DE19506912A1

DE19506912A1 - Verfahren zur Herstellung einer Kniegelenkorthese

Info

Publication number: DE19506912A1
Application number: DE1995106912
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl Ing Heckel
Original assignee: Carbontec GmbH Gesellschaft zur Anwendung von Faserverbundwerkstoffen
Current assignee: Carbontec GmbH Gesellschaft zur Anwendung von Faserverbundwerkstoffen
Priority date: 1994-03-04
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 1995-09-07
Anticipated expiration: 2015-03-01
Also published as: DE19506912C2; CH687908A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kniegelenkorthese, die aus einem Ober- und einem Unterschen kelteil besteht, welche mittels Gelenken miteinander verbun den sind, und die individuell nach einem Gipsabdruck herstellbar ist.

Derartige Kniegelenkorthesen sind in den verschiedensten, den jeweiligen Anforderungen entsprechenden Ausführungsformen erhältlich. Am häufigsten sind Hartschalenorthesen verbreitet, bei denen Oberschenkel- und Unterschenkel schalen über mono zentrische oder polyzentrische Gelenke miteinander verbunden sind. Bei einer beispielsweise mit der EP-A-0 567 673 bekannt gewordenen Kniegelenkorthese sind Ober- und Unterschenkelteil mit Bandagen am Ober- bzw. Unterschenkel befestigt und mittels zwei sich seitlich gegenüberliegenden Gelenkschienen gelenkig miteinander verbunden, wobei die Gelenkschienen teleskopartig längenveränderlich ausgebildet sind. Eine Dorsalierung des Unterschenkels über die Rückverlagerung der Gelenkschienen bewirkende Einrichtung besteht aus einem längenveränderlich ausgebildeten Zuggurt, der um die beiden Gelenkschienen herum geführt ist. Um einen besseren Halt und eine bessere Anpassung an die anatomischen Verhältnisse zu erreichen, weist das Oberschenkelteil eine Kondylenbettung auf, die durch einen verformbaren Bereich gebildet wird. Der verformbare Bereich kann aus Silikonmasse bestehen oder mit Gas oder Flüssigkeit gefüllt sein.

Mit derartigen Maßnahmen sollen konfektionierte Hartschalen orthesen verbessert werden, wodurch jedoch nicht unerhebliche Mehrkosten entstehen können. Individuell nach einem Gipsab druck hergestellte Orthesen sitzen und halten besser und sind darum den konfektionierten vorzuziehen. Aus der Zeitschrift "Orthopädie-Technik", 3/92, Seite 228, ist eine aus Carbon faser individuell angefertigte Kniegelenkorthese bekannt. Bei der Herstellung einer solchen Orthese wird ein die anatomische Form des Kniegelenkes darstellender Gipsabdruck unter Einbezug der angepaßten mechanischen Gelenke mit Carbonfasern und Harzen umlaminiert. Nach der Aushärtung wird das Laminat durch Schleifen verputzt. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß keine in Serie gefertigten Teile verwendet werden können, da praktisch jede Orthese in eine andere, individuell ange paßte Form gebracht werden muß. Das bedingt eine relativ lange Herstellungsdauer, die bis zu fünfzehn Stunden betragen kann. Da es sich bei den verwendeten Harzen um duroplastische Harze handelt, ist eine nachträgliche Korrektur der Form bei auftretenden anatomischen Veränderungen nicht mehr möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei welchem vorstehend erwähnte Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Hierbei werden zwei dem Ober- und Unter schenkel zugeordnete Platten aus warmverformbaren Kunststoff auf eine durch einen Gipsabdruck gegebene, in die Platten ebene abgewickelte Form zugeschnitten und auf eine Verfor mungstemperatur erwärmt. Die erwärmten zugeschnittenen Platten werden am Gipsabdruck angeformt und mit Bandagen befestigt, wobei ein Ober- und ein Unterschenkelteil gebil det wird. Am Gipsabdruck werden Gelenkadapter für die Befesti gung von Gelenken angebracht, an welchen Gelenkarme aus warm verformbaren Kunststoff vorgesehen sind, die nach Erwärmung am Ober- und Unterschenkelteil angeformt und durch Bandagen festgelegt werden. Nach dem Erkalten werden die Bandagen ent fernt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, daß die Herstellung einer Kniegelenkorthese beträcht lich vereinfacht wird, da das hergestellte Modell nicht mehr mit Carbonfasern und Harzen umlaminiert werden muß und nach dem Erkalten das zeitraubende Abschleifen entfällt. Die Fertigungs zeit verkürzt sich dadurch auf ca. drei bis vier Stunden. Durch die Anwendung genormter Plattengrößen können Bausätze erstellt werden, die im wesentlichen zwei Platten für Ober- und Unterschenkelteil, zwei Dekorplatten, ein Paar Gelenke und ein Klebemittel aufweisen. Durch eine derartige Rationalisierungs maßnahme können zusätzlich Kosten gespart werden.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Anwendung des vorgeschlagenen Materials, da dadurch bei auftretenden anatomischen Veränderungen eine Neuanpassung von Ober- bzw. Unterschenkelteil an die verän derte Form ermöglicht wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spieles in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der an einem Bein befestigten erfindungsgemäßen Kniegelenkorthese,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Kniegelenkorthese gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht eines Gelenkes der Kniegelenkorthese,

