DE1902700A1 - Kuenstliche Knochen,Gelenke und andere Teile fuer den menschlichen Koerper - Google Patents

Description

• SUnstliche Knochen, Gelenke und andere Teile fUr den menschlichen Körper Die Erfindung bezieht sich auf Künstliche Gelenke, Knochen, Gliedmaßen und andere Teile, die anstelle der natürlichen in menschlichen Körper verwendet werden Sollefle Diese Teile werden nachfolgend als künstliche Glieder bezeichnet.
• Zum Herstellem solcher künstlicher Glieder für den menschlichen Körper wurden bereits nicht rostender Stahl, Titan, Kunststoffe, Holz und geschützte Materialien, wie beispielaweise Vitallium, verwendet, jedoch bringen alle diese Materialien insofern gewisse Nachteile mit sich, als sie bispielsweise zu schwer sind oder Auflage- bzw. Lagerflächen haben, die sich im Gebrauch abnutzen.
• Die Erfindung beweckt derartige künstliche Glieder für den manschlichen Körper so auszubilden, daß diese nachteiligen Erscheinungen beseitigt bzw. auf ein Minium zurückgeführt werden.
• Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß künstliche Gliedmaßen, Gelenke oder ähnliche Teile für den menschlichen Körper aus einem geformten Kunststoffteil bestehen bzw. ein Teil aus einem Kunststoff aufweisen, der mit Kohlefasern verstärkt ist.
• Diese künstlichen Glieder können zweckmäßigerweise zum Beispiel durch Formen eines in bestimmter Weise gestalteten Gliedes mittels eines Formverfahrens hergestellt werden, und demnach ist es möglich, sie mit einem einheitlichen Autbau oder in der Form einer Anzahl von sich ergänzenden Abschnitten auszubilden0 Als Kunststoff, aus dem solche Glieder hergestellt werden, kann jegliches gesignete Material verwendet werden, und er kann entweder warmhärthar oder thermoplastisch sein.
• Beispiele solcher warmhärtharer, brauchbarer Kunststoffe sind Polyester, Phenol- und Epoxyharze und ein aus einem solchen Harz hergeatelltes Glied kann zwechmäßigerweise durch Preßformen geformt werden. Beispiele von thermoplastischen Kunststofinsind Polyäthylen, Nylons, Vinylchloridpolymerisate und -copolymerisate. Ein aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestelltes Glied kann zweckmäßigerweise duroh Spritzguß in seine Fona gebracht werden.
• Die Kohlefazern, mit denen der Kunststoff zu verstärken ist, können aus organischen, polymeren Fasern durch gesteuerte Pyrolyse bei Temperaturen bis herauf zu 3000°C hergestellt werden. Die sich ergebenden Fasern aus reinem Kohlenstoff haben eine bemerkenswerte Festigkeit. Die Graphitkristalle in den Fasern sind vorugsweise eher längs der Faserachse ausgerichtet, als daß sie eine regellose Orientierung haben, und die Zugfestigkeit der Fasern kann 17,6 kg/mm² (250 000 pounds pro square inch) oder mehr betragen. Fasern mit der größten Zugfestigkeit und dem höchsten Modul erhält man aus Polyacrylmitril und selche mit einer niedrigeren Zugfestigkeit erhält man aus Reych.
• Die Verhältnisanteile an Fasern und Kunststoff in einem solchen künstlichen Glied gemäß dar Erfindung können beispielsweise von etwa 20 bis herauf zu 75 Gew.% an Kohlefasern variieren.
