Тяговый протез пальца

Тяговый протез пальца предназначен для компенсации утраченных функций конечности и восполнения утраченного внешнего вида руки. Позволяет выполнять повседневные действия для самообслуживания пациента и некоторые виды нетяжелых (посильных) физических работ.
Известно приводное устройство для протеза пальца, по существу, натурального размера, предназначенное для сгибания протеза пальца вокруг стержня относительно крепления, например у человека или искусственного пястного дна. Приводное устройство содержит двигатель, который может быть подключен к источнику энергии, например аккумулятор и трансмиссия, предназначенная для преобразования силы от двигателя в протез пальца для выполнения движения. Двигатель и трансмиссия размещены в протезе пальца так, чтобы изгибающий вал содержался в протезе пальца или в его удлинении на фиксаторе (WO 03/017876 (А1), МПК 7 A61F2/54, 2003 г.).
Недостатком, является то, что в конструкции имеется множество подвижных, хрупких элементов, а также наличие источника питания, двигателя, что негативно сказывается на эксплуатационных параметрах протеза, при этом возникает сложность изготовления.
Известно устройство для запястья предназначено для использования с протезом. Устройство запястья включает базовую пластину, которая сконфигурирована для прикрепления к протезной конечности и скользящей блокирующей пластины, которые подвижно в зацепление с опорной пластиной. Как опорная плита, так и скользящая стопорная пластина имеют отверстия. Также в изобретение включен полуцилиндрический ротатор, который выполнен с возможностью прикрепления к протезу руки. Полуцилиндрический вращатель имеет прорези, выполненные с возможностью приема сдвижной стопорной пластины, и соединен с опорной плитой таким образом, что позволяет скольжения блокирующей пластины для фиксации в пазы (патент US 20040015240 (А1), МПК 7 A61F2/58, 2004).
Недостатком является то, что каждый протез - это индивидуальное устройство, требующее изготовления под определенного индивида и тип его травмы. Данный тип крепления, имеет множество отдельных элементов, пластин, которые сложны в изготовлении, узкая функциональная направленность, так как не учтен детский подростковый возраст.
Известен тяговый протез пальца, содержащий основание, шарнирно установленную на основании первую фалангу пальца и по меньшей мере одну шарнирно установленную на первой фаланге пальца следующую фалангу, а также привод для изменения положения следующей фаланги относительно первой фаланги и первой фаланги относительно основания, предусмотрен по меньшей мере один возвратный элемент для возврата в исходное положение первой фаланги и следующей фаланги (патент RU №2667624, МПК A61F 2/54, A61F 2/58 (2006.01), 2018 г.).
Недостатком является то, что данный протез применяется при полном отсутствии кисти, а не одного или группы пальцев, что не дает возможности применении при сохранении хотя бы одного и более пальцев.
Известен протез пальца руки или ноги, имеющий интракорпоральный имплантат (3) и внешнюю модульную рамку (5, 6, 7, 5') и состоящий из сердечника протеза пальца руки или ноги с некоторым числом модулей или компонентов, каждый из которых выполняет свою собственную функцию, в котором внешняя модульная рамка (5, 6, 7, 5') является сменной и крепится к чрескожному имплантату (4) интракорпорального имплантата (3) для формирования одной модульной рамки (5, 6, 7, 5'), отличающийся тем, что интракорпоральный имплантат (3) соединен с внешней модульной рамкой (5, 6, 7, 5') с помощью соединительного компонента (5) или стыковочного устройства, в котором внешняя модульная рамка (5, 6, 7, 5') имеет, по меньшей мере, один шарнир или гибкое соединительное устройство (9), к которому может быть присоединен удлинитель (5, 7, 5') (патент РФ №2379006, МПК A61F 2/54, A61F 2/60 (2006.01), 2010 г.).
Недостатком данного решения является сложность его установки только посредством хирургического вмешательства.
Известен протез кисти руки, характеризующийся тем, что включает механическую кисть, содержащую ладонь, искусственные пальцы, образованные шарнирно соединенными фалангами с каналами, через которые протянуты тросы, концы которых закреплены на верхних фалангах, и каналами, через которые протянуты резинки, пережатые винтами в каждой фаланге (см. патент РФ №160806, МПК A61F 2/54 (2006.01), 2016 г)
Недостатком данного решения является невозможность использования в случае, когда необходим протез только одного пальца.
Известен тяговый протез пальца, содержащий основание, шарнирно установленную на основании первую фалангу пальца и по меньшей мере одну шарнирно установленную на первой фаланге пальца следующую фалангу, а также привод для изменения положения следующей фаланги относительно первой фаланги и первой фаланги относительно основания, предусмотрен по меньшей мере один возвратный элемент для возврата в исходное положение первой фаланги и следующей фаланги, отличающийся тем, что тяга привода в движение осуществляется за счет троса, закрепленного на конце дистальной фаланги и на запястье, протез пальца выполнен не менее из четырех узлов, причем на конце дистальной фаланги закреплен магнит, при этом основание выполнено в виде приемной гильзы культи, имеет перфорацию, а дистальная фаланга протеза со средней фалангой и средняя часть с проксимальной фиксируется за счет штифтов и стопорных винтов, фиксирующих эластичные элементы и трос, приводящий в движение протез, угол сгибания протеза составляет 90°, с возможностью управления протезом сенсорными панелями устройств.
