Technik_ortopeda_322[13].Z1.10

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Ogólne wiadomości o konstrukcjach mieszanych

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Układy konstrukcyjne w technice ortopedycznej

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Łączenie materiałów w konstrukcjach mieszanych

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Nowoczesne rozwiązania konstrukcyjne w technice ortopedycznej

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o konstrukcjach mieszanych

w protetyce ortopedycznej.

W poradniku zamieszczono:

–

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś posiadać aby bez
problemów korzystać z poradnika,

–

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie opanujesz podczas pracy z poradnikiem,

–

materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej,

–

zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,

–

ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,

–

sprawdzian postępów,

–

sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi
opanowanie wiadomości i umiejętności określonych w programie jednostki modułowej,

–

literaturę uzupełniającą.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

322[13].Z1.03

Użytkowanie urządzeń

elektrycznych i sterowanych

automatycznie

322[13].Z1.01

Posługiwanie się

dokumentacją techniczną

322[13].Z1.02

Wykonywanie obróbki

ręcznej

i mechanicznej materiałów

322[13].Z1.04

Wykonywanie elementów

przedmiotów

ortopedycznych

z materiałów metalowych

322[13].Z1.07

Wykonywanie elementów

przedmiotów ortopedycznych

z materiałów włókienniczych

322[13].Z1

Podstawy

wytwarzania przedmiotów

ortopedycznych

322[13].Z1.06

Wykonywanie elementów

przedmiotów

ortopedycznych

z tworzyw sztucznych

322[13].Z1.09

Wykonywanie odlewów

gipsowych w technice

ortopedycznej

322[13].Z1.10

Dobieranie konstrukcji

mieszanych w protetyce

ortopedycznej

322[13].Z1.05

Wykonywanie elementów

przedmiotów ortopedycznych

z drewna

322[13].Z1.08

Wykonywanie elementów

przedmiotów

ortopedycznych ze skóry

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

charakteryzować budowę i czynności układu narządów ruchu,

−

określać prawidłową postawę ciała,

−

charakteryzować choroby narządów ruchu,

−

charakteryzować poziomy amputacji kończyn dolnych,

−

charakteryzować rodzaje kikutów amputacyjnych,

−

wskazywać rodzaj zaopatrzenia ortopedycznego w poszczególnych dysfunkcjach,

−

sporządzać dokumentację konstrukcyjną i technologiczną przedmiotów ortopedycznych
i sprzętu rehabilitacyjnego,

−

czytać rysunki, szkice i schematy z zakresu protetyki ortopedycznej,

−

posługiwać się dokumentacją konstrukcyjno-technologiczną,

−

dobierać metody obróbki ręcznej i mechanicznej materiałów stosowanych w produkcji
przedmiotów ortopedycznych,

−

pobierać miary i wykonywać odlewy gipsowe,

−

posługiwać się przyrządami i aparatura pomiarowa,

−

użytkować maszyny i urządzenia stosowane w produkcji przedmiotów ortopedycznych
i sprzętu rehabilitacyjnego,

−

użytkować urządzenia elektryczne,

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

obsługiwać komputer,

−

współpracować w grupie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

scharakteryzować układy konstrukcyjne stosowane w technice ortopedycznej,

−

wyjaśnić zasady doboru materiałów do różnych układów konstrukcji mieszanych,

−

dobrać materiały do różnych układów konstrukcyjnych,

−

wykorzystać nowoczesne rozwiązania konstrukcyjne, technologie, surowce i materiały
podczas projektowania przedmiotów ortopedycznych,

−

zmodernizować standardowe konstrukcje przedmiotów ortopedycznych i sprzętu
rehabilitacyjnego,

−

wykonać połączenia różnych materiałów w konstrukcjach mieszanych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Ogólne wiadomości o konstrukcjach mieszanych

4.1.1. Materiał nauczania

Zaopatrzenie ortopedyczne obejmuje zespół czynności stanowiących dynamiczny proces

stosowania  różnego  rodzaju  mechanizmów  technicznych  w  celu  wytworzenia  przedmiotów
ortopedycznych  niezbędnych dla zaopatrzenia osoby niepełnosprawnej. Na proces ten składa
się:
1.  Konstruowanie,  czyli  opracowywanie  projektów  technicznych  w  formie  rysunków,
obliczeń  i  opisów,  ujętych  w  zbiór  dokumentów  określających  jednoznacznie  wyrób,  jego
części  składowe  oraz  wymagania  dotyczące  jakości  wykonania  i  działania.  Zbiór  ten tworzy
tzw. dokumentację konstrukcyjną.

2.  Produkcja,  czyli  przetwarzanie  na  podstawie  przyjętej  dokumentacji  produkcyjnej
surowców,  materiałów  i  półwyrobów  w  wyroby  gotowe,  przy  spełnieniu  określonych
warunków  ekonomicznych.  Główną  częścią  tego  postępowania  jest  proces  technologiczny,
obejmujący  wszystkie  czynności  powodujące  przemiany  fizyczne  i  chemiczne  produktu
(obróbka,  montaż,  procesy  obróbkowo-montażowe  itp.),  w  którego  skład  wchodzą  także
procesy pomocnicze (magazynowanie, kontrola itp.).

3. Eksploatacja, czyli użytkowanie gotowego wyrobu przy spełnieniu określonych warunków
pracy charakteryzujących czynniki zewnętrzne, mogące wpływać na jego działanie.

Technologiczność konstrukcji
Ważnym  czynnikiem  skrócenia  cyklu  produkcyjnego  i  zmniejszenia  kosztów  wyrobu  jest
technologiczność  konstrukcji.  Zależy  ona  od  wielu  warunków  organizacyjno-technicznych,
jak:  normalizacja  oraz  unifikacja  poszczególnych  zespołów,  elementów  i  półfabrykatów,
zapewniające  ich  wymienność  oraz  przystosowanie  do  produkcji  zmechanizowanej
i zautomatyzowanej w zakresie możliwości wyposażenia zakładu. Jest to, więc kwestia ściśle
miejscowa, nie dająca się mechanicznie przenosić na inne jednostki produkcyjne.
Technologiczność  konstrukcji  określa,  więc  zespół  cech  rozwiązania  konstrukcyjnego,
decydujących  o  łatwości  wykonania  danego  wyrobu  najmniejszym  nakładem  pracy,
surowców i materiałów przy zapewnieniu wszystkich przewidzianych projektem założeń.

Ogólne zasady budowy przedmiotów ortopedycznych

Zależnie od przeznaczenia wyrobu ortopedycznego wyróżniamy: protezy (kończyn

górnych  i  dolnych),  ortezy  (szyi,  tułowia  i  kończyn),  epitezy  (środki  maskujące  ubytki
o różnej  lokalizacji)  oraz  obuwie  i  różnego  rodzaju  przyrządy  pomocnicze.  Wykonuje  się  te
przedmioty z wielu różnych składników, zależnie od warunków technicznych niezbędnych do
prawidłowego działania przedmiotu:

I.  Surowce  są  to  materiały  wyjściowe,  z  których  za  pomocą  procesów  technologicznych
otrzymuje się produkty w postaci półfabrykatów lub wyrobów gotowych.
1. Stale – węglowe  lub  stopowe, stale szlachetne z domieszką  chromu,  stosunkowo ciężkie,
ale trwałe, o dużej wytrzymałości. Używa się je głównie do budowy mechanizmów, stawów
protezowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. Stopy lekkie – głównie aluminiowe z dodatkiem magnezu, manganu i miedzi, nadzwyczaj
lekkie,  ale  trudne  w  obróbce  i  nietrwałe  (pot,  wilgotność  atmosferyczna).  Używa  się  je
głównie do budowy elementów nośnych, w formie gotowych półfabrykatów.

3.  Skóry  – różne  gatunki,  miękkie,  łatwe do  formowania  i  twarde.  Używa  się  je głównie  na
miękkie wkładki do lejów, wyściółki, pokrycia, zawieszenia itp. i do produkcji obuwia.

4.  Drewno  –  głównie  topola,  wierzba,  rzadziej  lipa;  lekkie,  mocne,  plastyczne,  higieniczne,
łatwe do obróbki  i  napraw. Używa  się  je  jeszcze na różnego rodzaju  elementy  i półwyroby
protetyczne, jak ręce protezowe, stopy, golenie.

5.  Tworzywa  sztuczne  –  głównie  termoplastyczne  (poliamidy,  poliwęglany,  związki
winylowe) i chemoutwardzalne (żywice poliestrowe, epoksydowe, akrylowe i metylometakrylowe)
będące  najlepszymi  obecnie  materiałami  do  budowy  przedmiotów  ortopedycznych.  Ich
odmianę  stanowią  pochodne  celulozy  tworzywa  półsyntetyczne  rozpuszczalne  w  acetonie
(opaski, płyty) używane do budowy protez i ortez prowizorycznych.
Do  grupy  surowców  należą  także  elastomery  (kauczuk  i  jego  pochodne),  kora  korkowa  itp.
tworzywa  używane  do  budowy  drobnych  elementów  konstrukcyjnych  (zderzaki,
amortyzatory, taśmy elastyczne, wypełnienia itp.).

II.  Materiały,  są  to  tworzywa  o  określonej  postaci,  ogólnego  przeznaczenia,  podlegające
obróbce w czasie procesu technologicznego.

1.  Surówki  odlewnicze  –  wyroby  hutnicze  w  formie  stopów  metali  (surówki  stopowe)
przeznaczone  do  przetopu  w  odlewniach  na  postać  ukształtowaną  specjalnie  do  celów
wytwarzania określonej części produkcji przedmiotu.

2. Pręty – wyroby hutnicze walcowane, ciągnione lub wyciskane o znacznej długości i stałym
przekroju poprzecznym, najczęściej płaskim, półeliptycznym lub żebrowanym (kształtownik),
używane zwykle na elementy konstrukcyjne.

3. Blachy – wyroby  metalowe walcowane  na gorąco lub  na zimno o przekroju poprzecznym
w kształcie  bardzo spłaszczonego prostokąta z brzegami obciętymi, dostarczane w arkuszach
lub kręgach. Specjalne blachy głęboko tłoczne używa się do obróbki przez wytłaczanie.

4.  Druty  –  wyroby  metalowe  ciągnione  na  zimno  o  stałym  przekroju  poprzecznym,
najczęściej  okrągłym  i  o  dużej  długości. Druty ze  stali  o  dużej wytrzymałości  i  sprężystości
stosuje się do wyrobu sprężyn i niektórych typów zaopatrzenia.

5. Tkaniny i dzianiny.

6. Folie – bardzo cienkie arkusze metalu (ok. 0,1 mm) lub tworzywa sztucznego (0,2–2,0 mm),
używane zwykle do pomocniczych czynności technologicznych.

7.  Rury  konstrukcyjne,  najczęściej  o  pierścieniowym  przekroju  poprzecznym,  używane
zwykle  na  szkieletowe  elementy  nośne  w  produkcji  ortopedycznej  takie  jak  kule,  wózki,
balkoniki itp.).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

III.  Półwyroby  lub  półfabrykaty,  są  to  obrobione  wyroby  półsurowe  podlegające  dalszej
obróbce  indywidualnej  w  czasie  procesu  technologicznego  i  stanowią  postać  przejściową
wytwarzanego przedmiotu, pośrednią między materiałem surowym a wyrobem gotowym.
Głównymi  półwyrobami  stosowanymi  w  protetyce  są  różnego  rodzaju  szyny  i  elementy
przegubowe  zarówno  do  protez,  jak  i  aparatów ortopedycznych oraz  gorsetów, półfabrykaty
protez  typu  Pirogowa,  metalowe  uda  i  golenie  z  blachy  aluminiowej,  laminaty  goleni  wraz
z kolanem,  tuleje  polietylenowe  do  wykonywania  lejów  lub  stosowania  w  aparatach
ortopedycznych itp.

IV.  Elementy,  są  to  typowe  części  składowe  produkowane  masowo  i  w  gotowej  formie
używane  do  budowy  przedmiotów  ortopedycznych.  Głównymi  elementami  sztucznych
kończyn są ręce protezowe lub końcówki chwytne (haki) o różnych rozwiązaniach, uchwyty
nadgarstkowe, stawy  łokciowe  i ramienne protez, przyrządy sterujące  i  napędowe oraz stopy
protezowe,  stawy  skokowe,  kolanowe  i  biodrowe,  czy  przyrządy  kontrolne  kolana  (stopy)
o różnych zasadach działania.

Wraz z postępem technicznym oraz powszechnymi tendencjami do unifikacji

i uniwersalizacji sprzętu zwiększa się także asortyment elementów używanych w produkcji
ortopedycznej.

Cykl produkcyjny przedmiotu ortopedycznego

Wytwarzanie przedmiotów zaopatrzenia ortopedycznego składa się z następujących

etapów:

−

zlecenia i zamówienia przedmiotu,

−

pobrania miary,

−

prowizorycznego montażu do przymiarki,

−

przymiarki,

−

montażu definitywnego i wykończenia,

−

oceny wykonania i odbioru przedmiotu.

Zlecenia i zamówienia dokonuje się w poradni zaopatrzenia ortopedycznego lub

w oddziałach szpitalnych. Zlecenie i zamówienie obejmuje stan fizyczny zaopatrywanego,
dynamikę procesu chorobowego, wiek, płeć, warunki pracy pacjenta, względy kosmetyczne.
Zamówienia wykonywane są na zlecenie lekarza lub indywidualne oparte na katalogu.

Wytwarzanie przedmiotu rozpoczyna się z chwilą przekazania zamówienia wraz

z dokumentacją  do  zakładu  produkcyjnego.  Stosownie  do  określonego  zamówienia  pobiera
się miarę ściśle według ustalonych dla każdego typu zasad, w razie potrzeby sporządza odlew
gipsowy,  kompletuje  potrzebne  materiały,  elementy  i  półfabrykaty,  wykonuje  lej  protezowy
lub modeluje układy szynowo-opaskowe lub łuskowe, a następnie dokonuje prowizorycznego
montażu  do  przymiarki  mającej  sprawdzić  prawidłowość  dopasowania  i  funkcjonalność
przedmiotu.

