resistant rubber material in the area of the sole of the foot, which in particular comprises a profiling. This can be given an increased life, functionality and stability on the ground.
  • a somewhat softer material Adjacent to the abrasion-resistant rubber material of the sole of the foot, a somewhat softer material is preferably formed. Especially in the area of the arch of the foot. Thereby, a natural torsion axis between the heel and the forefoot over the fourth and fifth beam of the metatarsus can be created, whereby a three-dimensional rolling process is made possible.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a prosthesis foot according to the invention
  • FIG. 2 shows a perspective view of an outer side of the prosthetic foot according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a perspective view of an inner side of the prosthetic foot according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a view from below of the prosthesis foot according to FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a prosthetic foot 11 for discussing the structure and mode of operation of the prosthetic foot.
  • FIGS. 2 and 3 each show perspective lateral views of the prosthetic foot 11 according to FIG. 1 and FIG. 4 a view of a foot sole of the prosthetic foot, so that the aesthetic bodily embodiment of the prosthetic foot 11 can be seen more clearly from FIGS.
  • the prosthetic foot 11 consists of a core piece 14 and a sheath 22 which at least partially surrounds the core piece 14 and forms a pressure chamber 21 between the core piece 14 and the sheath 22.
  • a connection point 15 is provided to attach the prosthetic foot 11 to an artificial lower leg 16 interchangeably.
  • a screw, a bayonet or the like is provided at the core piece 14 .
  • a non-detachable connection may be formed at the core piece 14 a screw, a bayonet or the like.
  • the connection point 15 receives a valve 18, which is freely accessible from the outside, ie from the side of the lower leg 16 with the prosthetic foot 11 removed. Via this valve 18, a medium can be introduced into the pressure chamber 21 of the shell 22.
  • the core piece 14 comprises a foot upper part 24 and a heel upper part 25, which are slightly roof-shaped associated with each other.
  • the shell 22 is advantageously on the favoroberteil 24 and / or the heel top 25 at. Alternatively, it may be provided that the shell 22 is partially or completely firmly connected in the region resting directly on the foot upper part 24 and heel top part 25.
  • the shell 22 is tubeless and consists of a plastic material, in particular fiber-reinforced plastic material or a plastic-metal fiber matrix whose wall thickness can be adapted to the function of the foot.
  • the sheath 22 may also include a wire reinforced wall structure.
  • the shell 22 may have a single or multi-layered wall structure, wherein individual areas may be reinforced by a multilayer wall structure.
  • the sole of the foot 28 is spaced from an outer contour 35 on an underside of the core piece 14.
  • the outer contour 35 points to the sole of the foot 28 and comprises a course, so that a sufficient rolling behavior is made possible with a pressure chamber 21 which is not filled with medium.
  • a section 51 of the core piece 14 facing towards the heel region 27 preferably has a steep rising course starting from the valve 18 leading into the pressure chamber 21, than the section 52 pointing towards the midfoot region 31, which is flatter.
  • a rubber-like coating 36 is applied to allow a muted rolling.
  • a damping element 38 may be provided between the connection point 15 and the lower leg 16.
  • This damping element 38 may be assigned directly to the connection point 15 and secured thereto.
  • This damping element 38 may alternatively be formed as a sealing element or additionally with a sealing function, so that this prosthetic foot can be worn without shoes and can also be used without problems in wet sludges, under water or heavily abrasive ground.
  • the shape stabilizing element 41 along the foot upper part 24 extends at least advantageously into the forefoot region 32 or into a transition region between the midfoot region 31 and the toes 33, so that due to the further embodiment of the pressure chamber 21, which extends to the midfoot region 31 and the solid material formed toe 33 is a natural Abrollachse 43 which corresponds to the Abrollachse of the human foot between the metatarsal bones and the toe links.
  • This shape stabilization element 41 may have a contour 44 adapted to the toe contour of the human foot for forming this roll-off axis 43, the shape-stabilization element 41 preferably extending to the lateral side of the foot and covering a fifth ray 45 of the foot.
  • the shape stabilizing element 41 extends in the direction of the heel and covers an ankle area 46, so that the pressure chamber 21 can not escape laterally when it occurs and there can be an uncontrolled flexing behavior.
  • the shape stabilization element 41 extends above the arch of the foot 47 or the arch of the foot 47 is designed to be non-compliant in order to further simulate the rolling behavior of the human foot.
  • the shape stabilizing element 41 is advantageously integrated in the casing 22 and comprises, for example, fiber-reinforced elements produced by a plastic deviating from the casing 22, for example by a multi-component injection molding technique. As a result, although the shape stabilizing element 41 may be flexible, it may be stiffer than the shell 22.
