Specializarea Echipamente și Sisteme Medicale [625410]

Universitatea POLITEHNICA din București
FACULTATEA DE INGINERIE MEDICALĂ
Specializarea Echipamente și Sisteme Medicale

PROIECT DE DIPLOMĂ
STUDIU PRIVITOR LA P ROIECTAREA ȘI REALIZAREA UNEI
PROTEZE DE GAMBĂ AJUSTABILĂ PENTRU ADOLESCENȚI

București
Iulie 2018
Profesor coordonator:
Prof. Dr. Ing. Octavian GHIȚĂ
Student: [anonimizat]

2

CUPRINS

INTRODUCERE…………………………………………………….. ………………… ……… ……… .3
CAPITOLUL I – STUDII ȘI CERCETĂRI CU CARACTER MEDICAL …………..4
1.1. Anatomia funcțion ală a gambei, gleznei și a piciorului ……………………….. ….4
1.2. Biomecanica membrului inferior și biomecanica mersului ……….. ……………7
1.3. Amputarea gambei și protezarea acesteia …….. ………………………. …………….11
CAPITOLUL II – STADIUL ACT UAL ÎN DOMENIUL PPROTEZĂRII …………15
2.1. Documente din brevet e…………………………………………………………… ………..15
2.1.1 . Brevetul US5314499A ……………………………… …………………….. ………….15
2.1.2. Brevetul US20020143408A1 ………………………………………………. ………..16
2.2. Soluții comercializate ……………………………………………………………. …………17
2.3. Proteze de gambă de ultimă generație…………………… ……………………… ………19
CAPITOLUL II I- ASPECTE TEORETICE PRIVITOARE LA REALIZAREA
TEMEI ……………….. …………………………………………………. ……………. ………………23
CAPITOLUL IV – PROIECTAREA SISTEMULUI …………… ……………………. …..27
4.1. Descrierea programului Fusion36O …………… ……………………………………. …..27
4.2. Modelul 3D și descr ierile comenzilor folosite în programul Fusion360 ……28
4.2.1. Componenta articulației d e gleznă a protezei de gambă pentru
copil /adolescent ………… …………………………………………………………………….. ……..29
4.2.2. Componenta adaptorului de prindere a protezei de gambă pentru
copil /adolescent ………. ………………………………………………………………………….. ….37
4.2.3. Compone nta tijei a protezei de gambă pentru copil /adolescent …………… ….39
4.2.4. Componen ta „ancorei” a protezei de gambă pentru copil /adolescent ……41
CAPITOL UL V – OPTIMIZAREA SOLUȚIEI PROIECTATE ………………………43
CONCLUZII ȘI PERSPECTIVE DE VIITOR ……………………… ………………… ….49

3
BIBLIOGRAFIE ………. ……………………… ………………………………………….. ……….5 1

INTRODUCERE

În urma realizăr ii unei proteze de gambă personalizată care să ofere caracteristici de
confort, tr ebuie studiat nivelul de amputa ție a gambei , cât de repede creș te copilul/ adolescent ul,
vârsta și greutatea lui.
În proiectul de diplomă cu titlul „Studiu privitor la proiectarea și realizarea unei proteze
de gambă ajustabilă pentru adolescenți” are ca scop îmbunătățirea unei prote ze de gambă,
permițându -i să fie ajustabilă prin lungirea celei de a doua tijă, având marimi care îi permite
copilului/ adolescentului să o poarte timp de patru ani, i ncluzând și mersul la controlul periodic.
Acest proiect es te structurat în următoarele capitole :
Capitolul I are în compon ența sa detalii despre anatomia gambă -gleză -picior , biomecanica
piciorului ce implică mișcările întâlnite la nivelul acestuia, dar și biomecanica mersului unde se
găsesc faz ele acestuia. În acest capitol am vorbit și despre amputați ile gambei, în ce cazuri se
face această amputație, tipuri de amputări la nivelul gambei, câ t de afectați sunt adolescenții(dacă
acceptă această protezare) și materialele din care sunt confecționate proteza.
Capit olul II prezintă soluțiile brevetate, firme care produc proteze de gambă și cele mai
noi invenții de pe piaț ă.
Capitolul III are calculul protezei de tibie a copilului/adolescentului în raport cu
dimensiunile standard cunoscute ale unui adult și dupa ce cr iterii am făcut tija ajustabilă.
Capitolul IV este descris programul folosit , Fusion360, pentru proiectarea protezei de
gambă, sunt prezentate piesele ș i proiectcțiilel lor cât și comenzil e folosite în program pentru
realizarea proiectării lor.
Capitotl ul V este prezentată și descrisă proiectarea tijei ajustabile pentru copii/ adolescenți
în programul Fusion360, sunt descrise comenzile cât și descrierea proiectării pieselor.

4

CAPITOLUL I – STU DII ȘI CERCETĂRI CU CARACTER MEDICAL

1.1.Anatomia funcțio nală a gambei , gleznei și a piciorului

Membrul inferior sau membrul pelvin reprezintă partea inferioară a corpului uman, ce ajută la
îndeplinirea funcției de locomoție. Membrul inferior este alcătuit din patru segmente: șold,
coapsă, gambă și picior .
Scheletu l membrului inferior este alcă tuit din centura pelvină și membrul inferior liber .
Centura pelvină este formată de către cele două oase coxale (osul coxal și osul sacrum) . Membrul
inferior liber este format din oasele coapsei (femurul), oasele gambei (tibia și peroneul) și oasele
piciorului (tarsiene, metatarsiene și falange). [1]

Figura 1.1 – Scheletul membrelor inferioare

5
(http://www.corpul -uman.com/wp -content/uploads/2011/04/anatomiacorpluiuman -4.jpg )
Gamba este un segment al membrului inferior cup rins între genunghi și gleznă. În partea
de sus, gamba este legată de coapsă prin intermediul genunchiului , in partea de jos, ea este legată
de picior prin intermediul gleznei. [2]
Glezna este formată din două articulații, articulația superioară și cea inferioară a gleznei.
Cea inferioară reprezintă articulați a dintre osul gleznei și osul călcâ iului. Aceasta joacă un rol
secund ar în leziunile gleznei. Articulația superioară a gleznei leagă capătul inferior al osului
gambei (fluierul piciorului sau tibia) și peroneul (fibula) de osul gleznei sau talus. Această
articulație este monoaxială, ea se articulează de -a lungul un ei singur e axe, ea este necesară la
ridicarea și coborârea piciorului. Privind articulația gleznei din spate, se p oate vedea că există
doar o legă tură relativ îngustă, aproape cât un punct, cu osul gleznei. Această caracteristică
explică tendința sa de a se răsuci .[5]
Piciorul reprezintă segmentul terminal a membrului inferior, articulată cu gamba prin
gleznă și se termină cu degetele piciorului. Reprezintă baza flexibilă și elastică prin care corpul
iși păstrează poziția verticală în timpul mișcării.[ 3]

Figura 1.2.- Generalități despre gambă și picior
(http://www.rasfoiesc.com/sanatate/medicina/Kinetoterapia -tulburarii -de-st12.php)

