DE19506912A1 - Knee joint prosthesis - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kniegelenkorthese, die aus einem Ober- und einem Unterschen kelteil besteht, welche mittels Gelenken miteinander verbun den sind, und die individuell nach einem Gipsabdruck herstellbar ist.The invention relates to a method for producing a Knee joint orthosis consisting of an upper and a lower leg kelteil consists, which is connected by means of joints that are, and that can be produced individually based on a plaster cast is.
Derartige Kniegelenkorthesen sind in den verschiedensten, den jeweiligen Anforderungen entsprechenden Ausführungsformen erhältlich. Am häufigsten sind Hartschalenorthesen verbreitet, bei denen Oberschenkel- und Unterschenkel schalen über mono zentrische oder polyzentrische Gelenke miteinander verbunden sind. Bei einer beispielsweise mit der EP-A-0 567 673 bekannt gewordenen Kniegelenkorthese sind Ober- und Unterschenkelteil mit Bandagen am Ober- bzw. Unterschenkel befestigt und mittels zwei sich seitlich gegenüberliegenden Gelenkschienen gelenkig miteinander verbunden, wobei die Gelenkschienen teleskopartig längenveränderlich ausgebildet sind. Eine Dorsalierung des Unterschenkels über die Rückverlagerung der Gelenkschienen bewirkende Einrichtung besteht aus einem längenveränderlich ausgebildeten Zuggurt, der um die beiden Gelenkschienen herum geführt ist. Um einen besseren Halt und eine bessere Anpassung an die anatomischen Verhältnisse zu erreichen, weist das Oberschenkelteil eine Kondylenbettung auf, die durch einen verformbaren Bereich gebildet wird. Der verformbare Bereich kann aus Silikonmasse bestehen oder mit Gas oder Flüssigkeit gefüllt sein.Such knee joint orthoses are in the most diverse, the embodiments corresponding to the respective requirements available. Hard shell orthoses are most common, where the thigh and lower leg shells over mono centric or polycentric joints connected are. In one known for example from EP-A-0 567 673 knee braces that have become are the upper and lower leg part fastened with bandages on the upper or lower leg and by means of two articulated rails located opposite each other interconnected, the articulated rails telescopic are variable in length. A dorsalization of the Lower leg over the relocation of the articulated splints effecting device consists of a variable in length trained tension belt that around the two joint rails is led. For a better grip and better adjustment to achieve the anatomical relationships, that shows A condylar bed that is supported by a deformable area is formed. The deformable area can be made of silicone or with gas or liquid be filled.
Mit derartigen Maßnahmen sollen konfektionierte Hartschalen orthesen verbessert werden, wodurch jedoch nicht unerhebliche Mehrkosten entstehen können. Individuell nach einem Gipsab druck hergestellte Orthesen sitzen und halten besser und sind darum den konfektionierten vorzuziehen. Aus der Zeitschrift "Orthopädie-Technik", 3/92, Seite 228, ist eine aus Carbon faser individuell angefertigte Kniegelenkorthese bekannt. Bei der Herstellung einer solchen Orthese wird ein die anatomische Form des Kniegelenkes darstellender Gipsabdruck unter Einbezug der angepaßten mechanischen Gelenke mit Carbonfasern und Harzen umlaminiert. Nach der Aushärtung wird das Laminat durch Schleifen verputzt. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß keine in Serie gefertigten Teile verwendet werden können, da praktisch jede Orthese in eine andere, individuell ange paßte Form gebracht werden muß. Das bedingt eine relativ lange Herstellungsdauer, die bis zu fünfzehn Stunden betragen kann. Da es sich bei den verwendeten Harzen um duroplastische Harze handelt, ist eine nachträgliche Korrektur der Form bei auftretenden anatomischen Veränderungen nicht mehr möglich.With such measures, assembled hard shells orthoses are improved, but this is not insignificant Additional costs can arise. Individually after a plaster cast Orthoses made with pressure fit and hold better and are to prefer the assembled one. From the magazine "Orthopedic technology", 3/92, page 228, is one made of carbon fiber individually made knee joint orthosis known. At The manufacture of such an orthosis becomes an anatomical one Plaster cast representing the shape of the knee joint the adapted mechanical joints with carbon fibers and Resin laminated. After curing, the laminate is through Loops plastered. The disadvantage of this method is that that no mass-produced parts can be used, since practically every orthosis is placed in a different, individually fit must be brought. That requires a relative long manufacturing time, up to fifteen hours can. Since the resins used are thermosetting Resins is a subsequent correction of the form occurring anatomical changes are no longer possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei welchem vorstehend erwähnte Nachteile vermieden werden. The invention has for its object a method of to propose the type mentioned above, in which above mentioned disadvantages can be avoided.