  • the shape stabilizing element 41 may be fixedly arranged in the area of the foot top 24 and / or heel top part 25 covering the core piece 14.
  • the shape stabilizing element 41 is also firmly connected to the core piece 14 only in the region of the connection point 15, in which the sleeve 22 is arranged, and from there to the respective free end and against the core piece 14 at least partially lifted off is.
  • the shape stabilizing element 41 may also have an elastic parting line 49 in the region of the foot upper part 24 and / or the midfoot region 31, in order to form a so-called "split toe". As a result, a 3D rolling behavior of the prosthetic foot 11 can be additionally supported.
  • the embodiment of the sole of the foot 28 on the shell 22 is shown.
  • the sole of the foot 28 has a particularly abrasion-resistant material, such as a rubber material for bicycle tires or car tires.
  • the sole of the foot 28 may also have a profile, so that a better traction with the ground is given.
  • the arch area 47 and a part of the ankle area 46 are formed with softer material, which in turn provides a further improved dynamics when walking and unrolling the prosthetic foot 11.
  • a multi-component elastomer solution can be used.
  • a boot design or a shoe can be designed, on which, for example, a heel is formed with a sole.
  • the prosthetic foot can also be worn "barefoot" without a shoe.
  • alternating soles can be formed on the underside of the prosthetic foot so that, for example, it is also possible to change with regard to different shoe shapes and profile soles. Due to the use of a valve 18, in particular a car valve, a low-maintenance system is given.
  • a pneumatic prosthetic foot an optimized guidance of the center of gravity of the body as well as a three-dimensional rolling behavior and also a safe walking on uneven surfaces can be made possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Prothesenfuß mit einem Kernstück (14) und einem das Kernstück (14) zumindest teilweise umgebenden Hülle (22) mit zumindest einer Druckkammer (21), welche mit einem Medium befüllbar ist, wobei das Kernstück (14) ein Fußoberteil (24) und ein Fersenoberteil (25) umfasst und die Hülle (22) an dem Fußoberteil (24) und dem Fersenoberteil (25) des Kernstücks (14) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (22) sich von einem an das Fersenoberteil (25) anschließenden Fersenbereich (27) bis zumindest zum Mittelfußbereich (31) erstreckt und eine durchgehende Fußsohle (28) bildet und zumindest ein Formstabilisierungselement (41) vorgesehen ist, welches sich entlang des Fußoberteils (24) zumindest bis zum Mittelfußbereich (31) erstreckt und auf die Hülle (22) wirkt, so dass beim Abrollen des Prothesenfußes (11) die an die Fußform angepasste Hülle (22) im Vorfußbereich (32) nachgiebig ist und nach dem Abrollen die durch die Hülle (22) gebildete Fußform wieder in eine Ausgangsposition zurückgeführt wird, in welcher die Hülle (22) einer natürlichen Fußstellung nachempfunden ist.

Description

Prothesenfuß
Die Erfindung betrifft ein Prothesenfuß mit einem Kernstück und ein das Kernstück zumindest teilweise umgebenden, an eine Fußform angepasste Hülle mit einer Druckkammer, welche mit einem Medium befüllbar ist.
Aus der GB 1901/14 894 A ist ein Prothesenfuß mit einem Kernstück und einer das Kernstück zumindest teilweise umgebenden Hülle mit zumindest einer Druckkammer, welche mit einem Medium befüllbar ist, bekannt. Das Kernstück umfasst einen Abschnitt eines Fußoberteils und den eines Fersenoberteils. Die Hülle liegt an dem Fußoberteil und dem Fersenoberteil des Kernstücks an.
Aus der DE 42 08 67 ist ein künstlicher Fuß mit einem Kernstück aus Holz bekannt, auf dem eine Pressluftblase angebracht ist. Diese Pressluftblase ist leicht lösbar an einem Kernstück des künstlichen Fußes befestigt. Diese Pressluftblase ist von einer Hülle umgeben, die einen Schuh in der Kontur nachbildet. In diese Pressluftblase ist ein pferdefußähnliches Kernstück einsetzbar, welches an der Sohle der Hülle anliegt. Im Fersenbereich und im Vorfußbereich ist eine Druckkammer ausgebildet. Dazwischen liegend ist das Kernstück vorgesehen.
Des Weiteren sind Prothesenfüße mit einer mit einem Medium befüllbaren Hülle aus der GB 275 902 A, der DE 114 440 A, der US 579 787 A und der US 1 151 144 A bekannt.