Przymiarka jest jednym z najważniejszych etapów pracy technika ortopedy. Pozwala ona

ustalić  błędy wykonania  i  montażu, usunąć przykre odczucia zaopatrywanego, ocenić  jakość
dopasowania  i  praktyczną  przydatność  przedmiotu.  Temu  zagadnieniu  należy  poświęcić
najwięcej  uwagi,  opierając  się  głównie  na  wynikach  badań  czynnościowych  (chód,  pomiary
czynnosciowe). W razie konieczności zaleca się następne przymiarki.
Po  pomyślnych  wynikach  przymiarki  dokonuje  się  definitywnego  montażu  poszczególnych
członów  przedmiotu  ortopedycznego.  Tak  wykonany  przedmiot  zostaje  uznany  za  gotowy
i po kontroli technicznej przekazany do odbioru jednostce zamawiającej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przy odbiorze ocenia się przedmiot pod względem wytrzymałości, poprawności

wykonania, ciężaru i – jak najdokładniej – wartości funkcjonalnej. Należy tu wychwytywać
wszystkie, choćby niewielkie, braki w dopasowaniu lub montażu, które trzeba usunąć, aby
w czasie eksploatacji nie powstawały dolegliwości i wtórne powikłania.

Jednym z głównych warunków powodzenia w protetyce jest nauczenie chorego

prawidłowego posługiwania się otrzymanymi przedmiotami, szczególnie protezami. Ma to na
celu  wytworzenie  nowych  nawyków  ruchowych,  do  czego  wykorzystuje  się  zdolności
przystosowawcze  ustroju.  Trzeba  też  poinstruować  pacjenta  o  zasadach  konserwacji
przedmiotu  lub  zaopatrzyć  go  w  broszurę  zawierającą  praktyczne  wskazówki  dotyczące
użytkowania przyrządu.

Główne kierunki konstrukcyjne w protetyce ortopedycznej

Dążenie do jak największego polepszenia funkcjonalności przedmiotów ortopedycznych

dało w wyniku wyodrębnienie się niejako trzech odmiennych kierunków prowadzących do
tego celu.

Jeden z kierunków opiera się na stosowaniu uproszczonych układów konstrukcyjnych

(rurowe elementy nośne, mikrostawy, stopa SACH itp.), zapewniających funkcję na
odmiennych od naturalnych wzorów zasadach biomechanicznych.

Inny kierunek, nazywany czynnościowym, dotyczy w największym stopniu ortotyki

i polega  z  jednej  strony  na  zapewnieniu  funkcji  jak  najbardziej  zbliżonej  do  fizjologicznej
(policentryczne,  samostabilne  i  samoblokujące  się  przeguby,  brak  zamków,  itp.),  lub  inne
polegające  na  stosowaniu  rozwiązań  inicjujących  czynne  działanie  terapeutyczne  ustroju
(gorset Milwaukee, elektroniczne stymulatory mięśniowe, itp.).

Konstrukcje mieszane

Konstrukcją mieszaną nazywamy układ elementów, wykonanych z różnych materiałów

składających się na całość określonego zespołu. Wykonuje się je z wielu różnych składników,
zależnie od wymagań technicznych, stawianych poszczególnym elementom konstrukcyjnym,
niezbędnych dla prawidłowego działania przedmiotu.

Wobec dużej różnorodności rozmaitych połączeń materiałowych w poszczególnych

elementach i zespołach wyrobów ortopedycznych przyjęto określać je potocznie według
rodzaju tworzywa, z którego wykonano główne układy konstrukcyjne przenoszące obciążenia
mechaniczne.

Stosowane rozwiązania, jak i dobór materiałów konstrukcyjnych, zależą w głównej

mierze  od  charakteru  i  przeznaczenia  projektowanego  przedmiotu  oraz  warunków  jego
działania  w  określonych  środowiskach.  Wynikają  stąd  trzy  główne  problemy  protetyki:
ogólny  układ  konstrukcyjny  przedmiotu,  dobór materiałów  konstrukcyjnych  i pomocniczych
oraz  ich  połączenia  warunkowane  możliwościami  technicznymi,  określonymi  przede
wszystkim właściwościami mechanicznymi i wytrzymałością materiałów.

Wytrzymałością materiału nazywamy granicę oporu stawianego siłom zewnętrznym

przez  siły  wewnętrzne  materiału.  Jest  to  zespół  cech  określających  odporność  materiału  na
działanie sił zewnętrznych, wyrażaną wartością naprężeń, po przekroczeniu, której  następuje
jego zniszczenie.
Za  zniszczenie  uważa  się  przerwanie  ciągłości  próbki  materiału  lub  odkształcenie  trwałe
(plastyczne).  Nie  obejmuje  ono  odwracalnych  odkształceń  sprężystych.  Właściwą
materiałowi

wielkość,

stanowiącą

miarę

niebezpieczeństwa

osiągnięcia

granicy

wytrzymałości, nazywa się wytężeniem materiału.
Układ zewnętrznych sił czynnych (zdolnych do wywołania ruchu), działających na
rozpatrywane ciało, nazywa się obciążeniem. Obciążenie utworzone z sił o niezmiennych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

w czasie wartościach, kierunkach i punktach przyłożenia względem danego ciała nazywa się
obciążeniem stałym. Obciążenie szybko zmieniające się w czasie nosi nazwę obciążenia
dynamicznego.
Zależnie od kierunku działania tych sił można wyróżnić obciążenia:

−

osiowe (wzdłużne),

−

poprzeczne (prostopadłe),

−

skrętne (styczne), wywołujące określone naprężenia.

Naprężenia te prowadzą do odkształceń, takich jak: rozciągające (skierowane na zewnątrz

ściany rozpatrywanego elementu), ściskające (skierowane do wewnątrz elementu, na którego
ściany  działają),  zginające  (działające  w  płaszczyźnie  przekroju  poprzecznego),  skrętne
(styczne  do  przekroju  poprzecznego),  ścinające  (styczne  do  powierzchni  elementu)  itp.,
odnoszące  się  do  przekroju  poprzecznego  elementu.  Niekiedy  obciążenie  powoduje
odkształcenie typowe dla  innego  mechanizmu, jak wyboczenia (wygięcie pręta prostego pod
działaniem  obciążeń  ściskających)  czy  zwichrzenie  (wyboczenie skrętno-giętne),  stanowiące
wypadkową paru odkształceń prostych.

Na podstawie rodzaju naprężeń, powodujących określone odkształcenia, wyróżnia się

rozmaite formy wytrzymałości materiałów:

−

wytrzymałość na rozciąganie – wyrażana stosunkiem największej siły otrzymywanej
w czasie rozciągania próbki do pola jej przekroju pierwotnego,

−

wytrzymałość na ściskanie, stanowiącą największą wartość naprężenia ściskającego
próbkę podczas próby ściskania, odniesionego do jej przekroju pierwotnego,

−

wytrzymałość na zginanie, stanowiącą wyższą granicę naprężenia normalnego, przy
którym zachodzi pęknięcie lub niszczące odkształcenie plastyczne pręta zginanego,

−

wytrzymałość na skręcanie, stanowiącą wyższą granicę naprężenia stycznego, przy
którym zachodzi pęknięcie lub niszczące odkształcenie plastyczne pręta skręcanego,

−

wytrzymałość na ścinanie, stanowiącą najwyższą wartość naprężenia stycznego w próbce
poddanej ścinaniu, przy której następuje zniszczenie próbki,

−

wytrzymałość na wyboczenie, stanowiącą wyższą granicę naprężenia normalnego, przy
którym zachodzi pęknięcie lub odkształcenie trwałe pręta prostego, wyginanego pod
działaniem obciążeń ściskających,

−

Wytrzymałość na zwichrzenie, stanowiąca wyższą granicę stateczności pręta zginanego
w jednej płaszczyźnie, wskutek czego następuje zginanie jego w kierunku poprzecznym
połączone ze skręceniem.

−

wytrzymałość na pełzanie, stanowiącą iloraz stałego obciążenia, które po upływie
określonego czasu działania w danej temperaturze spowodowało rozerwanie próbki,
przez przekrój początkowy próbki,

−

wytrzymałość na zmęczenie, stanowiącą największą wartość obciążenia zmieniającego
się okresowo w czasie, które próbka może wytrzymać przy nieograniczonej liczbie cykli
zmian obciążenia (jest to wytrzymałość mniejsza niż przy obciążeniach stałych).

Wytrzymałość ciała poddanego obciążeniu wywołującemu odkształcenie złożone

z szeregu odkształceń prostych (np. zginanie i skręcanie) nazywa się wytrzymałością złożoną.

Dla konstrukcji protetycznych największe znaczenie ma wytrzymałość na rozciąganie

i ściskanie, a zwłaszcza zginanie i wyboczenie określające zasadnicze rozwiązania. Duża
stosunkowo wytrzymałość tworzyw konstrukcyjnych na rozciąganie i ściskanie nie stwarza na
ogół problemów przy obciążeniach osiowych, natomiast wrażliwość ich na zginanie
i wyboczenie wymaga stosowania specjalnych rozwiązań.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wynikają  one  głównie  ze  stosunkowo  znacznego  ciężaru  materiałów  konstrukcyjnych,
wykluczającego  zapewnienie  wytrzymałości  drogą  zwiększonego  przekroju  elementów
przenoszących  obciążenia  mechaniczne.  Wydłużony  kształt  tych  elementów  pozwala
stosować do nich zasady mechaniki słupa.

Jak wynika z tych zasad, belka pełna, ulegająca zgięciu pod działaniem obciążenia

bocznego,  podlega  złożonym  naprężeniom  osiowym,  ściskającym  po  stronie  wklęsłej,
a rozciągającym po stronie wypukłej, przy czym biegnącą środkiem przekroju oś długą można
traktować  jako  warstwę  obojętną.  Usunięcie  tej  warstwy,  znacznie  zmniejszające  ciężar
elementu  (układ  rury),  pozostawia  niemal  nie  zmienione  walory  wytrzymałościowe,
wzrastające  proporcjonalnie  do  wysokości  układu  (w  tym  wypadku  średnicy  rury).
Warunkiem  działania  tego  układu  jest  niezmienność  odległości  warstw  skrajnych,
ulegających  naprężeniom  ściskającym  i  rozciągającym.  Przerwanie  ciągłości  warstwy
przenoszącej  naprężenia  rozciągające  lub  wyboczenie  warstwy  przeciwnej  pod  działaniem
naprężeń  ściskających  powoduje  powstanie  sił  zginających  przewyższających  wytrzymałość
pozostałej warstwy układu. Usuwa to zagrożenie połączenia obu warstw wytrzymałościowych
pionowymi  wspornikami  (także  pracującymi  na  rozciąganie  i  ściskanie),  zapewniającymi
niezmienność odległości i zachowanie wytrzymałości układu, w którym wymieniono niejako
zbyt  wielkie  siły  zginania  na  dobrze  tolerowane  obciążenia  ściskające  i  rozciągające.  Układ
ma postać kratownicy odznaczającej się największą wytrzymałością i lekkością.

Oba te układy znalazły zastosowanie w konstrukcjach ortopedycznych bądź w

postaci

wspomnianej  kratownicy,  bądź  okrągłych  lub  prostokątnych  rur,  a  nawet  ich  wycinków
w postaci  prętów  kształtowych.  Przekroje  tych  prętów  stanowią  fragmenty  przekrojów  rur,
np.  oparte  na  wycinku  okręgu  pręty  wyoblone  czy  kształtowniki  kątowe  w  formie  U

L. Po

przesunięciu ściany pionowej lub poziomej na środek przekroju - H lub T występują one
w różnych odmianach we fragmentach szyn. Niekiedy obniża się ścianę pionową, tworząc
niższe żebro wzdłużne.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Z jakich etapów składa się proces konstruowania przedmiotu ortopedycznego?
2.  Z jakich surowców wytwarzane są przedmioty ortopedyczne?
3.  Jakie materiały wykorzystuje się do produkcji przedmiotów ortopedycznych?
4.  Jakie  półwyroby  lub  półfabrykaty  wykorzystuje  się  w  konstrukcji  przedmiotów

ortopedycznych?

5.  Jakie elementy wykorzystywane są do konstruowania przedmiotów ortopedycznych?
6.  Jak przebiega cykl produkcyjny przedmiotu ortopedycznego?
7.  Co to są konstrukcje mieszane w zaopatrzeniu ortopedycznym?
8.  Co nazywamy wytrzymałością materiału?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Opracuj wykaz surowców, materiałów, półfabrykatów oraz elementów gotowych

używanych do produkcji przedmiotów ortopedycznych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o surowcach, materiałach,

półfabrykatach i wyrobach gotowych używanych do produkcji przedmiotów
ortopedycznych,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2) wypisać poszczególne składniki,
3) ustalić do wyrobu jakich elementów przedmiotów ortopedycznych są używane.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

poradnik dla ucznia

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 2

Wypisz i scharakteryzuj różne formy wytrzymałości materiałów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące wytrzymałości materiałów,
2)  wypisać poszczególne formy wytrzymałości,
3)  określić czym się wyrażają,
4)  określić które  z  wytrzymałości  mają  największe znaczenie  dla  konstrukcji  protetycznych

i jak wykorzystuje się je w konstrukcjach ortopedycznych.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zdefiniować pojęcie konstrukcji mieszanych?



2) określić kierunki konstrukcyjne w protetyce ortopedycznej?

3) scharakteryzować materiały wykorzystywane w konstrukcjach

mieszanych?