6
Principala funcție a piciorului este de a oferi o bună stabi litate și pentru menținerea în
echilibru a corpului uman. Picioarele reprezintă structurile flexibile ale oaselor, articulațiilor,
mușchilor și țesuturilor moi, care ne permit stabilitatea în picioare, desfașurând activități precum
mersul pe jos, alergarea, săriturile. Mușchii, t endoanele și ligamentele care se află de-a lungul
suprafețelor picioarelor, permit mișcările complexe necesare mișcării și echilibrului.[ 4]
Scheletul piciorului este alcătuit din 26 de oase scurte , care se îmbină într-un sistem
arhitectonic. S unt legate între ele sau susținute prin formațiuni fi broase sau ligamente scurte dar
foarte puternice care formeaza 32 de articulații. [1]
Ligamentele sunt țesuturile moi care atașează oasele, sunt fo arte asemănătoare cu
tendoanele. Diferența este că tendoanele atașează mușchii la oase. Tendonul mare al lui Ahile
este cel mai important tendon pentru mersul pe jos, alergare și sărituri. Multe ligamente mici țin
oasele piciorului împreună.[ 6]
Mișcărea piciorului în cea mai mare parte este cauzată de mușchii mai puternici din
piciorul inferior ale căror tendoane se conectează la nivelul piciorului. Contracția musculaturii
din picior este principala cale prin care ne mișcăm picioarele , să stăm, să umblăm, să alergăm și
să sărim .[6]
Există numeroși mușchi mici în picior. În timp ce acești muschi nu sunt la fel de
importanți ca și mușchii mici din mână, ele afectează modul în care degetele funcționează.
Deteriorarea unora dintre acești mușchi poate cauza probleme. [6]

7

1.2.Biomecanica membrului inferior și biomecanica mersului

Biomecanica studia ză corpul aflat în mișcare. Biomecanica piciorului analizează felul în
care diferitele segmente ale piciorului, lucrează împreu nă pentru a efectua o mișcare.[ 7]
Mușchii gambei efectuează mișcările dintre gambă și picior, stabilizând pozițiile între ele (cu
excepția popliteului și plan tarului). L a mișcarea piciorului participă toți mușchii , fie că sunt
sinergiști fie că antagoniști.
Mișcările piciorului sunt flexia dorsală, flexia pl anetară, abducț ia, adducția, inversiunea,
eversiunea, supinația și pronația .
Flexia dorsală este mișcarea prin care fața dorsală a piciorului se apropie de fața
anterioară a gambei și flexia plantară reprezentată de mișcarea inversă prin care fața dorsala a
piciorului se îndepărtează de fața anterioară a gambei. [8]

Figura 1.3. – Mișcarea de flexie dorsală și flexie plantară a piciorului
(http://www.vikasvedi.co.uk/foot -ankle -examination -gp-education.html)

8
Abducția reprezint ă mișcarea prin care vârful halucelui se apropie de plan ul mediosagital
al corpului, adducț ia este mișcare prin care el se depărtează de acest plan.

Figura 1.4. – Mișcarea de a bducție și adducție a piciorului
(http://www.valentiniweb.com/piermo/bio3.htm )

Inversiunea este răs ucirea pic iorului spre interior, iar eversiunea, răsucirea piciorului spre
exterior. [8]

Figura 1.5 – Mișcarea de inversiune și eversiune a piciorului
(http://www.vikasvedi.co.uk/foot -ankle -examination -gp-education.html )

9
Supinația este mișcarea prin care marginea mediană a piciorului este ridicata de pe sol, iar
pronația este milșcarea inversă prin care marginea laterală se ridică de pe sol.

Figura 1.6. – Mișcarea de s upinație ș i pronație a piciorului
(http://www.creeaza.com/referate/biologie/Terminologia -anatomica -umana833.php )

Biomecanica mersului
Mersul ui este alcătuit dintr -o succesiune de pași. Prin fiecare pas, se realizează mișcarea
fiecărui picior pe rând, trecând unu l în f ața celuilalt. Această acțiune reprezentă pasul dublu,
pentru ca fiecare picior să parcurgă un număr egal de faze și anume, faza de sprijin și faza de
oscilație. Un pas dublu este format din doi pași simpli. Un pas simplu este definit ca distanța
dintre călcâiul piciorului ce are contact cu solul și vârful piciorului de impulsie. [8]

10

Figura 1. 7.- Fazele mersului
(http://www.scrigroup.com/sanatate/BIOMECANICA -LOCOMOTIEI -UMANE42978.php )

Perioada piciorului de sprijin prezintă trei faze:
1.Prima fază este caracterizată de faza de amortizare, ce începe din momentul în care piciorul ia
contact cu solul pe călcâi și durează până în momentul ve rticalei piciorului d e sprijin.
2.Faza doi, este dată de momentul verticalei piciorului de sprijin este de durată scurtă, deoarece
corpul este sprijinit pe un singur picior. În această fază centrul de greutate al corpului are poziția
cea mai înaltă și se orientează usor lat eral spre piciorul de sprijin.
3. Faza trei, faza de impulsie, începe imediat după momentul verticalei piciorului de sprijin și
prezintă momentul desprinderii călâiului de pe sol și momentul atingerii vârfului metatarsienelor
pe sol. Există o scurtă perioadă de sprijin bilateral. Centrul de greutate al corpului în această fază
este cel mai cob orât.[ 8]

Faza 1 Faza 2 Faza 3 Faza 4 Faza 5 F aza6

11
Perioada picioru lui oscilant prezintă trei faze:
4. Faza patru, faza pasului piciorului posterior, începe din momentul desprinderii vârfului
piciorului de pe sol până în momentul trecerii sale la poziția verticală. În acest moment se
produce o oscilație între articulația coxofemurală și flexia din articul ația genunchiului și a
gleznei.
5. Faza cinci, este dată de momentul fazei verticalei piciorului oscilan t, începe din momentul
trecerii piciorului oscilant, ușor în flexie, pe verticală, intersectând piciorul de sprijin, afla t si el în
momentul verticalei.
6. Faza șase, faza pasului anterior al piciorului oscilant, caracterizată de momentul în care
piciorul se pregatește să ia contact cu solul prin călcâi, efectundu -se prin oscilarea de la verticală
spre înainte.
Lungimea pasului este dată de lungimea membrelor inferioare și de acțiunea de impulsie
ce diferă de la individ la individ. Numărul pasilor făcuți în tr-un minut caracterizează frecvența
sau ritmul mersului. Viteza mersului reprezintă spațiul parcurs într -un minut și este egală cu
produsul dintre lungime a pasului și cadența acestuia. [8]

1.3. Amputarea memburlui și protezarea lui

Amputarea unui membr u în timpul copilărie /adolescențe i este un eveniment rar, perceput
în mod conștient ca fiind o catastrofă, mai întâi de familie și mai târziu de copil. La pacienții
pediatrici, conservarea lungimii reziduale a membrelor este un punct crucial care ar trebui evaluat
în funcție de potențialul de creștere așteptat. Avansurile în armăturile protetice au dus la
modificări în conceptul general al designului soclurilor, care urmărește atingerea a trei obiective:
maximizarea suprafeței suportului de greutate, elimin area frecării pielii pe soclu și eliminarea
efectelor pârghiei. Introducerea pe piață a unor noi materiale a contribuit substanțial la avansarea
echipamentelor de proteză. [9]