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Hierbei werden zwei dem Ober- und Unter schenkel zugeordnete Platten aus warmverformbaren Kunststoff auf eine durch einen Gipsabdruck gegebene, in die Platten ebene abgewickelte Form zugeschnitten und auf eine Verfor mungstemperatur erwärmt. Die erwärmten zugeschnittenen Platten werden am Gipsabdruck angeformt und mit Bandagen befestigt, wobei ein Ober- und ein Unterschenkelteil gebil det wird. Am Gipsabdruck werden Gelenkadapter für die Befesti gung von Gelenken angebracht, an welchen Gelenkarme aus warm verformbaren Kunststoff vorgesehen sind, die nach Erwärmung am Ober- und Unterschenkelteil angeformt und durch Bandagen festgelegt werden. Nach dem Erkalten werden die Bandagen ent fernt.This object is achieved by the specified in claim 1 Invention solved. Here two become the upper and lower Legs made of thermoformable plastic on a plate given by a plaster cast flat developed shape cut and on a verfor temperature warmed. The heated tailored ones Boards are molded on the plaster cast and with bandages attached, with an upper and a lower leg part gebil det. Joint adapters for the fastenings are attached to the plaster cast Joints attached to which articulated arms from warm deformable plastic are provided after heating molded on the upper and lower leg and bandages be determined. After cooling, the bandages are removed distant.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, daß die Herstellung einer Kniegelenkorthese beträcht lich vereinfacht wird, da das hergestellte Modell nicht mehr mit Carbonfasern und Harzen umlaminiert werden muß und nach dem Erkalten das zeitraubende Abschleifen entfällt. Die Fertigungs zeit verkürzt sich dadurch auf ca. drei bis vier Stunden. Durch die Anwendung genormter Plattengrößen können Bausätze erstellt werden, die im wesentlichen zwei Platten für Ober- und Unterschenkelteil, zwei Dekorplatten, ein Paar Gelenke und ein Klebemittel aufweisen. Durch eine derartige Rationalisierungs maßnahme können zusätzlich Kosten gespart werden.The advantages achieved with the invention are in particular in that the manufacture of a knee brace is considerable Lich is simplified, since the model produced no longer with Carbon fibers and resins must be laminated and after Cooling down does not require time-consuming sanding. The manufacturing this shortens the time to around three to four hours. By the use of standardized plate sizes can be used to create kits be essentially two plates for top and Lower leg part, two decorative panels, a pair of joints and one Have adhesives. Such rationalization measure can also save costs.
Ein weiterer Vorteil liegt in der Anwendung des vorgeschlagenen Materials, da dadurch bei auftretenden anatomischen Veränderungen eine Neuanpassung von Ober- bzw. Unterschenkelteil an die verän derte Form ermöglicht wird.Another advantage lies in the application of the proposed Material, as this causes anatomical changes to occur a new adjustment of the upper or lower leg part to the change changed form is made possible.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spieles in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: In the following, the invention is illustrated by means of an embodiment game explained in connection with the drawing. It demonstrate:
Fig. 1 eine Seitenansicht der an einem Bein befestigten erfindungsgemäßen Kniegelenkorthese, Fig. 1 is a side view of the knee brace according to the invention attached to a leg,
Fig. 2 eine Vorderansicht der Kniegelenkorthese gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a front view of the knee brace shown in FIG. 1,
Fig. 3 eine Ansicht eines Gelenkes der Kniegelenkorthese, Fig. 3 is a view of a joint of the knee brace,
Fig. 4 einen Schnitt des Gelenkes gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3 in größerem Maßstab, und Fig. 4 is a section of the joint along the line IV-IV in Fig. 3 on a larger scale, and
Fig. 5, 6 und 7 perspektivische Darstellungen einiger Arbeitsgänge des Herstellungsverfahrens der Knie gelenkorthese. Fig. 5, 6 and 7 are perspective views of some operations of the manufacturing method of the knee brace hinge.
