(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 190682

RZECZPO SPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 190682 (21) N um er zgłoszenia: 346871 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) D ata zgłoszenia: 24.09.1999 (86) Data i num er zgłoszenia m iędzynarodowego 24.09.1999, PCT/SE99/01680 (87) D ata i num er publikacji zgłoszenia m iędzynarodow ego: 06.04.2000, WO00/18337, PCT Gazette nr 14/00 (51) IntCl7 A61F 5/00 (54) Klamra kolanowa (30) Pierwszeństwo: 25.09.1998,SE,9803257-6 (73) Uprawniony z patentu: CAMP SCANDINAVIA AB, Helsingborg, SE (43) Zgłoszenie ogłoszono: 11.03.2002 BUP 06/02 (72) Twórcy wynalazku: Jan F.A. Smits, Helmond, NL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.12.2005 WUP 12/05 (74) Pełnomocnik: Słomińska-Dziubek Anna, POLSERVICE Sp. z o.o. PL 190682 B1 (57) 1 K lam ra kolanowa z nastaw ianiem strzałkow ym zawierająca mankiet udowy 1 m ankiet goleniowy, połączone ze sobą po jednej stronie klamry kolanowej poprzez część zawiasową, która jest zdolna do dostarczania siły korekcji strzałkowej do korekcji położenia staw u kolanowego w szpotawy lub koślawy poprzez mechanizm przechyłowy, przy czym mechanizm przechyłowy je st ukształtowany przez mankiety udow y i goleniow y będące w styku z odpowiednim elementem pionowym części zawiasowej i z nastawnym kątem pom iędzy mankietami udowym i goleniowym a odpowiednim elementem pionowym części zawiasowej, zn am ien n a tym, ze mechanizm przechyłowy zawiera um ieszczone naprzeciwko siebie w kształt litery V powierzchnie czołowe (4) na m ankietach udowym (1) i goleniowym (2) oraz na elementach pionowych (20) części zawiasowej (3), przy czym mankiety udowy (1) i goleniowy (2) są w liniowym styku (5) z odpowiednim elementem pionowym (20) wzdłuż osi strzałkowej FIG 1

2 190 682 Klamra kolanowa Zastrzeżenia patentowe 1. Klamra kolanowa z nastawianiem strzałkowym zawierająca mankiet udowy i mankiet goleniowy, połączone ze sobą po jednej stronie klamry kolanowej poprzez część zawiasową, która jest zdolna do dostarczania siły korekcji strzałkowej do korekcji położenia stawu kolanowego w szpotawy lub koślawy poprzez mechanizm przechyłowy, przy czym mechanizm przechyłowy jest ukształtowany przez mankiety udowy i goleniowy będące w styku z odpowiednim elementem pionowym części zawiasowej i z nastawnym kątem pomiędzy mankietami udowym i goleniowym a odpowiednim elementem pionowym części zawiasowej, znamienna tym, że mechanizm przechyłowy zawiera umieszczone naprzeciwko siebie w kształt litery V powierzchnie czołowe (4) na mankietach udowym (1) i goleniowym (2) oraz na elementach pionowych (20) części zawiasowej (3), przy czym mankiety udowy (1) i goleniowy (2) są w liniowym styku (5) z odpowiednim elementem pionowym (20) wzdłuż osi strzałkowej. 2. Klamra według zastrz. 1, znamienna tym, że po obu stronach styku (5) jest umieszczona jedna z każdej, co najmniej jednej, pary śrub (6) ustalających kąt pomiędzy mankietem udowym (1) i goleniowym (2) a odpowiednim elementem pionowym (20) części zawiasowej (3). 3. Klamra według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że mankiet udowy (1) stanowi klatkę zawierającą taśmę bliższą (8), taśmę dalszą (9), podporę boczną (10), podporę przyśrodkową (11) i wiązania grzbietowe (12). 4. Klamra według zastrz. 3, znamienna tym, że części taśmy bliższej (8), taśmy dalszej (9) i podpory bocznej (10) mankietu udowego (1) są sztywne. 