RESUMEN DEL PROYECTO. Prótesis de Rodilla Patentable

Transcripción

1 PRÓTESIS DE RODILLA PATENTABLE Autor: Dorta Álvarez, Jaime Director: García y de Garmendia, Dr. Antonio Entidad Colaboradora: ICAI Universidad Pontificia de Comillas Prótesis de Rodilla Patentable RESUMEN DEL PROYECTO Según los datos del Instituto Nacional de Estadística (INE), en España existen más de 3,85 millones de personas con algún tipo de discapacidad, dentro de las cuales el 67% se ven afectadas por algún problema de movilidad. Se estima que alrededor de personas poseen alguna clase de amputación. Motivado por la necesidad de proporcionar soluciones a los problemas de este ámbito, y apoyándonos en la capacidad de protección de la propiedad industrial que ofrecen las patentes, se propone este Proyecto de Fin de Carrera como un trabajo de investigación del estado de la técnica actual en el ámbito de las prótesis de rodilla apoyándonos en la metodología MEP (Método de Escenarios Ponderados) propuesta por el Director de Proyecto Dr. Antonio García y Garmendia, con el fin de obtener una solución a problemas presentes en la actualidad que estén aún sin resolver. El producto resultante de esta investigación es un sistema de bloqueo para una prótesis de rodilla. El Proyecto comienza con una explicación detallada de los medios de protección industrial, así como los requisitos para poder obtenerlos. Establecimos que las patentes eran y son, el medio más adecuado para proteger productos industriales e innovaciones ya que no sólo permite obtener protección frente a futuros plagios, sino porque también permite la consulta de todos los avances realizados en la técnica a lo largo de la historia, favoreciendo de este modo, una investigación basada siempre en mejorar el estado actual de la misma, evitando la investigación sobre temas ya resueltos. Se estudiaron 502 solicitudes de patentes relacionadas con el ámbito de las prótesis de rodilla, realizando una detalla clasificación de ellas, elaborando una base de datos con información relevante como el problema que desean resolver, cómo este ha sido resuelto, si el solicitante ha sido una empresa o un particular, su país de procedencia y sus fechas de solicitud y publicación. Tras acabar la elaboración de la base de datos de las patentes, de las 502 patentes estudiadas únicamente 134 patentes resultaron ser relevantes debido a que la inmensa mayoría de las patentes que no resultaron ser relevantes eran traducciones de las patentes relevantes para oficinas de patentes en países diferentes al del origen de solicitud de la patente.