• Ein geeignetes Material ist beispielsweise eine warmhärtbare formbare Zusammensetzung, die von der Firma Courtaulds Limited unter der Bezeichnung "thermosetting moulding compound Grade XI" geliefert wird. Dies ist ein Epoxyharz mit etwa 20 Gew.% Kohlefasern. Gegetenenfalls kann jedoch ein größerer Anteil an Kohlefasern versendet werden. Geaignete thermoplastische Materialien sind beispielsweise auch eine Anzahl von formbaren Zusammensetzungen, die durch die Firma Courtaulda Ltd. geliefert werden, wobei jeder Kunststoff 20 Gaw.% an Kohlefasern enthält. Diese Kunststoffe umfagsen formbare Zusammensetzungen aus Nylon 6, Nylon 66, Polypropglen und Polyme@aylpenten.
• Nach einer auderen Ausführ@@@ gemäß der Erfindung könpen gefermte kü@@@@@ werden, daß ma@ @@@@@@ umickelt.
• Die @@@@@@ @@@@@ vor-@@@@@@ nach dem Aufwickeln auf dem Dorn imprägniert werden. Dieser Dorn kann einen teil des Erzeugnisses bilden oder er kann entfernt werden, wenn die Ausbildung des künstlichen Gliedes abgeschlossen ist.
• In dem Fall, in dem des künstliche Glied im Gebrauch wahrscheinlich besonderen Beanspruchungen ausgesetzt ist, hann es so ausgebildet werden, daß es in bestimmten Richtungen durch vorzugsweizes Ausrichten der Kohlefasern in diesen bestimmten Richtungen vor dem Härten des Kunststoffes verstärkt wird, so daß das zusammengesetzte Produkt in den erforderlichen Richtungen eime maximale Festigkeit hat. Wenn jedoch ein weicherer Aufbau ausreichend ist, ist bei dessen Herstellung eine zufällige bzw. beliebige Orientierung der Kohlefasern zulässig und ein solcher Aufbau ist natürlich einfacher und billiger in der herstellung.
• Wis ohen bereits angedeutat, kann ein solches künstliches Glied gemäß der Erfindung beispielsweise in der Form von Gliedmaßen, d.h. als Arm oder Bein, hergestellt werden oder es kann einen Teil solcher Gliedmaßen oder eines Knochens bilden. Auch kann ein Gelenk als Erzata für ein Schadhaftes Gelenk im menschlichen Körper, beispielsweise im Arm oder im Beim, auagebildet werden oder es kann im Rist des Fußes oder als orthopädisches Gerät Verwendung finden, wie etwa als Stützte für die Wirbelsäule. Wenn das dinstliche Glied als Galenk auagebildet wird, kan es beispielsweise ein zweiteiligen Gelenk mit Rugel und Kugelpfanne oder ein dreiteiliges Gelenk nach Art eines Scheruiers zein. Dahei kann lediglich ein Teil eineu solchen Oelenkee aun einem ent-@@@@@ feformten Teil aus @@@tatoff @@@@hen, der mit @@@@@@ @@@@@ Teil aun @@@@@@@ Künstliche Gliedmaßen und viele Arten ähnlicher Teile sind bekannt (siehe beispielsweise "Artificial Limbs" vom L. Gillis, herausgegeben von Pitman Medical Publishing Company Limited) und sie sind üblicherweise zum Beispiel aus Metall, Holz, Leder, Faserstoff und Celluloid hergestellt. Die künstlichen Glieder gemäß der Erfindung haben gegenüber den bisher bekannter eine Reihe von Vorteilen dadurch, daß sie bei geringerem Gewicht eine höhere oder gleichwertige Festigkeit und ein Federungsvermögen haben. Außerdem ist es bei Gliedmaßen und Gelenken aus Metall notwendig, sie gelegentlich zu schmieren, was ein ganz erheblicher Nachteil ist, während die künstlichen Glieder gemäß der Erfindung keine Schmierung nösig haben. Auch unterliegen sie weniger der Korrosion als die bisher bekannten aus Metall.
