СУПИНАТОР Российский патент 2003 года по МПК A61F5/14 

Область применения
Изобретение относится к медицине, конкретно к ортопедии, и может использоваться для лечения и профилактики плоскостопия.

При реализации человеком способности к передвижению стопа выполняет три основные функции: рессорную, обусловленную способностью к упругому распластыванию, балансировочную, обусловленную ведущим участием в регуляции позы при движении, и толчковую, обусловленную сообщением ускорения общему центру масс. Деформация стоп, возникающая вследствие их перегрузки, приводит к развитию целого ряда заболеваний опорно-двигательного аппарата. К ним относятся в первую очередь заболевания стоп: пяточные шпоры, невромы, мозоли, тендовагиниты, натоптыши, бурситы, искривление пальцев стоп. Вследствие общей скелетно-мышечной деформации к ним присоединяются болезни коленного сустава (деформирующий артроз коленного сустава, воспаление менисков, синовит, разболтанность связок), болезни таза (сакроилеит, коксартроз-артроз тазобедренного сустава), болезни позвоночника (остеохондроз, грыжи дисков, радикулит). В связи с этим большое значение в ортопедии имеют лечение и профилактика плоскостопия, осуществляемые чаще всего с помощью супинаторов (вкладных стелек). По характеру функционирования супинаторы подразделяются на сводоформирующие и сводоподдерживающие. Сводоформирующие супинаторы применяют в детском возрасте, когда процесс формирования стопы поддается коррекции. Сводоподдерживающие супинаторы применяют в более позднем возрасте, когда процесс формирования завершен и возможно лишь предотвращение развития последствий плоскостопия путем компенсации перегрузки отдельных частей стопы. Супинаторами, как правило, приходится пользоваться постоянно, в течение длительного времени, так что большое внимание уделяется обеспечению удобства для пациента. Различают статическую и динамическую функциональную недостаточность стопы. В группе патологии со статической недостаточностью в основном страдают рессорная и балансировочная функции, а в группе с динамической недостаточностью преимущественно страдает толчковая функция. Во всех случаях основными задачами супинатора являются: создание корригирующего воздействия путем перераспределения нагрузки на подошвенной поверхности стопы, удержание стопы в корригированном состоянии, уменьшение энергозатрат на перемещение и стабилизацию общего центра масс.

При конструировании супинаторов большое значение имеет выбор формы изделия и применяемых материалов, обеспечивающих физиологичность, удобство пользования и достаточную прочность в условиях статических и динамических нагрузок.

Уровень техники
Известен целый ряд супинаторов, выпускаемых протезно-ортопедическими предприятиями [1, 2] . Основой их конструкции является закрепленный между слоями эластичного облегающего покрытия опорный элемент в виде вкладыша, рельеф которого выбирается в соответствии с выработанной методикой [3]. Супинатор поддерживает продольные и поперечные своды стопы, в результате чего ослабляются болевые ощущения и уменьшается утомляемость. Известным устройствам присущи недостатки. Опорный элемент выполняют из материала, сохраняющего форму при всех нагрузках, включая статические и динамические. Ввиду жесткости опорного элемента поддерживающий рельеф остается неизменным во всех фазах ходьбы, что не вполне соответствует физиологическим требованиям. Так, если в статической фазе рельеф обеспечивает равномерное распределение нагрузки, то в динамической фазе тот же рельеф создает перегрузки в зоне выпуклости. Более физиологичным был бы опорный элемент, способный деформироваться при динамической нагрузке подобно тому, как деформируются связки здоровой стопы. Известен, например, супинатор [4], содержащий свод, повторяющий анатомическую форму стопы и выполненный из упругопрочного материала. Однако, такой супинатор при известном уровне техники неудобен в пользовании. Неудобство обусловлено тем, что применяемые в ортопедии эластичные материалы по своим деформационным свойствам таковы, что возвращающая сила у них однозначно связана с деформацией. При снятии динамической нагрузки возвращающая сила продолжает действовать, оказывая избыточное давление, неадекватное состоянию опорных отделов стопы. Таким образом, мышцы и связки стопы испытывают дополнительное напряжение, создающее дискомфорт и повышающее утомляемость. Помимо указанного обстоятельства, необходимо отметить, что традиционные эластичные материалы обладают малым сроком службы, разрушаясь под действием многократной деформации. На это указывает, например, применение приформовывающихся по рельефу эластичных стелек в [2], где напрямую используется явление износа и разрушения в наиболее нагружаемых участках.

Заявители считают наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту супинатор, приведенный в [1, рис. 72], и предлагают его в качестве прототипа.

Сущность изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является повышение удобства пользования, обусловленное непрерывной регуляцией нагрузок в статической и динамической фазах, при обеспечении длительного срока службы устройства.

В соответствии с поставленными задачами в известном супинаторе, содержащем опорный элемент, закрепленный между слоями облегающего покрытия, указанный элемент выполнен в виде дугообразно изогнутой в сагиттальной плоскости пластины из никелида титана, проявляющего эффект сверхэластичности, при этом пластина расчленена на продольные фрагменты, концы которых отогнуты в направлении, противоположном направлению изгиба.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Связь заявляемых признаков с возможностью осуществления задач изобретения обусловлена следующим.