5. Klamra według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że mankiet goleniowy (2) stanowi klatkę zawierającą taśmę bliższą (13), taśmę dalszą (14), podporę boczną (15), podporę przyśrodkową (16) i wiązania grzbietowe (17). 6. Klamra według zastrz. 5, znamienna tym, że części taśmy bliższej (13), taśmy dalszej (14) i podpory bocznej (15) mankietu goleniowego (2) są sztywne. 7. Klamra według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że co najmniej jeden z mankietów udowego (1) i goleniowego (2) jest wymienny pomiędzy różnymi rozmiarami. 8. Klamra według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że część zawiasowa (3) zawiera przegub o czterech osiach (18). 9. Klamra według zastrz. 8, znamienna tym, że ruch przegubu części zawiasowej (3) jest prowadzony po torze w kształcie litery C, przy czym w położeniu PEŁNY WYPROST oś obrotu przegubu jest usytuowana około 15 cm ponad obszarem płaskim kości piszczelowej, a grzbietowo względem przegubu i, na początku ruchu przegubu, przednia translacja bliższego elementu pionowego (20) wynosi około 11 mm. * * * Przedmiotem wynalazku jest klamra kolanowa, z możliwością nastawiania odległości strzałkowej, to jest klamra lub ortoza zdolna do korekcji stawu kolanowego w szpotawy lub koślawy dla terapii zapalenia kości i stawów. Kolano łączy kość udową z kością piszczelową i jest sterowane przez więzadła i chrząstki. Styk pomiędzy kością udową i piszczelową następuje na chrząstce a na każdej stronie kolana znajdują się tak zwane jamy lub wnęki. Jama przyśrodkowa znajduje się po wewnętrznej stronie kolana, jama boczna znajduje się na zewnątrz kolana. Zdrowy stan kolanowy ma równomierne, przyśrodkowo i bocznie, rozłozenie nacisków. Jednojamowe zapalenie kości i stawów, które może wystąpić w jamie przyśrodkowej lub bocznej, powoduje mechaniczną dysfunkcję kolana i w konsekwencji nierównomierne rozłożenie nacisków w kolanie, co prowadzi do jego nadmiernego zużycia, wewnątrz kolana -

190 682 3 w zapaleniu stawów i kości jamy przyśrodkowej i na zewnątrz kolana - w zapaleniu stawów i kości jamy bocznej. Jednojamowe zapalenie kości i stawów może być spowodowane uszkodzeniem lub starzeniem. Z postępem choroby, jama pomiędzy kością udową a piszczelową zmniejsza się. Problem może narastać do takiego stopnia, że jama ta zostaje wyeliminowana i kość udowa styka się z piszczelową. W tych warunkach może nastąpić erozja kości piszczelowej. W chorobie następuje zmiana normalnego kąta pomiędzy kością udową a piszczelową. Bocznemu naciskowi po uderzeniu piętą często towarzyszy pogłębienie się nieprawidłowego wzajemnego ustawienia kości udowej i piszczelowej. To przyczynia się do naciągnięcia więzadeł po przeciwnej stronie, jak również ma niekorzystne działanie na staw kolanowy, sprzyjając wzmocnieniu erozji kości piszczelowej. Dalszą komplikacją jest to, że w miarę zmniejszania się przestrzeni jamy pogłębia się rozluźnienie obrotowe. Jest to spowodowane rozluźnieniem więzadeł, w miarę zbliżania się do siebie punktów przyczepienia więzadeł w podlegającej degeneracji kości. Znane są różne ortozy stawów kolanowych. Jeden typ klamry kolanowej zawiera dwustronne przymusowe połączenia zawiasowe, to jest boczne i przyśrodkowe mechanizmy zawiasowe, dla zapewnienia mniej więcej naturalnego ruchu stawu kolanowego, jak również zapewniające pożądane wspomaganie uśmierzania bólu i jako przyrząd pomocniczy przy chodzeniu