4) scharakteryzować wytrzymałość materiałów konstrukcyjnych?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Układy konstrukcyjne w technice ortopedycznej

4.2.1. Materiał nauczania

Przedmiot ortopedyczny stanowi zwykle konstrukcję złożoną z wielu elementów

tworzących w sumie określony układ wytrzymałościowy przenoszący wymagane obciążenia
mechaniczne. Ze względu na stosowane rozwiązania można wyróżnić trzy zasadnicze układy:
konstrukcję rurową, szkieletową i skorupową oraz ich wzajemne połączenia.

Konstrukcja rurowa jest to konstrukcja, której zasadnicze elementy nośne, przenoszące

główne obciążenia mechaniczne, mają postać pionowych rur konstrukcyjnych o gładkich
końcach, najczęściej pierścieniowym przekroju poprzecznym i odpowiedniej długości,
zaopatrzonych

w urządzenia

łączące z pozostałymi zespołami układu, często

reprezentującymi odmienną formę konstrukcyjną. Jest to rozwiązanie lekkie i mocne o prostej
technologii, szczególnie przydatne w konstrukcjach protezowych.

Konstrukcja rurowa stanowi podstawę konstrukcyjną niektórych typów kul i wózków

inwalidzkich  (ramy)  oraz  licznych  form  sprzętu  rehabilitacyjnego  (stoły  oporowe
i pionizacyjne, leżanki, poręcze do nauki chodzenia, przyrządy specjalne do różnych ćwiczeń
itp.).  W  tych  wypadkach  są  to  zarówno  pionowe,  jak  i  poziome  oraz  skośne  (krzyżaki)
elementy  konstrukcyjne,  stanowiące  główne  układy  wytrzymałościowe,  w  postaci  rur
o różnych przekrojach (okrągłe, kwadratowe, prostokątne itp.).

Konstrukcja szkieletowa. Jej zasadnicze elementy tworzą kratownicę przestrzenną,

przenoszącą główne obciążenia mechaniczne. Składa się ona z pionowych elementów długich
(szyny, wsporniki)  i poziomych elementów krótkich (opaski, taśmy) o przekroju płaskim  lub
wyoblonym, rzadziej profilowane w podłużne żebra albo na kształt T, zazwyczaj w częściach
przygłówkowych  (części  szyn  wystające  poza  opaski  usztywniające).Sztywność  układu
warunkują 3 zasady:

1.  Zasada  zgodności  obciążeń  osiowych  z  położeniem  elementu  podpórczego  lub
wypadkowej działania kilku tych elementów w osi głównej działającej siły.

2.  Zasada  ustawienia  kątowego  pionowych  elementów  płaskich  (najlepiej  prostopadłego)
w konstrukcjach wieloszynowych, składających się łącznie na przekrój kształtowy.

3.  Zasada  ustawienia  strzałkowego  pionowych  elementów  płaskich  w  konstrukcjach
dwuszynowych, z długimi wymiarami przekrojów, warunkującymi sztywność przednio-tylną
układu.

Konstrukcja skorupowa (powłokowa) jest to konstrukcja bezszkieletowa w formie

ukształtowanej  przestrzennie  płyty,  przenoszącej  główne  obciążenia  mechaniczne.  Tworzy
ona w zasadzie układ sztywnej rury cienkościennej lub wycinka tej rury, obejmującego tylko
fragment  jej  przekroju.  Stosownie  do  tego  wyróżniamy  konstrukcje  zamknięte  (okrężne)
i otwarte  (łuski),  o  przekroju  obejmującym,  co  najmniej  50–60%  średnicy,  aby  zapewnić
należytą  sztywność  przedmiotu  (łuski  płaskie  o  niewielkim  wyobleniu  nie  mają
wystarczającej  wytrzymałości).  W  przypadkach  koniecznych  (zwężenia  konstrukcyjne,
otwory itp.) wzmacnia się je w odpowiednich miejscach żebrami wzdłużnymi.
W  przypadkach  wymagających  miejscowego  wzmocnienia  powłoki  stosuje  niekiedy
zdwojenie materiału przez nadłożenie dodatkowej warstwy połączonej za pomocą klejenia lub

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zgrzewania  albo  dodatkowe  usztywnienie  szyną  zewnętrzną,  działającą  na  podobieństwo
zewnętrznego żebra.
Przedmiot  ortopedyczny  w  czasie  eksploatacji  poddawany  jest  obciążeniom  statycznym
i dynamicznym, które albo wzajemnie się osłabiają, albo wzmacniają, stwarzając przeciążenia
zagrażające  uszkodzeniom  konstrukcji  przyrządu.  Należy,  więc  przewidywać  konstrukcyjny
nadmiar  wytrzymałości,  stanowiący  różnicę  między  wytrzymałością  określającą  wysokość
obciążeń krytycznych  i  niszczących  a  normalnych, wynikających z  warunków  użytkowania.
Zasada  ta  dotyczy  zwłaszcza  dzieci,  stosunkowo  bardzo  ruchliwych  i  dynamicznych,
narażających używane przedmioty na ogromne przeciążenia.

Dobór materiałów w różnych układach konstrukcyjnych

Technika ortopedyczna odznacza się dużą różnorodnością stosowanych materiałów, przy

czym  obok  tworzyw  pochodzenia  naturalnego,  jak:  skóra,  materiały  włókiennicze,  metale
i drewno, szerokie  zastosowanie  znajdują różne  tworzywa  sztuczne. Odpowiedni  dobór tych
materiałów  w  każdym  rozwiązaniu  konstrukcyjnym  określa  walory  i  funkcjonalność
przedmiotu.  Wśród  stosowanych  w  ortopedii  tworzyw  konstrukcyjnych  należy  wymienić
metale, głównie stale i stopy lekkie oraz drewno i tworzywa sztuczne.

Ze stali wykonuje się głównie: elementy szynowe, strzemiona oraz taśmy i opaski silnych

konstrukcji  szkieletowych  (układy  nośne  protez  skórzanych,  krótkie  szyny  przyprzegubowe
protez  drewnianych  i  metalowych,  szyny  ortez  szkieletowych  i  skórzanych  dla  osób
dorosłych, a zwłaszcza ciężko pracujących fizycznie), podeszwy sandałów, rzadziej elementy
rurowe  protez  szkieletowych,  a  także  mechanizmy  przegubowe  (osie,  łożyska,  zamki
blokujące ruch, zapadki itp.), sprężyny oraz drobną galanterię metalową (klamerki, sprzączki
itp.).  Produkuje  się  z  niej  także  konstrukcje  ramowe  wózków  inwalidzkich,  balkoników
i podpórek  do  chodzenia  oraz  kule  i  laski  podpórcze,  przy  czym  niewielkie  stosunkowo
przekroje  elementów  kompensują  znaczny  ciężar  materiału,  a  także  różnego  rodzaju  sprzęt
rehabilitacyjny.

Z metali lekkich, głównie stopów aluminiowych, wykonuje się większość elementów

rurowych protez szkieletowych,  szyny, strzemiona, taśmy  i opaski układów nośnych  lekkich
ortez  szkieletowych  i  skórzanych  dla  dzieci,  elementy  i  półfabrykaty  skorupowych  protez
metalowych  oraz  stopy  protezowe.  Stosowanie  stopów  aluminiowych  u  małych  dzieci  ze
względu na ich nietrwałość w kontakcie z wydalinami jest przeciwwskazane.

Z mosiądzów i brązów wykonuje się: miseczki podkikutowe usztywniające koniec leja,

podeszwowe wkładki metalowe do butów i protezy sandałowe (wraz z częścią skórzaną) oraz
podeszwy sandałów aparatowych, a także drobne miseczki pod stożki gumowe oraz drobną
galanterię, mają, więc one znaczenie raczej pomocnicze.

Z drewna wykonuje się elementy nośne protez drewnianych, stanowiących pod względem

konstrukcyjnym  grubościenne  układy  skorupowe.  Dla  konstrukcji  wieloczłonowych  duże
znaczenie  mają  tu  połączenia  z  elementami  metalowymi,  głównie  stalowymi,  w  postaci
przegubów skokowych, kolanowych i biodrowych (rzadziej łokciowych). Z drewna wykonuje
się  także  stopy  protezowe,  kule  i  laski,  wyrównania  skróceń  kończyn  w  obuwiu
ortopedycznym  (korek),  rzadziej  formowane  ze  sklejki  wkładki  do  obuwia  i  podeszwy
obuwia  zdrowotnego  oraz  części  do  wózków  inwalidzkich  (rękojeści,  płyty,  pulpity  itp.)
i różnego rodzaju sprzętu rehabilitacyjnego (drabinki, ławki, płyty meblowe itp.).

Z tworzyw sztucznych wykonuje się obecnie niemal wszystko: od elementów rurowych

protez  szkieletowych,  szczególnie  dla  dzieci  (zwłaszcza  małych),  układów  nośnych  nieraz
silnych  konstrukcji  szkieletowych,  często  –  zwłaszcza  w  konstrukcjach  ortotycznych  –
formowanych  z  płyty,  na  pozytywie,  jak  konstrukcje  skorupowe  i  wycinanych  do  formy
szkieletowej,  przypominającej  układ  elementów  metalowych,  typowych  ortez  skorupowych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

(zwłaszcza kołnierzy i gorsetów), do lejów i elementów nośnych protez wszystkich typów
wykonywanych bądź z pianek utwierdzonych, bądź metodą laminowania. Produkuje się
z nich nawet elementy przegubowe, łożyska ślizgowe, rękojeści, podłokietniki i podpaszki dla
kul i lasek oraz części wózków inwalidzkich i sprzętu rehabilitacyjnego.

Pozostałe materiały, jak różne rodzaje skóry oraz tkaniny, dzianiny i filce, mają

zastosowanie raczej pomocnicze.

Pomijając skórę ortopedyczną do formowania (krupon protezowy) czy blank naturalny,

stanowiące  swego  rodzaju  materiał  konstrukcyjny  na  leje  czy  elementy  tulejowe,  skóry
naturalne i sztuczne stosuje się głównie jako materiał wyściółkowy i dodatki wykończeniowe.
Podobne  zastosowanie  mają  materiały  włókiennicze,  jakkolwiek  czasem,  w  konstrukcjach
miękkich  (sznurówkach  i  niektórych  typach  gorsetów)  służą  także  jako  elementy
konstrukcyjne.

W konstrukcjach szkieletowych służą one głównie do pokrywania szyn i opasek

metalowych, przy czym od strony ciała stosuje się zwykle naturalne zamsze, dwoiny bydlęce
lub  filce  bite  2–3  mm  oraz  sztuczną  skórę  i  miękkie  pianki  poliuretanowe,  a  od  zewnątrz
naturalne  skóry  podszewkowe,  sztuczną  skórę  lub  Polcorfam,  niekiedy  deseniowany.
Elementy  lub  ich  strony  nie  mające  kontaktu  z  ciałem  pozostawia  się  często  nie
zabezpieczone.  Szkieletowe  konstrukcje  z  tworzyw  sztucznych  wyściela  się  często  od
wewnątrz miękką pianką, natomiast od zewnątrz nie wymagają one pokrycia.

Wewnętrzne powierzchnie tulei skórzanych lub polietylenowych i elementów

skorupowych  wyściela  się  zwykle  naturalnymi  skórami  podszewkowymi,  zamszowymi,
dwoinami  bydlęcymi,  sztuczną  skórą  itp,  a  miejscami  filcem  bitym  lub  tworzywem
piankowym,  często  pokrywanym  naturalną  lub  sztuczną  skórą,  natomiast  powierzchnie
zewnętrzne zwykle nie wymagają pokrywania. Czasem, ze względów kosmetycznych, można
stosować  pokrywanie  od  zewnątrz,  zwłaszcza  w  konstrukcjach  szynowych,  jest  to  jednak
rozwiązanie powiększające ciężar przedmiotu. Stosuje się w tym celu głównie naturalne skóry
podszewkowe albo skórę sztuczną.

Sztywne peloty naciskowe wykonuje się zwykle z płyty polietylenowej, rzadziej

naturalnej  skóry  blankowej  lub  juchtowej,  czasem  wzmacniając  je  od  zewnątrz  taśmami
metalowymi,  a  od  strony  ciała  wyścielając  warstwą  tworzywa  piankowego  pokrytego
naturalną  lub  sztuczną  skórą,  rzadziej  zamszem  lub  dwoiną  bydlęcą.  Miękkie  peloty
derotacyjne, zwykle z naturalnego juchtu, rzadziej blanku, podszywa się naturalnym zamszem
lub skórą podszewkową na cienkiej (2–3 mm) warstwie pianki.