12
Amputarea poate fi necesară în diferite cauze :
• în cazu l pacienților cu gangrenă , amputarea este o procedură de salvare a vieții. În caz de
infecție, nivelul de amputare trebuie stabilit cu grijă, pentru a obține o tăietură a țesuturilor
sănătoase, în timp ce se păstrează o lungime suficientă a membrelor reziduale ;
• în caz d e tumori, această cauză a devenit mai puțin frecventă. Menținerea unei marje de
siguranță suficient de largi între tumoare și tăietura de susținere este obligatorie, dar poate limita
lungimea membrelor reziduale ;
• în cazul anomalii lor congenitale: un exe mplu este pseudartroza congenitală a tibiei. Amputarea
poate fi singura opțiune în aceste condiții;
• în cazul anomalii lor vasculare: compromisul alimentării vasculare este rară la copii.
Majoritatea tehnicilor de amputare utilizate pentru adulți sunt, d e asemenea, ade cvate
pentru pacienții în pragul adolescenței . Trebuie acordată atenție potențialului de crește re al
ciotului , care variază în funcție de nivelul de amputare. Adaptarea este cea mai bună în cazul
celor mai tineri . Obiectivul este vindecarea promptă, urmată de potrivirea cu un protezist
adecvat, care va permite pacienților să reia activitățile aproape normale. [9]
Krajbich a enumerat principiile generale ale amputării chirurgicale în copilărie [ 10]:
• conservarea lungimii membrelor ;
• cons ervarea plăcilor de creștere ;
• preferarea d isarticulării față de transosos;
• păstrați articulația genunchiului ori de câte ori este posibil ;
• stabilizați și normalizați porțiunea proximală a membrelor;
• acordați atenție adecvată sănătății generale a pacientului și condițiilor clinice, altele decât
amputarea.
Conservarea lungimii este crucială la pacienții pediatrici /adolescenți . Amputarea transtibiană
păstrează placa de creștere, dar poate rezulta în creșterea oaselor la capătul transectat, c are poate
continua până când creșterea este completă, adesea necesitând tăierea o dată sau de doua ori .
Fibula crește mai repede decât tibia și devine proeminentă. O altă complicație posibilă la copii
după amputarea transtibiană este formar ea la capătul os os al unui vârf ascuțit, care pătrunde
trepta t în țesuturile moi . [11]

13
Un dispozitiv protetic sau o proteză este un înlocuitor artificial pentru o parte lipsă a
corpului, cum ar fi un membru. Au fost dezvoltate numeroase proteze diferite, fiecare încercâ nd
să reproducă funcția și aspectul părții corpului înlocuit. [12]
Protezele piciorului inferior prezintă probleme unice. Ei trebuie să fie suficient de
puternici pentru a susține greutatea unei persoane și pentru a rezista forțelor întâmpinate la mers
sau la alergare. Dar ele trebuie să fie de asemenea suficient de ușoare încât să poată fi folosite
confortabil .[12]
Rezultatele funcționale remarcabile au fost întotdeauna obținute după amputare tibială.
Toleranța protezelor pentru sub genunchi. Soclurile cu c ontacte totale sunt modelate pe un adeziv
subțire sau cu manșon de gel de 6 mm și sunt combinate cu un sistem de suspensie cu clichet sau
cu sistem de suspensie sub vid. Acest design elimină complet frecarea, în timp ce proteza este
ținută în siguranță. Ma i mult, presiunile sunt uniform distribuite într -o priză caracterizată printr -o
formă fiziologică blândă și o strângere uniformă . Pacientul nu mai este expus la supraîncărcare
infrapatelară și popliteală, cu comenzile sale asociate . [9]

Figura 1.8. – Suportul de contact
se strânge uniform în jurul ciotului

Figura 1.9. – Schelet de model inferi or sub
genunchi, responsabil pentru sup raîncărcarea
zonelor infrapatel are și popliteal e

14

Figura 1.10.- Gradele de amputare a gambei

Prizele de contact totale sunt folosite întotdeauna pe un manșon adeziv, care este o parte
integrantă a sistemului și este rulat pe ciot . Manșoanele vin în diferite dimensiuni, materiale
(silicon , copolimeri și po liuretan) și grosimi . Ele pot fi, de asemenea, realizate la comandă pe
baza unei matrițe , dacă este cerută de forma ciot ului.
O gamă largă de materiale protetice este disponibilă pentru aceste pros teze. Pacienții pot
beneficia nu numai dintr-o gamă largă de proteze din fibră din carbon dinamic, dar și din
amortizoare, amortizoare de cupru, titan și proteze special concepute pentru schi sau sporturi
nautice. Protezele sub genunchi sunt în mod constant mai versatile decât cele de mai sus de
genunchi .
Tinerii și chiar adolescenții, sunt tulburați de diferența dintre ei și colegii lor, chiar dacă
proteza le dă posibilitatea de a avea aceleași abilități funcționale. Un grad ridicat de vigilență este
esențial și psihoterapia ar trebui să încea pă mai devreme, deși adolescenții pot fi reticenți în a
accepta această intervenție .[12]

15

CAPITOLUL II – STADIUL ACTUAL ÎN DOMENIUL PROTEZĂRII

2.1. Documente din brevete

2.1.1. B revetul US5314499A , cu titlul „ Artificial limb including a shi n, ankle and foot ”
(Membrul artificial care include tibia, glezna si piciorul) creat de Milo S. Collier, Jr. , invenția sa
se referă la dispozitive protetice și, în mod special, la o proteză pentru tibie, gleznă și picior
pentru amputații de extremități inferioare.
Partea artificială inventată include o tibie, o gleznă și un
picior. Tij a inclu de o primă montură, o a doua montură
poziționat ă sub prima montură și o multitudine de tije care se
extind între primul și cel de -al doilea suport, unde cel puțin o
tijă este o tijă care poartă sarcina. Piciorul include un element
alungit având o secțiune de vârf și o secțiune de toc. În multe
aplicații, elementul alungit este arcuit. Tija este cuplată la picior
de o gleznă. Glezna permite rotirea tibiei în jurul unei axe, în
mod substanțial perpendiculară pe o linie dintre părțile de la
picior și de toc. Un element de control al rotației, cum ar fi o
bandă elastică sau un arc de compresie, este conectat atât la
gleznă, cât și la elementul alungit pentru a limita rotirea tijei
către secțiunea călcâiului piciorului. Glezna poate, de
asemenea, permite tibiei să se miște în jurul unei a doua axe
pentru a simula rotirea laterală a gleznei. În varianta preferată,
tijele tijei și elementul alungit al piciorului sunt flexibile pentru
a asigura un membru artificial mai confortabil și mai receptiv.
[13]

16

2.1.2. B revetul EP0976370A1 , cu titlul „ Leg prosthesis”(Protez ă de picior) creat de Hsin Sun
Shen , invenția se referă la proteze piciorului și, în special, la un subansamblu pentru o proteză
pentru membrele inferioare , care stochează energia în starea îndoită și eliberează energie în timp
ce se relaxează.
Invenția prevede o proteză a piciorului este prevăzută cu
un modul intermediar, care stochează energia în timpul îndoirii
protezei piciorului într -un mod eficient și energia stocată la
ridicarea protezei piciorului se elibe rează rapid. Invenția prevede
un subansamblu pentru o proteză , pentru membrul inferior , care
este detașabil ă și ulterior reglabil ă în lungime. Conform
invenției, ansamblul intermediar pe două benzi elastice, paralele
reciproc și unul atașat la capăt la pie sa de legătură a tijei care
leagă tijele cu o parte din proteza piciorului . Piesa de conectare
are niște deschideri paralele pentru primirea tijei respective, un
spațiu format între orificiile de primire și conectarea acestora, o
multitudine de spații dist anțate de -a lungul decalajului în fiecare
caz în diferite găuri de montare ridicată și o multitudine de casete
montate, bolțurile pentru găuri de montare pentru a închide
spațiul și pentru a fixa barele la locația lor. [14]