Fig. 4 einen Schnitt des Gelenkes gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3 in größerem Maßstab, und

Fig. 5, 6 und 7 perspektivische Darstellungen einiger Arbeitsgänge des Herstellungsverfahrens der Knie gelenkorthese.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Oberschenkelteil und mit 2 ein Unterschenkelteil bezeichnet, die durch Gelenke 3 miteinander verbunden sind. Die nachstehend anhand der Fig. 3 und 4 näher beschriebenen Gelenke 3 sind beispielsweise polyzentrische Gelen ke, mit welchen die Abrollbewegung eines Kniegelenkes annähernd erreicht werden kann. An den Gelenken 3 sind Gelenkarme 4, 5 vorgesehen, die mit dem Ober- bzw. Unterschenkelteil 1, 2 verbunden sind. Zwecks Verstärkung sind am Ober- und Unterschenkelteil 1, 2 Brückenelemente 6, 7 in Form von Verbindungsstreifen befestigt, die sich zwischen den Enden der Gelenkarme 4, 5 erstrecken, wobei gabelförmig ausgebildete Enden 6.1 des oberen Brückenelementes 6 die Enden der oberen Gelenkarme 4 umfassen. Die Enden 7.1 des unteren Brückenelementes 7 sind abgeschrägt und liegen an den die gleiche Abschrägung aufweisenden Enden der unteren Gelenkarme 5 an. Ober- und Unterschenkelteil 1, 2 sind an der Rückseite des Ober- bzw. Unterschenkels offen, so daß insbesondere der Bereich der Kniekehle freigehalten wird. Wenn wegen anatomischer Gegeben heiten erforderlich, können an den Längsseiten des Ober- und Unterschenkelteiles 1, 2 Ausnehmungen bzw. Einbuchtungen 8, 9 angebracht werden. Das Ober- und Unterschenkelteil 1, 2, die Gelenkarme 4, 5 und die Brückenelemente 6, 7 bestehen aus einem warmverformbaren Kunststoff, insbesondere einem mit der DE-A- 43 16 442 bekanntgewordenen faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff. Dieser Kunststoff kann in Platten bestimmter Größe und Dicke hergestellt werden, die für die Anfertigung von Knie gelenkorthesen besonders geeignet sind. Am Ober- und Unterschen kelteil 1, 2 sind Klettverschlüsse 10 vorgesehen, mit welchen die Kniegelenkorthese an einem Bein befestigt werden kann. Mit 11 ist ein nach einem Bein individuell hergestelltes Modell (in der Praxis meist ein Gipsabdruck; es kann allerdings auch Polyurethan oder Holz als Modellwerkstoff verwendet werden) bezeichnet, mit dessen Hilfe, wie nachstehend näher beschrieben, die Kniegelenk orthese angefertigt wird.