Cały osprzęt dodatkowy i elementy zawieszenia, jak często stosowane szelki, pasy

biodrowe, paski i obsady do sprzączek, ochraniacze i wyrzutnie kolanowe, fartuchy, obszywki
tulei i koszów oraz gorsetów, wykonuje się z  naturalnej skóry  blankowej  lub  juchtowej albo
z tkanej  bądź  plecionej  taśmy  parcianej,  niekiedy  platerowanej,  a  miejscami  z  tkaniny
gumowej.  Wąskie  taśmy,  mające  kontakt  z  ciałem,  poszerza  się  w  miejscach  największego
nacisku  szerokimi  miękkimi  podkładkami  z  filcu  bitego  lub  miękkiej  skóry  juchtowej,
pokrytej  miękką  pianką  i  zamszem  lub  skórą  podszewkową.  Są  one  zwykle  połączone
ruchowo, umożliwiając dowolne przesunięcia w celu dopasowania.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jaki rodzaj konstrukcji wyróżnia się w budowie przedmiotów ortopedycznych?
2.  Na czym polega konstrukcja rurowa?
3.  Na czym polega konstrukcja szkieletowa?
4.  Na czym polega konstrukcja skorupowa?
5.  Jakie materiały stosuje się w poszczególnych konstrukcjach?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Projektujesz wykonanie protezy modularnej dla pacjenta po amputacji kończyny dolnej na

poziomie ½ uda. Dobierz materiały do wykonania protezy i sposób wykonania
poszczególnych elementów protezy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o rozwiązaniach konstrukcyjnych protez

i materiałach używanych do ich produkcji,

2)  wyjaśnić na czym polega konstrukcja modularna protezy,
3)  ustalić a jakich części będzie składała się projektowana proteza,
4)  opracować zestawienie materiałów niezbędnych do wykonania całej protezy,
5)  opracować przebieg procesu technologicznego wykonania protezy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

plansze budowy protezy modularnej podudzia,

−

plansze - schemat procesu technologicznego wykonania protezy,

−

wykaz materiałów do wykonania protezy podudzia,

−

poradnik dla ucznia

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 2

Projektujesz wykonanie protezy modularnej dla pacjenta po amputacji kończyny dolnej na

poziomie ½ uda. Dobierz materiały do wykonania leja protezy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o rozwiązaniach konstrukcyjnych protez

i materiałach używanych do ich produkcji,

2)  wyjaśnić na czym polega konstrukcja leja protezowego,
3)  opracować zestawienie materiałów niezbędnych do wykonania leja protezowego,
4)  opracować przebieg procesu technologicznego wykonania leja protezowego.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

plansze budowy leja,

−

plansze – schemat procesu technologicznego wykonania leja protezowego,

−

wykaz materiałów do wykonania leja protezowego,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 3

Projektujesz wykonanie wózka inwalidzkiego dla pacjenta po urazie rdzenia kręgowego

na poziomie lędźwiowym. Dobierz materiały do wykonania wózka.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o rozwiązaniach konstrukcyjnych

przedmiotów ortopedycznych i materiałach używanych do ich produkcji,

2) wyjaśnić na czym polega konstrukcja wózka inwalidzkiego,
3) opracować zestawienie materiałów niezbędnych do wykonania wózka.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

plansze budowy leja,

−

plansze – schemat budowy wózka inwalidzkiego,

−

wykaz materiałów do wykonania wózka inwalidzkiego,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 4

Dokonaj

wyboru

materiałów skóropodobnych do wykonania

letnich

butów

ortopedycznych dla dziecka.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych zastosowania materiałów skóropodobnych

w ortopedii,

2)  dobrać właściwy materiał skóropodobny do wykonania elementów butów ortopedycznych
3)  wykonać rysunek rozłożeniowy ortopedycznego buta letniego dla dziecka,
4)  dokonać  wyboru  materiału  skóropodobnego  do  każdego  elementu  buta  ortopedycznego

letniego dla dziecka,

5) uzasadnić swoją decyzję dokonania takiego wyboru pod względem oddziaływania

materiału w kontakcie ze skórą dziecka.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

plansze budowy buta ortopedycznego,

−

próbki materiałów skóropodobnych,

−

przykładowa dokumentacja techniczna buta ortopedycznego,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wyjaśnić co składa się na proces konstruowania produktów

ortopedycznych?



2) scharakteryzować układy konstrukcyjne stosowane w technice

ortopedycznej?



3) wyjaśnić

zasady

doboru

materiałów

różnych

układów

konstrukcyjnych?



4) dobrać materiały do różnych układów konstrukcyjnych?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Łączenie różnych materiałów w konstrukcjach mieszanych

4.3.1. Materiał nauczania

W konstrukcjach mieszanych stosowane są różne materiały posiadające zróżnicowane

właściwości. Łączenie tych materiałów wymaga wielu metod technologicznych, wśród nich
wyróżniamy:

1. Łączenie skóry z innymi tworzywami.

Skórę i materiały włókiennicze łączy się za pomocą:

−

szycia (na przykład skórzane cholewki butów z tkaninowymi lub filcowymi
podszewkami, skórzane pasy lub szelki z filcowymi podkładkami, skórzane części
wyrzutni gumowych z tkaniną gumową itp.),

−

klejenia, zawsze punktowego, nie impregnującego klejonej powierzchni, jak
w cholewkach butów z tkaninową lub włókninową podszewką albo przy wyklejaniu
filcem skórzanych tulei lub lejów,

−

nitowania (głównie zbijakami kaletniczymi), stosowanego w niektórych rodzajach
wózków inwalidzkich.

Połączenia ruchome pasów skórzanych lub parcianych ze skórzanymi lub filcowymi

podkładkami  uzyskuje  się  za  pomocą  wpustów  szczelinowych  (parzystych  równoległych
otworów  pozwalających  na  uniesienie  części  materiału  celem  przeprowadzenia  pasa)  lub
wpustów  nakładkowych  (naszywanych  lub  przynitowanych  poprzecznych  pasków  skóry
pokrywających  przeprowadzony  pod  nim  pas),  umieszczanych  po  dwa  lub  trzy  zależnie  od
długości elementu.

Skórę i elementy metalowe łączy się za pomocą:

−

klejenia (ze względu na właściwości metali metodą powierzchniową, jak przy
pokrywaniu szyn i opasek metalowych),

−

nitowania lub wkrętów (przy łączeniu lejów bądź tulei skórzanych z szynami
metalowymi lub łączącymi je opaskami, często z zaopatrzeniem otworów na nity w oczka
metalowe, jak przy umocowywaniu pasków i obsad sprzączek do elementów
metalowych).

Połączenia rozłączne z wspornikami lub elementami szynowymi osiąga się za pomocą

wpustów

szufladkowych

formie

naszywanych

miejscu

połączenia,

albo

umocowywanych nitami kaletniczymi długich kieszeni ze skóry, w których osadza się końce
elementów metalowych bądź wpustów nakładkowych w formie poprzecznych pasków skóry,
pokrywających  szyny  lub  opaski.  Stosuje  się  także  wpusty  szczelinowe  (dla  połączeń
elementów szynowych z podkładkami skórzanymi). Wymagają one jednak zawsze dodawania
warstwy  podszewkowej,  pokrywającej  nie  zabezpieczone  w  miejscach połączenia  fragmenty
metalu.

Skórę i elementy drewniane łączy się za pomocą:

−

klejenia (powierzchniowego, jak przy pokrywaniu skórą pergaminową powierzchni
elementów nośnych,

−

wkrętów  jak  przy  łączeniu  leja  udowego  z  półfabrykatem  kolana).  Nie  należy  tu
zapominać  o  wykonaniu  w  drewnie  okrężnego  wpustu  brzeżnego,  zapewniającego
gładkość połączenia. Gwoździe z dużymi  łbami  lub teksy stosuje się tylko w  niektórych
typach wózków inwalidzkich i w sprzęcie rehabilitacyjnym (poduszki, oparcia itp.).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Skórę i tworzywa sztuczne łączy się zależnie od charakteru tworzywa. Do połączeń z

cienkimi  płytami  polietylenowymi,  zwłaszcza  niezbyt  twardymi,  stosuje  się  szycie  lub
klejenie (jak przy wykonywaniu sztywnych pelot naciskowych) albo oba te sposoby razem.
Z piankami  miękkimi  łączy się  ją za pomocą klejenia punktowego. Z tworzywami twardymi
(płyty  lite,  laminaty  itp.)  skórę  łączy  się  klejeniem  powierzchniowym,  jak  przy  wyklejaniu
wnętrz  lejów  i  tulei  skórą  podszewkową,  lub  nitowaniem  z  zastosowaniem  oczek
metalowych, jak przy umocowywaniu pasków i obsad sprzączek do elementów skorupowych,
a  z  piankami  twardymi,  zależnie  od  grubości  ściany,  nitowaniem  z  użyciem  szerokich
podkładek  pod  łby  i  zakuwki  lub  za  pomocą  wkrętów,  nie  pomijając  wykonania  okrężnych
wpustów brzeżnych.

W podobny sposób łączy się materiały skóropodobne, pozostawiając tylko większy

margines na łączenia brzeżne.

2. Łączenie materiałów włókienniczych z innymi tworzywami.

Materiały włókiennicze i skórę łączy się omówionymi już sposobami. Można tylko

wspomnieć o szyciu tkanin gumowych, które należy przeszywać kilkakrotnie, ujęte między
dwie warstwy tkaniny zwykłej w postaci taśmy lub gurtu.
Materiałów włókienniczych z elementami metalowymi raczej nie łączy się. W dość
wyjątkowych

wypadkach

stosuje

się obszywania (głównie

sprężyn w pasach

przepuklinowych) i zaszewki mieszczące elementy długie (stalki, jak w sznurówkach
miękkich). Trzeba tu pamiętać o zabezpieczeniu końców tych elementów nakładkami
z tworzyw sztucznych lub z metalu stępiającymi ostre zakończenia.

Wyściółki filcowe elementów metalowych łączy się z nimi metodą klejenia lub za

pomocą wpustów szczelinowych bądź nakładkowych omówionym już sposobem.

Mocne tkaniny tworzące siedzenia czy oparcia wózków inwalidzkich łączy się

z odpowiednimi konstrukcjami rurowymi za pomocą nitowania lub wkrętów z zaopatrzeniem
otworów w oczka metalowe (lub umocowanych do brzegów pasków łączących zapinanych
dookoła rury). Podobne rozwiązania stosuje się także w sprzęcie rehabilitacyjnym.

Materiały włókiennicze (głównie filce) i drewno łączy się w zasadzie za pomocą klejenia,

jak w wyklejaniu wnętrza drewnianych lejów. Dość wyjątkowo (tkaniny obiciowe
z drewnianymi płytami oparć w sprzęcie rehabilitacyjnym) stosuje się nawet łączenie
gwoździami i teksami.

Materiały włókiennicze i tworzywa sztuczne łączy się zależnie od wielkości tworzywa.

Do łączenia z miękkimi piankami wyściółkowymi stosuje się klejenie – lub rzadziej – szycie
(w szelkach, pasach itp.); z twardymi tworzywami konstrukcyjnymi (rury, płyty itp.) –
nitowanie lub wkręty z zastosowaniem oczek metalowych albo brzeżne paski łączące jak przy
rurach metalowych.

3. Łączenie metali z innymi tworzywami

Metale ze skórą łączy się tymi samymi metodami co z materiałami włókienniczymi.

Metale i drewno zespala się bądź wkrętami, co nie jest połączeniem mocnym, bądź za

pomocą

nitowania

użyciem

szerokich

podkładek,

niekiedy

miseczkowatych

(wpuszczanych),  pod  łby  i  zakuwki.  Zawsze  przy  tym  należy  wykonywać  w  powierzchni
drewna  wpusty  mieszczące  ściśle  elementy  metalowe,  tak,  aby  pozostawić  od  zewnątrz
gładką powierzchnię połączenia.
Stosuje  się  także  klejenie  żywicą,  a  zwłaszcza  żywicami  szpachlowymi,  stanowiącymi
szczególnie dobry materiał do łączenia szyn z elementami nośnymi uda i goleni. Dokonuje się

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

tego,  frezując  odpowiednie  wpusty  na umieszczenie elementów szynowych,  wiercąc  otwory
jak  do  nitów  i  wypełniając  całość  żywicą  szpachlową,  a  następnie  wciskając  szyny,
pokrywając  je  z  wierzchu  żywicą  i  wyrównując  miejsce  połączenia.  Nie  stosuje  się  tu  maty
szklanej  ani  jakiegokolwiek  zbrojenia.  Na  zakończenie  szlifuje  się  całość  i  dokonuje
laminowania  powierzchni.  Użycie  żywic  termoplastycznych  pozwala  po  podgrzaniu  do
100–110˚C usuwać bez trudu tak wklejone szyny.

Metale i tworzywa sztuczne łączy się zależnie od postaci tworzywa polimerycznego.

Z  miękkimi  piankami  poliuretanowymi  czy  innymi  łączy  się  je  zwykle  za  pomocą  klejenia
płaszczyznowego  (jak  w  rurowych  protezach  szkieletowych,  pokrywanych  blokami
piankowymi),  pomijanego  przy  stosowaniu  gotowych  pokryć  ciałopodobnych  klejonych
zwykle  wyłącznie  do  leja  i  kostki  lub  uchwytu  nadgarstkowego.  Do  łączenia  z  tworzywami
twardymi (płyty  lite,  laminaty  itp.) stosuje się zwykle nitowanie (jak w  łączeniach lejów czy
tulei z szynami metalowymi) lub laminowanie (na przykład z płytkami łączącymi elementów
rurowych),  z  ukształtowaniem  laminatu  na  elemencie  metalowym  zapewniającym  wraz
z siłami  przyczepności  sztywność  i  wytrzymałość  zespolenia.  Twarde  uchwyty  lub
podłokietniki  kul  i  lasek  (tarnamidowe  lub  podobne),  stanowiące  przedłużenie  rur  nośnych,

łączy się z nimi za pomocą połączeń wciskowych.

Łączenie płyt oporowych (oparcia, siedzenia itp.) z ramami wózków inwalidzkich czy

przedmiotów  rehabilitacyjnych  dokonuje  się  zwykle  za  pomocą  śrub  i  wkrętów.  Materiały
sztywniejące  (opaski  Boforsa,  I.W.  czy  Verplex,  płyty  sztywniejące)  łączą  się  dobrze
z metalami  na  zasadzie  adhezji  (przyczepności),  jednakże  ich  mniejsza  wytrzymałość
mechaniczna zmusza do zwiększania powierzchni kontaktowej i ograniczenia wyłamujących
obciążeń kątowych.  Stosuje  się,  więc  powszechnie połączone  z  konstrukcją  metalową  taśmy

łączące rozmieszczone wzdłuż całej długości przedmiotu, często zaopatrywane w niewielkie
występy, zapobiegające ruchom poślizgowym.

4. Łączenie tworzyw sztucznych z innymi materiałami

Łączenie tworzyw sztucznych w różnych postaciach ze skórą, materiałami

włókienniczymi, drewnem i metalami zostało już omówione wcześniej.