Figura 2.3. – Este un subansam blu pentru o proteză
pentru picior conform variante i de realizare
a invenției în vedere lateral ă[14]
Figura 2.4 .- Prezintă ansamblul conform
Figurii 2.3. în stare asamblată[14]

17

2.2. Soluții comercializate

Protez deă de gambă modulară cu vacuum produsă de Rosal -Ortopedic . Aestă proteă are o
cupă cu manș on su per flexibil intern cu proprietăți antimicrobiale uș or de igen izat, iar cupa foarte
ușoară și externă la fel de flexibilă.
Proteza se poartă cu manșon de silicon, pentru o protecție excelentă a bontului.
Pentru suspensie și vacuum s -a montat o supapă automată cu unic sens pentru evac uarea
aerului din cupa pro tezei , pentru mobilitate s -a recurs la un picior multi flexibil car e are funcții ș i
proprietăți de rotație internă -externă.
Această proteză permite urmtoarele mișcă ri: de inversie -eversie și de flexie planetară și
dorsală. [15]

Figura 2.5 .- Proteza de Gamba Modulara cu vacuum produsă de Rosal -Ortopedic [15]

18

Proteză de gambă modulară cu modul Harmony produsă de cei de la Ortopedica. Aceasta
este indicată î n cazul amputațiilor l a nivelul gambei. Proteza de gambă cu modul Harmony
elimină schimbăr ile de volum, absoarbe șocurile, asigură creșterea propriocepției (pacientul simte
chiar când calcă p e obiecte plate – monezi, etc.), ajută ci rculația sanguină .
Vacuumarea este controlată de modulul Harmony la acest tip de proteză de gambă
modulară , integr at în structura tubulară și care este prevăzut cu mecanism de rotație
internă/externă la nivelul gleznei.
Proteza de gamba modulară cu modul Harmony este indicată pentru toate cazurile de
amputații de gambă, persoanelo r foarte active, inclusiv pentru bont urile dificile. Proteza este
prevazută cu picior protetic din amic cu arc lamelar din carbo. Acest tip de proteză are cel mai
performant sistem de suspendare, prin vacuumare cu manșon amovibil de bont din uretan și
manșetă din poliester cu gel polimeric.
Se produce numai în baza unei măsurători individuale .[16]

Figura 2. 6- Proteza de gambă modulară cu modul Harmony produsa de cei de la Ortopedica [16]

19

2.3. Proteze de gambă de ultimă generație

În prezent, tehnologi a a avansat atât de mult, încât poteza rea membrelor inferioare , au
extrem de multe facilități schimbând semnificativ viața omenilor.
Hugh Herr construieș te viitoarea generaț ie de m embre bionice, proteze robotice. Noua
bionică ce permite alergatul, cățărămtul și posibilitatea de a dansa . Herr și-a pierdut ambele
picioare într -un accident de căță rare în urmă cu 30 de ani, în prezent, fiind lider al grupului MIT
Media Lab’s Biomechatronics.
Acest membru bionic pe care Hugh Herr îl poartă , se numește Bi OMs și a fost dat spre
folosire la aproape 1. 000 de pacienți, dintre care și 400 de soldați americani răniți. În componența
piciorului bionic sunt trei interfețe: mecanică, cum este el atașat la corpul biologic; dinamică,
cum se mișcă asemenea mușchilor și oaselor; și electrică, cum comunică cu siste mul nervos. [17]

Figura 2.7. – Membrele bionice pe care le poartă Hugh Herr [17]

20

De asemenea, s -au utilizat și instrumente robotice. Un mecanism servomotor ce înconjoară
membrul amputat . Mecanismul acționează asupra suprafeței membrului, măsoară forma
acestuia, și apoi apasă pe țesuturi pentru a măsura complianța acestora în fiecare punct anatomic .

S-a descoperit că optim este acolo unde corpul e ste rigid, pielea sintetică să fie moale, iar
unde corpul e moale, pielea sinte tică să fie rigid ă, această oglindire are loc pentru concordanțe le
țesuturilor. Ei produc cu acest model cele mai confortabile membre bionice.
De asemenea includ materiale cu senzori și intel igente în pielea sintetică. Un material
inventat de SRI Internati onal, California. Își schimbă rigiditatea s ub efect electros tatic. [17]

Interfața dinamică, sub controlul calculatorului, l a impactul călcâ iului, sistemul
controlează rigiditatea pentru atenua rea șocul ui membru lui la con tactul cu solul. M embrul bionic ,
Figura 2.8. – Mecanismul servomotor
(imagine îndepărtată)[17]

Figura 2.9. – Mecanismul servomotor
(imagine apropiată)[17]

Figura 2.1 1.- Material inventat de SRI
International, California, atunci când
butonul este apăsat[17]
Figura 2.10. – Material inventat de
SRI International, California, atunci când
butonul nu este apăsat[17]

21
în poziția medie produce o forță mare de răsucire ce ridică persoana ca în mersul natural, exact ca
modul în care lucrează mușchii gambei.
Interfața electrică, pulsul electric al mușchilor sunt măsurați de electrozi din j urul
membrelor. În modul acesta comun ică membrul bionic, astfel, robotul urmărește intențiile de
mișcare atunci când ai vrea să miști membrul lipsă.
Au modulat senzitivitatea reflexului, reflexul spinal, cu semnalul neuronal, astfel încât,
atunci când rel axez membrul, obțin o forță mică, dar cu cât încordez mușchiul, cu atât obțin mai
multă forță, și pot chiar să alerg .[17]

Figura 2.1 3.- Membru l este incordat[17]

Figura 2.12 .- Membrul este relaxat [17]

22

Proteze de gambă pentru copii/adolescenti pentru fitness și agrement

Proteze concepute și dezvoltate pentru copi i și adolescenți , această
proteză ajută la o mobilitate mai bună, ajutând și la sănătate și bunăstarea
pacientului.
Lamele în formă de "C" sunt utilizate mai frecvent pentru joggin g
și pentru o distanță mai mare .
Proteza fitness este rezervată exclusiv pe ntru utilizarea sportivă sau
pentru competiție (sărituri, alergări etc.). Selecția fiecăruia dintre
componentele sale se face în scopul performanței. [18]

Figura 2.14 .- Protez ă fitness
pentru copii [18]

Figura 2.1 5.- Protez ă fitness pentru adolescenți
(http://orthopedie.proteor.fr/ produit,1389 –
amputation,123 -prothese -de-course.php )

Figura 2.1 6.- Protez ă fitness pentru
adolescenți
(http://orthopedie.proteor.fr/produit,1389 –
amputation, 123-prothese -de-course.php )

23

CAPI TOLUL III – ASPECTE TEORETICE PR IVITOARE LA
REALIZAREA TEMEI

\

Cu datele din Tabelul 3.1. voi realiza calculele pentru determinarea tijei protezei de
gambă a unui copil cu vârstele între 10 și 14 ani. C alculele pentru ajustarea protezei s -au făcut
pentru a fi modi ficată o dată la 6 luni.