Durch eine solche Ausführungsform kann zwar grundsätzlich eine Schuhform gebildet werden, jedoch weist diese den Nachteil auf, dass beim Aufsetzen der Prothese eine undefinierte Verformung des Fersenteils und beim weiteren Abrollen eine undefinierte Verformung des Vorfußes erfolgt, wobei während des Abrollgangs vom Fersenbereich zum Vorfußbereich ein harter Übergang aufgrund des Kernstücks, welches sich bis zur Sohle erstreckt, gegeben ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Prothesenfuß als Ersatz des menschlichen Fußes zu schaffen, welcher robust und einfach aufgebaut ist und zugleich ein hohes Maß an Komfort ermöglicht und einer Abrollbewegung eines menschlichen Fußes nahezu entspricht.
Diese Aufgabe wird durch einen Prothesenfuß gelöst, bei dem eine Hülle an dem Fußoberteil und dem Fersenoberteil aufliegt und ausgehend vom Fersenoberteil bis zumindest zum Mittelfußbereich eine durchgehende Fußsohle aufweist und zumindest ein Formstabilisierungselement umfasst, welches sich entlang dem Fußoberteil zumindest bis zum Mittelfußbereich erstreckt, so dass beim Abrollen des Fußes das Formstabilisierungselement nachgiebig ist und nach dem Abrollen des durch die Hülle gebildeten Fußes in eine Ausgangsposition zurückgeführt wird, die die Hülle ohne Belastung einnimmt und einer natürlichen Fußstellung entspricht. Dieses Formstabilisierungselement ermöglicht, dass die die Druckkammer umgebende Hülle ein kontrolliertes Abrollen des Prothesenfußes ermöglicht und nach dem Abrollen sicherstellt, dass die Hülle in die Ausgangsposition für den nächsten Schritt zurückkehrt. Durch das nachgiebige Formstabilisierungselement kann der Fuß einem Abrollverhalten beim dynamischen Gehen eines menschlichen Fußes nachgebildet sein, wodurch ein hoher Komfort für den Benutzer gegeben ist.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass bei einer mit einem Medium befüllten Druckkammer das Kernstück mit seiner Unterseite mit Abstand zur Fußsohle angeordnet ist. Dadurch kann ein gedämpftes Abrollen und Aufsetzen des Fußes gegeben sein. Durch den Befüllungsdruck kann die Stoßdämpfung eingestellt werden. Bevorzugt können auch mehrere Druckkammern in der Hülle ausgebildet sein, wobei diese Druckkammern mit ein und demselben Medium, sowie mit gleichen oder mit abweichenden Drücken befüllbar sind. Ebenso können bei der Verwendung von mehreren Druckkammern diese mit verschiedenen Medien und/oder mit gleichen oder verschiedenen Drücken gefüllt werden, um ein Abrollverhalten und eine Dämpfung spezifisch einstellen zu können. Dadurch kann auch das Gehverhalten angepasst werden. Beispielsweise kann für die Verwendung der Fußprothese bei einem Laufsport eine andere Druckeinstellung erfolgen als beim üblichen Gehen.
Das Formstabilisierungselement erstreckt sich vorzugsweise ebenfalls entlang des Fersenoberteils. Dadurch wird eine weitere Formstabilität bezüglich der Hülle gegeben, um einem undefiniertes Ausweichen der Druckkammer im Fersenbereich beim Aufsetzen des Fußes entgegenzuwirken.
Die Hülle des Prothesenfußes ist bevorzugt schlauchfrei ausgebildet. Dadurch kann eine Reduzierung der Bauteile und einfacher Aufbau erzielt werden.
Dieser Prothesenfuß weist bevorzugt im Knöchelbereich des Kernstücks eine Anschlussstelle auf. Dadurch ist eine einfache Befestigung des Prothesenfußes am Unterschenkel gegeben. Die Anschlussstelle ist insbesondere durch ein lösbares Verbindungselement wie beispielsweise eine Schraubverbindung, eine Rast- oder Steckverbindung oder eine anderweitige Schnittstelle, wie beispielsweise ein Pyramidenadapter, ausgebildet, so dass nach einem längeren Gebrauch des Prothesenfußes ein einfacher Austausch bzw. Einstellung möglich ist.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass in der Anschlussstelle zumindest ein Ventil vorgesehen ist, über welches die zumindest eine Druckkammer mit einem Medium befüllbar ist. Dies weist den Vorteil auf, dass nach dem Befestigen des Prothesenfußes am Unterschenkel das Ventil abgeschlossen oder vor äußeren Einflüssen geschützt ist, so dass keine Verschmutzungen oder Beschädigungen entstehen. Vorteilhafterweise ist ein Druckluftventil vorgesehen, so dass die Druckkammer mit einem gasförmigen Medium, insbesondere Luft befüllbar ist. Alternativ kann auch ein flüssiges Medium oder gelförmiges Medium zur Befüllung der Druckkammer vorgesehen sein. In einer einfachen Ausführungsform ist ein einziges Ventil vorgesehen, durch welches eine Hülle mit einer einzigen Druckkammer mit einem Medium befüllbar ist. Sofern mehrere Druckkammern vorgesehen sind, kann für jede Druckkammer ein separates Ventil vorgesehen sein und die hierfür vorgesehenen Ventile können vorzugsweise ebenfalls in der Anschlussstelle integriert werden. Alternativ können diese Ventile zumindest teilweise auch außerhalb der Anschlussstelle angeordnet sein und sind dann vorzugsweise mit einer Verschlusskappe oder Abdeckung zur Vermeidung von Beschmutzungen und Beschädigungen geschützt.