Należy jeszcze wspomnieć o łączeniu lejów z laminatu z płytkami łączącymi elementów

rurowych  za  pomocą  nadlewów  dennych,  wykonywanych  po  utwardzeniu  leja  i zdjęciu
rękawa zewnętrznego, za pomocą wypełnienia mieszaniną  żywicy z opiłkami aluminiowymi
lub  trocinami  (wypełniacz)  tulei  zwiniętej  ze  sztywnej  folii  i  nasadzonej  na  końcową  część
leja.  Daje  to  płynne  zwiększenie  grubości  ścian  w  stronę  szczytu  zakończonego  okrągłym
masywem  o  płaskiej  podstawie,  łączonej  z  płytką  konstrukcji  rurowej  za  pomocą  śrub  lub
wkrętów.  Częściej  jednak  stosuje  się  laminowanie  w kształcie  zapewniającym  ścisłe  objęcie
kołnierza  płytki  łączącej  zwężeniem  laminatu,  powstałym  przez  zaciśnięcie  podwiązanymi
w tym  miejscu  warstwami  zbrojeniowymi,  które  tworzą  wraz  z utwardzoną  żywicą  silną
grubą ścianę o strukturze warstwowej, zapewniającą wytrzymałość połączenia.

W przypadkach wymagających specjalnego wzmocnienia stosuje się dodatkowo krótkie

(60-80 mm) taśmy łączące, wlaminowywane w warstwową ścianę leja. Jest to rozwiązanie
o szczególnie wysokiej wytrzymałości.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jak łączy się skórę z innymi materiałami?
2.  Jak łączy się materiały włókiennicze z innymi materiałami?
3.  Jak łączy się metale z innymi materiałami?
4.  Jak łączy się tworzywa sztuczne z innymi materiałami?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zaplanuj, w jaki sposób połączysz poszczególne elementy wkładki ortopedycznej

uzupełniającej  brak  przodostopia  do  konstrukcji  wkładki  użyjesz  materiałów,  takich  jak:
tworzywo  sztuczne  na  część  podeszwową  wkładki,  filc  blokowy  do  wypełnienia
przodostopia,  stalka  metalowa,  skóra  juchtowa  do  wykonania  wyściółki,  gąbka  do  izolacji
końca ubytku od uzupełnienia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące sposobów łączenia różnych

materiałów stosowanych w technice ortopedycznej,

2) dobrać właściwy rodzaje połączeń do poszczególnych elementów wkładki,
3) uzasadnić decyzję dokonania takiego wyboru.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przykładowa dokumentacja techniczna wkładki uzupełniającej przodostopie,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 2

Wykonujesz pas ortopedyczny elastyczny ze stalkami. Zaplanuj, w jaki sposób połączysz

stalki z elastycznym materiałem gorsetowym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące sposobów łączenia różnych

materiałów stosowanych w technice ortopedycznej,

2) określić sposób połączenia elastycznej gumy gorsetowej ze stalkami,
3) uzasadnić decyzję dokonania takiego wyboru.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przykładowa dokumentacja techniczna wkładki uzupełniającej przodostopie,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 3

Wykonujesz gorset Jewetta. Zaplanuj, w jaki sposób połączysz:

−

ramy gorsetu wykonane z taśmy duraluminiowej,

−

ramy gorsetu z paskami łączącymi je,

−

peloty i ramy gorsetu z materiałami zabezpieczającymi przed kontaktem z ciałem
pacjenta.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące sposobów łączenia różnych

materiałów stosowanych w technice ortopedycznej,

2) określić sposób połączenia poszczególnych elementów gorsetu,
3) uzasadnić decyzję dokonania takiego wyboru.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przykładowa dokumentacja techniczna wkładki uzupełniającej przodostopie,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wykonać połączenie skóry z innymi materiałami w konstrukcjach

mieszanych?



2) wykonać połączenie metalu z innymi materiałami w konstrukcjach

mieszanych?



3) wykonać połączenie tworzyw sztucznych z innymi materiałami

w konstrukcjach mieszanych?



4) wykonać połączenie materiałów włókienniczych z innymi materiałami

w konstrukcjach mieszanych?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.

Nowoczesne

rozwiązania

konstrukcyjne

technice

ortopedycznej

4.4.1. Materiał nauczania

Rozwój techniki medycznej w ciągu ostatnich dziesiątków lat, w tym także techniki

ortopedycznej,  nie  pozostał  bez  wpływu  na  postępy  w  technologii  ortopedycznej.  Stała
modernizacja  istniejących  rozwiązań,  wprowadzanie  nowych,  rozwój  chemii,  stwarzający
nowe możliwości w zakresie bazy materiałowej, a wreszcie pojawienie się nowych tworzyw,
uzyskiwanych  nawet  w  warunkach  kosmicznych  –  stawiają  przed  współczesną  technologią
zupełnie nowe możliwości.
Ogólnie  biorąc,  można w tym rozwoju wyróżnić kilka odrębnych nurtów: badania  naukowe,
mające stworzyć  nowe  tworzywa  o  właściwościach  doskonalszych  od  obecnie  stosowanych,
opracowywanie  nowych  technologii  rozwijających  dotychczasowe  metody  (na  przykład
odlewy  precyzyjne  i  wytłaczanie  zamiast  obróbki  skrawaniem),  a  wreszcie  szczegółowe
rozwiązania poszczególnych technologii, ciągle ulepszanych w celu zapewnienia im możliwie
największej doskonałości.

Nowoczesne rozwiązania konstrukcyjne w protezowaniu kończyny dolnej

Nieustanny postęp nauk medycznych i inżynieryjnych uwypukla odrębność i specyfikę

zagadnień ortotyki i protetyki narządu ruchu, które nadal pozostają problemem społecznym
i organizacyjnym.

Wydzielamy dwie anatomiczne klasy protez ortopedycznych: protezy kończyny górnej

oraz  protezy  kończyny  dolnej.  W  klasie  protez  kończyny  dolnej  rozróżniamy  cztery  ich
rodzaje:
1.  Protezy części stopy.
2.  Protezy goleni.
3.  Protezy uda.
4.  Protezy całej kończyny dolnej.

Amputacje w obrębie stopy podobnie jak różnice w długości stopy można uzupełnić

miękką  wkładką  do  obuwia  standardowego,  jednakże  w  celu  maksymalnego  skorygowania
chodu  oraz  dla  zapobieżenia  powstania  zmian  w  biomechanice  stopy  pacjent  powinien  być
zaopatrzony w:
a)  samonośne protezowe uzupełnienie stopy,
b)  protezę części stopy z ujęciem cholewkowym,
c)  protezowe obuwie ortopedyczne.

Protezy samonośne części stopy są uzupełnieniem budowanym w oparciu o reguły

dotyczące wkładek protezowych, które w zależności od oczekiwań kosmetycznych pacjenta
mogą być artystycznie opracowane.

W przypadku amputacji części stopy czynnościowy wynik protezowania uzależniony jest

od  możliwości  kompensacji  funkcji  statycznej  i  dynamicznej  stopy  (rys.1).  Kwalifikując
pacjenta  do  zabiegu  amputacji  części  stopy  należy  zwrócić  szczególną  uwagę  na
zbilansowanie  siły  przenoszonej  przez  ścięgno  Achillesa,  która  doprowadzając  do
końskostopia skutkuje  modzelami  i owrzodzeniami  na przednio – dolnej powierzchni kikuta
stopy [12].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 1. Układ statyczny i dynamiczny stopy

Paluch staje się punktem stałym przyczepów mięśni, które działają na podudzie w fazie

uniesienia  pięty.  W  przypadku  amputacji  palucha  funkcję  tę  zastępuje  się  w  obuwiu
ortopedycznym  sprężystą  taśmą  stalową.  Dla  zapewnienia  dobrego  podłoża  dla  głów  kości
śródstopia  należy  zastosować  wkładkę  jak  w  przypadku  stopy  płaskiej  nie  utrwalonej
i wypełnić przestrzeń po paluchu. W celu uniknięcia zapadania się skóry wierzchniej obuwia
podnoski powinny sięgać ponad przodostopie.

U pacjentów po amputacji w obrębie śródstopia dochodzi do czynnościowego wydłużenia

amputowanej  kończyny  w  wyniku  przewagi  zginaczy  podeszwowych  stopy,  co  wymaga
podwyższenia  obuwia  drugiej  kończyny.  Cholewka  wysokość  18  –  20  cm  powinna  mocno
przylegać do nogi oraz mieć dobre zamknięcie ponad stawem skokowym. Podnosek powinien
sięgać  do  przodostopia  natomiast  zakładka  poza  przodostopie  łącząc  się  z  podnoskiem.
W celu dobrego ujęcia pięty zakładka powinna być podwyższona o 3 cm. Obcas może sięgać
do  przodostopia  celem  uniknięcia  złamania  stalowej  taśmy  w  podeszwie.  Przestrzeń  po
amputowanym przodostopiu należy uzupełnić z miękko wyścielonym wyżłobieniem dla kikuta.

Po amputacjach w stawie Choparta lub Lisfranca występuje nie w pełni wydolny

mechanicznie kikut, który wymaga podobnego obuwia jak przy amputacji w obrębie
śródstopia, ale cholewka musi mieć wysokość 23–25 cm, natomiast język należy ukształtować
z bardzo mocnej skóry z wąską sprężystą taśmą stalową dosztywniającą staw skokowy.

Amputacja całej stopy wymaga zaopatrzenia protezą goleni ze stopą protezową. Typowa

stopa  SACH  (Solid  Ankle  Cushion  Heel)  umożliwia  amortyzację  obcasem,  a  brak  ruchu
w stawie  skokowym  ułatwia  wahadłowe kroczenie naprzemienne. Najnowsze  generacje  stóp
protezowych  opracowywane  są  pod  kątem  zapewnienia  propulsji,  która  redukuje  wydatek
energetyczny  związany  z  chodem  utykającym.  Dynamiczne  stopy  akumulują  energię
odkształcenia  obcasa,  a  bardziej  wyrafinowane  konstrukcje  również  energię  odkształcenia
elementu podudziowego, celem uzyskania efektu propulsji.

Po amputacji w okolicy stawu skokowego konieczne jest (z uwagi na brak miejsca)

zastosowanie  specjalnej  stopy  protezowej  o  obniżonym  profilu.  Poszerzony  obrys  kikuta
w części  dystalnej  warunkuje  wykonanie  leja  protetycznego  nie  odwzorowującego
naturalnych  kształtów,  co  skutkuje  złym  wynikiem  kosmetycznym,  rzadko  akceptowanym
przez kobiety.

Typowa proteza goleni wykonywana jest na kikut o długości kości piszczelowej około

13 cm (na granicy 1/3 bliższej i środkowej kości piszczelowej). Kikut zaopatrzony miękkim
lejem wewnętrznym umieszczony jest w leju protetycznym połączonym ze stopą protezową
konstrukcją:

−

zewnątrzszkieletową, odwzorowującą naturalny kształt kończyny,

−

wewnątrzszkieletową, osłoniętą pokryciem kosmetycznym.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Powszechnie stosowana od 1959 r. proteza typu PTB (Patellar Tendon Bearing)

z oparciem podrzepkowym, obejmuje od góry połowę rzepki i część kości udowej a ciężar
ciała opiera się głównie na półeczce podrzepkowej (okolica więzadła właściwego rzepki) oraz
na pozostałej powierzchni kikuta z wyjątkiem punktów i okolic wymagających odciążenia
(rys.6).

Rys. 2. Odmiany leja protezy goleni typu PTB: a – standardowa z zaczepami do paska

nadkolanowego; b – odmiana z podwyższonymi ściankami bocznymi i klinami

nadkłykciowymi; c – odmiana PTS z ujęciem okolicy nadkłykciowej i nadrzepkowej.

Zapewnienie takiego rozkładu sił jest wynikiem wykonania odlewu gipsowego przy

zgięciu w stawie kolanowym 30º, a następnie dokonaniu modyfikacji polegających na:

−

wcięciu w okolicy więzadła właściwego rzepki,

−

odbarczeniu występów kostnych,

−

zapewnieniu stabilizacji przez nacisk na tkanki miękkie bocznej i tylnej powierzchni
kikuta,

−

pozostawieniu wolnej przestrzeni dla ścięgien zginaczy stawu kolanowego,

−

proteza typu PTB zamocowana jest: a) zawieszeniem szelkowym z elastycznym paskiem
nadkłykciowym, b) tulejką udową z szynami z ruchem wolnym w przegubie stawu
kolanowego, c) zmodyfikowanym kształtem leja typu nadrzepkowo / nadkłykciowego –
PTS (Prothèse Tibiale Supracondylienne), typu nadkłykciowego:

−

KBM (Kondylen-Bettung-Münster) z zawieszeniem klinowym wkładanym
pomiędzy ścianę przyśrodkową leja, a kłykieć przyśrodkowy kości udowej,

−

w modyfikacji kosmetycznej, z użyciem materiałów sprężystych (rys.3),

−

samonośnym lejem wewnętrznym z trzpieniem mocującym w leju protetycznym
(rys. 4).

Rys. 3. Proteza goleni typu KBM

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 4. Samonośny lej wewnętrzny z trzpieniem mocującym w leju protetycznym

Zastosowanie tulejki udowej z szynami wbudowanymi do protezy umożliwia

kontrolowanie  stawu  kolanowego  w  przypadkach  jego  niestabilności.  Natomiast  w  celu
uzyskania  efektu  odciążenia  całego  kikuta  podudzia  (np.  po  amputacjach  ze  wskazań
naczyniowych)  do  protezy  wbudowuje  się  ortezę  dwuszynową  z  tulejką  podpierającą  guz
kulszowy.