Vârsta Înălțimea (valoare medie) [cm] Greutatea (valoare medie) [kg]
10 ani 139,85 34,02
10 ani și 6 luni 142,88 35,72
11 ani 146,64 39,25
11 ani și 6 luni 149,51 42,37
12 an i 153,19 44,89
12 ani și 6 luni 156,26 47,88
13 ani 158,70 50,49
13 ani și 6 luni 159,36 51,54
14 ani 160,73 53,78

Tabel ul 3.1.- Tabel de dezvoltare: înălțimea și greutatea copilului de la 10 la 14 ani
(https://www.qbebe.ro/copilul/sanatate/greutatea _si_inaltimea_copilului_tabel_de_dezvoltare_318_ani)

Calculul protezei de tijă a copilului/ adolescentului în raport cu dimensiunile standard
cunoscute ale unui adult de 17 0 cm. Tija standard având 26 cm , fiind reprezentat în Figura 3.1.
segmentul [FA].

24

Segmentul [MN ] reprezintă înațimea copilului /adolescentului , iar segmentul [AC]
reprezi ntă înalțimea adultului .
Segmentul [AF] asociată componenta protezei de gambă, tija unui adult , iar segmentul
[EN] asociată tijei protezei de gambă pentru copil.

B
N
A
C

M
F
E
Figura 3.1. – Desenul raportat la înalțimiele celor doi
subiecți

25

Calcu lele se vor face prin raportul ipotenuzelor, pentru că laturule sunt paralele și
formează triunghiuri asemenea.
 Caculul pentru triunghiurile dreptunghice formate de înălțimea subiecților:
[AC] și [MN] sunt laturi paralele rezultând astfel că ∆ABC și ∆BMN sunt triunghiuri asemenea:
Din ∆ ABC și ∆BMN 
(1)
Raportul de la ecuația (1) reprezintă raportul înălțimilor.
Raportul de la ecuașia(1) se păstrează pe cele formate de triunghiulire de deasupra tijelor
protezelor și triunghiurile dreptunghiulare formate de tijele.
 Calcului pntru triunghiurile de deasupra tijelor protezelor:
[CF] și [ME] sunt laturi paralele rezultând astfel că ∆BFC respectiv ∆BEM sunt triunghiuri
asemenea:
Din ∆ BFC și ∆BEM 
=
(2)
 Caclculul pentru triunghiurille dreptunghice formate de tijele protezelor :
[FA] și [EN] sunt laturi paralele rezultând astfel că ∆ BAF respectiv ∆B NE sunt triunghiuri
asemenea:
Din ∆ BAF și ∆BNE 
=
(3)

din rapotul segmentelor [EN] și [FA ], aflăm segmentul [EN] care reprezintă tija copilului/
adolescentului, cu [FA] cunoscut.

Pentru un copil cu vârsta de 10 ani, cu înalțimea de 139,85, tija protezei lui este:
Din ecuația(1) 
=
= 0,82 cm. (4)
Din ecuația(2) 
=
= 0,82 cm. (5)
Din ecuația(3) 
=
= 0,82 cm. (6)

26

Din ecuația(3) 
=
= 0,82 cm. 
= 0,82 cm (7)
 EN = FA* 0,82 (8)
EN = 26*0,82
EN = 21,32 cm.
 tija protezei copilului de 10 ani este de 21,32 cm.

După acest principiu de calcul am aflat și dimensiunea celorlalte tije, afișate în Tabelul
3.2.

Vârsta Dimensiunea tijei protezei [cm]
10 ani 21,32
10 ani și 6 luni 21,85
11 ani 22,42
11 ani și 6 luni 22,91
12 ani 23,42
12 ani și 6 luni 23,89
13 ani 24,27
13 ani și 6 luni 24,37
14 ani 24,58

Tabelul 3.2.- Dimensinile tijei protezei î n funcție de vârsta subie ctului

După calculele realizate pentru a afla dimensiunea tijei la diferite vârste din Tabelul 3.2.,
am aflat cu cât trebuie mărită tija în funcție de creșterea copilului/adolesce ntului, cresterea tijei
este de 0,5 cm la 6 luni.

27

CAPITOLUL IV – PROIECTAREA SISTEMULUI

4.1. Descrierea programului Fusion360

Proiectarea protezei d e gambă ajustabil ă pentru copii/ adoleșcenți , am realizat -o cu
ajutorul programului FUSION360, fiind un program special pe proiectare 3D, care mi-a permis o
modelare a pies elor protezei câ t mai corecte.
Autodesk Fusion 360 este un CAD 3D reinventat, este prima aplicație pentru CAD 3D. Ea
conectează întreg ul ciclu de dezvoltare de produs într-o singură platforma cloud, care
funcționeaza atât pe Mac, cât și pe PC.
Aceasă aplicație ne permite sa proiectăm fiecare co mponentă în parte și ne dă po sibilitatea
să lucrăm pe o anumită componentă, iar pe celelalte să le facă invizibile . După proiectarea tuturor
pieselor putem să le fixăm în pozițiile dorite.
După proiectarea 3D avem posibilita tea să o convertim în 2D .
Fusion360 ne permite să creem ansambluri, să reealizăm imagini și animații fotorealiste și
să ne alegem maretialul dorit .

Figura 4.1. – Interfa ța Programul ui Fusion360

28

4.2. Modelul 3D și descrierile comenzilor folosite în programul Fusion360

Am proiectat în programul Fusion360 o proteză de gambă după dimensiunile și forma ei
reală.
Înainte de a începe proiectar ea componentelor piesei de gleznă pentru copil /adolescenți,
am măsurat fiecare por țiune a pieselor cu ajutor ul unui șubler digital, pentru o mai bună precizie.
Materialului piese proiectate îl putem alege d in biblioteca de materiale, din obțiunea
„Appearance ” a programului.

Figura 4.2. – Proiectarea protezei de gambă

29

4.2.1. Componenta articulației de gleznă a protezei de gambă pentru copil /adolescent

Articulația de gleznă este prima piesă proiectată de mine, acestă piesă înlocuiește glezna
umană.

Figura 4.3 .- Captură de ecran a componentei articulației de glezn ă, proiectată în programul Fusion360

30

Piesa articulației de gleznă este formată din trei componente. Aceste componente sunt
axul central , două „piciorușe ” și partea mobilă a piesei de articulație de gleznă.
Axul central este introdus în partea mobilă , printr -un rulmet pentru a îi permite mișcarea
piesei, iar p e axul central sunt introduse celelate două componente, „piciorușele” fiind fixe și nu
independente.

3
1
2
Figura 4.4. – Proiectarea componentelor protezei
de articulație de gleznă în programul Fusion360
1- axul central;
2- „piciorușele” piesei;
3- partea mobilă a piesei.

31

Pentru realiza rea axul intern al protezei de articulație de gleznă am folosit urmatoarele
comenzi ale programului Fusion360 :
 Circle – pentru a proiecta două cercuri, respectiv diametrul interior 7,89 mm si diametrul
exterior de 10,7 mm al tubului;
 Extrude – are două obț iuni, una de a transforma formele geometri ce 2D în componente 3D
noi, și una de modificare a obiectelor 3D. Cu ob țiunea de componentă nouă, am extrudat
porțiunea din tre cele două cercuri , formand un tub gol cu lungimea de 45,50 mm ;
 Fillete – permite finis are obiectel or 3D. C omand a am folosit -o pentru a finisa marg inile
tubului, care formează axul piesei.

.