Die an dem Kernstück angreifende Hülle ist bevorzugt am Übergangsbereich zwischen der Anschlussstelle und dem Fußoberteil und Fersenoberteil mediumsdicht mit dem Kernstück verbunden. Dadurch kann eine abgeschlossene Einheit geschaffen werden.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Hülle lose am Fußoberteil und/oder Fersenoberteil auf dem Kernstück aufliegt. Dadurch kann die Abrollbewegung des menschlichen Fußes noch besser nachempfunden werden. Alternativ kann auch eine teilweise oder vollständige Verbindung, wie beispielsweise Verklebung oder Vulkanisierung mit dem Fußoberteil und/oder Fersenoberteil gegeben sein.
An der Hülle sind bevorzugt unmittelbar Zehen angeformt. Dadurch ist eine weitere Vereinfachung bei der Herstellung gegeben. Zudem kann auch eine ansprechende Fußkosmetik, vorzugsweise in Kombination mit dem Fersenoberteil, geschaffen werden. Die Zehen können dabei einzeln angeformt werden oder als einzeln wirkend geformt oder geprägt ausgebildet sein.
Die Hülle ist bevorzugt aus einem gummielastischen Kunststoff oder Naturkautschuk, insbesondere einem faser- / drahtverstärkten Kunststoff ausgebildet. Dadurch ist einerseits eine Nachgiebigkeit gegeben, andererseits eine hinreichende Festigkeit, um den Belastungen Stand zu halten. Vorteilhafterweise sind die Zehen aus Vollgummi vorgesehen. Insbesondere können für die Ausbildung der Hülle und der Zehen Materialien verwendet werden, wie dies bei der Herstellung für Autoreifen gegeben ist, so dass eine hohe Abriebfestigkeit und eine geringe kosmetische Beeinträchtigung bei der Benutzung gegeben sind.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das Formstabilisierungselement als separates, insbesondere spangen- oder schalenförmiges Bauteil ausgebildet ist, welches unter Zwischenschaltung der Hülle auf das Kernstück aufsetzbar ist. Dadurch wird ermöglicht, dass einerseits während einer Abrollbewegung von der Ferse über einen vierten und fünften Strahl des Fußes, die eine Torsionsachse zum Abrollen über den Vorfuß bilden, zu den den Vorfuß bildenden Zehen bzw. Zehenglieder nachempfunden wird. Gleichzeitig kann durch die schalen- oder spangenförmige Ausgestaltung des Formstabilisierungselementes erzielt werden, dass ein seitliches Ausweichen der Druckkammer verhindert wird.
Das Formstabilisierungselement ist gemäß einer alternativen Ausführungsform in die Hülle integriert. Dadurch ist eine kompakte und in der Handhabung einfache Ausführungsform gegeben.
Das Formstabilisierungselement ist bevorzugt aus einem federelastischen Kunststoff hergestellt. Diese Elastizität kann in Abhängigkeit auf das Körpergewicht des Benutzers angepasst werden. Alternativ kann das Formstabilisierungselement auch direkt im Gummi bzw. der Hülle über einen Metallfaser-Verbund integriert sein.
Das Formstabilisierungselement erstreckt sich vorteilhafterweise vom Fußoberteil bis zum Vorfuß, insbesondere zum Übergangsbereich zwischen der Druckkammer und daran geformten Zehen, so dass eine Abrollachse zwischen dem Mittelfußknochen und den Zehengliedern gebildet ist. Dadurch kann die natürliche Abrollachse nachgebildet werden.
Das Formstabilisierungselement erstreckt sich bevorzugt auf eine mediale bzw. inneren Seite und eine laterale, bzw. äußeren Seite des Fußes. Dabei ist auf der medialen Seite vorgesehen, dass sich das Formstabilisierungselement bis zum Fußgewölbe erstreckt. Auf der lateralen Seite kann das Formstabilisierungselement den fünften Strahl des Fußes umfassen. Die mediale und laterale Erstreckung des Formstabilisierungselement ist vorteilhafterweise asymmetrisch ausgebildet und an die natürliche Fußform angepasst.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Prothesenfußes sieht vor, dass das Kernstück eine zur Fußsohle weisende Abrollkontur (Roll-Over-Shape) aufweist. Für den Fall, dass die Druckkammer drucklos werden sollte, ist eine quasi Notlaufeigenschaft gegeben, so dass der Prothesenfuß dennoch ein Abrollen ermöglicht.
