[go: up one dir, main page]

TR2023012944A2 - A COMPOSITE MATERIAL SUITABLE FOR USE AS A MODULAR ADAPTER AND JOINT AND A METHOD FOR PRODUCING THIS COMPOSITE MATERIAL - Google Patents

A COMPOSITE MATERIAL SUITABLE FOR USE AS A MODULAR ADAPTER AND JOINT AND A METHOD FOR PRODUCING THIS COMPOSITE MATERIAL Download PDF

Info

Publication number
TR2023012944A2
TR2023012944A2 TR2023/012944 TR2023012944A2 TR 2023012944 A2 TR2023012944 A2 TR 2023012944A2 TR 2023/012944 TR2023/012944 TR 2023/012944 TR 2023012944 A2 TR2023012944 A2 TR 2023012944A2
Authority
TR
Turkey
Prior art keywords
composite material
prosthetic
adapter
components
joint
Prior art date
Application number
TR2023/012944
Other languages
Turkish (tr)
Inventor
Avci Mustafa
Original Assignee
Ni̇sh Teknoloji̇ Tasarim Ve Geli̇şti̇rme Sanayi̇ Ve Ti̇caret Anoni̇m Şi̇rketi̇
Filing date
Publication date
Application filed by Ni̇sh Teknoloji̇ Tasarim Ve Geli̇şti̇rme Sanayi̇ Ve Ti̇caret Anoni̇m Şi̇rketi̇ filed Critical Ni̇sh Teknoloji̇ Tasarim Ve Geli̇şti̇rme Sanayi̇ Ve Ti̇caret Anoni̇m Şi̇rketi̇
Publication of TR2023012944A2 publication Critical patent/TR2023012944A2/en
Priority to PCT/TR2024/051018 priority Critical patent/WO2025080225A1/en

Links

Abstract

Buluş, protez ürünlerde modüler adaptör, ortez parçası ve eklem olarak kullanıma uygun korozyona dayanıklı bir kompozit malzeme ve bu kompozit malzemenin üretim yöntemi ile ilgilidir.The invention relates to a corrosion-resistant composite material suitable for use as modular adapters, orthosis parts and joints in prosthetic products and the production method of this composite material.

Description

TARIFNAME MODÜLER ADAPTÖR VE EKLEM OLARAK KULLANIMA UYGUN BIR KOMPOZIT MALZEME VE BU KOMPOZIT MALZEMENIN ÜRETIMI içiN BIR YÖNTEM TEKNIK ALAN Bulus, protez ürünlerde modüler adaptör, prostetik ve ortotik eklem olarak kullanima uygun korozyona dayanikli bir kompozit malzeme ve bu kompozit malzemenin üretim yöntemi ile ilgilidir. ÖNCEKI TEKNIK Ampütasyon, kol veya bacagin herhangi bir bölümünün, travma veya cerrahi sonrasi kesilerek vücuttan ayrilmasi durumuna denmektedir. Ampütasyon farkli nedenlere bagli olarak ortaya çikmaktadir. Ampütasyon is kazalari, trafik kazalari ve savas yaralanmalari gibi bir travmaya bagli oldugu gibi; kol veya bacaktaki kemik veya yumusak doku tümörü, enfeksiyon, damar hastaligina bagli kanlanma bozuklugu, asiri doku hasari veya islev bozuklugu gibi herhangi bir hastalik nedeniyle de cerrahi tedavi olarak gerçeklesmektedir. Ampütasyon sonrasi uzvun hastada kalan kismina güdük denmektedir. Güdük boyu da ampütasyonun yapildigi seviyeye göre degiskenlik göstermektedir. Ampütasyon seviyesi parmak hizasina yaklastikça güdük boyu uzamaktadir. Majör, alt uzuv ve transfemoral ampütasyon olmak üzere 3 çesit ampütasyon vardir. Majör ampütasyon kolda el seviyesinin yukarisi ve bacakta topuk seviyesinin yukarisinda yapilan ampütasyonlar majör ampütasyon olarak tanimlanmaktadir. Kalça eklemi ve pelvis (legen kemigi) hizasinin altindan itibaren gerçeklestirilen tüm ampütasyonlar alt uzuv ampütasyonudur. Transfemoral ampütasyon bacagin diz ile kalça eklemi arasindaki bir seviyeden kesilmesi ile gerçeklesen ampütasyondur. Protez, dogustan ya da sonradan olan herhangi bir nedenle bir uzvun tam veya kismi kaybinda, o uzvun fonksiyonlarini yerine getirmek ve görsel olarak vücut bütünlügünü saglamak üzere hazirlanan parmak, el, kol, bacak seklindeki disaridan uygulanan takma uzuvlardir. Ayrica, eklemlerde içten uygulanan protezler de mevcuttur. Yaralanmalar, tümör cerrahileri, kangren, iltihap ve benzeri organ hasarlari sonucu vücudun geri kalaninin sagligini korumak amaciyla hasar gören organ çikartilmaktadir. Bu organin fonksiyonunu ve seklini taklit eden protezler bu organdan geriye kalan vücut bosluguna yardimci materyaller kullanilarak takilmaktadir. Soket protezi güdüge baglayan, yani güdügün içine girdigi en temel ve önemli protez malzemesidir. Soket güdügün sekline, kisinin sinir yapisina ve cilt yapisina göre özel olarak tasarlanmakta ve üretilmektedir. Genelde güdük için kisiye özel bir soket imal edilmektedir. Bu soketler