In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Oberschenkelteil und mit 2 ein Unterschenkelteil bezeichnet, die durch Gelenke 3 miteinander verbunden sind. Die nachstehend anhand der Fig. 3 und 4 näher beschriebenen Gelenke 3 sind beispielsweise polyzentrische Gelen ke, mit welchen die Abrollbewegung eines Kniegelenkes annähernd erreicht werden kann. An den Gelenken 3 sind Gelenkarme 4, 5 vorgesehen, die mit dem Ober- bzw. Unterschenkelteil 1, 2 verbunden sind. Zwecks Verstärkung sind am Ober- und Unterschenkelteil 1, 2 Brückenelemente 6, 7 in Form von Verbindungsstreifen befestigt, die sich zwischen den Enden der Gelenkarme 4, 5 erstrecken, wobei gabelförmig ausgebildete Enden 6.1 des oberen Brückenelementes 6 die Enden der oberen Gelenkarme 4 umfassen. Die Enden 7.1 des unteren Brückenelementes 7 sind abgeschrägt und liegen an den die gleiche Abschrägung aufweisenden Enden der unteren Gelenkarme 5 an. Ober- und Unterschenkelteil 1, 2 sind an der Rückseite des Ober- bzw. Unterschenkels offen, so daß insbesondere der Bereich der Kniekehle freigehalten wird. Wenn wegen anatomischer Gegeben heiten erforderlich, können an den Längsseiten des Ober- und Unterschenkelteiles 1, 2 Ausnehmungen bzw. Einbuchtungen 8, 9 angebracht werden. Das Ober- und Unterschenkelteil 1, 2, die Gelenkarme 4, 5 und die Brückenelemente 6, 7 bestehen aus einem warmverformbaren Kunststoff, insbesondere einem mit der DE-A- 43 16 442 bekanntgewordenen faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff. Dieser Kunststoff kann in Platten bestimmter Größe und Dicke hergestellt werden, die für die Anfertigung von Knie gelenkorthesen besonders geeignet sind. Am Ober- und Unterschen kelteil 1, 2 sind Klettverschlüsse 10 vorgesehen, mit welchen die Kniegelenkorthese an einem Bein befestigt werden kann. Mit 11 ist ein nach einem Bein individuell hergestelltes Modell (in der Praxis meist ein Gipsabdruck; es kann allerdings auch Polyurethan oder Holz als Modellwerkstoff verwendet werden) bezeichnet, mit dessen Hilfe, wie nachstehend näher beschrieben, die Kniegelenk orthese angefertigt wird.In Figs. 1 and 2, 1 denotes a thigh part and a lower leg part 2, which are interconnected by hinges. 3 The joints 3 described in more detail below with reference to FIGS. 3 and 4 are, for example, polycentric gels ke, with which the rolling movement of a knee joint can be approximately achieved. At the joints 3 articulated arms 4 , 5 are provided, which are connected to the upper or lower leg part 1 , 2 . For the purpose of reinforcement, bridge elements 6 , 7 in the form of connecting strips are attached to the upper and lower leg part 1 , 2 , which extend between the ends of the articulated arms 4 , 5 , fork-shaped ends 6.1 of the upper bridge element 6 encompassing the ends of the upper articulated arms 4 . The ends 7.1 of the lower bridge element 7 are chamfered and abut the ends of the lower articulated arms 5 which have the same chamfer. Upper and lower leg parts 1 , 2 are open on the back of the upper and lower leg, so that in particular the area of the hollow of the knee is kept free. If necessary due to anatomical conditions, 1 , 2 recesses or indentations 8 , 9 can be made on the long sides of the upper and lower leg part. The upper and lower leg part 1 , 2 , the articulated arms 4 , 5 and the bridge elements 6 , 7 consist of a thermoformable plastic, in particular a fiber-reinforced thermoplastic plastic which has become known from DE-A-43 16 442. This plastic can be produced in plates of certain size and thickness, which are particularly suitable for the fabrication of knee joint orthoses. On the upper and lower legs part 1 , 2 Velcro fasteners 10 are provided, with which the knee joint orthosis can be attached to one leg. With 11 is a model made individually after one leg (in practice usually a plaster cast; however, polyurethane or wood can also be used as a model material), with the help of which the knee joint orthosis is made, as described in more detail below.