Kikuty goleni o długości powyżej 15 cm są trudne do zaprotezowania z uwagi na: zły

wynik kosmetyczny uwarunkowany szablowatym kształtem kikuta, niedostateczne pokrycie
kości tkanką miękką w odcinku obwodowym.

Krótkie kikuty goleni (długości mniejszej niż szerokość trzech palców poniżej

przyczepów zginaczy stawu kolanowego u pacjentów dorosłych) nie dysponują wystarczającą
dźwignią  do  napędu  protezy.  W  takich  przypadkach  wykonywane  są  protezy  udowe,
charakteryzujące  się  zastosowaniem  modułu  przegubu  kolanowego,  zgodnie  z  regułami
obowiązującymi  przy  protezowaniu  po  zabiegu  wyłuszczenia  w  stawie  kolanowym.
Wprawdzie ustawienie krótkiego kikuta goleni w  zgięciu 90º (pozycja klęczna) daje w pełni
wydolny  kikut  oporowy  to  jednak  wynik  kosmetyczny  i  funkcjonalność  protezy  są
niezadowalające.

Zabieg wyłuszczenia w stawie kolanowym wymaga zaopatrzenia protezą konstrukcji

wewnątrzszkieletowej z zastosowaniem przegubu kolanowego o specjalnym ustawieniu osi,
umożliwiającym uniknięcie nadmiernego wydłużenia komponenty udowej protezy.
Rozwiązania takie są kosztowne.

Typowa proteza uda wykonywana jest na kikut, którego kość udową skrócono o 13 cm

mierząc od szpary stawu kolanowego osoby dorosłej, oraz z poprawnie zbilansowanym
układem mięśniowym.

Współczesne osiągnięcia w dziedzinie protetyki ortopedycznej sprawiły, że zabieg

amputacji nie może być postrzegany przez chirurgów jako proste odjęcie kończyny, gdyż
mioplastyczny kikut sterujący nowoczesną protezą to nowy narząd ruchu.

Obecnie na rynku dostępna jest cała gama różnych modułów protezowych, które muszą

być  precyzyjnie  dobrane  do  warunków  anatomicznych  amputanta,  wydolności  kikuta
i oczekiwanej aktywności fizycznej. Jedna z najszerszych ofert dotyczy modułów przegubów
kolanowych  poczynając  od  drewnianych  mechanizmów  jednoosiowych  z  ruchem  wolnym,
przez  tytanowe  mechanizmy  wieloosiowe  wspomagane  mechanicznie,  pneumatycznie  czy
hydraulicznie  do  rozwiązań  z  wbudowanym  mikroprocesorem  sterowanym  sensorami
umieszczonymi w elemencie podudziowym (rys.5).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 5. Najnowsze rozwiązania konstrukcyjne protezy

Trzeba jednak pamiętać, że pełne wykorzystanie ich możliwości wymaga zastosowania

pełnokontaktowego leja protetycznego. Protezy z lejami pełnokontaktowymi, które
zapewniają równomierny rozkład sił umożliwiają osiągnięcie najlepszego wyniku
funkcjonalnego, jednakże muszą być wykonane z wyjątkową dokładnością.

W przypadku pacjentów z niepełną wydolnością kikuta, lub osób w wieku starszym

wykonywane są protezy z lejem czworobocznym podpierającym pod guz kulszowy (rys.6),
lub leje o kształcie trójkątnym podpierające pod krętarz większy.

Rys. 6. Lej z podparciem pod guz kulszowy

Kikuty udowe krótsze niż 8 cm poniżej gałęzi kości łonowej, u osoby dorosłej,

zaopatrywane są specjalnymi protezami całej kończyny dolnej (z ujęciem miednicy), które
unieruchamiają staw biodrowy i posiadają dodatkowy przegub w udowym elemencie protezy.

Brak kikuta udowego jest wskazaniem do zaopatrzenia protezą całej kończyny dolnej.

Od 1953 r. wzorcową konstrukcją pozostaje w takich przypadkach proteza kanadyjska, której
lej  obejmuje  całą  miednicę  i  jest  szczelnie  domodelowany  ponad  grzebieniami  kości
biodrowych.  Pierwotnie  proteza  ta  posiadała  konstrukcję  zewnątrzszkieletową  z  ruchem
wolnym  w przegubach  stawu  kolanowego  i  biodrowego.  Przesunięcie  osi  stawu biodrowego
do  przodu  względem  mechanicznej  osi  protezy  całej  kończyny  dolnej,  a  osi  stawu
kolanowego  ku  tyłowi  powoduje,  że  przy  pełnym  obciążeniu  powstają  momenty  obrotowe
powodujące ryglowanie przegubów protezy (rys.7).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 7. Proteza stosowana przy krótkich kikutach i po wyłuszczeniu w stawie biodrowym

W dopasowywaniu przedmiotów ortopedycznych obowiązuje reguła trójpunktowego

oddziaływania konstrukcji technicznej na obejmowany odcinek ciała. Po zabiegu
wyłuszczenia w stawie biodrowym konieczne jest szczelne ujęcie grzebieni kości biodrowych
uniemożliwiające przyśrodkowe przemieszczanie guza kulszowego, co mogłoby doprowadzić
do opierania leja na brzegach panewki. Pozostawienie głowy kości udowej i krętarza
poprawia warunki protezowania i pozwala zachować przyczepy bardzo silnych mięśni.

Podstawowym warunkiem prawidłowego wykonania protezy ortopedycznej jest

umiejętne wypełnienie formularza miarowego oraz pobranie miary gipsowej. Wykonanie leja
w  technologii  laminowania  na  odlewie  gipsowym,  w  którym  dokonano  stosownych
modyfikacji  jest  najbardziej  rozpowszechnione.  Do  wzmocnienia  konstrukcji  wykorzystuje
się  matę  z  włókna  szklanego  lub  węglowego,  natomiast  umiejętne  rozprowadzenie  żywic
o różnej  twardości  i  elastyczności  warunkuje  sposób  zamykania  protezy  i  komfort
codziennego jej użytkowania. Wykonanie pokrycia kosmetycznego z materiałów gąbczastych
o  różnej  gęstości  poprawia  wynik  estetyczny  i  przedłuża  okres  jego  użytkowania,  jednakże
efekt końcowy uzależniony jest głównie od zdolności artystycznych wykonawcy.

Najbardziej wyrafinowane technologie zakładają budowanie protez ortopedycznych,

w oparciu  o  wypełnienie  formularza  miarowego  i  zapisanie  obrazu  w  technologii  cyfrowej.
Dane  te,  po  odpowiednim  przetworzeniu  umożliwiają  obrabiarce  cyfrowej  wyrzeźbienie
odpowiednika  odlewu  gipsowego.  Tak  wykonana  proteza  próbna  zostaje  odesłana  celem
przymierzenia  i  naniesienia  stosownych  poprawek,  po  uwzględnieniu,  których  wykonywana
jest  proteza  właściwa.  Wprawdzie  wykorzystanie  komputerów  w  produkcji  protez
ortopedycznych  zwiastuje  istotne  zmiany  w  technologii,  jednakże  nie  należy  oczekiwać
dezaktualizacji  opinii  Hohmanna  z  1923  r.:  „Kupowanie  masowo  produkowanych  wkładek
ortopedycznych nie jest właściwym rozwiązaniem zagadnienia”.

W przypadku pacjentów po amputacji przezmiednicznej konieczne jest wydłużenie leja

ku górze, które zapewni podparcie pod łuki żebrowe, trzecim punktem pozostaje szczelnie
ujęty grzebień kości biodrowej (rys.8).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 8. Lej protezy stosowanej po amputacji przezmiednicznej

Popularyzacja protez o konstrukcji wewnątrzszkieletowych zdezaktualizowała podział na

protezy  tymczasowe  (konstrukcje  wewnątrzszkieletowe  umożliwiające  zmianę  kątowych
wstawień  elementów  oraz  wymianę  leja  wraz  ze  zmianą  kształtu  kikuta  w  procesie  jego
formowania  i  obkurczania  mięśni)  oraz  protezę ostateczną  (konstrukcję  zewnątrzszkieletową
odwzorowującą  naturalne  kształty  i  ustawienia  protezy  tymczasowej).  Współczesnym
odpowiednikiem  protezy  tymczasowej  jest  lej  próbny  wykorzystywany  do  przetestowania
poprawności  modyfikacji  wprowadzonych  przy  obróbce  odlewu  gipsowego  lub  celem
przemodelowania  kikuta  przy  zmianie  techniki  protetycznej.  Coraz  częściej  w  procesie
pierwotnego  formowania  kikuta  i  wczesnej  rehabilitacji  ruchowej  stosowane  są
konfekcjonowane protezy terapeutyczne. Wśród protez terapeutycznych rozróżniamy protezy
z  lejem  pneumatycznym  (stosowane  głównie  w  lecznictwie  zamkniętym  z  uwagi  na
konieczność  ograniczania  czasu  stosowania)  oraz  protezy  z  regulowanym  lejem
(umożliwiające częściowe obciążanie kikuta i zachowanie stereotypii chodu naprzemiennego
oraz  stanowiące  wczesne  uzupełnienie  kosmetyczne).  Modyfikowanie  leja  protezy
terapeutycznej  możliwe  jest  przez  zastosowanie  regulowanych  zapięć  (rys.9)  lub
zastosowanie niskotemperaturowych materiałów termoplastycznych.

Rys. 9. Modyfikacja leja protezy przez zastosowanie zapięć.

Postęp technologiczny i cywilizacyjny umożliwił osobom niepełnosprawnym udział

w życiu  zawodowym  i  sportowym,  ale  z  uwzględnieniem  uprzywilejowanych  reguł.
Niejednokrotnie podjęcie aktywności zawodowej lub sportowej związane jest z koniecznością
zaopatrzenia  pacjenta  w  dodatkową  protezę  wykraczającą  poza  opisane  wyżej  standardy
postępowania,  a  która  może  być  stosowana  czasowo.  Przykładem  mogą  być  sportowcy,
którzy po amputacji potrafią przebiec 100 m w czasie poniżej 12 sek. Z kolei rolnik chodząc
po  niestabilnym  podłożu,  musi  mieć  protezę  o  konstrukcji  zewnątrzszkieletowej  celem
zwiększenia  odporności  na  uszkodzenia  mechaniczne  oraz  wbudowane  szyny  kontrolujące
staw  kolanowy  [8].  W  przypadku  sportowców,  celem  zapewnienia  wytrzymałości  na
przeciążenia  i  umożliwienie  większej  dynamiki,  stosowane  są  specjalne  stopy  protezowe,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

które wyglądem odbiegają od naturalnych kształtów, umożliwiają one wprawdzie chód,
jednak należy uznać go za niewydolny.

Rys. 10. Proteza udowa z lejem protezowym typu MAS.

Zdjęcie powyżej (rys.10) przedstawia protezę udową gotową do przymiarki. Pokazano

tutaj najlepszy rodzaj leja protezowego połączony z najlepszym, obecnie dostępnym kolanem
protezowym.

Lej MAS widoczny na rysunku 10 wykonany jest dwuwarstwowo. Wewnętrzny lej

zrobiony  jest  z  elastycznego  materiału  termoplastycznego.  Lej  zewnętrzny  to  sztywny
kontener z kompozytu akrylowego. Jest to pełnokontaktowy lej na wentyl. Krawędzie leja są
elastyczne  i  nie  uwierają  podczas  chodzenia  i  siedzenia,  gdyż  dopasowują  się  do  nogi.
W przypadku schudnięcia kikuta, co zdarza się często, łatwo jest od nowa dopasować ten sam
lej  do  kikuta  wciskając  pomiędzy  dwie  warstwy  leja  dodatkową  wkładkę.  Termoplast
wewnętrznego  leja  to przyjazny  dla  skóry  materiał,  można  go  w  razie  konieczności  łatwo
i wielokrotnie formować.

Rys.11. Lej kikutowy typu MAS

Rysunki (11,12,13) pokazują krawędzie leja MAS (Marlo Anatomical Socket). Krawędź

tylna wycięta jest poniżej fałdy pośladka, dzięki czemu oba pośladki są symetryczne.

W innych lejach (quad, owalny) pośladek po stronie amputacji jest podparty, co wyraźnie

widać w każdych spodniach.

Rys.12. Lej kikutowy typu MAS

MAS to śmiała modyfikacja leja owalnego znacznie poprawiająca mechaniczne

właściwości, komfort noszenia i zewnętrzny wygląd protezy. Lej MAS nie podpiera kości

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

kulszowej,  a  obciąża  całą  objętość  kikuta.  Przednia  i tylna krawędź  jest znacznie obniżona,
co  sprawia,  że  kikut  ma  większy  zasięg ruchów,  lej  jest  płytszy,  proteza  zakłada  się  łatwiej.
Lej  MAS  stabilizuje  bocznie  kikut  od  wewnętrznej  strony  kości  kulszowej  umożliwiając
bardziej  symetryczne  chodzenie  w  protezie.  Na  zdjęciu  12  pokazano  pacjentkę  w  protezie
z lejem próbnym MAS. Widać jak zewnętrzna krawędź leja przylega ściśle do biodra. Daje to
bardzo  dobry  efekt  kosmetyczny.  Niezależnie  od  ustawienia  nogi  biodro  nie  traci  kontaktu
z lejem,  który  przylegając  na  całej  powierzchni  kikuta  nie  uwiera  i  daje  poczucie
bezpieczeństwa  i  komfortu.  Widać  również,  iż  lewy  pośladek  nie  jest  podparty  przez  lej,
wygląda więc w miarę symetrycznie.

Kolejne zdjęcia poniżej (rys.13), wzięte są z niemieckiego miesięcznika fachowego

Orthopadie Technik, który w 2004 roku opublikował duży artykuł promujący nową technikę
MAS. Autorzy określają lej MAS jako rewelacyjny i bezkonkurencyjny w większości
przypadków amputacji uda.