Die Abrollkontur (Roll-Over-Shape) des Kernstücks weist bevorzugt eine gummiartige Beschichtung auf, so dass ein gedämpftes Auftreten ermöglicht ist. Vorzugsweise ist die Beschichtung aus eine Härte von > 90 Shore A ausgebildet.
Die Außenhaut der Hülle weist bevorzugt im Bereich der Fußsohle ein abriebfestes Gummimaterial auf, welches insbesondere eine Profilierung umfasst. Dadurch kann eine erhöhte Lebensdauer, Funktionstüchtigkeit und Halt auf dem Untergrund gegeben sein.
Benachbart zum abriebfesten Gummimaterial der Fußsohle ist bevorzugt ein etwas weicheres Material ausgebildet. Insbesondere im Bereich des Fußgewölbes. Dadurch kann eine natürliche Torsionsachse zwischen der Ferse und dem Vorfuß über den vierten und fünften Strahl des Mittelfußes geschaffen werden, wodurch ein dreidimensionaler Abrollvorgang ermöglicht ist.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Prothesenfußes,
Figur 2 eine perspektivische Ansicht auf eine Außenseite des Prothesenfußes gemäß Figur 1,
Figur 3 eine perspektivische Ansicht auf eine Innenseite des Prothesenfußes gemäß Figur 1,
Figur 4 eine Ansicht von unten auf den Prothesenfuß gemäß Figur 1.
In Figur 1 ist eine schematische Schnittansicht eines Prothesenfußes 11 zur Erörterung des Aufbaus und der Funktionsweise des Prothesenfußes dargestellt. Die Figur 2 und 3 zeigen jeweils perspektivische seitliche Ansichten auf den Prothesenfuß 11 gemäß Figur 1 und Figur 4 eine Ansicht auf eine Fußsohle des Prothesenfußes, so dass aus den Figuren 2 bis 4 auch die ästhetische körperliche Ausgestaltung des Prothesenfußes 11 näher ersichtlich ist.
Der Prothesenfuß 11 besteht aus einem Kernstück 14 und aus einer Hülle 22, welche das Kernstück 14 zumindest teilweise umgibt und zwischen dem Kernstück 14 und der Hülle 22 eine Druckkammer 21 bildet. Am Kernstück 14 ist eine Anschlussstelle 15 vorgesehen, um den Prothesenfuß 11 an einen künstlichen Unterschenkel 16 austauschbar zu befestigen. Hierzu ist bspw. eine Schraubverbindung, ein Bajonettverschluss oder dergleichen vorgesehen. Alternativ kann auch eine unlösbare Verbindung ausgebildet sein. Die Anschlussstelle 15 nimmt ein Ventil 18 auf, welches von außen, also von der Seite des Unterschenkels 16 bei abgenommenen Prothesenfuß 11 frei zugänglich ist. Über dieses Ventil 18 kann ein Medium in die Druckkammer 21 der Hülle 22 eingebracht werden. Dieses Ventil kann ein Autoventil oder ein anderweitiges Ventil sein, so dass handelsübliche Pumpsysteme oder Medienbefüllsysteme eingesetzt werden können. Die Hülle 22 ist bevorzugt am Rand 23 der Anschlussstelle 16 mediendicht an dem Kernstück 14 befestigt, um eine abgeschlossene Druckkammer 21 zu bilden. Als befüllbare Medien können gasförmige, gelförmige, flüssige oder zähflüssige Medien eingesetzt werden. Beispielsweise kann auch ein Hydrauliköl oder dergleichen verwendet werden. Alternativ kann Hülle 22 mehrere Druckkammern 21 umfassen, so dass einzelne Kammern auch mit unterschiedlichen Medien befüllt werden können, um unterschiedliche Härten oder Dämpfungen für den Prothesenfuß 11 zu bilden.
Das Kernstück 14 umfasst ein Fußoberteil 24 sowie ein Fersenoberteil 25, welche leicht dachförmig einander zugeordnet sind. Die Hülle 22 liegt vorteilhafterweise an dem Fußoberteil 24 und/oder dem Fersenoberteil 25 an. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Hülle 22 in dem unmittelbar auf dem Fußoberteil 24 und Fersenoberteil 25 aufliegenden Bereich teilweise oder vollständig fest verbunden ist.