Выполнение опорного элемента в виде дугообразно изогнутой в сагиттальной плоскости пластины обеспечивает его соответствие анатомической форме стопы.

Выбор в качестве материала пластины никелида титана, проявляющего эффект сверхэластичности, обеспечивает повышение удобства пользования за счет автоматической регуляции нагрузок в статической и динамической фазах. Как известно [5, с.122-124], эффект сверхэластичности характеризуется тем, что сила сопротивления при деформации изделия значительно превышает возвращающую силу при удержании и при снятии нагрузки. Пусть подбором толщины пластины, из которой изготовлен опорный элемент супинатора, обеспечено необходимое усилие для поддержания свода в статике (типичное значение толщины составляет 0,5 мм для взрослого человека). При динамической нагрузке сила сопротивления материала возрастает и оказывает дополнительное поддерживающее действие, предотвращая растяжение и перенапряжение мышечно-связочного аппарата стопы. По окончании динамической фазы возвращающее усилие уменьшается до исходной величины, соответствующей статической фазе. В процессе ходьбы или бега происходит циклическая саморегуляция нагрузки: сводоподдерживающее действие супинатора увеличивается в моменты увеличения нагрузки и автоматически уменьшается, как только нагрузка начинает уменьшаться. Положительный эффект от авторегуляции наиболее существенен при переходах между фазами, так как указанные переходы, занимая относительно небольшое время, связаны с наибольшим напряжением мышц и связок.

Продольное расчленение пластины на фрагменты обеспечивает увеличение гибкости супинатора и свободу его деформации не только в сагиттальной плоскости согласно общему изгибу, но и в других направлениях. Этим достигается лучшее распределение нагрузок и деформаций по площади опоры.

Отгибание концов фрагментов противоположно общему изгибу обеспечивает свободу скольжения концов по подошвенной поверхности, предотвращает их торможение и прорезывание облегающих слоев и самой подошвы. Величина отгибов определяется в зависимости от радиуса основного изгиба и длины вкладыша. При небольшой кривизне или достаточно малом усилии деформации отгиб может отсутствовать.

Длительность срока службы супинатора обеспечивается выбором материала опорного элемента. В отличие от традиционных материалов сверхэластичный никелид титана при многократных деформациях не утрачивает прочности [5, с.150] . Изделия из сверхэластичного никелида титана выдерживают миллионы циклов деформации, что для умеренной двигательной активности соответствует более чем годичному сроку службы.

Заявляемый супинатор, содержащий закрепленный между слоями облегающего покрытия опорный элемент в виде пластины из никелида титана, проявляющего эффект сверхэластичности, изображен на фиг.1. Цифрами обозначены: 1 - слои облегающего покрытия, 2 - дугообразно изогнутые фрагменты пластины, 3 - отогнутые в обратном направлении концы. В качестве материала облегающего покрытия используется, например, кожа. Для наглядности на фиг.1 часть облегающего покрытия условно удалена. Крепление опорного элемента осуществляется, например, ниточными швами 4. Варианты продольного расчленения пластины приведены на фиг.2.

Действие супинатора основано на различии между силой, требуемой для деформации опорного элемента, и возвращающей силой при удержании его в деформированном состоянии и при снятии нагрузки. За счет различия этих сил сводоподдерживающее действие супинатора автоматически регулируется соответственно чередованию фаз ходьбы: увеличивается в динамической фазе и уменьшается с ее окончанием. Автоматическое регулирование жесткости супинатора уменьшает нагрузку на стопу и повышает удобство для пациента.

Источники информации
1. Конструирование и технология ортопедической обуви. Уч. пособие. Санкт-Петербург, 1996, с.106-112 - прототип.

2. Санкт-Петербургский НИИ протезирования. Отдел ортопедической обуви. / Каталог продукции. - М.: Внешторгиздат, 1992.

3. Инструкция по назначению и изготовлению вкладных стелек и ортопедической обуви при плоскостопии. -М.: ЦНИИ протезирования и протезостроения, 1963, с.12-15.

4. Плоскостопие. Следствия плоскостопия. - Рекламный проспект. Медицинского центра ортопедии "Труфит" Санкт-Петербург. 1999, с.2.

5. Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы / Гюнтер В.Э., Дамбаев Г.Ц., Сысолятин П.Г. и др. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 1998, 487 с.

Изобретение относится к медицине, конкретно к ортопедии, и может использоваться для лечения и профилактики плоскостопия. Супинатор содержит вкладыш, закрепленный между слоями облегающего материала. Вкладыш выполнен в виде изогнутой в сагиттальной плоскости пластины из никелида титана, проявляющего эффект сверхэластичности. Пластина расчленена на продольные фрагменты, концы которых отогнуты в направлении, противоположном направлению изгиба пластины. Технический результат заключается в повышении удобства пользования, обусловленного непрерывной регуляцией нагрузок в статической и динамической фазах при обеспечении длительного срока службы устройства. 2 ил.

Супинатор, содержащий закрепленный между слоями облегающего покрытия опорный элемент, отличающийся тем, что в нем указанный элемент выполнен в виде дугообразно изогнутой в сагиттальной плоскости пластины из никелида титана, проявляющего эффект сверхэластичности, при этом пластина расчленена на продольные фрагменты, концы которых отогнуты в направлении, противоположном направлению изгиба пластины.