Причем соединение дистальной фаланги и проксимальной фаланги протеза большого пальца производится посредством по меньшей мере одного упругого удлиненного элемента с утолщением на концах (см. патент RU192034U1, МПК от 14.03.2019). Данное решение принято за прототип.
Недостатком решения является сложность и трудоемкость сборки конструкции.
Техническая проблема, решаемая полезной моделью, состоит в снижении трудоемкости и увеличении скорости сборки конструкции.
Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, заключается в упрощении сборки при сохранении его работоспособности.
Технический результат достигается за счет того, что тяговый протез пальца, содержащий гильзу культи, шарнирно установленную на гильзе культи проксимальную фалангу пальца, среднюю фалангу, шарнирно соединенную с проксимальной и дистальной фалангами, привод в виде лески, закрепленной одним концом на дистальной фаланге, а другим - на тяге, соединенной с фиксирующим элементом, и два возвратных упругих элемента, расположенных между дистальной и средней фалангами и между средней и проксимальной фалангами соответственно, в соответствии с полезной моделью дистальная фаланга выполнена с продольным отверстием и снабжена фиксирующим элементом с сужающимися прорезями, проксимальная фаланга выполнена с коническими отверстиями, шарниры средней фаланги соединены между собой тремя продольными элементами, два из которых, расположенных в верхней части, соединены поперечной планкой, а каждый из возвратных упругих элементов огибает указанную поперечную планку средней фаланги, причем оба конца первого возвратного упругого элемента закреплены в сужающихся прорезях фиксирующего элемента дистальной фаланги посредством узлов, а оба конца второго возвратного упругого элемента посредством узлов закреплены в конусных отверстиях проксимальной фаланги; первый конец лески привода снабжен узлом, с помощью которого закреплен в сужающейся прорези фиксирующего элемента дистальной фаланги.
Выполнение дистальной фаланги с продольным отверстием и снабженной фиксирующим элементом с сужающимися прорезями, а проксимальной фаланги с коническими отверстиями позволяет упростить сборку устройства, обеспечивая простое и эффективное крепление возвратных упругих элементов и лески привода в фалангах протеза.
Выполнение лески привода и возвратных упругих элементов с узлами на концах позволяет фиксировать их в сужающихся прорезях фиксирующего элемента дистальной фаланги, конических отверстиях проксимальной фаланги и отверстии тяги, обеспечивая простое и надежное крепление, что упрощает сборку устройства, позволяя обходиться без штифтов и стопорных винтов, как это выполнено в прототипе.
Выполнение средней фаланги с тремя продольными элементами, соединяющими шарниры средней фаланги, два из которых расположены в верхней части и соединены поперечной планкой, позволяет облегчить и упростить сборку протеза по сравнению с прототипом. Наличие поперечной планки средней фаланги позволяет упростить сборку устройства за счет того, что каждый из возвратных упругих элементов огибает указанную поперечную планку средней фаланги, и при этом оба конца с узлами первого возвратного упругого элемента закреплены в сужающихся прорезях элемента дистальной фаланги, а оба конца с узлами второго возвратного упругого элемента закреплены в конусных отверстиях проксимальной фаланги. Такое решение значительно упрощает сборку устройства, облегчает замену различных узлов протеза в случае возникшей необходимости.
Данные существенные признаки позволяют ускорить процесс сборки и полностью обеспечить производство протеза без применения металлических фиксирующих элементов, что в свою очередь позволяет облегчить конструкцию протеза.
Фиг. 1 - общий вид устройства (взрыв-схема, без лески привода и возвратных упругих элементов);
фиг. 2 - общий вид устройства (взрыв-схема в сборе с леской привода и возвратными упругими элементами);
фиг. 3 - дистальная фаланга;
фиг. 4 - проксимальная фаланга;
фиг. 5 - вид устройства, подготовленного к эксплуатации с фиксирующим элементом (браслетом).
Тяговый протез пальца (см. фиг. 1) содержит гильзу 1 культи. На гильзе 1 культи шарнирно установлена проксимальная 2 фаланга пальца, с которой шарнирно соединен первый конец средней 3 фаланги. Второй конец средней 3 фаланги шарнирно соединен с дистальной 4 фалангой. Дистальная фаланга 4 выполнена с продольным отверстием 5 и снабжена фиксирующим элементом 6 с радиальными сужающимися прорезями 7, выполненными в нем. Шарниры 8, 9 средней 3 фаланги соединены между собой тремя продольными элементами 10, 11, 12. Продольные элементы 11, 12 средней 3 фаланги расположены в верхней ее части (соответственно в верхней части протеза) и соединены поперечной планкой 13 (см. фиг. 1).