Rys. 13. Lej kikutowy typu MAS

Zdjęcia te pokazują, że pacjent z bardzo krótkim kikutem bez problemu schyla się do

przodu – niska krawędź przednia leja nie uwiera w brzuch i nie zsuwa lejka z kikuta. Jak już
wspomniano, charakterystyczne dla leja MAS jest ścisłe dopasowanie zewnętrznej krawędzi
leja, widać to na środkowym zdjęciu. W każdej pozycji, nawet podczas siedzenia lej
przywiera do biodra dając poczucie komfortu i łatwość sterowania protezą.

Zdjęcia 14 pokazuje krawędzie przednią i tylną leja MAS. Lej poniżej wykonany jest

dwuwarstwowo, ale zewnętrzna sztywna warstwa lejka jest jeszcze nie wycięta. To pierwsza
przymiarka leja „ostatecznego”.

Rys. 14. Lej kikutowy typu MAS

Zwykle leje MAS wykonuje się w połączeniu z pełno-kontaktowym zawieszeniem na

wentyl. Lej zakłada się przy pomocy specjalnej pończochy, po czym zamyka się wentyl,
dzięki czemu kikut zasysa się w leju i nie spada. Jest to najlepszy rodzaj zawieszenia protezy
udowej, umożliwia dobrą kontrolę ruchów protezy.

Lej MAS można też połączyć z silikonową pończochą zawijaną na kikut i zaczepioną

w leju przy pomocy trzpienia, linki lub zassania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zdjęcie  15  pokazuje  rozwiązanie  typu  "open  fitting"  -  lej  otwarty.  Elastyczna  wkładka
z poliuretanu  naciągnięta  na  kikut  umieszczona  jest  w  otwartym  -  powycinanym  lejku.
Objętość tego lejka można regulować przy pomocy dodatkowej opaski z taśmy Velcro. Takie
rozwiązanie  stosuje  się  w  przypadku  pacjentów  o  niestabilnej  objętości  kikuta  (np.  obwód
kikuta  rano  o  3  cm  większy  niż  wieczorem).  Pacjent  sam  przy  pomocy  paska  na  lejku
dopasowuje  sobie  odpowiednio  ucisk  lejka.  Tego  typu  rozwiązania  stosowane  są  również
w przypadku  dobrze  umięśnionych  kikutów,  które  podczas  napięcia  mięśni  znacznie
powiększają swoją objętość. Leje takie robi się też dla sportowców.

Rys. 15. Lej otwarty ."open fitting"

Poniżej pokazanych jest kilka zdjęć demonstrujących lej MAS. Zdjęcia wzięte są z kursu
organizowanego przez Marlo Otiz'a w 2000 roku w Holandii.

Rys.16. Lej kikutowy typu MAS

Na  rysunku  widać  możliwy  zasięg  ruchów w  nowym  leju  oraz  symetrię  pośladków.  Pacjent
siedzący na prawym zdjęciu  nie używa specjalnego adaptera obracającego podudzie protezy,
a  w  normalny,  nieskrępowany  sposób  siedzi  z  nogą  na  nodze.  Takich  rezultatów  nie  da  się
osiągnąć stosując inne typy lejów protezowych.
Najważniejsze zalety leja MAS:

−

wyjątkowy komfort podczas siedzenia użytkownika – tylna krawędź leja jest znacznie
obniżona, dzięki czemu użytkownik protezy siedzi symetrycznie na obu pośladkach, a nie
na leju,

−

możliwość schylania się – przednia ściana leja również znacznie obniżona nie
przeszkadza podczas schylania się,

−

wyjątkowo dobra boczna stabilizacja, dzięki czemu możliwy jest symetryczny chód,

−

większy niż w innych rodzajach leja zasięg ruchów i rotacji protezy,

−

bardzo dobra „kosmetyka”,

−

łatwość zakładania leja dzięki temu, że jest płytszy niż inne leje.

Wykonanie leja typu MAS opiera się na tradycyjnej technice negatywu/pozytywu gipsowego.
Pobierana jest gipsowa miara kikuta i kości biodrowych i na jej podstawie modeluje się

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

gipsowy  model  –  pozytyw  kikuta.  Następnie  wykonuje  się  lej  próbny  z  przeźroczystego
materiału.  Pozwala  to  na  sprawdzenie  jak  układają  się  tkanki  kikuta  w  leju.  Przeźroczysty
materiał  termoplastyczny  daje  się  łatwo  kształtować,  można,  więc  lej  próbny  modyfikować
tak,  aby  uzyskać  idealne  dopasowanie.  Zwykle  protezę  z  lejem  próbnym  pacjent  zabiera  do
domu, żeby dobrze przetestować lej. Po uzyskaniu odpowiedniego kształtu leja wykonuje się
tak zwany lej ostateczny.
Rodzaje protez modularnych

Kryteria rodzajów protez:

−

poziom amputacji,

−

konstrukcja,

−

techniczne,

−

funkcjonalność,

−

budżet,

−

jakość.

Rys. 17. Rodzaje protez modularnych

1.  Według  kryterium  konstrukcji  protezy  dzielimy  na  modularne  (rys.16)  i  zewnętrzno-
szkieletowe.
Proteza  modularna,  składa  się  z  modułów:  stopy  protezowej,  łączników,  adapterów,  leja
protezowego,  kolana,  zewnętrznej  kosmetyki  i  elementów  specjalnych.  Zaletą  protez
modularnych  jest  możliwość wymiany tych  elementów. Można jedno kolano zastąpić  innym
lub wymienić tylko lej, kiedy nie pasuje.

2.  Aby  dobrze  opisać  protezę  trzeba  znać  kilka  technicznych  aspektów  -  rodzaj  leja
protezowego  i  z  czego  lej  jest  wykonany.  Poza  kształtem  leja  protezę  określają  typy
zastosowanych elementów stopy i kolana.

3.  Kolejne  kryterium  podziału  protez  to  funkcjonalność:  protezy  tymczasowe,  protezy
sportowe, protezy dla osób aktywnych, protezy geriatryczne, kosmetyczne, itd.

Stopa typu SACH (rys.18)
Jest  to  najczęściej  stosowany  typ  stopy,  który  charakteryzuje  się  prostotą,  małym  ciężarem,
trwałością  i  niską  ceną.  Stopa  SACH  (solid  ankle  cushion  heel)  to  sztywna  konstrukcja  bez
ruchomych  elementów,  wykonana  jest  najczęściej  z  drewna  lub  tworzywa  sztucznego  do
którego przyklejone są wykonane z miękkiego materiału części pięty i przodostopia. Miękkie

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

części stopy umożliwiają absorpcję energii podczas lądowania pięty oraz płynne przeniesienie
ciężaru ciała w fazie podparcia.

Rys. 18. Stopa typu SACH

Materiał, z którego wykonana jest stopa SACH absorbuje energię, oznacza to w praktyce, że
na  takiej  stopie  trudno  byłoby  podskakiwać.  Większość  producentów  ortopedycznych
wytwarza  własną  stopę  SACH.  Konstrukcje  te  różnią  się  między  sobą  rodzajem  materiału,
zewnętrznym  kształtem,  wysokością  zalecanego  obcasa  (od  0  do  45  mm)  i  ciężarem.  Stopy
tego typu zalecane są przede wszystkim przy amputacjach poniżej kolana.
Stopa dynamiczna „energy storing” (rys.19).

Rys.19. Stopa dynamiczna „energy storing”

Dzięki zastosowaniu nowoczesnych materiałów sprężystych, takich jak kompozyty

węglowe  uzyskano  nową  jakość  w  konstrukcji  stopy.  Stopa  działa  jak  sprężyna,  która
przyjmuje  energię  w  momencie  uderzenia pięty,  a  następnie energię  zwraca  w  fazie  odbicia
palców. To teoria.  Wiele  badań porównawczych  wykazuje mniejsze zużycie energii podczas
chodzenia  na  takiej  stopie,  jak  też  brak  różnic.  Jedna  z  zalet  stopy  dynamicznej  jest
bezsprzeczna:  stopa  pozwala  na  łatwiejsze  podchodzenie  pod  górę.  Główną  wadą  tej
konstrukcji  stopy  jest  jej  cena.  Z  reguły  stopy  dynamiczne  są  najdroższe,  kosztują
w granicach  3  tysięcy  euro.  Ponieważ  stopa  dynamiczna  oddaje  energię,  dodatkowo  naraża
tym samym kikut na obciążenia. Nie stosuje się takiej stopy przy krótkim, problematycznym
kikucie.  Tak  jak  i  stopy  SACH,  stopy  dynamiczne  zalecane  są  przede  wszystkim  przy
amputacjach poniżej kolana. W wyższych amputacjach trudno jest uzasadnić zalety tej stopy.
Prekursorem  i  najbardziej znanym  producentem stóp dynamicznych była amerykańska  firma
FLEX.  Około  20  lat  temu  wprowadziła  ona  na  rynek  stopę  „Flex  foot”.  Obecnie  istnieje
bardzo  wiele  odmian  i  rodzajów  stóp  dynamicznych.  Niektóre  z  nich  produkowane  są
z dodatkowymi  funkcjami  i  możliwościami  ustawiania,  na  przykład  sztywności  stopy,  lub
możliwości rotacji.

Stopy ze stawem skokowym (rys.20).

To najstarszy rodzaj stopy protezowej, ale nadal bardzo często stosowany, a nawet

ostatnio  modny  w  protetyce.   Tego typu  stopa  posiada  ruchomy  element  stawu   skokowego
jednoosiowy  lub  wieloosiowy.  Stopa  zalecana   jest  przy  amputacjach  wyższych,  zgodnie
z logiką iż utrata dwóch lub trzech stawów wymaga większej swobody ruchów stopy. Nie ma
również  przeciwwskazań  w  stosowaniu  tej  stopy  przy  amputacjach  poniżej  kolana.  Zaletą
stopy  ze  stawem  skokowym  jest  jest  możliwość  stosowania  różnej  sztywności  stawu,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

dostosowanej  do  indywidualnego  użytkownika.  Stopa  ze  stawem  wieloosiowym  pozwala
chodzić  po  nierównym  terenie,  stopa  sama  ustawia  się  odpowiednio  do  podłoża.  To
najbardziej  „komfortowa”  stopa  protezowa,  chociaż  nieco  cięższa  od  SACH  i  wymaga
częściej przeglądów i napraw.

Rys. 20. Stopa ze stawem skokowym

Mechaniczne kolano protezowe pełni ważną funkcję w protezie powyżej kolana: symuluje

naturalny  ruch  kończyny,  to  znaczy  zginanie  i  prostowanie  podczas  chodzenia  i  siedzenia,
jednocześnie  zapewnia  bezpieczne  podparcie  w  fazie  stania  na  protezie.  Kontrola  ruchów
kolana jest pośrednia, użytkownik protezy wykorzystuje siły inercji, aby kolano wyprostować
lub  zgiąć,  wszak  nie  ma  mięśni  prostujących  i  zginających  kolano.  Pomimo  to  dobrze
wytrenowany  pacjent  może  przyzwoicie  chodzić  nawet  na  prymitywnym  kolanie
zawiasowym.

Rys. 21. Kolana protezowa

Oprócz problemu stabilności kolana w fazie podparcia (kolano nie może zgiąć się, bo

pacjent upadnie), istnieje jeszcze inny problem: stopa protezowa wraz z podudziem
zachowuje się jak wahadło, którego ruch może opóźniać chodzenie. Proste kolana protezowe
posiadają dlatego wspomaganie prostowania w postaci sprężyny lub gumy, bardziej
zaawansowane kolana wykorzystują elementy pneumatyczne lub hydrauliczne.

W ostatnich latach nastąpił bardzo szybki rozwój technologiczny w protetyce i powstało

wiele  nowych  elementów  protezowych.  Obecnie  jest  na  rynku  europejskim  można  spotkać
ponad  sto  różnych  kolan,  od  przestarzałych  zewnętrzno-szkieletowych,  jednoosiowych
zawiasów,  poprzez  modularne,  wieloosiowe,  skomplikowane  hydrauliczne  konstrukcje,  do
najbardziej zaawansowanych, sterowanych elektronicznie.
Protezy goleni
Każda modularna proteza dla amputacji goleni składa się z czterech elementów:

−

leja protezowego,

−

stopy protezowej,

−

łączników,

−

zewnętrznego pokrycia.

Elementy protezy połączone są przy pomocy znormalizowanych zaczepów, które pozwalają
na łatwą regulację ustawienia protezy a także umożliwiają szybką wymienialność tych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

elementów. W ciągu kilku minut technik może zamontować na przykład inną stopę protezową
lub może wymienić lej protezowy, jeśli ten się zużył albo nie jest dobrze dopasowany.

Dla amputacji poniżej kolana wykonuje się następujące rodzaje protez (podział według
rodzaju leja):

−

protezy konwencjonalne z szynami i gorsetem udowym,

−

protezy z miękką wkładką typu pe-lite,

−

protezy z pończochą silikonową,

−

kombinacje powyższych.

Wśród protez goleni można znaleźć wiele rozwiązań konstrukcyjnych. Poniżej przedstawiono
niektóre z nich (22–23).

Rys. 22. Skórzana proteza konwencjonalna

Rys. 23. Zmodyfikowana proteza konwencjonalna

Rys. 24. Proteza z lejkiem PTB/KBM

Rys. 25. Zawieszenie protezy KBM na pasku

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 26. Zawieszenie protezy goleni na rękaw kolanowy z żelu

Rys. 27. Pończochy z żelu do zawieszenia protezy

Jednym z typów protezy goleni jest typ KBM (rys. 24–27). Protezę można wykonać tak,

aby  była  lekka  (proteza  goleni  nie  powinna  być  cięższa  niż  2  kg).  W  lejku  protezowym
miękka  wkładka  i  bawełniane  pończochy  kikutowe  zapewniają  komfort  noszenia  protezy.
W protezach dla osób starszych  można  zastosować pończochy z żelu  lub  miękkiego silikonu
zamiast  miękkiej  wkładki  typu  pe-lite.  Żel  jest  droższym  rozwiązaniem  i  nie  zawsze  się
sprawdza. Nie wszystkim służy stały ucisk na tkanki kikuta, szczególnie podczas siedzenia.