Gemäß Fig. 3 und 4 ist der obere Gelenkarm 4 zwischen zwei erste Zahnsegmentplatten 20 und der untere Gelenkarm 5 zwischen zwei zweite Zahnsegmentplatten 21 angeordnet und mit diesen verbunden, wobei die an den Zahnsegmentplatten 20, 21 vorgesehenen Zahnseg mente 22, 23 miteinander im Eingriff stehen. Die Zahnsegmentplat ten 20, 21 und die Gelenkarme 4, 5 sind drehbar auf Distanzhülsen 24 gelagert, die mit einem einen Flansch 24.1 aufweisenden Ende fest auf einer ersten Lagerplatte 25 sitzen. Die Distanzhülsen 24 weisen Innengewinde für die Aufnahme von Flachkopfschrauben 26 auf, wobei im Flachkopf Bohrungen 27 vorgesehen sind. Mittels der Flachkopfschrauben 26 sind die Distanzhülsen 24 mit einer zweiten Lagerplatte 28 verschraubt, wobei die Distanzhülsen 24 derart bemessen sind, daß genügend Spiel für die Drehbewegung der Gelenkarme 4, 5 vorhanden ist. Der Drehwinkel der Gelenke 3 ist durch die Zahnsegmente 22, 23 begrenzt, wobei die dünnen Linien die bei gebeugtem Knie maximal erreichbare Stellung der Gelenkarme 4, 5 darstellt (Fig. 3). According to Fig. 3 and 4, the upper link arm 4 is first between two ratchet plates 20 and the lower link arm 5 is disposed between two second toothed segment plates 21 and connected thereto, wherein the on the toothed segment plates 20, 21 provided Zahnseg elements 22, 23 are engaged with each other . The Zahnsegmentplat th 20 , 21 and the articulated arms 4 , 5 are rotatably mounted on spacer sleeves 24 which are seated on a first bearing plate 25 with an end having a flange 24.1 . The spacer sleeves 24 have internal threads for receiving flat head screws 26 , bores 27 being provided in the flat head. By means of flat-head screws 26, the spacers 24 are bolted to a second support plate 28, wherein the spacer sleeves 24 are dimensioned such that sufficient play for the rotary movement of the articulated arms 4, 5 is present. The angle of rotation of the joints 3 is limited by the toothed segments 22 , 23 , the thin lines representing the maximum position of the articulated arms 4 , 5 that can be achieved when the knee is bent ( FIG. 3).
