Lichtgewicht beenorthese
Bij een verlamming van het been (polio)
Mede door de samenwerking met de revalidatiearts Prof. Dr. F. Nollet, werkzaam in het AMC te Amsterdam, heeft Noppe Orthopedietechniek een beenorthese ontwikkeld met een minimaal gewicht en een maximale stabiliteit. Dit artikel zal uitgebreid ingaan op het aanmeten en het vervaardigen van de beenorthese. Het artikel is geschreven voor mensen die zijn aangewezen op een beugel voor het been.
Ter toelichting: In dit artikel komt u regelmatig het woord ‘orthese’ tegen, een orthese (ook wel spalk genoemd) is een lichaamsgebonden hulpmiddel dat ondersteuning biedt en een standsafwijking kan corrigeren.
In dit artikel wordt het gehele proces van aanmeten, vervaardigen tot en met de aflevering besproken onder de volgende rubrieken: het begin, de intake, de aanmeetfase, de testkoker, de opbouw van het composiet, de aflevering, en het onderzoek.
Het begin
Naar aanleiding van een poliocongres in Duitsland, in november 1999, werd op initiatief van Prof. Dr. F. Nollet gestart met het vervaardigen van lichtgewicht beenorthesen. Nollet maakte kennis met een voor hem nieuwe techniek, namelijk een geheel uit acrylhars vervaardigde beenorthese met als bewapeningsmateriaal koolstof, kevlar en glasvezel. Deze materialen zijn licht in gewicht en stabiel tijdens belasting. Door het ‘full contact’ principe wordt een maximum aan stabiliteit verkregen. Met ‘full contact’ wordt bedoeld dat de orthese nauw aansluit op het gehele been. Hierdoor wordt het been maximaal ondersteund.
Door zijn enthousiasme over de technische toepassingen die hij had gezien in Duitsland kwam
Nollet met het verzoek of Noppe Orthopedietechniek bereid was kennis te nemen van deze techniek en zo mogelijk op te nemen in haar productieproces. Er werd afgesproken om eerst een werkbezoek te organiseren bij een collega in Bad Krotzingen (Zuid Duitsland) die deze techniek al toepaste.
Na het bezoek moesten we toegeven dat deze nieuwe techniek absolute topkwaliteit was en bij terugkomst in Nederland zijn we direct voorbereidingen gaan treffen om deze manier van produceren op te nemen in ons productieproces. In februari 1999 zijn wij gestart met het vervaardigen van lichtgewicht lange beenbeugels. Hierna te noemen Knie Enkel Voet Orthese, afgekort KEVO. Na deze start met de vervaardiging van de KEVO’s uit acryllaminaat (composiet) werd in 2002 is het productieproces al gewijzigd en zijn we overgestapt op de Malmö techniek.
De Malmö techniek (epoxy met koolstofvezel) die de firma Otto Bock hanteerde voor productie van haar lichtgewicht orthesen werd beschikbaar gesteld aan ons bedrijf. Om een Malmö KEVO te kunnen produceren diende een opleiding bij Otto Bock in Duderstadt (Duitsland) gevolgd te worden, het bleek ook noodzakelijk om in speciale apparatuur te investeren voor productie van dit type lichtgewicht orthese. In de rubriek ‘Opbouw van het composiet’ zal uitvoerig worden ingegaan op de vervaardiging van de KEVO.
Waarom een wijziging van een acryl composiet naar een epoxy composiet? Het gewicht van de composiet wordt bepaald door de hoeveelheid hars die men impregneert onder vacuüm in de kunstvezels. Bij de acryl lamineertechniek wordt eerst het laminaat opgebouwd en wordt later het acrylhars toegevoegd. Bij dit productieproces lopen we snel het risico onnodig veel hars (en dus onnodig gewicht) in de vezels aan te brengen. Bij de Malmö techniek worden de koolstof- en kevlarvezels in een fabriek voorzien van een minimum aan epoxyhars. Door verhitting van de epoxyhars zal uitharding van het composiet plaats vinden. Een Malmö epoxycomposiet is dus door het minimum aan hars lichter dan een acrylcomposiet. Ook zijn de mechanische eigenschappen (trek- en drukkrachten) gunstiger dan die van een acrylcomposiet. Hierdoor is het mogelijk de KEVO subtieler te vervaardigen en een gewichtsreductie te realiseren.
