Изобретение относится к области медицины, а именно к протезированию и может быть использовано при восстановлении опорно-двигательной функции инвалида.
В современном модуле протезной стопы, как элемента протезов ног, часто используется каркас стопы из полосовых пружин с использованием карбонового композита пре-прега. В дальнейшем на каркас надевается формообразующий элемент стопы из легкого эластичного пластика. Таким образом протезная стопа приобретает более эстетичный вид и становится более удобной для ношения обуви.
Известны, например, протезы стопы (US9168158), в которых имеются полосовые пружины. Такие конструкции недостаточно удобны в эксплуатации, а при больших динамических нагрузках могут выйти из строя (происходит излом пластин).
Известны конструкции, в которых стопа состоит из послойно размещенных пластинчатых пружинных элементов (RU2775393). Эксплуатационные характеристики этой конструкции лучше по сравнению с вышеописанной конструкцией.
Недостатком известного протеза является сложность его конструкции.
Известна искусственная стопа для протезов нижних конечностей, содержащая опорный элемент в виде профилированной пластины из поочередно размещенных армирующих слоев различной длины из углеткани и стеклоткани (UA87734).
За счет изменения толщины опорного элемента по его длине, которая достигается изменением количества слоев, обеспечивается переменная жесткость по длине протеза, что позволяет повысить его рессорные характеристики.
Недостатком данной конструкции является ее ненадежность, поскольку соединенные между собой слои, образуют монолитный опорный элемент, в котором при высоких динамических нагрузках происходит расслаивание монолита карбоновых слоев или их излом, что делает конструкцию непригодной для дальнейшего использования.
Известен конструктивный прием (RU2125423), используемый при создании протезов нижних конечностей. Пластины образуют опорную стопу в виде пакета пластин, поверхности которых не имеют жесткого соединения между собой по длине стопы, а имеют возможность некоторого сдвига внутри пакета.
Недостатком известного технического решения является сложность конструкции за счет использования дополнительных промежуточных слоев вязкого материала, а также снижение эксплуатационного ресурса протеза, ввиду отсутствия гладкости поверхности контакта внутренней части формообразующего элемента с верхней частью каркаса опорной стопы, имеющей ступенчатую форму, а значит быстрого износа в процессе эксплуатации протеза.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретение, является повышение качества и надежности конструкции, а также ресурса ее работоспособности, при одновременном упрощении технологии ее изготовления.
Указанный технический результат достигается за счет того, что опорная стелька протезной стопы, включает пакет разновеликих пластин, поверхности которых непосредственно соприкасаются между собой и размещены в пакете с возможностью свободного взаимного продольного перемещения (скольжения) при изгибе стельки. Каждая пластина выполнена из набора листов пре-прега с различной направленностью волокон. Верхняя пластина имеет длину, превышающую длину каждой из пластин пакета, составляющих стельку, но не превышающую длину нижней пластины пакета. В области пятки (в пяточной области) все пластины жестко связаны (соединены) между собой воедино.
Верхняя пластина пакета короче нижней пластины не более, чем на 10 мм.
Пластины выполнятся разновеликими по длине. Также могут использоваться пластины различной толщины.
Количество пластин в пакете варьируется от 4 до 7 штук, а количество листов в пластине составляет от 2 до 7 штук.
Отдельные листы пре-прега в каждой пластине имеют разную направленность волокон (например, однонаправленного волокна или волокон, сплетенных под углом 45 градусов), что дает возможность получения нужных упругих свойств стельки. Листы пре-прега соединены между собой посредством связующего на основе эпоксидной смолы.
Предложенная конструкция позволяет не только обеспечить комфорт при использовании протезной стопы, но и сохранить натуральную (естественную походку) пользователю.
Заявленное техническое решение проиллюстрировано графическими материалами.
На Фиг. 1 схематически изображен пакет из разновеликих по длине пластин скрепленных в пяточной области - опорная стелька протезной стопы;
На Фиг. 2 - то же, вид сверху.
Опорная стелька протезной стопы состоит из разновеликих по длине пластин 1-6, собранных (объединенных) в пакет и скрепленных между собой в области пятки (в пяточной области 7). Количество пластин в пакете варьируется от 4 до 7 штук. Длина пластин в пакете изменяется, благодаря чему стелька утоньшается к носочной области и протезная стопа приобретает форму подошвенной части стопы человека. Каждая из пластин 1-6 включает набор листов препрега (стекло/карбон разной направленности волокон). Количество листов в пластине может быть от 2 до 7 штук. Листы в пластине скреплены между собой, например, с помощью связующего, предпочтительно на основе эпоксидной смолы. При этом внешние поверхности самих пластин непосредственно соприкасаются между собой и имеют возможность относительного взаимного свободного перемещения (скольжения), что предотвращает разлом или расслоение стельки при ее деформациях, которые происходят при ходьбе. Самая верхняя пластина 6 опорной стельки закрывает набор пластин 2-5, расположенных внутри стельки и при этом она выполняется короче самой нижней пластины 1 на величину, не превышающую 10 мм, в среднем 5 мм. Это делается для того, чтобы при изгибе стельки, она (верхняя пластина 6) не выдвигалась вперед относительно нижней пластины 1.