Bei der Herstellung der Kniegelenkorthese wird wie folgt verfahren:When making the knee brace, do the following method:
In einem ersten Verfahrens schritt wird eine dem Oberschenkel und eine dem Unterschenkel zugeordnete Platte P aus vor stehend beschriebenem Material beispielsweise durch Sägen mit einem geeigneten Werkzeug W (Fig. 5) auf eine durch das hergestellte Modell (den Gipsabdruck) 11 gegebene, in die Plattenebene abge wickelte Form zugeschnitten. Sodann werden die zugeschnittenen Platten auf eine Temperatur erwärmt, die eine Verformung ermög licht. Die Erwärmung kann hierbei in einem Umluftofen oder einem Wärmeschrank bei einer Temperatur von annähernd 170° während einer Dauer von ungefähr 20 min. stattfinden. Die erwärmten zugeschnittenen Platten werden danach am hergestellten Modell (Gipsabdruck) 11 angeformt und mit Bandagen befestigt, wobei das Ober- und Unterschenkelteil 1, 2 gebildet wird. Sodann werden am hergestellten Modell (Gipsabdruck) 11 nicht dargestellte Gelenk adapter angebracht, die je zwei Gewindebolzen aufweisen, an welchen die polyzentrischen Gelenke 3 nach Entfernung der Flach kopfschrauben 26 (Fig. 3, 4) befestigt werden. Danach werden mittels eines Föns F mit Spezialdüse die Gelenkarme 4, 5 erwärmt (Fig. 6), am Ober- bzw. Unterschenkelteil 1, 2 angeformt und durch Bandagen festgelegt. Um einen besseren Halt zu erreichen kann das Anformen der Gelenkarme 4, 5 durch örtliches Erwärmen mittels eines Föns mit feiner Düse unterstützt werden. Dann werden die Brückenelemente 6, 7 entsprechend den Abständen zwischen den Enden der oberen bzw. unteren Gelenkarme 4, 5 zugeschnitten, erwärmt, am Ober- bzw. Unterschenkelteil 1, 2 angeformt und festbanda giert. Nach der Aushärtung werden die Bandagen entfernt und nach Abnahme der Orthese vom Gipsabdruck 11 die Klettverschlüsse 10 befestigt.In a first method step, a thigh and a thigh associated plate P from the material described above, for example by sawing with a suitable tool W ( FIG. 5) on a given by the model produced (the plaster cast) 11 , in the plane of the plate developed shape tailored. Then the cut plates are heated to a temperature that allows deformation. The heating can be carried out in a forced air oven or in a heating cabinet at a temperature of approximately 170 ° for a period of approximately 20 minutes. occur. The heated, cut plates are then molded onto the model produced (plaster cast) 11 and fastened with bandages, the upper and lower leg parts 1 , 2 being formed. Then 11 ( not shown) joint adapters are attached to the model produced (plaster cast), each having two threaded bolts, to which the polycentric joints 3 are fixed after removal of the flat head screws 26 (FIGS . 3, 4). Then the articulated arms 4 , 5 are heated using a hair dryer F with a special nozzle ( FIG. 6), molded onto the upper or lower leg part 1 , 2 and fixed by bandages. In order to achieve a better hold, the shaping of the articulated arms 4 , 5 can be supported by local heating using a hair dryer with a fine nozzle. Then the bridge elements 6 , 7 are cut according to the distances between the ends of the upper and lower articulated arms 4 , 5 , heated, molded onto the upper and lower leg part 1 , 2 and gured firmly. After hardening, the bandages are removed and, after the orthosis has been removed from the plaster cast 11, the Velcro fasteners 10 are attached.
Um eine schönere Oberfläche der Kniegelenkorthese zu erhalten können zusammen mit den Platten für die Formung des Ober- und Unterschenkelteiles 1, 2 Dekorplatten aus gleichem Material zugeschnitten, erwärmt und unter Abdeckung der Gelenkarme 4, 5 und der Brückenelemente 6, 7 am Ober- bzw. Unterschenkelteil 1, 2 angeformt werden.In order to obtain a more beautiful surface of the knee joint orthosis, together with the plates for shaping the upper and lower leg part 1 , 2 decorative plates can be cut from the same material, heated and covered with the articulated arms 4 , 5 and the bridge elements 6 , 7 on the upper or Lower leg part 1 , 2 are molded.