Pentru realizarea celor două compo nente numite „picio rușele” protezei de articulație de
gleznă am folosit urm atoarele comenzi în programul Fusion3 60:
 Circle – pentru a pr oiecta două cercuri unul într -altul, cel din interior având diametrul de
10,70 mm și cel din exterior de 20,85 mm plus alte două cercuri cu diametrul de 7 mm;
 Extrude – cu obțiunea de componentă nouă, am extrudat porțiunea dintre cele două cercuri
mai mari , formâ nd un tub gol cu lungimea de 14,28 mm ș i am extruda t și cercurile cu
diametrul mic care formează două tuburi pline cu lungimea de 21,76 mm ;
 Thread – am folosit această comandă pentru a obține filetele exte rne pentru jumătatea
tuburilor pline;

Figura 4.5. – Proiectarea axului central al protezei
de articulație de gambă

32

 Joint – perm ite fixarea tuburilor goale și a tuburi lor pline formând astfel coponenta numită
„piciorușe” .

Pentru realizarea părții mobile a piesei am folosit urmatoarele comenzi ale programului
Fusion360 :
 Line – pentru a forma p artea superioară a piesei, în formă de cub , am proiectat doua
pătra te unul mai mic cu laturile de 15,88 mm și unul mai mare cu laturile de 14.18 ,
paralele la o distanță de 11,43 mm înte ele . Pentru a forma și părț ile laterale a
componentei mobile , am proie ctat pe fiecare parte doua linii tangete la cerc ;
 Circle – pentru a completa partea superioară a piesei am proiectat două cercuri sub ea,
paralelel e la o distanță de 11,37 mm , cu diametrele de 22,35 mm și 38,41 mm și deasupra
compone ntei din partea stângă laterală , mai sunt proiectate doua cercuri paralele la
dintanță de 5,13 mm cu dimetrul de 12,95 mm și 21,43 mm ;
 Loft – oferă posibilitatea de a forma compo nente 3D mai puț in convenționale, dificil de
obținut din elemente geometrice obișnuite. Comanda Lo ft m-a ajutat să obț in forma
cubului selectând cele doua pătrate. T ot cu această comandă am format și parte a ovala de
sub cub selectând cele doua ce rcuri paralele plus selecția cercurile din partea stângă
laterală a piesei ;
Figura 4.6. – Proiectarea celor două „piciorușe” a
protezei de gamză.

33
 Extrude – cu obț iunea de compone ntă nouă, am extru dat forma obținută din liniile
paralele tangente la cerc și cercul ;
 Holde – am realizat scobitura de sub cercurl din partea stângă laterală a piesei ;
 Fillete – permite finisarea obiectelor 3D , comanda am folosit -o pentru a finisa marginil e
cubului;
 Joint – permite fixarea tuturor componentelor form ate, realizându -se componenta mobilă
a piesie de articulaț ie de gleznă.
Rulmetul l-am luat din biblioteca programului, din obț iunea Insert McMaster -Crr Component,
apoi l -am ajustat în interiorul compo nentei, pentru a îi permite să fie mobilă pe axul central a
piesei de articulație de gleznă .

După realizarea celor trei componente am folosit comanda Joi nt pentru a fixa și pentru a
obține piesa de articulaț ie de gleznă.

Figura 4.7. – Proiectarea componentei mobile a
protez ei de gambă

34

„Piciorușe ” piesei sunt fixate în piciorul protezi cu ajutorul piuli țelor hexagonale prinse în
talpă . Partea mobilă a piesei se fixează în tija protezei i, prin prinderea a patru șuruburi imbus . În
ansamblul ei, piesa, mai are o buc să de susținere pentru stabilitatea piesei și un arc de cauciuc ,
acesta ajută la mișcarea de flexie dorsală a protezei piciorului.
Această piesă se poate construi din diferite materiare, și anume : din titan, piesa ar cântări
200g, din aluminiu câ ntărește 230g sau din oțel ar cântări 325g . Proteza de articulația de gleznă
din oricare din aces te materialele specificate mai sus susțin 100 de kg. [19]
Eu am ales să proiectez această piesă din titan deoarece are o rezistentă mai buna decât
restul materilelor specificate, plus că este și mai uș or.

Figura 4.8. – Proiectarea protezei de
articulației de gleznă și componentele ei în
programul Fusion360
1-componenta mobilă;
2-„piciorușele” piesei de gambă;
3-bucșă inferioară de îmbinare ;
4-arc de plastic;
5-piuliță hexagonală.
Figura 4.9. – Piesa protezei de
articulație de gleznă

4
3
2
1
5

35
Pentru realizarea bucșei inferioară de îmbinare a piesei am folosit urmatoarele comenzi
ale programului Fusion360 :
 Arc – cu această comand ă am proiectat două semicercuri;
 Line – am obținut două linii care au unit cele doua semicrcuri;
 Extrude – cu ob țiunea de componentă nouă, am extrudat forma obținută din cele două
semicercuri și linile car e le unește formând bucșa interioară de îmbinare. Cu obțiunea de
taiere am relizat două or ificii pentru a introduce „pic iorușele ” protezei de gamză.

Pentru realizarea arcului de plastic am folosit urmatoarele comenzi ale programului
Fusion360 :
 Circle – pentru a proiecta două cercuri paralele, unul cu diametrul de 8,23 mm ș i unul cu
diametrul de 14,02 mm;
 Loft – oferă posibilitatea de a forma compoente 3D mai puț in convenționale, dificil de
obținut din elemente geometrice obișnuite. Am selec tat cele două cercuri astfel obț inând
arcul de plastic.

Figura 4.10. – Proiectarea bucșei
interioare de îmbinare

Figura 4.11. – Proiectarea arcului de
plastic

36
Pentru realizarea piulițelor hexagonale am folosit urmatoarele comen zi ale programului
Fusion360 :
 Circle – pentru a proiecta două cercuri ambele cu diametrul de 7 mm ;
 Polygon – permite a forma partea exterioa ră a piuliței;
 Extrude – cu obțiunea de componentă nouă, am e xtrudat porțiunea dintre cerc și hexaon
formând ast fel piulița hexagonală ;
 Thread – am folosit această comandă pentru a obține filetele interio are pentru piulițe .

Figura 4.12. – Proiectarea celor două
piulițe hexagon

37

4.2.2. Componenta adaptorului cu prindere a protezei de gambă pentru copil /adolescent

A doua piesă proiectată de mine este adaptorul de prindere , care are un mecanism de
prindere a tijei. Această piesă în proteza de gambă este întâlnit ă de două ori, prima oară este
prins ă de partea mobilă a protezei de ar ticulație de gambă, apoi de tijă, iar a doua piesă fixează
aceeași tijă și este prin să de „ancora ” protezi de gambă .
Adaptorul de prindere poate fi construit din titan, aluminiu sau oțel. Această piesă
construită din titan cântărește 85g, cea din aluminiu cântărește 75g și cea din oțel cântărește 125g.
Am ales să o proiectez d in titan, chiar daca aluminiul este mai ușor, dar titanul cel mai rezistent
dintre cele trei materiale enumerate mai sus. Această componentă a protezei de gambă din titan
susține 100 de kg. [19]

Figura 4. 13.- Captură de ecran a adaptorului de prindere a protezei proiectată în programul Fusion360

38

Pentru realizarea adaptorului de prindere am folosit urmatoarele comenzi ale programului
Fusion360 :
 Circle – am proiecta t patru cercuri paralele două câte două la o distanță de 45,82 mm , unul
cu diametrul de 35,4 mm având în interior un alt cerc cu diametrul de 28,24 mm , și
celălalt cerc cu diametrul de 33,7 mm având și acesta în interiorul lui un alt cerc cu
diametrul de 26 mm ;
 Loft – oferă posibilitatea de a forma compo nente 3D mai puț in convenționale, d ificil de
obținut din elemente geometrice obișnuite. Am selectat porțiunilele dintre cercuri,
obținând un tub gol;
 Extrude – folosind obțiunea de tăiere pentru a reali za cele patru orificii din tub;
 Chamfer – permite teșirea obiect elor 3D, pentru a modi fica marginile superioare a
tubului.