i tak dalej. Jednakże, ze względu na mechanizmy zawiasowe boczne i przyśrodkowy, niemożliwe jest nastawianie takiej ortozy w płaszczyźnie czołowej w położenie szpotawe lub koślawe. Inny typ ortozy stanowi jednostronny przegub kolanowy, to jest mający mechanizm zawiasowy tylko po jednej stronie, którego przykład jest znany z opisu patentowego USA 5 277 698. W tej klamrze kolanowej możliwe jest nastawienie strzałkowe poprzez zastosowanie elementów zawiasowych zawierających elementy zawiasowe okrągłe. Ta klamra kolanowa może wywierać siłę na kolano za pomocą poprzecznego paska ściąganego w poprzek kolana. Klamra kolanowa zawiera również wieloosiowy mechanizm zawiasowy. Inny przykład jednostronnego przegubu kolanowego jest znany z opisu patentowego USA 5 458 565. W tej klamrze kolanowej siłę przywracającą osiąga się dzięki zastosowaniu obrotowego zespołu zawiasowego razem z napompowywaną, zawierającą ciecz, wkładką, umieszczoną pomiędzy zespołem zawiasowym a stawem kolanowym. Siła przywracająca jest nastawiana przez selektywne pompowanie i opróżnianie wkładki. Klamra kolanowa zawiera również wieloosiowy zębaty mechanizm zawiasowy. Problemem w tego rodzaju klamrze kolanowej jest to, że wieloosiowy mechanizm zawiasowy nie zapewnia najlepszego możliwego ruchu stawu kolanowego. Również poprzeczny pasek, jak również zawierająca ciecz wkładka, są niewygodne i trudne do nastawienia na właściwą siłę korekcyjną. Znane klamry kolanowe, generalnie są konstruowane do stabilizacji ruchów w osi czołowej. Ze względu na naturę tych konstrukcji mogą one sterować zginaniem i prostowaniem w określonym zakresie. Jeśli, z jakiegoś powodu, wymagana jest korekcja ustawienia kolana w płaszczyźnie czołowej, potrzebna jest klamra na zamówienie lub klamra o całkowicie różnej konstrukcji. Jeśli, oprócz zginania, potrzebne są nastawienia w osi strzałkowej, dla odciążenia jamy przyśrodkowej lub bocznej, przeguby i rama wymagają różnych funkcji. Przy zmianie elementów pionowych dla przystosowania do koślawości lub szpotawości, stosowanie drugiego przegubu staje się trudne, z powodu wydłużania i skracania elementów pionowych. Poza tymi przyczynami praktycznymi, przegub jednostronny można znacznie łatwiej ustawić w linii, a również jego wygląd może być korzystny. Ponieważ te rodzaje klamer kolanowych są głównie stosowane do wspomagania terapii zapalenia stawów i kości, i dlatego używane do zmniejszania bólu i ochrony stawu kolanowego, to ruch przegubu powinien naśladować ruch naturalny tak dokładnie jak to możliwe, w celu zapobieżenia niepożądanemu tarciu pomiędzy połączonymi przegubowo powierzchniami. Funkcją mankietu udowego i goleniowego jest rozłozenie nacisku i utrzymanie jego właściwego położenia na kończynie. Ze względu na biomechaniczną naturę stawu kolanowego możliwa jest tylko zmiana ustawienia kolana od położenia ZGIĘCIA o 30 do położenia PEŁNEGO WYPROSTU. Na szczęście, pożądane jest również odciążenie w tym zakresie ruchu. Nawet, jeśli zdajemy sobie