polyester, epoksi, polietilen, polipropilen ve benzeri malzemelerden üretilmektedir. Karbon, kevlar, cam elyafi gibi güçlendiriciler kullanilmaktadir. Adaptörler, uzuvlarin baglanti noktalarinda bulunan aksamlari tarif etmektedir. Uzva göre degiskenlik göstermektedir. Protez adaptörü her zaman dogrudan protez yuvasinin altina sabitlenmektedir. Siklikla, uygulayici protez uzvuna bir pylon ve çesitli adaptör bilesenleri yerlestirilmektedir. Özellikle uyluk protezleri yapilirken, protez diz eklemini ek adaptörler kullanmadan, protez diz ekleminin pivot noktasinin hizasinda olacak sekilde takabilmek için bazen adaptör baglanti noktasini soketin distaline hareket ettirilmektedir. Soket protezin diger yapi parçalari ile birlestirilebilmesi için farkli sekillerde imal edilmis soket adaptörü ile birlesiktir. Soket adaptörü ile süspansiyonu saglamak amaci ile kullanilan kilit mekanizmalari, graviteye göre uyarlama yapmak ve/ veya uzunlugu ayarlamak amaci ile kullanilan adaptörler protezde olmaktadir. Kalça seviyesinde bir ampütasyon ise kalça eklemi hareketini saglayacak, mekanik, pnomatik, hidrolik ve benzeri eklem yer almaktadir. Bu adaptörlerin altina mekanik, pnomatik, hidrolik, mikroislemci kontrollü diz eklemleri takilmaktadir. Eklemler dogrudan adaptörlü tüpe takilabilecegi gibi eklem ve adaptörlü tüpü birlestirmek için tüp adaptörü kullanilmaktadir. Tüp adaptörünün ayak bilegi hizasina bilek adaptörü ve bilek adaptörünün altinada protez ayak takilmaktadir. Bu adaptör baglantilar ters piramit sekline benzer sekilde ve bu piramidi stabil tutmak ve 4 yönlü açilayarak konumlamak amaci ile 4 vida ile sikistirilacak dizaynda yer almaktadir. Önceki teknikte adaptörler; alüminyum, paslanmaz çelik, titanyum materyallerden, bu materyallerin türleri ve kombinasyonlarindan talasli imalat ile üretilmektedir. Bu imalat sürecinde birçok islem prosesi bulunmaktadir. Hammadde kütlesi ve / veya hassas döküm teknigi ile olusturulan metal kütlesi tornalama, frezeleme ve benzeri metal isleme yöntemleri ile nihai sekle kavusmaktadir. Sekil almis olan metaller yüzey temizleme, parlatma, boyama ve/veya isil isleme tabii tutulmaktadir. Konvansiyonel yöntemler kullanilarak üretilen protez bilesenlerinin imalat süreci oldukça uzun olmaktadir. Konvansiyonel üretim prosesi metallerin fire miktarini ile üretimde kullanilan enerji sarfiyatini arttirmaktadir. Protez bilesenleri üretmek için kullanilan alüminyum, paslanmaz çelik, titanyum materyaller nihai üründe agirlik olusturmaktadir. Bu metallerin kombinasyonlari, protez bilesenlerinin üretiminde agirlik, mekanik özellikler, üretim süresi ve enerji sarfiyati gibi faktörlere göre tercih edilmektedir. Tercih edilen materyal, kirilganlik, süneklik, elastiklik, yorulma, sertlik, islenebilirlik, plastiklik, esneklik, bükülmezlik, tokluk ve akma dayanimi gibi mekanik özelliklere uygun olmalidir. Protez ve ortez bilesenlerinin agirliklari ve özgül agirliklari, kullanicilar için rahat kullanim ve uzun ömür saglamasi açisindan önemlidir. Büyüme ve gelisme dönemindeki protez kullanicilarinda protez ve ortezinin tamaminin veya bilesenlerinin büyümeye bagli olarak degistirilmesi gerekmektedir. Bu durumda uygulayicinin uzvun ana bilesenlerini degistirmesi hatta kisinin boyu ve kilosu degistikçe tamamen yeni bir protez uzva veya yardimci ihtiyaç duyulmaktadir. Ana protez bilesenlerinin degistirilmesi hem malzeme hem de uygulayicinin zamani açisindan pahalidir ve ayni zamanda elverissizdir. US5545230 numarali basvuru, prostetik cihazlarla ve özellikle, bir Symes ampütesi için özellikle avantajli olan cihaz ve metotla, prostetik cihazlarin monte edilmesini kolaylastirmak için gelistirilmis bir adaptör ve yöntemle ilgilidir. SE542686 numarali basvuru, bir bacak, ayak veya kol gibi bir protez uzuv cihazini baglamak için kullanilacak bir prostetik kilifin bir soket elemanina takilacak sekilde konfigüre edilmis bir protetik adaptör modülü ile ilgilidir. Sonuç olarak, yukarida bahsedilen teknik problemlerin giderilmesi için yeniliklerin yapilmasi zorunluluk haline gelmistir. BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Bulus, protez ürünlerde modüler adaptör, prostetik