Pentru realizarea celor patru ș uruburi imbus am folosit urmato arele comenzi din
programului Fusion360 :
 Circle – pentru a proiecta patru cer curi cu diametrul de 6,28 m m;
 Polygon – pentru compunerea șuruburilor în interior ;
 Extrude – cu obțiunea de componentă nouă , am extrudat cercurile formâ nd patru tuburi
pline , iar cu obțiunea de tăiere am extrudat hexagoanele din interiorul lor;
 Thread – această comandă am folosit -o pentru a obține filetele externe pentru tubur ile
proiectate, astfel rezultând șuruburile imbus.

Figura 4.14. – Proiectarea adaptorului de
prindere a protezei în programul
Fusion360
Figura 4.15. – Adaptorul de prindere a
protezei
Figura 4.16. – Proiectarea celor patru
șuruburi imbus

39

4.2.3. Compone nta tijei a protezei de gambă pentru copil /adolescent

Piesă proiectată este tija care imită tibia piciorului uman.
Tija protezei de gambă poate fi construită și ea din titan, aluminiu sau oțel. Tija din titan
cântărește 192g , cea din aluminiu cântărește 347g și cea din oțel cântărește 260g. Am ales ca tija
să fie una rezistentă și m ai ușoară, de aceea am proiectat -o din titan. Acestă tijă susține 136 de kg
indiferent de materialul ales dintre cele trei specificate mai sus. [19]

Figura 4.18 – Tija cu adaptorul de prindere
și suruburile imbus a protezei
Figura 4.17 .- Proiectarea ti jei a protezei
cu adaptor de prindere și șuruburile imbus
în programul Fusion360
1
2

40

Pentru realizarea tijei am folosit urmatoarele comenzi ale programului Fusion360 :
 Cirle – pentru a proiecta diametrul interior de 22,23 mm respectiv diametrul exterior 26,26
mm;
 Extrude – cu obțiunea de componentă nouă , am extruda t porțiunea dintre cele două cercuri
și astfel am obtinut o tijă golă.

Figura 4.19.- Captură de ecran a tijei a protezei proiectată în programul Fusion360

41

4.2.4. Componen ta „ancorei” a protezei de gambă pentru copil /adolescent

Piesă proiectată este cea fixată de cel de al doi lea adaptor de prindere prin cele patru
șuruburi care se prind de p artea inferioară a aceste i piese și anume „ancora” protezei de gambă.
Această „ancoră” este în mul ajul manș onului unde este introdus bontul
copilului /adolescentului.
„Ancora” poate fi construit ă din titan, aluminiu sau oțel. C onstruit ă din titan cântăre ște
55g, cea din aluminiu cântărește 80g și cea din oțel cântărește 95g. A m ales ca această
componentă să fie confecționată din titan la fel ca și celelalte componente ale p rotezei de gambă.
Acestă piesă susține 100 de kg, indiferent de materialul ales. [19]

Pentru realizarea „ancorei” am folosit urmat oarele comenzi ale programului Fusion360 :
 Line – pentru a forma partea inferioasă a piesei, în formă de cub, am proiectat doua pătra te
unul mai mic cu laturile de 15,88 mm și unul mai mare cu laturile de 14.18, paralele la o
distanță de 11,43 mm înte ele;
 Circle – pentru a completa partea superioară a piesei am proiectat două cercuri sub ea,
paralelel e la o distanță de 11,37 mm , cu diametrele de 22,35 mm și 38,41 mm și deasupra
compone ntei din partea stângă laterală , mai sunt proiectate doua cercuri paralele la
dintanță de 5,13 mm cu dimetrul de 12,95 mm și 21,43 mm ;
Figura 4.20 .- Proiectarea „ancorei” a
protezei în programul Fusion360
Figura 4.21. .- „Ancora” protezei

42
 Loft – oferă posibilitatea de a forma componente 3D mai puț in convenționale, dificil de
obținut din elemente geometrice obișnuite. Comanda m-a ajutat să obț in forma cubului
selectând cele doua pătrate. Tot cu această comandă am format și partea ovala de sub cub
selectând cele doua cercuri paralele ;
 Arc – cu această comanda am proiectat semicercurile din partea superioară a piesei care
are for ma unei flori, la fel am procedat și cu suportul de sub aceas tă formă ;
 Extrude – cu obț iunea de com ponentă nouă, am extrudat porțiunea dintre semicercuri
formâ nd o asa zisă floare, apoi cu obț iunea de taiere am îngăurit piesa ;
 Fillete – permite finisarea obiectelor 3D, comanda am folosit -o pentru a finisa marginile
cubului;
 Joint – permite fixarea tuturor componentelor proiectate , realizându -se piesa „ancora ” a
protezei de gam bă.

Figura 4.22.- Captură de ecran a „ancorei” a protezei p roiectată în programul Fusion360

43

CAPITOL UL V – OPTIMIZAREA SOLUȚIEI PROIECTATE

Scopul optimizări a fost acela de a realiza modificari la tija de protez ă a
copilului /adolescentului prin proiectarea altei tije care se îmbină în tija protezei inițiale astfel
încât proteza să devină ajustabilă.
Acesă tijă am proiectat -o mai gro asă, dar mai scu rtă decât tija protezei, pentru a fi mai
ușoară . Cele doua tije le -am îngăurit pentru a permite adăugarea a șapte șuruburi imbus astfel
încât proteza să se poată mări atunci când este nevoie și penru a fixa tijele.

Figura 5.1 .- Proiectarea tijei protezei și a tijei
ajustabile în programul Fusion360,
dezasamblate, așesate pentru cea mai mică
dimensiune
Figura 5.2 .- Proiectarea tijei protezei și a
tijei ajustab ile în programul Fusion360,
dezasamblate, așezate pentru cea mai mare
dimensiue

44
Am ales ca ambele t ije să fie îngăurite, facândând orificiile la o distanță de 0,5 centime trii
între ele. Acestă distanță dintre orificii am ales -o cu ajutorul calculului de la Capitolul III, astfel
am aflat c u câți centimetrii trebuie să măresc tija o dată la 6 luni.
Tija protezei având 13 orificii, iar tija ajustabilă 7, astfel înăt atunci c ănd proteza este
mărită la maxim să avem posibilitatea ca toate șuruburile să fie introduse, pentru o mai bună
rezistentă a protezei.

Figura 5.3 .- Proiectarea tijei pro tezei, a tijei
ajustabile, cele doua adapt oare de prindere și cele
șapte șuruburi imbus în programul Fusion360 la
cea mai mică dimensiune
Figura 5.4 .- Proiectarea tijei protezei, a tijei
ajustabile, cele doua adap toare de prindere și
cele șapte șuruburi imbus în programul
Fusion360, la cea mai mare dimensiune

45
Pentru realizare a celor ș apte șuruburi imbus și a tijei adaptoare am folosit urmatoarele
comenzi ale programului Fusion360 :
 Circle – pentru a proiecta șapte cercur i cu diametrul de 3,5 mm;
 Polygon – pentru compunerea șuruburilor în interior ;
 Extrude – cu obțiunea de compo nentă nouă, am extrudat cercurile formâ nd șapte tuburi
pline, iar cu obțiunea de tăiere am extrudat hexagoanele din interiorul lor;
 Thread – această comandă am folosit -o pentru a obține filetele externe pentru tubutile
proiect ate, astfel rezultând șuruburi le imbus.