4 190 682 sprawę, że nie zostało jeszcze naukowo dowiedzione stosowanie klamer kolanowych dla kolan koślawych lub szpotawych z zapaleniem kości i stawów, w wielu przypadkach możemy zminimalizować ból i utrzymać ruchomość stawu kolanowego w dłuższym okresie czasu. Klamra kolanowa, według wynalazku, z nastawianiem strzałkowym zawiera mankiet udowy i mankiet goleniowy, połączone ze sobą po jednej stronie klamry kolanowej poprzez część zawiasową, która jest zdolna do dostarczania siły korekcji strzałkowej do korekcji położenia stawu kolanowego w szpotawy lub koślawy poprzez mechanizm przechyłowy, przy czym mechanizm przechyłowy jest ukształtowany przez mankiety udowy i goleniowy będące w styku z odpowiednim elementem pionowym części zawiasowej i z nastawnym kątem pomiędzy mankietami udowym i goleniowym a odpowiednim elementem pionowym części zawiasowej, a charakteryzuje się tym, że mechanizm przechyłowy zawiera umieszczone naprzeciwko siebie w kształt litery V powierzchnie czołowe na mankietach udowym i goleniowym oraz na elementach pionowych części zawiasowej, przy czym mankiety udowy i goleniowy są w liniowym styku z odpowiednim elementem pionowym wzdłuż osi strzałkowej. Korzystnie, po obu stronach styku jest umieszczona jedna z każdej, co najmniej jednej, pary śrub ustalających kąt pomiędzy mankietem udowym i goleniowym a odpowiednim elementem pionowym części zawiasowej. Korzystnie, mankiet udowy stanowi klatkę zawierającą taśmę bliższą, taśmę dalszą, podporę boczną, podporę przyśrodkową i wiązania grzbietowe. Korzystnie, czyści taśmy bliższej, taśmy dalszej i podpory bocznej mankietu udowego są sztywne. Korzystnie, mankiet goleniowy stanowi klatkę zawierającą taśmę bliższą, taśmę dalszą, podporę boczną, podporę przyśrodkową i wiązania grzbietowe. Korzystnie, części taśmy bliższej, taśmy dalszej i podpory bocznej mankietu goleniowego są sztywne. Korzystnie, co najmniej jeden z mankietów udowego i goleniowego jest wymienny pomiędzy różnymi rozmiarami. Korzystnie, część zawiasowa zawiera przegub o czterech osiach. Korzystnie, ruch przegubu części zawiasowej jest prowadzony po torze w kształcie litery C, przy czym w położeniu PEŁNY WYPROST oś obrotu przegubu jest usytuowana około 15 cm ponad obszarem płaskim kości piszczelowej, a grzbietowo względem przegubu i, na początku ruchu przegubu, przednia translacja bliższego elementu pionowego wynosi około 11 mm. W niniejszym wynalazku zastosowano inne niż w znanych rozwiązaniach klamer kolanowych środki techniczne do wytworzenia siły korekcyjnej, w ten sposób unikając wymienionych wyżej problemów. Klamra kolanowa ma specjalnie zaprojektowaną, współtworzącą mechanizm przechyłowy, część zawiasową o konstrukcji zapewniającej dostarczanie siły korekcyjnej oddziałującej na, przymocowane do nogi pacjenta, mankiety udowy i goleniowy w celu skorygowania położenia stawu kolanowego pacjenta, zwłaszcza w położeniu PEŁNEGO WYPROSTU nogi. Jednakże, dla wytworzenia wymaganej siły korekcyjnej w wymaganym położeniu w płaszczyźnie strzałkowej, konstrukcja nastawnego mechanizmu przechyłowego umożliwia jego zablokowanie w położeniu ZGIĘCIA nogi. Ponadto, część zawiasowa jest skonstruowana ze specjalnie zaprojektowanym czteroosiowym przegubem tak, że staw kolanowy pacjenta z założoną klamrą kolanową, według niniejszego wynalazku, realizuje bardziej naturalny ruch symulujący naturalny ruch kolana. Przedmiot wynalazku w korzystnym przykładzie wykonania został uwidoczniony na rysunku, którego fig. 1 przedstawia klamrę kolanową, według wynalazku, w widoku z przodu, przymocowaną do prawej nogi pacjenta, fig. 2 przedstawia klamrę kolanową, według wynalazku, w widoku z boku, przymocowaną do lewej nogi pacjenta, fig. 3 przedstawia część zawiasową klamry kolanowej, według wynalazku, w widoku z boku, a fig. 4 przedstawia fragment klamry kolanowej w przekroju wzdłużnym. Na fig. 1 i 2 jest pokazana klamra kolanowa przymocowana do nogi pacjenta, odpowiednio prawej i lewej. Mankiet udowy 1, wykonany z kompozytu, jest skonstruowany dla uzyskania obejmy na kości udowej poprzez otoczenie tkanki miękkiej odcinka udowego nogi. Koniec bliższy, w celu stabilizacji stawu kolanowego, sięga aż do kłykci. Mankiet udowy 1