Die Hülle 22 ist schlauchlos ausgebildet und besteht aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere faserverstärktes Kunststoffmaterial oder einer Kunststoff-Metallfasermatrix, dessen Wandstärke an die Funktion des Fußes angepasst sein kann. Die Hülle 22 kann auch einen drahtverstärkten Wandaufbau umfassen. Ebenso kann die Hülle 22 einen ein- oder mehrschichtigen Wandaufbau aufweisen, wobei auch einzelne Bereiche durch einen mehrschichtigen Wandaufbau verstärkt sein können.
Die Hülle 22 umfasst eine Ferse bzw. ein Fersenoberteil 27, von der aus sich eine Fußsohle 28 von dem Bereich der Fußwurzelknochen über die Mittelfußknochen bis zu den Zehengliedern erstreckt. Die Druckkammer 21 selbst erstreckt sich vom Fersenbereich 27 bis zum Mittelfußbereich 31. An den Mittelfußbereich 31 anschließend sind im Vorfußbereich 32 die Zehen 33 vorteilhafterweise aus Vollmaterial angeformt, ohne dass die Druckkammer 21 sich bis in die Zehen 33 hinein erstreckt. Durch die Ausgestaltung der Zehen 33 aus Vollgummi kann eine natürliche Zehenform nachgebildet werden, so dass sogar alle einzelnen Zehen 33 jeweils für sich bewegbar sind.
Bei einer befüllten Druckkammer 21 ist die Fußsohle 28 von einer Außenkontur 35 an einer Unterseite des Kernstücks 14 beabstandet. Die Außenkontur 35 weist zur Fußsohle 28 und umfasst einen Verlauf, so dass bei einer nicht mit Medium befüllten Druckkammer 21 ein hinreichendes Abrollverhalten ermöglicht ist. Ein zum Fersenbereich 27 weisender Abschnitt 51 des Kernstücks 14 weist bevorzugt einen steilen ansteigenden Verlauf ausgehend von dem in die Druckkammer 21 führenden Ventil 18 auf, als der zum Mittelfußbereich 31 weisende Abschnitt 52, der flacher ausgebildet ist. Auf der Außenkontur 35 ist eine gummiartige Beschichtung 36 aufgebracht, um ein gedämpftes Abrollen zu ermöglichen.
Zwischen der Anschlussstelle 15 und dem Unterschenkel 16 kann ein Dämpfungselement 38 vorgesehen sein, um eine zusätzliche Nachgiebigkeit zwischen dem Prothesenfuß 11 und dem Unterschenkel 16 zu ermöglichen. Dieses Dämpfungselement 38 kann unmittelbar der Anschlussstelle 15 zugeordnet und mit dieser befestigt sein. Dieses Dämpfungselement 38 kann alternativ als Dichtungselement oder zusätzlich mit einer Dichtungsfunktion ausgebildet sein, so dass dieser Prothesenfuß auch ohne Schuhe getragen werden kann und auch problemlos bei feuchten Schlämmen, unter Wasser oder bei stark abrasivem Untergrund eingesetzt werden kann.
Der Prothesenfuß 11 weist des Weiteren an seiner Fußoberseite 24 und bevorzugt auch an seiner Fersenoberseite 25 jeweils ein Formstabilisierungselement 41 auf. Dieses kann sich bspw. teilweise oder vollständig bezüglich dem Fußoberteil 24 und Fersenoberteil 25 des Kernstücks 14 erstrecken. Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, dass sich dieses über das Fersenoberteil 25 hinaus erstreckt, so dass dies noch ein Teil der Ferse bildet.
Das Formstabilisierungselement 41 entlang des Fußoberteils 24 erstreckt sich zumindest vorteilhafterweise in den Vorfußbereich 32 bzw. in einen Übergangsbereich zwischen dem Mittelfußbereich 31 und den Zehen 33 hinein, so dass aufgrund der weiteren Ausgestaltung der Druckkammer 21, die bis zum Mittelfußbereich 31 reicht und der aus Vollmaterial ausgebildeten Zehen 33 eine natürliche Abrollachse 43 gebildet wird, welche der Abrollachse des menschlichen Fußes zwischen den Mittelfußknochen und den Zehengliedern entspricht. Dieses Formstabilisierungselement 41 kann zur Bildung dieser Abrollachse 43 ein an die Zehenkontur des menschlichen Fußes angepassten Verlauf 44 aufweisen, wobei sich das Formstabilisierungselement 41 bevorzugt bis zur lateralen Seite des Fußes erstreckt und einen fünften Strahl 45 des Fußes überdeckt. Bevorzugt erstreckt sich das Formstabilisierungselement 41 in Richtung Ferse und überdeckt einen Knöchelbereich 46, so dass die Druckkammer 21 beim Auftreten nicht seitlich ausweichen und es zu einem unkontrollierten Walkverhalten kommen kann.