De intake
Het grote verschil in het vervaardigen van een fullcontact lichtgewicht Kevo in relatie tot een conventionele beenorthese is dat correctie achteraf niet of nauwelijks mogelijk is. Het epoxy composiet is, indien de pasvorm niet optimaal is, niet meer te vervormen. De pasvorm van de orthese dient dan ook direct goed te zijn.
Iedereen die bekend is met het beroep orthopedisch instrumentmaker weet dat aanpassingen aan de orthese dikwijls noodzakelijk zijn om de optimale pasvorm te verkrijgen. Nu dit bij het vervaardigen van een epoxy full contact lichtgewicht orthese niet meer mogelijk is, zal de aanmeetfase uiterst nauwkeurig moeten worden uitgevoerd. De informatie die door de behandelend arts wordt aangeboden is van groot belang om tot een goed orthese recept te komen.
Allereerst zal de arts een uitgebreid lichamelijk onderzoek verrichten. De mate van verlamming (parese van het been) wordt onderzocht. Standafwijkingen en bewegingsbeperkingen van het been zullen gemeten worden. Standafwijkingen zijn soms te corrigeren in de orthese. Ook wordt er gekeken naar uw lichamelijke conditie en uw dagelijkse activiteiten patroon.
Het maken van een gangbeeldanalyse in het looplaboratorium kan een belangrijk onderdeel van het onderzoek zijn. Dit kan van nut zijn om tot een goed orthese recept te komen. Met behulp van digitale videocamera’s en een krachtenplatform in de vloer kan nauwkeurig beoordeeld worden wat uw huidige manier van lopen is. Het krachtenplatform geeft informatie over de krachten en stabiliteit van uw gewrichten. De spieractiviteit tijdens het lopen wordt gemeten met elektroden die op het been geplaatst worden, een zgn. E.M.G. Dit geeft informatie over hoe uw spieren tijdens het lopen worden gebruikt. Al deze gegevens worden samengebracht in de computer en kunnen direct of later beoordeeld worden.
Met de verkregen gegevens kan beoordeeld worden of een orthese het lopen kan verbeteren. Ook kan het type orthese bepaald worden m.b.v. de gangbeeld analyse. Een niet zo eenvoudige opgave omdat er meerdere types lichtgewicht orthesen beschikbaar zijn en deze weer met diverse knie- en enkelscharnieren kunnen worden uitgevoerd. Wanneer u reeds in het bezit bent van een bestaande (conventionele) KEVO kan beoordeeld worden of verbeteringen in de nieuw te vervaardigen beenorthese mogelijk zijn.
De aanmeet fase
Wanneer het orthese recept duidelijk is gedefinieerd kan de orthese worden aangemeten. Dit gebeurt m.b.v. een gipsafdruk van het been. Voor het maken van een gipsafdruk worden gipszwachtels gebruikt die, nadat ze in water zijn gedompeld, om het been worden gedraaid. Na uitharding wordt het gipsnegatief van het been verwijderd. Tevens worden hoogte en breedte maten van het been genomen. Ook de rotatie van de knieas t.o.v. het enkelgewricht zal nauwkeurig bepaald moeten worden om knie en enkelscharnieren op de juiste positie te plaatsen in de orthese. Het gipsnegatief wordt meegenomen naar de werkplaats om vervolgens weer volgegoten te worden met gips. Hierdoor ontstaat een gipspositief (in feite uw been in gips). Dit gipsmodel zal verder gecorrigeerd worden tot een werkbare matrijs waarover het composiet zal worden aangebracht. Voordat we beginnen aan de opbouw van het composiet zal eerst een testkoker vervaardigd worden. Controle van de vorm van het gipsmodel is noodzakelijk omdat correcties achteraf niet meer mogelijk zijn. Voor het passen van de testkoker wordt een nieuwe afspraak met u gemaakt.
De testkoker
De testkoker wordt vervaardigd uit een transparante thermoplastische kunststof. Dit is wenselijk omdat we door het materiaal heen willen zien of de pasvorm goed is. Het materiaal laat zich ook gemakkelijk door verwarming vervormen, dit is noodzakelijk indien er nog correcties moeten worden uitgevoerd. Op de testkoker worden ook aantekeningen gemaakt. Verschillende hoogtes en breedtes en de uitsnijdingen van de knieholte, i.v.m. het kunnen buigen van de knie, worden aangetekend. Ook de plaats waar enkel en/of kniescharnieren moeten komen, worden gecontroleerd en aangetekend. Als er correcties in testfase zijn uitgevoerd en op het gips positief zijn overgebracht, kan de vervaardiging van de definitieve beenorthese beginnen.