190 682 5 dla osiągnięcia właściwego działania ma części sztywne, mianowicie podporę boczną 10 i udowe taśmę blizszą 8 i dalszą 9. Pionowa podpora przyśrodkowa 11 jest integralna z poziomymi taśmą blizszą 8 i taśmą dalszą 9. Poziome taśmy bliższa 8 i dalsza 9 są sztywne na ich stronach bocznych, zapewniając sztywne połączenie z podporą boczną 10, podczas gdy ich strony przyśrodkowe są cieńsze i bardziej elastyczne dla możliwego dopasowania do odpowiedniego rozmiaru uda i dla wygody pacjenta. Mankiet udowy 1 jest zamknięty regulowanymi wiązaniami grzbietowymi 12. Mankiet goleniowy 2, wykonany z kompozytu, jest skonstruowany dla uzyskania obejmy na kości piszczelowej i strzałkowej poprzez otoczenie tkanki miękkiej odcinka podudzia nogi. Koniec bliższy, w celu stabilizacji stawu kolanowego, sięga aż do kłykci. Mankiet goleniowy 2 dla osiągnięcia właściwego działania ma części sztywne, mianowicie podporę boczną 15 i goleniowe taśmę bliższą 13 i dalszą 14. Pionowa podpora przyśrodkowa 16 jest integralna z poziomymi taśmą blizszą 13 i taśmą dalszą 14. Poziome taśmy bliższa 13 i dalsza 14 są sztywne na ich stronach bocznych, zapewniając sztywne połączenie z podporą boczną 15, podczas gdy ich strony przyśrodkowe są cieńsze i bardziej elastyczne dla możliwego dopasowania do rozmiaru podudzia i dla wygody pacjenta. Mankiet goleniowy 2 jest zamknięty regulowanymi wiązaniami grzbietowymi 17. Obydwa mankiety udowy 1 i goleniowy 2 są wymienne i wytwarzane w trzech różnych rozmiarach, mianowicie małym, średnim i dużym, w celu dopasowania do nóg o różnych rozmiarach. Możliwa jest kombinacja, na przykład, małego mankietu goleniowego 2 ze średnim mankietem udowym 1, jak i wszystkie inne kombinacje. Na fig. 3 jest pokazana część zawiasowa 3 bez mankietów udowego 1 i goleniowego 2. Część zawiasowa 3 jest usytuowana w klamrze kolanowej, korzystnie, po stronie bocznej. Część zawiasowa 3 składa się z elementów pionowych 20 do przymocowania do uda i przedniej powierzchni goleni oraz płytek zawiasowych 21. Elementy pionowe 20 mają otwory 7 do przymocowania do odpowiedniego mankietu udowego 1 i goleniowego 2, co będzie bardziej szczegółowo wyjaśnione poniżej. Płytka zawiasowa 21 ma dwie z czterech osi 18 dla uzyskania pożądanego połączenia przegubowego pomiędzy elementami pionowymi 20. Kolejne dwie osie 18 są połączone elementem (nie pokazanym) usytuowanym wewnątrz płytek zawiasowych 21. Na fig. 4 elementy części zawiasowej 3 są pokazane razem z fragmentami mankietu udowego 1 i mankietu goleniowego 2, w przekroju. Uwidoczniono, że elementy pionowe 20 są połączone z płytkami zawiasowymi 21 z utworzeniem czteroosiowego przegubu. Elementy pionowe 20 są przymocowane do mankietu udowego 1 i mankietu goleniowego 2 za pomocą nastawnych uchwytów. Dla najlepszego możliwego nastawienia, jest korzystne, jeśli są obecne dwa nastawne uchwyty, po jednym dla mankietu udowego 1 i goleniowego 2, odpowiednio. Nastawne uchwyty zawierają mechanizm przechyłowy i dwie pary śrub 6 wpasowanych w otwory 7. Jak widać na fig. 3, otwory 7 są owalne dla zapewnienia luzu