Analoges gilt für die mediale bzw. innere Seite des Fußes, wie dies in Figur 3 dargestellt ist. Das Formstabilisierungselement 41 erstreckt sich oberhalb des Fußgewölbes 47 bzw. das Fußgewölbe 47 ist freibleibend ausgebildet, um das Abrollverhalten des menschlichen Fußes noch weiter nachzubilden.
Das Formstabilisierungselement 41 ist vorteilhafterweise in die Hülle 22 integriert und umfasst bspw. faserverstärkte Elemente durch einen von der Hülle 22 abweichenden Kunststoff hergestellt, bspw. durch eine Mehrkomponentenspritzgusstechnik. Dadurch kann das Formstabilisierungselement 41 zwar nachgiebig, jedoch steifer als die Hülle 22 ausgebildet sein.
Gemäß einer ersten Ausführungsform kann das Formstabilisierungselement 41 in den das Kernstück 14 überdeckenden Bereich des Fußoberteils 24 und/oder Fersenoberteils 25 fest daran angeordnet sein. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass das Formstabilisierungselement 41 lediglich im Bereich der Anschlussstelle 15, in welcher die Hülle 22 angeordnet ist, ebenfalls fest mit dem Kernstück 14 verbunden ist und von dort an bis zum jeweiligen freien Ende auch gegenüber dem Kernstück 14 zumindest teilweise abhebbar ist.
Das Formstabilisierungselement 41 kann auch im Bereich des Fußoberteils 24 und/oder des Mittelfußbereichs 31 eine elastische Trennfuge 49 aufweisen, um einen sogenannten „Split Toe“ auszubilden. Dadurch kann ein 3D-Abrollverhalten des Prothesenfußes 11 zusätzlich unterstützt werden.
Aus Figur 4 geht die Ausgestaltung der Fußsohle 28 an der Hülle 22 hervor. Im Bereich der Ferse 27 sowie des sich von dort an erstreckenden vierten und fünften Strahls 45 bis zum Mittelfußbereich 31 und auch bezüglich den Zehen 33 weist die Fußsohle 28 ein besonders abriebfestes Material auf, wie bspw. ein Gummimaterial für Fahrradreifen oder Autoreifen. Die Fußsohle 28 kann auch ein Profil aufweisen, so dass eine bessere Traktion mit dem Untergrund gegeben ist. Der Fußgewölbebereich 47 sowie ein Teil des Knöchelbereichs 46 sind mit weicherem Material ausgebildet, wodurch wiederum eine weiter verbesserte Dynamik beim Gehen und Abrollen des Prothesenfußes 11 gegeben ist.
Durch einen solchen Prothesenfuß 11 wird ein natürliches Abrollverhalten ermöglicht, also eine sogenannte dreidimensionale Abrollung. Dies wird bspw. durch den Verlauf der Fußsohle gemäß Figur 4 erzielt. Ebenso durch das Formstabilisierungselement 41, welches sich lateral und medial sowie entlang des Mittelfußbereiches 31 asymmetrisch erstreckt. Darüber hinaus ist eine sehr robuste Ausgestaltung gegeben, welche ein Barfuß-Einsatz ermöglicht. Zudem ist eine optisch ansprechende Gestaltung gegeben. Darüber hinaus kann eine Anpassung in der Form und/oder Gestalt des Prothesenfußes an verschiedene Bedürfnisse in einfacher Weise ermöglicht sein. Beispielsweise kann die Sohlengestaltung direkt als Laufschuh nutzbar gemacht werden, so dass beispielsweise der Vorderfuß gegenüber der Ferse verdrehbar und mit einem Steg verbunden ist. Vorzugsweise kann dabei eine Mehrkomponenten-Elastomer-Lösung eingesetzt werden. Als weitere alternative Ausgestaltung kann ein Stiefeldesign oder ein Halbschuh gestaltet werden, an welchem beispielsweise ein Absatz mit einer Sohle angeformt ist. Des Weiteren kann der Prothesenfuß auch “Barfuß“ ohne Schuh getragen werden. Darüber hinaus können an der Unterseite des Prothesenfußes Wechselsohlen ausgebildet werden, so dass beispielsweise auch bezüglich unterschiedlichen Schuhformen und Profilsohlen gewechselt werden kann. Aufgrund des Einsatzes eines Ventiles 18, insbesondere eines Autoventils ist ein wartungsarmes System gegeben. Somit kann durch einen solchen pneumatischen Prothesenfuß eine optimierte Führung des Körperschwerpunktes, sowie ein dreidimensionales Abrollverhalten und auch ein sicheres Gehen bei unebenen Untergründen ermöglichen.