Opbouw van het composiet
Alvorens we het epoxy met koolstofvezels om het gipsmodel gaan aanbrengen wordt er een kurklaag van 4mm aangebracht ter compensatie van een later in de orthese aan te brengen badstof voering. Over de kurklaag wordt een folie aangebracht. Deze folie zorgt ervoor dat de epoxykunsthars niet aan het gipsmodel kan hechten, tevens zorgt de folie er voor dat het composiet onder vacuüm kan worden gebracht. Na de folie worden eerst twee lagen van het composiet aangebracht in de gewenste contouren van de orthese. De enkel- en kniescharnieren worden op het model geplaatst en omvlochten met koolstofvezels. Er worden koolstof strippen op de kuit en het dijbeen gedeelte aangebracht waardoor er een vormstijfheid ontstaat in het composiet.
Het koolstofmateriaal wordt geleverd in rollen, er bestaan twee typen: één waarbij de vezels gevlochten zijn tot een multidirectionaal weefsel en één waarbij de vezels in één richting los naast elkaar liggen. Koolstofvezels zijn uitermate geschikt om hoge druk- en trekkrachten te verwerken binnen de constructie van de beenorthese. Kevlarvezels worden in de beenorthese verwerkt indien bepaalde delen van de beenorthese flexibel moeten zijn. Kevlarvezels zijn erg buigzaam en kunnen buigcycli miljoenen keren ondergaan zonder te breken. We kunnen de orthese dus diverse mechanische eigenschappen meegeven door bepaalde delen star te construeren en andere delen flexibel te maken.
Een lycra decorstof wordt als sluitlaag aangebracht. Deze is in diverse prints en kleuren te verkrijgen. Als laatste wordt weer een folie aangebracht. De folies worden aan een vacuümbuis luchtdicht vastgeplakt en onder vacuüm gebracht waardoor alle lucht uit het composiet wordt gezogen. Het geheel wordt in een speciale oven geplaatst om onder vacuüm te verwarmen naar 130 graden, de uithardingtijd bedraagt acht uur. Wanneer de beenorthese is uitgehard wordt het geheel van het model los gemaakt en in model geslepen en afgemonteerd. Nu is de beenorthese klaar voor een tweede pasfase. De contouren van de beenorthese worden dan definitief vastgesteld. Instellingen van de enkel en kniescharnieren worden beoordeeld en eventueel nog aangepast. Tevens worden de uitvoering en plaats van de klittenbandsluitingen bepaald. De beenorthese zal weer naar de werkplaats worden meegenomen voor de definitieve afwerking. Hierna zal de aflevering plaats vinden.
De aflevering
Nadat de nieuwe lichtgewicht full contact beenorthese is geleverd kan in het looplaboratorium beoordeeld worden of de nieuwe beenorthese beter functioneert dan de oude voorziening. Ook voor mensen die voor het eerst gebruik maken van een beenorthese, zal met de beenorthese opnieuw een gangbeeld analyse worden gemaakt om te beoordelen of de orthese aan de eerder gestelde indicatie en orthese receptuur voldoet. Maar het allerbelangrijkste is natuurlijk de mening van de gebruiker. Wanneer een beenorthese naar tevredenheid wordt gedragen zijn we geslaagd in ons streven een betere kwaliteit van leven te bieden.
Onderzoek
Noppe Orthopedietechniek werkt mee aan een onderzoek dat plaatsvindt in samenwerking met het AMC en het VU Medisch Centrum afdeling revalidatiegeneeskunde onderleiding van Prof. Dr. F. Nollet. In dit onderzoek wordt gekeken naar comfort, stabiliteit en energieconsumptie van de gebruiker. Bij het gebruik van een lichtgewicht koolstof-kevlar ‘full-contact’ kevo worden deze waarden tijdens het lopen gemeten. Een zelfde meting zal verricht worden met de conventionele kevo. Aan dit onderzoek nemen twintig mensen deel. Het betreft mensen die vanwege de restverschijnselen van polio een beenorthese dragen.
Het doel van het onderzoek is om de waarde van een lichtgewicht en goed stabiliserende orthese vast te stellen. Mogelijk eind 2006 zullen de uitkomsten van dit onderzoek worden gepubliceerd.