pomiędzy otworami 7 a śrubami 6 tak, że możliwe jest nastawianie kątowe mechanizmu przechyłowego. Mechanizm przechyłowy zawiera umieszczone naprzeciwko siebie w kształt litery V powierzchnie czołowe 4 na mankietach udowym 1, goleniowym 2 i na elementach pionowych 20 części zawiasowej 3 tak, ze mankiety udowy 1 i goleniowy 2 są w liniowym styku 5 z odpowiednim elementem pionowym 20 wzdłuż osi strzałkowej, to jest osi równoległej do płaszczyzny strzałkowej. W ten sposób kąt pomiędzy mankietami udowym 1 i goleniowym 2 a elementami pionowymi 20 może być regulowany przez przechylanie względem osi strzałkowej na linii styku 5. Po każdej stronie liniowego styku 5 znajduje się jedna śruba 6. Kąt przechyłu jest nastawiany przez odpowiednie regulowanie pary śrub 6, to jest jedna śruba jest zaciskana, podczas gdy druga śruba 6 jest luzowana lub vice versa. W ten sposób, uzyskano przymusowy uchwyt nastawny. Stąd, jeśli klamra kolanowa jest przymocowana do nogi pacjenta, to kąt pomiędzy mankietami udowym 1, goleniowym 2 a elementami pionowymi 20 części zawiasowej 3 wywołuje siłę odchylania, która działa jako siła korekcyjna w celu uzyskania pożądanego ustawienia koślawego lub szpotawego kończyny dolnej. Tak więc, należy podkreślić, że klamra kolanowa, według wynalazku, dostarcza siłę korekcji strzałkowej, bez stosowania paska poprzecznego lub napompowywanej wkładki. Regulacja siły lub kąta jest łatwo osiągana przez nastawianie za pomocą pary śrub 6. Siłę korekcji

6 190 682 strzałkowej lub kąt można regulować nawet wtedy, kiedy pacjent ma założoną klamrę kolanową. Również, mankiet udowy 1 i goleniowy 2 są skonstruowane jako częściowo sztywne klatki, które utrzymują klamrę kolanową mocno na nodze pacjenta. Mankiet udowy 1 i goleniowy 2 są wymienne nawzajem wśród różnych rozmiarów tak, ze klamrę kolanową można łatwo dostosować do różnych wymiarów uda i goleni pacjenta. W położeniu PEŁNEGO WYPROSTU kolana pacjenta, klamra kolanowa może korygować położenie kolana w położenie koślawe lub szpotawe. Biomechanicznie jest niemożliwe utrzymanie kolana w nastawionej pozycji w położeniu PEŁNEGO ZGIĘCIA. Dla zmniejszenia bólu lub dla zmniejszenia obciążenia jamy przyśrodkowej lub bocznej kolana nie jest to również potrzebne. Pomiędzy położeniami od położenia w przybliżeniu 30 ZGIĘCIA do położenia PEŁNEGO WYPROSTU klamra kolanowa, według wynalazku, skoryguje nastawione ustawienie koślawe lub szpotawe kończyny dolnej pacjenta. Kolano pacjenta z zapaleniem kości i stawów jest wrażliwe na wszystkie rodzaje tarcia lub sił. Konieczne jest więc zapobieganie przed niefizjologicznym ruchem. Z tego powodu skonstruowana została klamra kolanowa z mechanizmem przechyłowym dostarczającym przegub umożliwiający uzyskanie naturalnego ruchu - stawu kolanowego. Ten, tak zwany, kolanowy czteroosiowy przegub rozpoczyna zginanie ruchem przednim, po którym następuje obrót po torze ruchu przegubu w kształcie litery C. W położeniu PEŁNEGO WYPROSTU kolana, oś obrotu znajduje się 15 cm ponad obszarem płaskim kości piszczelowej i grzbietowo względem przegubu. Przednia translacja bliższego elementu pionowego 20 wynosi 11 mm. Chociaż mechanizm przechyłowy nie ma konstrukcji dostarczającej przegub zapobiegający przerostowi stawu kolanowego, to jest wyposażony w ogranicznik prostowania (nie pokazany).

190 682 7 FIG. 3 FIG. 4

8 190 682 FIG. 1 FIG. 2 D epartam ent W ydawnictw UP RP N akład 50 egz Cena 2,00 zł