ve ortotik eklem olarak kullanima uygun bir kompozit malzeme ile ilgilidir. Önceki teknikte kullanilan alüminyum, titanyum, çelik gibi metallerin özgül agirliklari birbirinden farkli olup agir ve paslanmaya karsi dayanikli olmamalarindan dolayi daha hafif ve korozyona dayanikli bir malzeme ihtiyaci duyulmaktadir. Mevcut bulusun amaci, özgül agirligi alüminyum, çelik ve titanyumdan daha düsük dolayisiyla daha hafif bir kompozit malzeme ortaya koymaktir. Mevcut bulusun bir diger amaci, korozyona dayanikli bir kompozit malzeme ortaya koymaktir. Bulus, protez ürünlerde modüler adaptör olarak kullanima uygun bir kompozit malzeme üretimi için bir yöntem ile ilgilidir. Mevcut bulusun bir diger amaci, plastik enjeksiyon kaliplama ile bir kompozit malzeme ortaya koymaktir. SEKILLERIN KISA AÇIKLAMASI Mevcut bulusa konu adaptör düzenegi Sekil 1'de gösterilmektedir. BU LUSUN DETAYLI AÇIKLAMASI Bu detayli açiklamada bulus, protez ürünlerde modüler adaptör, prostetik ve ortotik eklem olarak kullanima uygun hafif ve korozyona dayanikli kompozit malzeme ve bu kompozit malzemenin üretimi için bir yöntem ile ilgili olup sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak örneklerle açiklanmaktadir. Mevcut bulus sahipleri ilgili teknik alan için teknik çözüm ve avantajlar sunan hafif ve korozyona dayanikli, protez ürünlerde modüler adaptör, prostetik ve ortotik eklem olarak kullanima uygun kompozit malzeme ortaya koymaktadir. Mevcut teknikteki adaptör düzenegi Sekil 1'de gösterilmektedir. Mevcut teknikte kullanilan alüminyum her ne kadar hafif ve paslanmaya karsi dayanikli olsa da yüke dayanimi daha azdir, titanyum sert ve pahali bir metal olup sekillendirilmesi zordur, çelik ise özgül agirligi fazla olmasindan dolayi agirligi arttirmasi ile kullanimi tercih edilmemis olup mevcut bulus konusunun hedefi bu metallerin yerine bir kompozit malzeme ortaya koymaktir. "Modüler adaptör", protez ürünlerde baglanti aksamlari olarak anilmaktadir. Adaptörler, uzuvlarin baglanti noktalarinda bulunan aksamlar olarak yer almaktadir. Uzva göre degiskenlik göstermektedir. Protez adaptörü her zaman dogrudan protez yuvasinin altina sabitlenmektedir. Siklikla, uygulayici protez uzvuna bir pylon ve çesitli adaptör bilesenleri yerlestirilmektedir. Mevcut bulus, konusu protez ürünlerde modüler adaptör, prostetik ve ortotik eklem olarak kullanima uygun kompozit malzeme ile ilgilidir. Bulusta elde edilen kompozit malzeme modüler adaptör ve prostetik ve ortotik eklem eldesinde hammadde olarak kullanilmaktadir. Kompozit malzemeden elde edilen modüler adaptörler vasitasiyla istenilen uzunluk ve oryantasyona sahip prostetik uzuvlar degistirilebilir ve/veya ayarlanabilir sekilde birbirine baglanmaktadir. Bulusa konu kompozit malzeme, bünyesinde en az bir matris ve en az bir takviye bileseni içermektedir. Kompozit malzeme bünyesinde yer alan matris bilesenleri nihai ürünün mekanik özellikleri gibi kalici form özelliklerini saglarken; takviye edici bilesenler, matris bilesenlerinin özelliklerine ilave özellikler saglamak üzere yer almaktadir. Mevcut bulusa konu kompozit malzeme bünyesinde plastik malzemeler yer almaktadir. Mevcut bulus bünyesinde plastik malzemeler olarak adlandirilan matris bilesenlerine karbon fiber ve/veya cam elyafi ve/veya grafen ve/veya grafit katkili PTFE takviye edilerek kirilganlik, süneklik, elastiklik, yorulma, sertlik, islenebilirlik, plastiklik, esneklik, bükülmezlik, tokluk ve akma dayan imina sahip olmaktadir. Mevcut bulus konu kompozit malzeme bünyesinde matris bilesenleri olarak akrilonitril bütadiyen stiren (ABS), sivi kristal polimerler (LCP), polibütilen tereftalat (PBT), polimetil metakrilat (PMMA), Politetrafloroetilen (PTFE), poliamid (PA), poliarilsülfon (PSU/P/PPSU), polikarbonat (PC), poliimid (Pl), polioksimetilen (POM), poliftalamid (PPA), polifenilen sülfür (PPS), poliviniliden florür (PVDF), termoplastik polyester elastomer (TPE-E), ultra yüksek moleküler agirlikli polietilen (UHMWPE) grubundan seçilen en az birini içermektedir. Söz konusu bilesenler, korozyona dayanikli bilesenler olup; nihai ürünün korozyona dayanikli ve hafif olmasini