Proiectarea și realizarea unei proteze de cot

1. INTRODUCERE

1.1 SCURT ISTORIC :

Mâna este unul dintre cele mai complicate segmente de membru ale organismului uman, datorita adaptării structurale și funcționale la complexitatea activităților umane. Traumatismele severe ale mâinii, creează un handicap major. Mâna omului este o capodoperă de complexitate mecanică, capabila să efectueze manipulări motorii fine dar și de forță deopotrivă. Proiectarea unui model de protezare a mâinii omului, care este apropiat de mișcările naturale ale acesteia, necesită o mare complexitate de detalii anatomice care urmează să fie modelate și simulate.

Mișcarea modelului de mână trebuie sa fie controlată de contracția musculară creată de mușchii artificiali. Se dorește realizarea unui model hibrid pentru a transforma valorile date de contracția reală a mușchilor în acționarea falangelor. Mușchii artificiali controlează direct rotirea oaselor bazate pe date anatomice și legi mecanice, și pot deforma țesutul pielii artificiale cu ajutorul unui sistem de arcuri. Proteza va trebui să prezinte și să realizeze mișcările corecte din punct de vedere anatomic și fizic. Mâinile joacă un rol vital în fiecare aspect al vieții noastre de zi cu zi. Este nevoie de ele pentru a mânca, a scrie, a lucra, a comunica, a juca într-un cuvânt pentru toate activitățile.

Istoria Artroplastiei Cotului

Anii 1800- Artroplastia rezecției, făcută de Verneuil și Ollier a implicat îndepărtarea întregului cot de la humerusul distal până la raza cubitusului proximal. Este folosită în anchiloza post-tuberculoasă prestată de cotul instabil și grosolan; în 1930, Buzby a recomandat-o pentru controlul durerii. Cunoscută ca artroplastia funcțională o înlăturare a humerusului distal cuneiform este lăsat ca punct de sprijin pentru cubitusul proximal.

Între 1947 și 1970 - au fost dezvoltate implanturi cu balamale.

Din 1975 - s-au făcut îmbunătățirii în balamale metalice semicontrânse și de polietilenă, proteză cu autofixare și artroplastie de acoperire tip metalpolietilenă, fără constrângere. Artroplastia a fost cunoscută în Europa de Payr și Putti, care au preferat utilizarea biomaterialelor pentru acoperirea suprafeței osului.

În 1900 - Murphy a introdus artroplastia în S.U.A și Lexer a susținut fascia și țesutul adipos ca materiale mediane. Fascia a rămas viabilă și a fost înlocuită de fibrocartilaj.

În 1918 - Baer a raportat întrepuneri experimentale cu titan, zinc, silicon, celuloid, linoleum, cauciuc, os decalcificat și vezică de porc cromicizată (membrana Baer).

După anul 1970 - cercetările au demonstrat că, cotul are o mișcare axială, și schimbări liniare a unghiului de transmitere. Acestea sunt două elemente importante pentru designul articular protetic.

Fig.1: Mâna de fier a lui Götz von Berlichingen (1480-1562), un cavaler și mercenar care și-a pierdut brațul drept într-un asediu [2]

1.2 STADIU ACTUAL

ANATOMIA ȘI FIZIOLOGIA ARTICULAȚIEI COTULUI

În componența articulației cotului intră segmentele osoase: humerus, ulna și radius; specifice brațului și respectiv antebrațului. Antebrațul reprezintă segmentul median al membrului superior, iar brațul segmentul proximal.

Fig.2: Scheletul osos al sistemului anatomic antebraț- braț [1]

Articulația cotului este o articulație sinovială care împreună cu articulațiile conexe permite realizarea activităților zilnice necesare corpului uman. Forțele care induc mișcare în articulația cotului sunt date de mușchii segmentelor antebraț-braț. Mușchii cu terminațiile specifice, tendoane, acționează prin pârghii cele două segmente antebraț-braț. Nervii care condiționează semnalul neuronal sunt: nervul median, ulnar și radial (Fig.2).

Daca luăm în considerație faptul că pentru toate acestea există o singură capsulă și o singură sinovială, atunci se poate descrie cotul ca o singură articulație.