Привод протеза выполнен в виде лески 14, которая снабжена узлами, выполняемыми на ее концах 15, 16 (см. фиг. 2). Первый конец 15 лески 14 привода посредством узла, выполненного на этом конце, закреплен в одной из радиальных сужающихся прорезей 7, выполненных в фиксирующем элементе 6 дистальной 4 фаланги. Леска 14 привода далее пропущена через отверстие 5, выполненное в дистальной 4 фаланге, и проходит с нижней стороны средней 3 фаланги. Второй конец 16 лески 14 проходит через коническое отверстие 17, выполненное в проксимальной 2 фаланге (см. фиг. 2), и на выходе закреплен на тяге 18 посредством узла, выполняемого на этом конце лески 14. Тяга 18 вторым концом соединена с фиксирующим элементом 19 (браслетом), предназначенным для установки на запястье ладони (см. фиг. 5). Фиксирующий элемент 19 (браслет) может быть выполнен, например, в виде кожаного ремешка.
Тяговый протез снабжен двумя возвратными упругими элементами 20, 21 (см. фиг. 2). Первый возвратный упругий элемент 20 расположен между дистальной 4 и средней 3 фалангами, проходит через отверстие 5, выполненное в дистальной 4 фаланге, и огибает поперечную планку 13 средней 3 фаланги (см. фиг. 2, 3). Оба конца 22-1, 22-2 первого возвратного упругого элемента 20 посредством узлов, выполняемых на каждом конце 22-1, 22-2, закреплены в соответствующих радиальных сужающихся прорезях 7 фиксирующего элемента 6 дистальной 4 фаланги (см. фиг. 2, 3).
Второй возвратный упругий элемент 21 расположен между средней 3 и проксимальной 2 фалангами, проходит через конические отверстия 23-1, 23-2 проксимальной 2 фаланги и огибает поперечную планку 13 средней 3 фаланги (см. фиг. 2, 4). Концы 24-1, 24-2 второго возвратного упругого элемента 21 посредством узлов, выполняемых на каждом конце 24-1, 24-2, закреплены на выходе конусных отверстий 23-1, 23-2 проксимальной 2 фаланги (см. фиг. 2, 4).
Крепление лески 14 и возвратных упругих элементов 20, 21 посредством узлов в сужающихся прорезях 7 и отверстиях 23-1, 23-2, выполненных в дистальной 4 и проксимальной 2 фалангах позволяет значительно упростить конструкцию протеза. Также такое решение обеспечивает и облегчение протеза.
Устройство протеза пальца позволяет устанавливать, производить замену отдельных элементов и узлов протеза самостоятельно, без обращения к специалистам.
Установка протеза на палец осуществляется путем фиксации культи пальца в гильзе 1 культи за счет естественного трения, образуемого путем плотной подгонки гильзы 1 культи под размеры культи пальца пациента.
Принцип действия тягового протеза основан на работе тяг.
При сгибании культи, зафиксированной в гильзе 1 культи протеза, относительно пястных костей, происходит натяжение лески 14 за счет растяжения тканей, покрывающих кости пястных фаланг и неизменяемой длины самой лески 14 и тяги 18, с которой она соединена, и закрепленной на запястье посредством браслета 19. Леска 14, закрепленная в радиальной сужающейся прорези 7 фиксирующего элемента 5 дистальной 4 фаланги, приводит в движение эту фалангу, вынуждая ее сгибаться. Вследствие чего, начинается движение - сгибание средней 3 фаланги. При расслаблении мышц кисти, происходит возврат протеза в исходное положение за счет возвратных упругих элементов 20, 21, которые за счет упругих свойств стремятся занять свое статичное положение. При изготовлении протеза упругие элементы 20, 21 подбирают таким образом, чтобы они не препятствовали сгибанию фаланг и при этом обеспечивали возврат фаланг в исходное положение при разгибании культи пальца.
Технический результат, достигаемый при использовании всех существенных признаков полезной модели, заключается в упрощении сборки и обслуживания устройства при сохранении работоспособности и облегчении устройства.
Данное решение позволяет ускорить процесс сборки и полностью обеспечить производство протеза без применения металлических фиксирующих элементов, что в свою очередь позволяет облегчить конструкцию протеза.
Все движущиеся элементы тягового протеза (фаланги 2, 3, 4, гильза 1 культи, тяга 18) могут быть выполнены из современных материалов, таких как пластики: PLA, ABS, PET-G (полиамидов) с помощью печати на 3D-принтере. Леска 14 может быть изготовлена из кевларовой или нейлоновой нити. Возвратные упругие элементы 20, 21 могут быть изготовлены из натурального или синтетического каучука с заданной степенью упругости.
Заявленная полезная модель может быть использована не только для взрослых, но и для детей с ампутированным пальцем. Также он подходит пациентам с врожденным недоразвитием пальцев.