saglamaktadir. Bu bilesenlere karbon fiber ve/veya cam elyafi ve/veya grafen ve/veya grafit katkili PTFE takviye edilerek istenilen kirilganlik, süneklik, elastiklik, yorulma, sertlik, islenebilirlik, plastiklik, esneklik, bükülmezlik, tokluk ve akma dayanimina sahip malzeme üretilmektedir. Mevcut bulusta tercih edilen bir yapilanmasinda matris bileseni polifenilen sülfür (PPS) bilesenidir. PPS mekanik dayanimini diger klasik termoplastiklere göre daha dayanikli, neme karsi dirençli ve daha rijit bir yapidadir. Tercih edilen bir uygulamada mevcut bulusa konu kompozit malzeme bünyesinde matris bilesenini agirlikça %1 ila %95 araliginda bir degerde içermektedir. Mevcut bulus kompozit malzeme ile ilgili olup, bünyesinde takviye edici bilesenler yer almaktadir. Bu takviye edici bilesenler karbon fiber ve/veya cam fiber ve/veya grafen ve/veya grafit katkili termoplastik malzemelerden en az birini içermektedir. Söz konusu bilesenler hafif ve korozyona dayanikli olmasindan dolayi kompozit malzemede hafif ve korozyona dayaniklidir. Tercih edilen bir uygulamada mevcut bulusa konu kompozit malzeme bünyesinde takviye/dolgu edici bilesenini agirlikça %1 ila %80 araliginda bir degerde içermektedir. Mevcut bulusun en tercih edilen bir yapilanmasinda kompozit malzeme bünyesinde karbon takviyeli PPS (Polifenilen Sülfür) ve/veya Politetrafloroetilen (PTFE) en az az birini içermektedir. Mevcut bulusta kompozit malzeme, bünyesinde en az bir matris bileseni ve en az bir takviye bileseni içermesinin yani sira en az bir dolgu maddesi içermektedir. Söz konusu dolgu maddesinin sayisi birden fazla olabilmektedir. Burada dolgu maddesi, nihai ürün için sekillendirilmeden önce yapismanin önlenmesi, yumusaklik ve esnekliginin arttirilmasi, renklendirmenin gerçeklestirilmesi, sicaklik ve mekanik etkilere karsi mukavemet degerlerinin yükseltilmesini, dis etkilere karsi solma ve kirilganlik göstermelerinin engellenmesi ve maliyetlerinin düsürülmesi amaciyla eklenebilmektedir. Mevcut bulusun tercih edilen bir yapilanmasinda takviye bileseni olarak güçlendirme amaciyla karbon, korozyon direnci için ise teflon kullanilmaktadir. Mevcut bulusta sekillendirmeye girecek kompozit malzeme toz, parça, granül veya tablet halinde olabilir. Mevcut bulusta sekillendirme yöntemlerini termoplastikler için uygulanan enjeksiyon ve ekstrüksiyon metotlari olarak uygulanmaktadir. Üretim metodu isitilarak kaliba gönderilen plastik burada basinçla sekillendirilip protez bileseni haline getirilmektedir. Mevcut bulusa konu modüler adaptörler, plastik enjeksiyon yöntemi ile elde edilmektedir. Enjeksiyon kaliplama, plastik, metal veya baska bir malzemenin eritilip bir kalip içine enjekte edilerek istenilen sekli almasini saglayan bir üretim islemidir. Mevcut bulusa konu enjeksiyon kaliplama isleminde kullanilan PPS bileseninin erime sicakliginin 275°C ila 292°C ve PTFE bileseninin erime araliklarinda eritilerek içerisine 320°C ila 350°C sicaklik deger araliginda eritilen PTFE eklenmektedir. Ayni zamanda mevcut bulusa konu enjeksiyon kaliplama islemi 17 ila 25 saniye süre arasinda bir degerdedir. Bulusun koruma kapsami ekte verilen istemlerde belirtilmis olup kesinlikle bu detayli anlatimda örnekleme amaciyla anlatilanlarla sinirli tutulamaz. Zira teknikte uzman bir kisinin, bulusun ana temasindan ayrilmadan yukarida anlatilanlar isiginda benzer yapilanmalar ortaya koyabilecegi açiktir. TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TRDESCRIPTION A COMPOSITE MATERIAL SUITABLE FOR USE AS A MODULE ADAPTER AND JOINT AND A METHOD FOR PRODUCTION OF THIS COMPOSITE MATERIAL TECHNICAL FIELD The invention relates to a corrosion resistant composite material suitable for use as a modular adapter, prosthetic and orthotic joint in prosthetic products, and a method for production of this composite material. PRIOR ART Amputation is the separation of any part of the arm or leg from the body by cutting after trauma or surgery. Amputation occurs due to different reasons. Amputation may occur due to trauma such as work accidents, traffic accidents and war injuries; It can also be performed as a surgical treatment for any condition, such