• Geeignete Materialien für solche künstlichen Glieder sollten chemisch inert, nicht klebend, nicht hygroskopisch und abriebfest sein. Ferner sollen Sie nicht toxisch sein und dem Träger keine Schwierigkeiten bereiten, indem sie beispielsweise Ekzeme, Entzündunge, Eiterungen oder Wucherungen hervorrufen. Wenn beispielsweise aus Zweckmäßigkeitsgründen bei der Herstellung ktlnstliche Glieder aus einem Kunststoff hergestellt werden sollen, der mit dem Körper, mit dem er in A-rUhrung gebraucht wird» nicht in ausreichendem Maße verträglich ist, ist es notwendig, auf den Oberflächen dieses Gliedes einen beständigen Überzug aufzubringen, der aus einem Material besteht, das mit dem Körper in ausreichendem Maße verträglich ist.
• Beispielsweise Ausführungsformen von künstlichen Gelenken gemäß der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, in der Fig. 1 teilweise im Schnitt ein Kugelgelenk mit Kugel und Kugelpfanne darstellt.
• Fig. 2 ist eine ähnliche Darstellung eines Scharniergelenkes.
• Fig. 3 ist eine Seitanansicht des Gelenkes nach Fig. 2, wobei eimige Teile weggelassen sind.
• In Fig. 1 ist ein zweiteiliges Gelenk mit Kugel und Kugelpfanne dargestellt. Die zwei Teile des Gelonkes bastehan aus einem Teil 11, der mit einem etwa U-förmigen Endabschnitt 12 versehen ist, und einem Teil 13. dessen Endstück 14 kugelförmig ausgebildet ist. Die Kugel 14 ist in don U-förmigen Abschnitt 12 eingesetzt, so daß sich ein Gelenk mit Kugel und Kugelpfanne ergibt. Es kann ein Teil des Gelenkse eder es können auch beide Teile aus einem Kunststoff, verstärkt mit Kohlefasern, durch ein Formverfahren hergestellt sein, In den Fig, 2 und 3 ist ein dreiteiliges Gelenk nach Art eines Scharmiers dargestellt. Ea besteht aus awei aneinander angelenkten Teilen 21 und 25 mit in allgemeinen U-förmigen Endabschnitt 22 bzw. 24 und einem zylindrischen Gelenkteil 25. Das Teil 25 ist zwischen den gegenüberliegenden Seitenwänden 26 und 27 des U-förmigen Abschnittes 22 des Teiles 21 eingesteckt bzw. verdtibelt und in den U-förmigen Abschnitt 24 des Teiles 23 eingepaßt. Das Teil 23 ist somit um das Gelenkteil 25 drehbar. Es können ein, zwei oder alle drei Teile des Gelenkes aus mit Kohlefasern verstärktem Kunst stoff bestehen0

Claims (7)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Künstliches Glied für den menschlichen Körper, beispielsweise in der Form von Gliedmaßen, als Gelenk oder dergleichen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß es aus geformten, mit Kohlefasern verstärktem Kunststoff besteht.
2. 2. Künstliches Glied nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das geformte Glied eine einbeitliche Forsung hat.
3. 3. Künstliches Glied bach Anspruch 1, d a d u c h g e k a n n z e i c h n e t , daß es als zweiteiligea Gelenk mit Kugel und Kugelpfanne ausgehitdet ist, wobei wenigetens ein Teil aus diesem geformten verstärten Kunstatoff besteht.
4. 4. Hüastliches Glied nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n g e i c h n e t , daß es als dreiteiliges Geienk nach Art eines Scharaiers ausgebildet ist, wobei wenigstens ein Teil aus diesem geformten verstärkten Kunstatoff besteht.
5. 5. Küastlichen Glied nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k a n n a e i c h n e t , daß es eine feformte Baha aus Kettenware bestchend aus Kohlefaneri, enthält, die mit Kunststaff überzogen ist.
6. 6. Küastliches Glied nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k a n z e i c h n e t , daß der Kasststoff ein warahärthares Narz ist.
7. 7. Küastliches @@@@@@ der Ansprüche @@@@@ daß dar @@@2 tharmo-@@@@ L e e r s e i t e