Буров Геннадий Николаевич - кандидат технических наук, руководитель научного направления.
Санкт-Петербург.
St. Petersburg.
Белянин Олег Леонидович - ведущий научный сотрудник отдела биомеханических исследований опорно-двигательной системы Института протезирования и ортезирования.
Санкт-Петербург.
St. Petersburg.
Черникова Марина Владимировна - руководитель проектно-конструкторского отдела Института протезирования и ортезирования.
Санкт-Петербург.
St. Petersburg.
Большаков Владимир Александрович - старший научный сотрудник проектно-конструкторского отдела Института протезирования и ортезирования.
Санкт-Петербург.
St. Petersburg.
Дробаха Алёна Сергеевна - младший научный сотрудник проектно-конструкторского отдела Института протезирования и ортезирования.
Санкт-Петербург.
St. Petersburg.
Введение. Рассмотрены принципы построения конструкции коленного модуля протеза бедра. Предложена конструкция коленного модуля протеза бедра с оригинальным механизмом обеспечения подкосоустойчивости в протезе. Цель: создание отечественного искусственного коленного модуля в протезе бедра, при использовании которого обеспечивается оригинальный надёжный механизм подкосоустойчивости в процессе ходьбы путём быстрой блокировки сгибания-разгибания искусственного коленного шарнира при опоре на протез. Материалы и методы. Одной из основных проблем, существующих при разработке коленных модулей в протезе бедра, является наличие в конструкции модуля механизма, обеспечивающего его блокировку от сгибания при ходьбе в момент опоры протеза в фазе переноса здоровой конечности. В коленных модулях различных фирм подобный вопрос решается по-разному. Например, в простых одноосных коленных шарнирах предусмотрена его блокировка, в которой используется вес инвалида в фазе опоры на протез. Ходьба при этом осуществляется без сгибания в коленном шарнире. Для разблокировки необходимо потянуть за трос (переход в положение сидя). В некоторых одноосных шарнирах предусматривается его автоматическое замыкание под действием веса инвалида при опоре на протез. Размыкание происходит в фазе переноса веса на носок. В более сложных многоосных конструкциях модулей имеет место так называемый геометрический замок, в котором замыкание в фазе опоры происходит за счёт специального расположения осей друг относительно друга. Размыкание происходит в фазе переноса. Объект исследования: механизмы коленного модуля, осуществляющие подкосо-устойчивость инвалида в процессе ходьбы на протезе бедра. Предмет исследования: конструкция коленного модуля, обеспечивающая самоторможение за счёт муфты с разрезным диском. Результаты. Проведённое исследование позволило обосновать практическую возможность создания коленного модуля протеза бедра с тормозным устройством, выполненным в виде муфты с разрезным диском. Обсуждение. В настоящее время существуют различные конструкции коленных модулей, имеющие механизмы подкосоустойчивости. При рассмотрении современных коленных модулей известных производителей определены основные способы обеспечения подкосоустойчивости. В полицентрическом коленном модуле фирмы «O"ssur» реализован принцип блокировки колена за счет смещения мгновенной оси при разгибании колена, тем самым обеспечивая подкосоустойчивость. В подобном модуле фирмы Ottobock происходит автоматическое замыкание оси колена под воздействием веса человека. Отечественными производителями коленных модулей являются фирмы ОРТОС (Новосибирск) и Metiz. Также научно-производственной корпорацией «Системы прецизионного приборостроения» (НПК СПП, входит в Роскосмос) было заявлено производство коленного модуля «Актив-2». В связи с ограничением импорта зарубежной продукции государственные протезно-ортопедические предприятия заинтересованы в разработке и производстве отечественных протезно-ортопедических изделий, в том числе и искусственного коленного сустава различных конструкций. Выводы. Сформированы принципы построения конструкции коленного модуля протеза бедра.
Introduction. The principles of construction of the knee joint in the transfemoral prosthesis are considered. The design of the knee joint in the transfemoral prosthesis with an original mechanism for ensuring buckling resistance in the prosthesis is proposed. Goal. Create an artificial knee joint, which provides a reliable mechanism of strut stability during walking by quickly blocking the flexion-extension of the artificial knee joint in the prosthetics for high amputations of the lower extremities when resting on the prosthesis. Materials and methods. One of the main problems that exist in the development of knee joints in a femoral prosthesis is the presence in the design of the module of a mechanism that ensures its blocking from bending when walking at the moment of support of the prosthesis in the transfer phase of a healthy limb. In the knee joints of various companies, this issue is solved in different ways. For example, some simple singleaxis knee joints are designed to lock when the disabled person is in a standing position. Walking is carried out without flexion in the knee joint. To unlock, pull the cable (transition to a sitting position). In some single-axis hinges, a locking function is applied using the weight of a disabled person. In the phase of support on a full foot, the hinge closes due to the weight load on it and opens by transferring weight to the toe. In more complex multi-axis module designs, there is a so-called geometric lock. The closure in the stance phase occurs due to the correct arrangement of the axes relative to each other. The opening occurs in the transfer phase. The object of the study. The mechanisms of the knee joint, which provide a handicapped person's resistance to buckling while walking on a transfemoral prosthesis. The subject of the study. The design of the knee joint, which provides self-braking due to a coupling with a split disc. Results. The study made it possible to substantiate the practical possibility of creating a knee joint of prosthetics for high amputation with a braking device made in the form of a split disc clutch. Discussion. Currently, there are various designs of knee joint that have mechanisms of buckling. When considering modern knee joint of well-known manufacturers, the main ways of ensuring buckling resistance are determined. The polycentric knee module of the company "Ossur" implements the principle of knee locking due to the displacement of the instantaneous axis when the knee is extended, thereby providing buckling resistance. In the Ottobock knee joint, the knee axis is automatically closed under the influence of human weight. Domestic manufacturers of knee modules are ORTHOS (Novosibirsk) and Metiz. Also, the scientific and production corporation "Precision Instrument Engineering Systems" (NPC SPP, part of Roscosmos) announced the production of the knee module "Aktiv-2". Due to the restriction of imports of foreign products, state prosthetic and orthopedic enterprises are interested in the development and production of domestic prosthetic and orthopedic products, including artificial knee joints of various designs. Conclusions. The principles of constructing the design of the knee joint of the above knee prosthesis have been formed.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.