as a bone or soft tissue tumor in the arm or leg, infection, blood supply disorders due to vascular disease, excessive tissue damage, or dysfunction. The remaining portion of the limb after amputation is called the stump. The stump length varies depending on the level of the amputation. As the amputation level approaches finger level, the stump length increases. There are three types of amputations: major, lower limb, and transfemoral. Major amputations are defined as amputations performed above the hand level on the arm and above the heel level on the leg. All amputations performed below the level of the hip joint and pelvis (pelvic bone) are lower limb amputations. A transfemoral amputation is an amputation that involves amputating the leg at a level between the knee and hip joint. A prosthesis is an externally applied artificial limb (finger, hand, arm, or leg) designed to replace the functions of a limb and provide visual bodily integrity in cases of congenital or acquired limb loss. Prosthetics are also available that are applied internally to joints. Injuries, tumor surgeries, gangrene, inflammation, and similar organ damage are removed to protect the health of the rest of the body. Prosthetics that mimic the function and shape of that organ are inserted into the remaining body space using auxiliary materials. The socket is the most fundamental and important prosthetic component that connects the prosthesis to the stump, meaning it fits into the stump. The socket is specifically designed and manufactured according to the shape of the residual limb, the individual's nerve structure, and skin type. A custom socket is generally manufactured for the residual limb. These sockets are made of polyester, epoxy, polyethylene, polypropylene, and similar materials. Reinforcements such as carbon, Kevlar, and fiberglass are used. Adapters describe the components located at the attachment points of limbs. They vary depending on the limb. The prosthetic adapter is always fixed directly under the prosthetic socket. Frequently, a pylon and various adapter components are placed on the recipient's prosthetic limb. Especially when performing femoral prosthetics, the adapter attachment point is sometimes moved distally within the socket to allow the prosthetic knee joint to be positioned at the level of the pivot point of the prosthetic knee joint without the use of additional adapters. The socket is connected to a socket adapter, manufactured in various shapes, to allow the prosthesis to be integrated with other structural components. The socket adapter and locking mechanisms used for suspension, as well as adapters used for gravity adaptation and/or length adjustment, are included in the prosthesis. In the case of a hip-level amputation, mechanical, pneumatic, hydraulic, and similar joints are used to provide hip joint movement. Beneath these adapters are mechanical, pneumatic, hydraulic, and microprocessor-controlled knee joints. The joints can be directly attached to the adapter tube, or a tube adapter is used to connect the joint and the adapter tube. The ankle adapter is attached to the tube adapter at ankle level, and the prosthetic foot is attached beneath the ankle adapter. These adapter connections are designed to be tightened with four screws to stabilize the pyramid and position it in four-way angulation. In prior art, adapters are manufactured using machining methods from aluminum, stainless steel, and titanium, as well as types and combinations of these materials. This manufacturing process involves numerous processing processes. The raw material mass and/or the metal mass formed by investment casting are then shaped into their final shape through turning, milling, and similar metalworking methods. The formed metals are then subjected to surface cleaning, polishing, painting, and/or heat treatment. The manufacturing process for prosthetic components produced using conventional methods is quite lengthy. Conventional manufacturing processes increase metal waste and energy consumption during production. The aluminum, stainless steel, and titanium materials