Gemäß Fig. 3 und 4 ist der obere Gelenkarm 4 zwischen zwei erste Zahnsegmentplatten 20 und der untere Gelenkarm 5 zwischen zwei zweite Zahnsegmentplatten 21 angeordnet und mit diesen verbunden, wobei die an den Zahnsegmentplatten 20, 21 vorgesehenen Zahnseg mente 22, 23 miteinander im Eingriff stehen. Die Zahnsegmentplat ten 20, 21 und die Gelenkarme 4, 5 sind drehbar auf Distanzhülsen 24 gelagert, die mit einem einen Flansch 24.1 aufweisenden Ende fest auf einer ersten Lagerplatte 25 sitzen. Die Distanzhülsen 24 weisen Innengewinde für die Aufnahme von Flachkopfschrauben 26 auf, wobei im Flachkopf Bohrungen 27 vorgesehen sind. Mittels der Flachkopfschrauben 26 sind die Distanzhülsen 24 mit einer zweiten Lagerplatte 28 verschraubt, wobei die Distanzhülsen 24 derart bemessen sind, daß genügend Spiel für die Drehbewegung der Gelenkarme 4, 5 vorhanden ist. Der Drehwinkel der Gelenke 3 ist durch die Zahnsegmente 22, 23 begrenzt, wobei die dünnen Linien die bei gebeugtem Knie maximal erreichbare Stellung der Gelenkarme 4, 5 darstellt (Fig. 3).

Bei der Herstellung der Kniegelenkorthese wird wie folgt verfahren:

In einem ersten Verfahrens schritt wird eine dem Oberschenkel und eine dem Unterschenkel zugeordnete Platte P aus vor stehend beschriebenem Material beispielsweise durch Sägen mit einem geeigneten Werkzeug W (Fig. 5) auf eine durch das hergestellte Modell (den Gipsabdruck) 11 gegebene, in die Plattenebene abge wickelte Form zugeschnitten. Sodann werden die zugeschnittenen Platten auf eine Temperatur erwärmt, die eine Verformung ermög licht. Die Erwärmung kann hierbei in einem Umluftofen oder einem Wärmeschrank bei einer Temperatur von annähernd 170° während einer Dauer von ungefähr 20 min. stattfinden. Die erwärmten zugeschnittenen Platten werden danach am hergestellten Modell (Gipsabdruck) 11 angeformt und mit Bandagen befestigt, wobei das Ober- und Unterschenkelteil 1, 2 gebildet wird. Sodann werden am hergestellten Modell (Gipsabdruck) 11 nicht dargestellte Gelenk adapter angebracht, die je zwei Gewindebolzen aufweisen, an welchen die polyzentrischen Gelenke 3 nach Entfernung der Flach kopfschrauben 26 (Fig. 3, 4) befestigt werden. Danach werden mittels eines Föns F mit Spezialdüse die Gelenkarme 4, 5 erwärmt (Fig. 6), am Ober- bzw. Unterschenkelteil 1, 2 angeformt und durch Bandagen festgelegt. Um einen besseren Halt zu erreichen kann das Anformen der Gelenkarme 4, 5 durch örtliches Erwärmen mittels eines Föns mit feiner Düse unterstützt werden. Dann werden die Brückenelemente 6, 7 entsprechend den Abständen zwischen den Enden der oberen bzw. unteren Gelenkarme 4, 5 zugeschnitten, erwärmt, am Ober- bzw. Unterschenkelteil 1, 2 angeformt und festbanda giert. Nach der Aushärtung werden die Bandagen entfernt und nach Abnahme der Orthese vom Gipsabdruck 11 die Klettverschlüsse 10 befestigt.

Um eine schönere Oberfläche der Kniegelenkorthese zu erhalten können zusammen mit den Platten für die Formung des Ober- und Unterschenkelteiles 1, 2 Dekorplatten aus gleichem Material zugeschnitten, erwärmt und unter Abdeckung der Gelenkarme 4, 5 und der Brückenelemente 6, 7 am Ober- bzw. Unterschenkelteil 1, 2 angeformt werden.

Eine weitere Verbesserung kann durch Feinanformung erzielt werden (Fig. 7). Hierbei wird der komplette Orthesenaufbau nach Aushärtung und Entfernung der Bandagen in einem durchsichtigen mit einem Klebemittel abdichtbaren Silikonvakuumbeutel B ver packt und ein Vakuum erzeugt, zu welchem Zweck der Beutel B über einen Schlauch S mit einer Vakuumpumpe verbunden ist. Nach Erwär mung der Orthesenteile mittels eines Föns durch den Beutel B hindurch und der anschließenden Erkaltung kann der Evakuiervor gang beendet und die Orthese aus dem Beutel B herausgenommen werden.