Жесткость пластин определяется набором композита, взаимным расположением волокон, количеством листов, составляющих пластину, а также длиной самих пластин. В зависимости от веса пациента, размера стопы и уровня предполагаемой двигательной активности, возможно выполнение пакета пластин с разной упругостью.
Таким образом, изменяя посекционно длину пластин в пакете, а также ее жесткость, можно обеспечить нужный прогиб секций пластин при ходьбе на протезе/ортезе. При прогибе происходит скольжение между слоями (пластинами), что исключает расслоение/разлом пластин в пакете при длительной циклической нагрузке.
Заявленная конструкция позволяет добиться посекционной гибкости различных сегментов опорной пластины, более эластичное сгибание в области от плюсны до дистального мыска стопы и в области от середины свода стопы к дистальному участку.
Предложенная конструкция позволяет выполнять последний (верхний) слой композита тонким и эластичным, практически в размер первого, укрывающим все укороченные промежуточные пластины. Это дает возможность наклеивания на верхний слой, формообразующего элемента стопы из легкого вспененного материала (для использования опорной стельки протезной стопы в обуви), с последующей подгонкой его на шарошке.
В предложенной конструкции опорной стельки протезной стопы есть возможность уменьшения жесткости секции пластины после тестирования готового изделия на пациенте, путем подрезки одной или нескольких секций (пластин) в пакете, вплоть до полного аннулирования одного или более слоев до места склейки (в пяточной области).
Таким образом, предложенная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения и отражающая сочетание определенного выполнения конструктивных элементов (форма, размеры, материалы) в сочетании с определенным их взаимным расположением и возможностью взаимодействия, подобранных экспериментальным путем, обеспечивает достижение указанного технического результата, а именно, позволяет повысить качество и надежность конструкции, а также ресурс ее работоспособности, при одновременном упрощении технологии ее изготовления. При этом исключаются недостатки, присущие известным конструкциям.
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к опорной стельке протезной стопы. Стелька включает пакет разновеликих пластин, поверхности которых непосредственно соприкасаются между собой и размещены в пакете с возможностью свободного взаимного продольного перемещения. Каждая из пластин выполнена в виде набора соединенных между собой посредством связующего листов препрега с разной направленностью волокон, а верхняя пластина имеет длину, превышающую длину каждой из пластин пакета, составляющих стельку, но не превышающую длину нижней пластины пакета. В области пятки все пластины скреплены между собой воедино. Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретение, является повышение качества и надежности конструкции, а также ресурса ее работоспособности, при одновременном упрощении технологии ее изготовления. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
1. Опорная стелька протезной стопы, включающая пакет разновеликих пластин, поверхности которых непосредственно соприкасаются между собой и размещены в пакете с возможностью свободного взаимного продольного перемещения, причем каждая из пластин выполнена в виде набора соединенных между собой посредством связующего листов препрега с разной направленностью волокон, а верхняя пластина имеет длину, превышающую длину каждой из пластин пакета, составляющих стельку, но не превышающую длину нижней пластины пакета, при этом в области пятки все пластины скреплены между собой воедино.
2. Опорная стелька по п. 1, отличающаяся тем, что верхняя пластина пакета короче нижней пластины не более чем на 10 мм.
3. Опорная стелька по п. 1, отличающаяся тем, что количество пластин в пакете составляет от 4 до 7.
4. Опорная стелька по п. 1, отличающаяся тем, что количество листов в пластине составляет от 2 до 7.
5. Опорная стелька по п. 1, отличающаяся тем, что связующим является эпоксидная смола.
6. Опорная стелька по п. 1, отличающаяся тем, что крепление пластин в области пятки является жестким.
US 20120179274 A1, 12.07.2012 | |||
US 9011554 B2, 21.04.2015 | |||
US 8221506 B2, 17.07.2012 | |||
US 8808395 B2, 19.08.2014 | |||
US 5653767 A, 05.08.1997 | |||
ПРОТЕЗ СТОПЫ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ФУНКЦИЕЙ | 2002 |
|
RU2291676C2 |
ПРОТЕЗ СТОПЫ С НАСТРАИВАЕМЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ | 2005 |
|
RU2345737C2 |
Авторы
Даты
2025-04-01—Публикация
2024-02-02—Подача