used to produce prosthetic components contribute to the weight of the final product. Combinations of these metals are chosen in the production of prosthetic components based on factors such as weight, mechanical properties, production time, and energy consumption. The chosen material should meet mechanical properties such as brittleness, ductility, elasticity, fatigue, hardness, machinability, plasticity, flexibility, rigidity, toughness, and yield strength. The weight and specific gravity of prosthetic and orthotic components are important for ensuring comfortable use and longevity for users. Prosthetic users undergoing growth and development often require replacement of all or part of the prosthesis or orthosis as the limb grows. In this case, the practitioner may need to replace the limb's main components, or even a completely new prosthetic limb or accessory as the individual's height and weight change. Replacing major prosthetic components is expensive, both in terms of materials and operator time, and is also inconvenient. Application US5545230 relates to prosthetic devices, and in particular, to an adapter and method developed to facilitate the assembly of prosthetic devices, with the device and method being particularly advantageous for a Symes amputee. Application SE542686 relates to a prosthetic adapter module configured to be inserted into a socket element of a prosthetic sheath to be used to connect a prosthetic limb device such as a leg, foot, or arm. Consequently, innovations have become necessary to overcome the aforementioned technical problems. BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention relates to a composite material suitable for use as a modular adapter, prosthetic, and orthotic joint in prosthetic products. Metals such as aluminum, titanium, and steel used in the prior art have different specific gravities and are heavy and not resistant to corrosion, thus requiring a lighter and corrosion-resistant material. The purpose of the present invention is to provide a composite material with a lower specific gravity than aluminum, steel, and titanium, and therefore lighter. Another purpose of the present invention is to provide a corrosion-resistant composite material. The invention relates to a method for producing a composite material suitable for use as a modular adapter in prosthetic products. Another purpose of the present invention is to provide a composite material by plastic injection molding. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The adapter assembly of the present invention is shown in Figure 1. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In this detailed description, the invention relates to a lightweight, corrosion-resistant composite material suitable for use as a modular adapter, prosthetic, and orthotic joint in prosthetic products, and a method for producing this composite material. The invention is explained using examples that will not create any limiting effects for a better understanding of the subject matter. The present inventors have provided a lightweight, corrosion-resistant composite material suitable for use as a modular adapter, prosthetic, and orthotic joint in prosthetic products, providing technical solutions and advantages for the relevant technical field. The adapter arrangement in the present art is shown in Figure 1. Although aluminum, used in current technology, is lightweight and resistant to corrosion, it has less load resistance. Titanium is a hard and expensive metal that is difficult to shape. Steel, due to its high specific gravity, is not preferred because it increases weight. The aim of the present invention is to develop a composite material to replace these metals. "Modular adapters" are referred to as connection components in prosthetic products. Adapters are components located at the connection points of limbs. They vary depending on the limb. The prosthetic adapter is always fixed directly under the prosthetic socket. Frequently, a pylon and various adapter components are placed on the implementing prosthetic limb. The present invention relates to