Figura 5.5 .- Proiectarea celor șapte șuruburi imbus

 Cirle – pentru a proiecta diametrul interior 26,5 mm respectiv diametrul exterior 33 mm .
 Extrude – cu obțiunea de componentă nouă , am început prin a extruda porțiunea dintre
cele două ce rcuri proiectate și astfel am obținut o tijă golă. Tot cu această comanda am
obținut și orificiile din tij ă doar că de această dată am folosit obțiunea de tăiere .
 Thread – pentru a form a filete interioare în orificile tijelor.

46

Pentru a obține orif iciile din tija protezei am folosit aceleași comenzi și același proncipiu
de proiectare.

Figura 5.6 .- Captur ă de ecran a proiectării tijei protezei, a tijei ajustabile și a celor șapte șuruburi imbus în
programul Fusion360

47

Parte a înferio ară a tijei protezei este fixată de adaptorul de prindere care l -a rândul lui este
legat de partea superi aoră a piesei de articulație de gleznă prin patru șuruburi imbus . Apoi cele
două tije se îmbină și partea superioară a tijei aj ustate se fixează de cel de al doilea adaptor de
prind ere făcând priză cu componenta numită „ancoră”.

Figura 5.7. – Piesele dezasamblate a
protezei de gambă ajustabilă

48
Cu ajutorul comenzii Joint am asamblat toate componentele protezei de gambă ajustabilă
pentru copil/adolescent.

Figura 5.8. – Proteza de gambă ajustabilă
asamblată

49

CONCL UZII ȘI PERSPECTIVE DE VIITOR

Prin urmare a mputarea duce la traume profunde mai ales în cazul copiilor/adolescenților
care nu acceptă lipsa unui membru, deorece ei văd diferența de aspect și abilități în tre ei ș i
ceilalți, iar asta duce la frustrări și la neacceptare .
Întra -devăr p ierderea gambei altereaz ă mobilitatea pacientului, modifică aspectul lui
exterior și asta se resimte la nivelul lui psihologic, familial și social . În unele cazuri pacientul are
nevoie de consultanță de specialitate.
O proteză de gamb ă ajută pacientul să -și regăsească indentitatea. Majoritatea pacienților
reușesc să învețe să meargă din nou și asta îi ajută să revină la viața lor de dinaintea amputației.
Adaptarea copiilor/adolescenților la noua situație se face în timp cu multă răbdare.
Ca o proteză sa fie funcțională una dintre cerinț e este menținerea pe cât posibilă a calității
vieții și a confortului pacientului.
În ajutorul lor se vine cu t ehnici moderne de protezare care înlocuiește gamba și care
trebuie să aibă aproapte aceleași funcții de mers. Aceste proteze ajută copii/adolescenți să se
reintegreze în societate, să alerge, să danseze, să interacționeze cu ceilalți.
Pe piață există multe firme care produc proteze de gambă diferite pentru fiecare caz în
parte, existând chiar și posibilitatea unor proteze personalizate.
Proiect ul meu aduce o îmbunătă țire a protezei de gambă pentru copii/adolescenți,
realizând -o ajustabilă . Este o proteză mai eficientă, datorită faptului că pacientul nu iși va mai
schimba proteza o dată l a șase luni ci doar trebuie sa și-o regleze în funcț e de înalțimea lui.
Am ales ca piesele protezei să fie realizate din titan, deorece este non -toxic,
biocompatibil, rezitent la coroziune și mai ușor.
Din punctul meu de vedere această proteză ar fi mai accesibilă, r educând cheltuiala
pacientului, care ar fi trebuit să schimbe tija protezei o dată la șase luni. Acest model de proteză îi
aduce și un confort personal , acesta obișnuindu -se cu proteza pe care o va purta timp de patru ani.
Această prot eză aj ustabilă este doar la nivel ipotetic în curs de cercetare.

50
Pe viitor aș vrea să aprofu ndez această idee și să îmbunătățesc proteza ajustabilă de
gambă prin proiectarea unei tălpi ajustabile. Din punctul meu de vedere p entru ca acest lucru să
fie posibil a r fi nevoie de un mecanism de prindere cu șină care să fie intro dus în mulajul
piciorului protezei, care să se mărescă în funcție de nevoi cu ajutorul unui șurub de strânger e.
Proiectarea o voi face tot cu ajutorul programului Fusion360, deorece acest prog ram mi -a permis
să jonglez cu formele piesel or.
Deocamdată această idee este doar teoretică, aș vrea să încerc proiectarea ei într-un
program, dar asta voi face în viitorul apropiat, în anii de masterat unde vreau să aprofundez acest
proiect de proteză aj ustabilă pentru copii/adolescenți.

51

BIBLIOGRAFIE

[1] Dan Cristescu, Carmen Salavastru, Bogdan Voiculescu, Cezar Th. Niculescu, Radu
Cârmaciu, (2008), Biologie – Manual pentru clasa a – XI-a, editura Corint
[2] http://www.sfatulmedicului.ro/dictionar -medical/gamba_993
[3] http://eorthopod.com/foot -anatomy/
[4] Leg Ulcers 3/4, L -20, 1990 Published by Elsevi er Science Publishing CO., Inc. 655 Avenue
of the Americas, New York, NY 10010
[5]http://solutions.3m.com/3MContentRetrievalAPI/BlobServlet?lmd=1424179474000&locale=r
o_RO&assetType=MMM_Image&assetId=1361841763647&blobAttribute=ImageFile
[6] Mihail Ștefaneț „Anatomia omului -Volumul I”, Chișinău, Centrul Editorial -Poligrafic
Medicina, 200 7
[7] http://www.oandplibrary.org/cpo/pdf/1986_01_008.pdf
[8] Nenciu, G., Biomecanica în educație fizică și sport”, Editura Fundației România de Mâine,
2008.
[9] Amputation and prosthesis fitting in paediatric patients, J. Griffet
[10] Krajbich JI. Lower -limb deficiencies and amputations in children. J Am AcadOrthop Surg
1998;6:358 –67.
[11] Dederich R. Ostéomyoplastie du moignon d’amputation des membr esinférieurs. Acta Orthop
Belg 1966;32:63 3–40.
[12]https://patents.google.com/patent/US5314499A/en?q=ankle&q=foot&q=prosthesis&oq=ankl
e+foot+pr osthesis&page=3
[13]https://patents.google.com/patent/US5314499A/en?q=ankle&q=foot&q=prosthesis&oq=ankl
e+foot+prosthesis&page=3
[14]https://patents.google.com/patent/EP0976370A1/en?q=ankle&q=foot&q=prosthesis&oq=ank
le+foot+prosthesis&page=3

52
[15] http://www.rosal -ortopedic.ro/catalog/produse/proteze/proteze -membrul -inferior/proteza -de-
gamba/
[16] https://www.ortopedica.ro/proteza -de-gamba -modulara -cu-modul-harmony.ort
[17]https://www.ted.com/talks/hugh_herr_the_new_bionics_that_let_us_run_climb_and_dance/tr
anscript?langu age=ro#t -675514
[18] https://www.ottobock.co.uk/keeping -active/product -overview/running -prostheses/
[19] https://professionals.ottobockus.com