Bei diesem Verfahren kann dem mit der Anfertigung der Kniegelenk orthese betrauten Fachmann ein Bausatz zur Verfügung gestellt werden, der im wesentlichen zwei Platten für Ober- und Unter schenkelteil, zwei Dekorplatten, ein Paar Gelenke, zwei Brücken elemente und ein Klebemittel aufweist, wobei die Größe und Dicke der Platten genormt ist.

Mit dem Klebemittel (Glumet) können die vollständig ausgeformten Teile der Kniegelenkorthese fest miteinander verbunden werden. Ebenfalls können die entsprechend geformten Dekorplatten auf die Ober- und Unterschenkelteile mit solchem Klebemittel dauerhaft verbunden werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Kniegelenkorthese, die aus einem Ober- und einem Unterschenkelteil (1, 2) besteht, welche mittels Gelenken (3) miteinander ver bunden sind und die individuell nach einem Gipsabdruck (11) herstellbar ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte,

a) daß eine dem Oberschenkel und eine dem Unterschen kel zugeordnete Platte (P) aus warmverformbaren Kunst stoff auf eine durch das hergestellte Modell (Gipsabdruck) (11) gegebene, in die Plattenebene abgewickelte Form zugeschnitten wird,
b) daß die zugeschnittenen Platten auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt werden, die eine Verformung ermöglicht,
c) daß die erwärmten zugeschnittenen Platten am hergestell ten Modell (Gipsabdruck) (11) angeformt und mit Bandagen befestigt werden und so ein Ober- und ein Unterschenkel teil (1, 2) gebildet wird,
d) daß Gelenkadapter am hergestellten Modell (Gipsabdruck) (11) angebracht und die Gelenke (3) daran befestigt wer den,
e) daß an den Gelenken (3) vorgesehene Gelenkarme (4, 5) aus warmverformbaren Kunststoff erwärmt und danach am Ober- und Unterschenkelteil (1, 2) angeformt und durch Bandagen festgelegt werden, und
f) daß nach dem Erkalten die Bandagen entfernt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkarme (4, 5) mittels eines Föns erwärmt werden und nach der Anformung durch einen feinen Warmluftstrahl zusätzlich örtlich erwärmt und angeformt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Brückenelemente (6, 7) in Form von Verbindungsstrei fen aus warmverformbaren Kunststoff nach der Erwärmung sich zwischen den Enden der Gelenkarme (4, 5) erstreckend am Ober- und Unterschenkelteil (1, 2) angeformt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß gabelförmig ausgebildete Enden (6.1) eines oberen Brückenelementes (6) beim Anformen die Enden von oberen Gelenkarmen (4) umfassen.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß abgeschrägte Enden (7.1) eines unteren Brückenele mentes (7) beim Anformen an den die gleiche Abschrägung aufweisenden Enden von unteren Gelenkarmen (5) anliegen.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit den Platten für die Formung des Ober- und Unterschenkelteils (1, 2) Dekorplatten aus warm verformbarem Kunststoff auf die gleiche Form zugeschnit ten und nach der Erwärmung am Ober- und Unterschenkelteil (1, 2) unter Abdeckung der Gelenkarme (4, 5) und der Brückenelemente (6, 7) angeformt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der warmverformbare Kunststoff ein faserverstärkter thermoplastischer Kunststoff ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Platten in einem Umluftofen oder Wär meschrank bei einer Temperatur von annähernd 170° während einer Dauer von ungefähr 20 min. stattfindet.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der komplette Orthesenaufbau in einem Silikonvakuum beutel (B) verpackt und unter Erzeugung eines Vakuums bei gleichzeitiger Erwärmung der Orthesenteile eine Feinanfor mung durchgeführt wird.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der warmverformbare Kunststoff ein faserverstärkter thermoplastischer Kunststoff gemäß der DE-Pat. Anmeldung P 43 16 442.0 ist.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Teile des kompletten Orthesenaufbaues nach der entsprechenden Anformung mit Kunststoffklebstoff, insbe sondere Glumet, verbunden werden.