composite materials suitable for use as modular adapters, prosthetic, and orthotic joints in prosthetic products. The composite material obtained in the invention is used as a raw material in the production of modular adapters and prosthetic and orthotic joints. Prosthetic limbs of the desired length and orientation are interconnected in an interchangeable and/or adjustable manner using modular adapters made of composite material. The composite material of the invention comprises at least one matrix and at least one reinforcement component. The matrix components within the composite material provide permanent form properties, such as the mechanical properties of the final product, while the reinforcement components provide additional properties to the matrix components. The composite material of the present invention comprises plastic materials. Within the scope of the present invention, the matrix components called plastic materials are reinforced with carbon fiber and/or glass fiber and/or graphene and/or graphite-added PTFE, and thus they have brittleness, ductility, elasticity, fatigue, hardness, machinability, plasticity, flexibility, rigidity, toughness and yield strength. The present invention comprises at least one of the following matrix components within the composite material: acrylonitrile butadiene styrene (ABS), liquid crystal polymers (LCP), polybutylene terephthalate (PBT), polymethyl methacrylate (PMMA), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyamide (PA), polyarylsulfone (PSU/P/PPSU), polycarbonate (PC), polyimide (PI), polyoxymethylene (POM), polyphthalamide (PPA), polyphenylene sulfide (PPS), polyvinylidene fluoride (PVDF), thermoplastic polyester elastomer (TPE-E), ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE). These components are corrosion resistant and ensure that the final product is corrosion resistant and lightweight. By reinforcing these components with carbon fiber and/or glass fiber and/or graphene and/or graphite-added PTFE, materials with the desired brittleness, ductility, elasticity, fatigue, hardness, machinability, plasticity, flexibility, rigidity, toughness, and yield strength are produced. In a preferred embodiment of the present invention, the matrix component is polyphenylene sulfide (PPS). PPS has a more durable, moisture-resistant, and rigid structure in mechanical strength than other conventional thermoplastics. In a preferred embodiment, the composite material of the present invention contains the matrix component in a value between 1% and 95% by weight. The present invention relates to composite materials and includes reinforcing components. These reinforcing components include at least one of the thermoplastic materials containing carbon fiber and/or glass fiber and/or graphene and/or graphite. Because these components are lightweight and corrosion resistant, the composite material is also lightweight and corrosion resistant. In a preferred embodiment, the composite material of the present invention contains a reinforcing/filler component in a value between 1% and 80% by weight. In a most preferred embodiment of the present invention, the composite material contains at least one of carbon-reinforced PPS (Polyphenylene Sulfide) and/or Polytetrafluoroethylene (PTFE). In the present invention, the composite material includes at least one matrix component and at least one reinforcing component, as well as at least one filler. The number of fillers may be more than one. Here, filler can be added before the final product is shaped to prevent adhesion, increase softness and flexibility, provide coloration, increase resistance to temperature and mechanical effects, prevent fading and brittleness against external influences, and reduce costs. In a preferred embodiment of the present invention, carbon is used as reinforcement for reinforcement and Teflon for corrosion resistance. The composite material to be shaped in the present invention can be in powder, particle, granular, or tablet form. The present invention utilizes the same shaping methods as injection and extrusion methods used for