Rys. 28. Proteza modułowa goleni

Rys. 29. W protezach goleni stosuje się czasami specjalne elementy takie jak np. elementy resorujące –

absorbujące oraz elementy pozwalające na rotację stopy

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Protezy udowe
Nowoczesna proteza udowa (bez pokrycia kosmetycznego), jak ta na zdjęciu 30, składa się
z trzech części połączonych łącznikami. Są to: lej, kolano i stopa.

Rys. 30. Proteza modułowa uda

Elementy  łącznikowe  protezy  są  znormalizowane,  co  oznacza,  że  istnieje  możliwość  łatwej
wymiany  każdego  elementu  protezy,  na  przykład,  jeśli  lej  protezowy  nie  pasuje,  można  go
zastąpić  innym.  Podczas  dopasowywania  protezy  modularnej  pacjent  może  wypróbować
różne  rodzaje  stóp,  czy  kolan  zanim  zdecyduje  się  na  najlepsze  rozwiązanie.  Obecnie
dostępnych  jest  na  rynku  setki  różnych  typów  kolan  i  stóp  o  różnych  parametrach
i właściwościach.
Pokazana  na  zdjęciu  proteza  udowa  składa  się  z  lejka  czworokątnego,  który  jest  wygodny
podczas siedzenia na krześle. Czerwone elementy protezowe to lekkie, aluminiowe elementy
modularne.  Kolano  czteroosiowe  zapewnia  szybki  wyprost  podczas  chodzenia  i  jest
stosunkowo bezpieczne. Stopa z miękką ruchomą kostką jest bardzo lekka i wygodna.
Nowoczesne rozwiązania konstrukcyjne w protezowaniu kończyny górnej.

Protezy kończyn górnych, to konstrukcje techniczne uzupełniające brakujące części

narządu  ruchu.  Dzielimy  je  w  zależności od  poziomu  amputacji,  rozwiązań konstrukcyjnych
lub materiału, z którego są wykonywane. W zależności od poziomu amputacji, uszeregowanie
przedmiotów następuje w kolejności od najniższej: ręki, przedramienia dalej ramienia, aż do
najwyższej  –  wyłuszczenia  w  stawie  barkowym.  Mogą  to  być  protezy  kosmetyczne  lub
roboczo-mechaniczne.  Odnośnie  materiałów  protezy  dzielimy  na:  skórzane,  z  tworzyw
sztucznych  oraz  modułowe.  Protezy  kończyny  górnej  wykonuje  się  indywidualnie  dla
konkretnego  pacjenta,  zgodnie  z  zamówieniem.  Ponieważ  przedmioty  te  wykonywane  są
indywidualnie,  to  możliwy  jest  optymalny  dobór  typu  protezy,  technologii  wykonania
i materiałów  do  indywidualnych  potrzeb  zamawiającego.  Protezy  mogą  być  wykonane
tradycyjnymi  metodami  z  naturalnych  materiałów  jak  skóra  oraz  według  nowoczesnych
rozwiązaniach  technologicznych  z  materiałów  i  półfabrykatów  produkowanych  przez  znane
firmy światowe.

Protezy kończyny górnej wykonywane są w następujących technologiach:

−

bioelektrycznej (ruch dłoni sterowany impulsem z napięcia mięśniowego),

−

hybrydowej,

−

mechanicznej (czynnościowe),

−

kosmetycznej (nieruchome).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 31. Proteza kosmetyczna

Rys. 32. Proteza kosmetyczna ramienia z tworzywa sztucznego z ręka bierną z PCV

Rys. 33. Proteza mechaniczna ręki

Historia rozwoju konstrukcji i technologii ortopedycznych wykazuje trwałość rozwiązań

prostych. Szczególne znaczenie w tej działalności ma zrozumienie zasad technologiczności
konstrukcji, od której w głównej mierze zależy wydajność i ekonomika procesu
produkcyjnego.

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie nowoczesne rozwiązania konstrukcyjne znajdują zastosowanie w wytwarzaniu

protez kończyn?

2. Jakie nowoczesne materiały są wykorzystywane do budowy sprzętu zaopatrzenia

ortopedycznego?

3. Jakie nowoczesne rozwiązania stosuje się w konstrukcji leja protezowego?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj rysunek technologiczny kołnierza ortopedycznego sztywnego typu Florida

z podbródkiem (na zdjęciu poniżej). Dobierz materiały do wykonania kołnierza.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące dokumentacji technicznej

przedmiotów

ortopedycznych

materiałów

stosowanych

konstrukcjach

ortopedycznych,

2)  wykonać rysunek technologiczny kołnierza,
3)  dobrać materiały do wykonania tego typu kołnierza,
4)  określić sposoby połączenia poszczególnych materiałów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przykładowa dokumentacja techniczna kołnierza ortopedycznego,

−

eksponat kołnierza ortopedycznego,

−

zdjęcia różnych kołnierzy ortopedycznych,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 2

Wykonaj rysunek technologiczny pokazanej na zdjęciu kamizelki Desaulta stabilizującej

staw barkowy. Dobierz materiały do wykonania kamizelki.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje dotyczące dokumentacji technicznej

przedmiotów

ortopedycznych

materiałów

stosowanych

konstrukcjach

ortopedycznych,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2) wykonać rysunek technologiczny kamizelki,
3) dobrać materiały do wykonania tego typu kamizelki.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przykładowa dokumentacja techniczna ortez obręczy kończyny górnej i stawu
barkowego,

−

zdjęcia różnych ortez kończyny górnej,

−

poradnik dla ucznia

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wykorzystać nowoczesne rozwiązania konstrukcyjne i technologie

podczas projektowania przedmiotów ortopedycznych?



2) wykorzystać nowoczesne surowce i materiały w projektowaniu

przedmiotów ortopedycznych?



3) zmodernizować

standardowe

konstrukcje

przedmiotów

ortopedycznych i sprzętu rehabilitacyjnego?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1.  Przeczytaj uważnie instrukcję.
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.  Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4.  Test  zawiera  20  zadań.  Do  każdego  zadania  dołączone  są  4  możliwości  odpowiedzi.

Tylko jedna jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce

znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

8. Na rozwiązanie testu masz 30 min.

Powodzenia!

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Wózek inwalidzki zbudowany jest na podstawie konstrukcji

a)  szkieletowej.
b)  skorupowej.
c)  rurowej.
d)  drewnianej.

2. Protezy o konstrukcji rurowej zwane są także protezami

a)  konwencjonalnymi.
b)  modularnymi.
c)  szkieletowymi.
d)  skorupowymi.

3. Konstrukcja skorupowa (powłokowa) jest to konstrukcja bezszkieletowa w formie

ukształtowanej  przestrzennie  płyty  przenoszącej  główne  obciążenia  mechaniczne
(konstrukcje otwarte) stosowane są
a)  do produkcji łusek ortopedycznych.
b)  do produkcji stóp protezowych.
c)  do produkcji butów ortopedycznych.
d)  do produkcji wózków inwalidzkich.

4. Metale i tworzywa sztuczne łączy się zależnie od

a)  rodzaju tworzywa polimerycznego.
b)  rodzaju przedmiotu ortopedycznego.
c)  wieku zaopatrywanego.
d)  wszystkie odpowiedzi są poprawne.

5. Do wykonania miseczki podkikutowej usztywniającej koniec leja użyjesz

a)  tworzywo sztuczne.
b)  stop aluminiowy.
c)  mosiądz.
d)  filc.

6. Skórę i tworzywa sztuczne łączy się zależnie od

a)  rodzaju tworzywa.
b)  rodzaju skóry.
c)  rodzaju przedmiotu ortopedycznego.
d)  powierzchni przedmiotu ortopedycznego.

7. Cykl produkcyjny przedmiotu ortopedycznego składa się z następujących etapów

a) zlecenie i zamówienie przedmiotu, pobranie miary, prowizoryczny montaż do

przymiarki, przymiarka, montaż definitywny i wykończenie, ocena wykonania
i odbiór przedmiotu.

b) pobranie miary, rozkrój materiału, przymiarka, montaż definitywny, odbiór

przedmiotu.

c) zlecenie i zamówienie przedmiotu, dobór materiału, prowizoryczny montaż do

przymiarki, przymiarka, montaż definitywny i wykończenie, sprzedaż.

d) zlecenie i zamówienie przedmiotu, dobór materiału, montaż przedmiotu,

wykończenie przedmiotu, sprzedaż.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8. Do wykonania leja protezy z laminatu prócz żywicy epoksydowej niezbędne jest użycie

a)  skóry typu ircha.
b)  filcu technicznego.
c)  tkaniny z włókna szklanego.
d)  gumy mikroporowatej.

9. Najpoważniejszym skutkiem zastosowania do produkcji wózka inwalidzkiego materiałów

o niskiej wytrzymałości jest
a)  wyboczenie konstrukcji rurowej.
b)  zwiększenie oporów ruchu.
c)  wykonanie zbyt ciężkiej konstrukcji.
d)  zbyt duża sprężystość konstrukcji.

10. Elementy łączące kratownicę przestrzenną ortezy szynowo opaskowej przenoszącej

główne obciążenia, stanowią konstrukcję
a)  szkieletową.
b)  powłokową.
c)  taśmową.
d)  miękką.

11. Stopa protezowa posiadająca drewniany rdzeń, obłożony elastycznym tworzywem

sztucznym to stopa typu
a)  Chopart.
b)  Sach.
c)  ProSymes.
d)  Elation.

12. Protezy kończyny górnej za pomocą których możliwe jest częściowe odtworzenie

ruchów utraconej kończyny to protezy:
1)  mioelektryczne.
2)  szkieletowe.
3)  kinetyczne.
4)  hybrydowe.

13. Lej protezowy goleni z oparciem podrzepkowym, obejmujący od góry połowę rzepki

i część kości udowej w którym ciężar ciała opiera się głównie na półeczce podrzepkowej
to lej typu:
a)  KBM.
b)  PTB.
c)  PTT.
d)  PTS.

14. Wybór rodzaju stopy protezowej uzależniony jest od

a)  wskazania lekarskiego.
b)  materiału z jakiego wykonana jest proteza.
c)  rodzaju protezy i indywidualnych potrzeb pacjenta.
d)  kształtu kikuta.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15. Modularny przegub kolanowy monocentryczny z zamkiem i zintegrowaną wyrzutnią do

protez uda zalecany jest w szczególności dla pacjentów
a)  aktywnych.
b)  uprawiajacych sport.
c)  nieaktywnych.
d)  Geriatrycznych.

16. Pokazane na zdjęciu obok miękkie leje wewnętrzne łaczące kikut ze sztywnym lejem

protezowym są wykonane z
a)  styrogumu.
b)  neoprenu.
c)  termoplastów.
d)  silikonowu.

17. Element protezy pokazany na zanieszczonym obok rysunku to

a)  element stopy protezowej.
b)  element stawu skokowego.
c)  adapter leja.
d)  element przegubu kolanowego.

18. Pasy, tuleje, taśmy Velcro to półfabrykaty, które stosuje się do

a)  kosmetyki protezy.
b)  usztywnienia protezy.
c)  zawieszenia protezy.
d)  wzmocnienia protezy.

19. Półfabrykatem niezbędnym do wykonania protezy kończyny dolnej jest

a)  szyna metalowa.
b)  stopa protezowa.
c)  lej kikutowy.
d)  przegub kolanowy.

20. Sposobem łączenia poszczególnych elementów protezy modularnej jest

a)  skręcanie.
b)  sklejanie.
c)  zgrzewanie.
d)  nitowanie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko.............................................................................................................................

Dobieranie konstrukcji mieszanych w protetyce ortopedycznej

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

1. Burgess E. M., Zettl J. H.: Amputations and Prosthetic Management of the Hip. Flexor

and extensor tendo injuries. Surgery of the Hip Joint. Philadelphia: Lea & Febiger; 1973:
411–427

2.  Katalog handlowy Ortofach, Szczecin 2005
3.  Katalog handlowy Otto Bock, 2005
4.  Katalog handlowy Zakłady Ortopedyczne Kraków 2002
5.  Marciniak W., Szulc A.: Wiktora Degi ortopedia i rehabilitacja. PZWL, Warszawa 2004
6.  Międzybłocki  T.:  Biomechanika  protez  kończyn  dolnych.  Technika  Ortopedyczna.

Warszawa: PZWL; 1962; 4, 38–76

7. Myśliborski T.: Rodzaje amputacji. Technika Ortopedyczna. Warszawa: PZWL; 1962; 2,

171–203

8. Myśliborski T.: Zaopatrzenie ortopedyczne. PZWL, Warszawa 1985
9. Prosnak M.:Podstawy technologii ortopedycznej. Materiały pomocnicze. CMDNŚSM,

Warszawa 1987

10. Prosnak M.: Podstawy protetyki ortopedycznej. Materiały pomocnicze. CMDNŚSM,

Warszawa 1988

11. Przeździak B.: Zaopatrzenie rehabilitacyjne. Via Media, Gdańsk 2003
12. Tooms E. R.: Amputations of Lower Extremity. Campbell’s Operative Orthopaedics. St.

Louis: Mosby; 1998: 532–541

13. Tooms E. R.: Amputations of Hip and Pelvis. Campbell’s Operative Orthopaedics. St.

Louis: Mosby; 1998: 542–549

14. Vitali M., Robinson K. P., Andrews B. G., Harris E.: Amputacje i protezowanie.

Warszawa: PZWL; 1985

15. www.amputacja.pl
16. www.prz.rzeszów.pl