Eine weitere Verbesserung kann durch Feinanformung erzielt werden (Fig. 7). Hierbei wird der komplette Orthesenaufbau nach Aushärtung und Entfernung der Bandagen in einem durchsichtigen mit einem Klebemittel abdichtbaren Silikonvakuumbeutel B ver packt und ein Vakuum erzeugt, zu welchem Zweck der Beutel B über einen Schlauch S mit einer Vakuumpumpe verbunden ist. Nach Erwär mung der Orthesenteile mittels eines Föns durch den Beutel B hindurch und der anschließenden Erkaltung kann der Evakuiervor gang beendet und die Orthese aus dem Beutel B herausgenommen werden.A further improvement can be achieved by fine shaping ( FIG. 7). Here, the complete orthotic structure after curing and removal of the bandages is packed in a transparent silicone vacuum bag B that can be sealed with an adhesive, and a vacuum is generated, for which purpose the bag B is connected via a tube S to a vacuum pump. After heating the parts of the orthosis using a hair dryer through the bag B and the subsequent cooling, the evacuation process can be ended and the orthosis can be removed from the bag B.
Bei diesem Verfahren kann dem mit der Anfertigung der Kniegelenk orthese betrauten Fachmann ein Bausatz zur Verfügung gestellt werden, der im wesentlichen zwei Platten für Ober- und Unter schenkelteil, zwei Dekorplatten, ein Paar Gelenke, zwei Brücken elemente und ein Klebemittel aufweist, wobei die Größe und Dicke der Platten genormt ist.This procedure can be done by making the knee joint orthosis entrusted a kit provided be essentially two plates for top and bottom leg part, two decorative panels, a pair of joints, two bridges elements and an adhesive, the size and thickness the plates are standardized.
Mit dem Klebemittel (Glumet) können die vollständig ausgeformten Teile der Kniegelenkorthese fest miteinander verbunden werden. Ebenfalls können die entsprechend geformten Dekorplatten auf die Ober- und Unterschenkelteile mit solchem Klebemittel dauerhaft verbunden werden.With the adhesive (Glumet) the fully molded can Parts of the knee brace are firmly connected. Likewise, the correspondingly shaped decorative panels on the Upper and lower leg parts with such adhesive permanently get connected.
Claims (11)
- a) daß eine dem Oberschenkel und eine dem Unterschen kel zugeordnete Platte (P) aus warmverformbaren Kunst stoff auf eine durch das hergestellte Modell (Gipsabdruck) (11) gegebene, in die Plattenebene abgewickelte Form zugeschnitten wird,
- b) daß die zugeschnittenen Platten auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt werden, die eine Verformung ermöglicht,
- c) daß die erwärmten zugeschnittenen Platten am hergestell ten Modell (Gipsabdruck) (11) angeformt und mit Bandagen befestigt werden und so ein Ober- und ein Unterschenkel teil (1, 2) gebildet wird,
- d) daß Gelenkadapter am hergestellten Modell (Gipsabdruck) (11) angebracht und die Gelenke (3) daran befestigt wer den,
- e) daß an den Gelenken (3) vorgesehene Gelenkarme (4, 5) aus warmverformbaren Kunststoff erwärmt und danach am Ober- und Unterschenkelteil (1, 2) angeformt und durch Bandagen festgelegt werden, und
- f) daß nach dem Erkalten die Bandagen entfernt werden.
- a) that one of the thigh and a lower leg associated plate (P) made of thermoformable plastic is cut to a shape given by the model (plaster cast) ( 11 ), developed in the plane of the plate,
- b) that the cut plates are heated to a predetermined temperature which enables deformation,
- c) that the heated, cut plates are molded onto the model (plaster cast) ( 11 ) produced and fastened with bandages, thus forming an upper and lower leg part ( 1 , 2 ),
- d) that joint adapter attached to the model produced (plaster cast) ( 11 ) and the joints ( 3 ) attached to it who
- e) that on the joints ( 3 ) provided articulated arms ( 4 , 5 ) are heated from thermoformable plastic and then molded onto the upper and lower leg part ( 1 , 2 ) and fixed by bandages, and
- f) that the bandages are removed after cooling.
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