ИСКУССТВЕННАЯ СТОПА Российский патент 2003 года по МПК A61F2/66 

Изобретение относится к области медицинской техники и предназначено для использования в протезах нижних конечностей.

Известно достаточно большое количество бесшарнирных стоп, в которых несущий киль выполнен из древесины (см. пат. ФРГ 3309777, 3535812 и др.). Общим недостатком, свойственным искусственным стопам по вышеперечисленным патентам, является то, что контактирующая с узлом крепления (адаптером) стопы в протез поверхность деревянного киля стопы ничем не защищена от воздействия этого узла, а это, учитывая невысокую контактную прочность древесины, снижает несущую способность киля и всей стопы.

Известна также искусственная бесшарнирная стопа по пат. ФРГ 3644612, A 61 F 2/66, взятая в данном случае за прототип. В этой искусственной стопе, которая содержит деревянный киль с верхней присоединительной поверхностью и приформованную к килю эластичную облицовку, на присоединительной поверхности деревянного киля в области тыльного упора имеется открытое вверх углубление, заполненное литейным термопластом, поверхность которого выполнена заподлицо с остальной частью присоединительной поверхности. Включение в состав стопы подобной вставки позволяет повысить уровень нагрузок, воспринимаемых ядром в зоне расположения вставки, возникающих от воздействия на эту зону, например, присоединительного адаптера стопы в процессе ходьбы (особенно при заднем толчке). Достигается повышение за счет того, что материал вставки (термопласт), обладая определенной пластичностью, распределяет прилагаемое к свободной поверхности вставки усилие на остальные ее поверхности и далее - на контактирующие с заглубленными поверхностями вставки соответствующие поверхности ядра.

Такое конструктивное решение, кроме названного выигрыша, имеет и определенные недостатки:
- во-первых, появление воздействующих на ядро от соответствующих поверхностей вставки распирающих нагрузок, воздействующих в том числе и поперек волокон древесины ядра. Эти нагрузки могут привести в процессе эксплуатации стопы к раскалыванию, а следовательно, потере работоспособности ядра и всей стопы; они особенно опасны для таких распространенных, но чувствительных к распирающим нагрузкам пород древесины, как сосна или береза:
- во-вторых, ограниченные возможности описанной конструкции по обеспечению повышения несущей способности киля в зоне присоединительной поверхности, что связано с нецелесообразностью увеличения размеров вставки, а значит и воспринимаемых ею нагрузок, даже для больших размеров стоп, это определяется тем, что контактирующая с адаптером свободная поверхность вставки не может быть больше прилегающей к ней поверхности адаптера, который из соображений унификации, как правило, используется одного, максимум двух видов для всего спектра размеров стоп соответствующего типа.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что в состав искусственной стопы, содержащей деревянный киль с верхней присоединительной поверхностью и приформованную к килю облицовку стопы, введена пластинчатая накладка из более прочного чем киль материала, закрепленная на присоединительной поверхности киля, при этом на верхней поверхности накладки выполнены пазы под установку узла крепления стопы в протез.

Техническим результатам предложенного решения является:
- во-первых, повышение надежности функционирования деревянного киля искусственной стопы за счет исключения воздействующих на него распирающих нагрузок;
- во-вторых, расширение возможностей изменения (в том числе увеличения) несущей способности деревянного киля стопы за счет подбора толщины и выбора материала накладки, устанавливаемой на его присоединительную поверхность.

На фиг.1 изображен общий вид искусственной стопы.

На фиг.2 - вид по сечению А-А.

Искусственная стопа содержит деревянный киль 1 с верхней присоединительной поверхностью 2 и приформованную к килю облицовку 3 стопы, при этом на присоединительную поверхность киля 1 установлена пластинчатая накладка 4 из более прочного чем киль материала, например из алюминиевого сплава, закрепленная на киле при помощи крепежных элементов 5 и имеющая на своей верхней поверхности пазы 6 под установку соответствующих выступов 7 узла крепления 8 стопы в протез, при этом присоединение узла к стопе производится посредством болта 9.

Функционирование предлагаемой искусственной стопы в составе протеза происходит следующим образом: усилия, возникающие в процессе ходьбы, как при заднем, так и при переднем толчках, через узел крепления 8 передаются на накладку 4, а через нее - на присоединительную поверхность 2 деревянного киля 1 (ядра) и сам киль. В зависимости от уровня передаваемых усилий (в первую очередь массы пациента) и допустимых нагрузок, воспринимаемых деревянным килем, выбираются соответствующие характеристики накладки (ее толщина и площадь), а также материал для ее изготовления (ал. или ст. сплавы), при этом чем выше значение воспринимаемых усилий, тем больше должны быть толщина и площадь накладки (при одном и том же материале), или тем выше удельные жесткостные и изгибные характеристики назначаемого материала накладки.

Таким образом, варьируя геометрическими параметрами накладки и, при необходимости, меняя материал, из которого она изготавливается, можно выбрать накладку, соответствующую требуемому уровню нагружения искусственной стопы.

Крутящие усилия (относительно вертикальной оси стопы) - ротация, возникающие обычно в процессе эксплуатации стопы в протезе, через узел крепления 8, его выступы 7 и соответствующие пазы 6 в накладке 4 передаются на крепежные элементы 3 (например, шурупы) и далее на деревянный киль 1 стопы, в котором крепежные элементы установлены. При этом поскольку уровень этих крутящих усилий значительно ниже усилий, воздействующих на стопу при переднем и, особенно, заднем толчках, то раскалывающие нагрузки на деревянный киль от этих крепежных элементов значительно ниже, чем от вставки, используемой в прототипе.

Для полного исключения таких раскалывающих нагрузок на киль целесообразно накладку 4 на присоединительную поверхность 2 киля 1 устанавливать на клее, в этом случае крутящие усилия передаются на киль за счет сдвиговой работы клеевого шва, что одновременно улучшает условия передачи остальных нагрузок за счет лучшего прилегания накладки 4 к присоединительной поверхности 2 деревянного киля 1. Раскалывающие нагрузки на киль от крепежных элементов при этом не возникают.

Таким образом, введение в состав стопы специальной накладки позволяет повысить надежность работы киля, следовательно и всей стопы, а также уровень воспринимаемых ею нагрузок.

Изобретение относится к области медицинской техники и предназначено для использования в протезах нижних конечностей. Искусственная стопа содержит деревянный киль с верхней присоединительной поверхностью и приформованную к килю облицовку стопы. В состав этой искусственной стопы введена пластинчатая накладка из более прочного чем киль материала, закрепленная на присоединительной поверхности киля, при этом на верхней поверхности накладки выполнены пазы под установку узла крепления стопы в протез. Технический результат заключается в повышении надежности функционирования деревянного киля искусственной стопы за счет исключения воздействующих на него распирающих нагрузок и расширении возможностей изменения несущей способности деревянного киля стопы за счет подбора толщины и выбора материала накладки, устанавливаемой на его присоединительную поверхность. 2 ил.

Искусственная стопа, содержащая киль, приформованную к нему облицовку стопы и установленную на верхней поверхности киля пластинчатую накладку, отличающаяся тем, что пластинчатая накладка выполнена из более прочного материала, чем материал киля, жестко соединена с ним, при этом на верхней поверхности пластинчатой накладки выполнена, по крайней мере, одна продольная канавка под установку узла крепления стопы в протез.