thermoplastics. The production method involves heating the plastic, which is then pressurized into a mold and molded into a prosthetic component. The modular adapters of the present invention are produced using plastic injection molding. Injection molding is a manufacturing process that involves melting plastic, metal, or another material and injecting it into a mold to obtain the desired shape. In the injection molding process of the present invention, the PPS component is melted at a melting temperature of 275°C to 292°C, and the PTFE component is melted at a melting temperature of 320°C to 350°C. PTFE, melted at a temperature of 320°C to 350°C, is added. The injection molding process of the present invention also lasts between 17 and 25 seconds. The scope of protection of the invention is specified in the appended claims and is by no means limited to what is described in this detailed description for illustrative purposes. It is clear that a person skilled in the art could devise similar embodiments in light of the above without departing from the main theme of the invention. TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR

TR2023/012944 2023-10-12 2023-10-12 A COMPOSITE MATERIAL SUITABLE FOR USE AS A MODULAR ADAPTER AND JOINT AND A METHOD FOR PRODUCING THIS COMPOSITE MATERIAL TR2023012944A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/TR2024/051018 WO2025080225A1 (en) 2023-10-12 2024-09-04 A composite material suitable for use as a modular adapter and joint and a method for producing this composite material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TR2023012944A2 true TR2023012944A2 (en) 2024-01-22

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Scholz et al. The use of composite materials in modern orthopaedic medicine and prosthetic devices: A review
Tripathi et al. Artificial Hip Prostheses Design and Its Evaluation by Using Ansys Under Static Loading Condition
Bahraminasab et al. Material tailoring of the femoral component in a total knee replacement to reduce the problem of aseptic loosening
Kumar et al. Potential use of natural fiber-reinforced polymer biocomposites in knee prostheses: A review on fair inclusion in amputees
Bhatt et al. Advances in additive manufacturing processes and their use for the fabrication of lower limb prosthetic devices
Abitha et al. A recent investigation on shape memory alloys and polymers based materials on bio artificial implants-hip and knee joint
Nurhanisah et al. Design of prosthetic leg socket from kenaf fibre based composites
Gashawtena et al. Review on alternate materials for producing low cost lower limb prosthetic socket
De Santis et al. Composite materials for hip joint prostheses
Menagadevi et al. Biomaterials and their applications
Sattar et al. Study and analysis of the mechanical properties and pressure socket for through-knee amputation
TR2023012944A2 (en) A COMPOSITE MATERIAL SUITABLE FOR USE AS A MODULAR ADAPTER AND JOINT AND A METHOD FOR PRODUCING THIS COMPOSITE MATERIAL
WO2025080225A1 (en) A composite material suitable for use as a modular adapter and joint and a method for producing this composite material
Srinivasan et al. Composite blades for lower extremity amputees
Rawat et al. Fiber-reinforced polymer: applications in biomedical engineering
IL271313B2 (en) Polymer sleeve for inhibiting stem wear and improving taper-lock in modular and non-modular orthopedic implants and the fabrication and processing thereof
Mahajan et al. Design and development of prosthetic legs
Elloy et al. The basic requirements and design criteria for total joint prostheses
Coombes et al. Plastic materials for external prostheses and orthoses
Andrysek et al. Influence of prosthetic socket design and fitting on gait
Ma et al. Comparative study on prosthetic socket materials
Kareem From Metals to Composite Materials: A Comprehensive Review of‎ Materials Used in Prosthetic Limb Manufacturing
Lascano et al. Biomedical devices: Materials, fabrication and control
Fletchall et al. Updating upper extremity temporary prosthesis: thermoplastics
Kashyap et al. Biomaterials for Biomedical Devices and Implants