Claims (19)

  1. Prothesenfuß mit einem Kernstück (14) und einem das Kernstück (14) zumindest teilweise umgebenden Hülle (22) mit zumindest einer Druckkammer (21), welche mit einem Medium befüllbar ist, wobei das Kernstück (14) ein Fußoberteil (24) und ein Fersenoberteil (25) umfasst und die Hülle (22) an dem Fußoberteil (24) und dem Fersenoberteil (25) des Kernstücks (14) anliegt, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Hülle (22) sich von einem an das Fersenoberteil (25) anschließenden Fersenbereich (27) bis zumindest zum Mittelfußbereich (31) erstreckt und eine durchgehende Fußsohle (28) bildet und
    dass zumindest ein Formstabilisierungselement (41) vorgesehen ist, welches sich entlang des Fußoberteils (24) zumindest bis zum Mittelfußbereich (31) erstreckt und auf die Hülle (22) wirkt, so dass beim Abrollen des Prothesenfußes (11) die an die Fußform angepasste Hülle (22) im Vorfußbereich (32) nachgiebig ist und nach dem Abrollen die durch die Hülle (22) gebildete Fußform wieder in eine Ausgangsposition zurückgeführt wird, in welcher die Hülle (22) einer natürlichen Fußstellung nachempfunden ist.
  2. Prothesenfuß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußsohle (28) bei zumindest einer mit zumindest einem Medium befüllten Druckkammer (21) von einer in die Hülle (22) hineinragenden Unterseite des Kernstücks (14) mit Abstand angeordnet ist.
  3. Prothesenfuß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formstabilisierungselement (41) sich entlang des Fersenoberteils (25) zumindest abschnittsweise erstreckt.
  4. Prothesenfuß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (22) schlauchfrei ist.
  5. Prothesenfuß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Kernstück (14) eine Anschlussstelle (15) insbesondere mit einem lösbaren Verbindungselement, zur Befestigung an einem Unterschenkel (16) vorgesehen ist.
  6. Prothesenfuß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussstelle (15) zumindest ein Ventil (18) aufweist, über welches die zumindest eine Druckkammer (21) mit dem Medium befüllbar ist.
  7. Prothesenfuß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (22) benachbart zur Anschlussstelle (15) mediendicht mit dem Kernstück (14) verbunden ist.
  8. Prothesenfuß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (22) lose am Fußoberteil (24) und/oder Fersenoberteil (25) auf dem Kernstück (14) aufliegt oder daran angeklebt oder aufvulkanisiert ist.
  9. Prothesenfuß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (22) unmittelbar die daran angeformten Zehen (33) aufweist.
  10. Prothesenfuß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (22) aus einem gummielastischen Kunststoff oder Naturkautschuk, insbesondere faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist und vorzugsweise die unmittelbar daran angeordneten Zehen (33) aus Vollgummi angeformt sind.
  11. Prothesenfuß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formstabilisierungselement (41) als ein separates, insbesondere spangen- oder schalenförmiges Bauteil ausgebildet ist, welches auf das Kernstück (14) aufsetzbar ist.
  12. Prothesenfuß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formstabilisierungselement (41) in die Hülle (22) integriert ist oder oben aufliegt.
  13. Prothesenfuß nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Formstabilisierungselement (41) aus einem federelastischem Kunststoff hergestellt ist oder direkt in der Hülle (22) über einen Metallfaser-Gummi-Matrix-Verbund integriert ist.
  14. Prothesenfuß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Formstabilisierungselement (41) bis zum Vorfußbereich, insbesondere zum Übergangsbereich zwischen der zumindest einen Druckkammer (21) und den angeformten Zehen (33) erstreckt, wodurch eine Abrollachse (43) zwischen dem Mittelfußbereich (31) und den Zehen (33) gebildet ist.
  15. Prothesenfuß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formstabilisierungselement (41) sich auf der medialen und/oder lateralen Seite der zumindest einen Druckkammer (21) zumindest teilweise erstreckt.
  16. Prothesenfuß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernstück (14) an der Unterseite ein zur Fußsohle (28) weisende Abrollkontur (35) aufweist.
  17. Prothesenfuß nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrollkontur (35) des Kernstücks (14) eine gummiartige Beschichtung aufweist, die vorzugsweise eine Härte von > 90 Shore A aufweist.
  18. Prothesenfuß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhaut der Hülle (22), insbesondere im Bereich der Fußsohle (28), aus einem abriebfesten Gummimaterial besteht und vorzugsweise eine Profilierung umfasst.
  19. Prothesenfuß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Fußsohle (28) ein Fußgewölbe (47) mit einem der gegenüber der Fußsohle (28) weicherem Material ausgebildet ist.
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