2 Prótesis de rodilla patentable Nº#Patente Solicitante Inventor GB485246((A) ISTITUTO( ORTOPEDICO(RIZZOLI US ((A) NORTHROP(AIRCRAFT( INC US (A) HENSCHKE(ULRICH(K;( MAUCH(HANS(A ISTITUTO(ORTOPEDICO( RIZZOLI P/ Pais#de# Fecha# E procedencia solicitud Fecha# Publicaci Titulo#de#la#Patente Problema#a#resolver Resolucion#del#problema Solución#del#problema on Problemas con las Control de la marcha P Italia 09/06/37 17/05/38 extremidades en caso general, artificiales de la epoca bloqueo estando de pie JOHNSON(ORVIN(S E EEUU 03/07/48 Rodilla anatómica que duplique el movimiento de una rodilla normal 19/05/53 para casos de amputaciones por encima de la rodilla HENSCHKE(ULRICH(K;( MAUCH(HANS(A Control de la marcha en caso general, cinemática Ayudar a caminar a una persona P Alemania 09/07/48 discapacitda con una 24/07/51 ortésis mediante regulacion adaptativa de un amortiguador adaptado en la ortesis Regulación pasiva, Control de la marcha, cinemática GB826314((A) HANS ADOLPH MAUCHHANS(ADOLPH(MAUCH P Gran Bretaña 05/11/56 31/12/59 Pierna artificial US ((A) GB982527((A) HANS ADOLPH MAUCH BLATCHFORD(&(SONS( LTD US ((A) MORTENSEN(LA( VAUGHN(L DE ((A 1) HANS ADOLPH MAUCH P EEUU 05/11/56 11/11/58 Sistema hidráulico BLATCHFORD(BRIAN( GEOFFREY;(LESTER(DANIEL( JOSEPH MORTENSEN(LA(VAUGHN( L Mejoras en E Gran Bretaña 20/09/62 03/02/65 extremidades artificiales Control de la marcha en caso general Control de la marcha en caso general Regulación pasiva Prótesis de pierna con eficiencia de una parte P EEUU 12/11/63 02/05/67 control hidráulico de la específica rodilla WILHELM(J(TEUFEL JAN(PRAHL E Alemania 28/09/65 Mejora en la amortiguacion de la extremidad artificial. Mejorando la forma de andar del paciente 22/05/69 incluso en condiciones difíciles, requiriendo casi ninguna atención sobre la forma de andar eficiencia de una parte específica Colocando un piston rodilla abajo de la ortesis y conectando esta con una correa que llega hasta el cinturon que soporta la protesis permite que la pierna al estar recta soporte el peso de todo el cuerpo usando el amortiguador para ello y cuando el usuario dobla la rodilla se cierra la válvula del piston y permite caminar. Sistema(hidráulico,( bloqueo(mediante( valvulaje(hidráulico Mediante el uso de un cilindro hidráulico en la zona del gemelo se controla la flexion y extension plantar, dejando ademas en la puntera del pie, un elemento movil amortiguado mediante material deformable. La flexion de la rodilla se controla mediante un Sistema hidráulico amortiguador hidráulico que controla el giro de la rodilla y lo devuelve a su posicion natural (recta). Para imitar el movimiento de la rodilla se usa un mecanismo con varios puntos de apoyo y giro que permiten imitar casi realmente el movimiento de la rodilla Mediante un sistema de válvula oscilante colocado en un amortiguador que va colocado en la extremidad inferior de la pierna se controlan los pesos que transmite el cuerpo a traves de la rodilla al pie. El amortiguador regula la presión hidraulica que soporta mediante la válvula oscilante de dentro del amortiguador. Se ofrecen modificaciones de control de la resistencia mediante un sistema mágnetohidráulico Sistema( electroreológico,(válvula( oscilante La pierna artificial posee un amortiguador en el interior de la pierna y conecta con el muslo, para imitar mediante una amoritugacion gradual el movimiento de una Colocación(del(sistema( persona. La protesis en la pierna esta vaciada para dejar hidráulico espacio al amortiguador. Y la amortiguacion es gradual mediante un hidraulico. La invención trata de un amortiguador hidráulico Nueva configuración configurado para controlar el movimiento de la pierna para un hidráulico Se adopta el mismo sistema que en la patente anterior, se emplea un cilindro neumático ajustable en su Válvulas(hidráulicas extensión, ademas de poder ajustar los parámetros de amortiguación mediante válvulas La invención relata una prótesis de accionamiento hidráulico con un amortiguador hidráulico mejorado y con un tope para cerciorar hasta donde puede extenderse la prótesis Se emplea un amortiguador hidráulico que opera su amortiguacion mediante una leva Mejora(en(el( amortiguador(hidráulico Empleo de la operación de la amortiguacion hidráulica mediante una leva Con toda la información recopilada en la base datos, pudimos a realizar una clasificación según los problemas a los que se enfrentaba cada una de las patentes. Mediante esta clasificación pudimos estudiar más en detalle cómo se resolvían cada uno de los problemas viendo las diferentes soluciones propuestas por cada uno de los inventores. De este modo establecimos cómo de adecuadas eran cada una de las soluciones y si estas conseguían resolver el problema al completo o daba lugar a mejoras. De la misma manera también se averiguó cuales eran y son las tendencias actuales a la hora de proponer soluciones para los problemas a los que se enfrentan las prótesis de rodilla. Se pudieron diferenciar tres problemas principales: la cinemática y ergonomía, el control, y la eficiencia de las prótesis de rodilla. En todos los problemas existen soluciones innovadoras pero aún existen cuestiones sin resolver y carencias importantes. Aunque se pudieron apreciar oportunidades de mejora en el campo del control de las prótesis, más en concreto, en los sistemas de bloqueo para las prótesis de rodilla. Es por ello que el proyecto se centra en el desarrollo de un sistema de bloqueo para una prótesis de rodilla.

3 Prótesis de Rodilla Patentable CINEMÁTICA Caso General Control de la marcha Casos específicos PROBLEMAS CONTROL Regulación Activa Pasiva Bloqueo De pie No estando de pie EFICIENCIA Mejora partes específicas Mejora sistema Dentro de los sistemas de bloqueo que se estudiaron establecimos que la tendencia resultante era que estaban diseñados para ofrecer cierto movimiento cuando la prótesis se encontraba bloqueada para el caso de las prótesis completamente mecánicas o prótesis que poseen sistemas de control de la marcha mecánicos y métodos de control y regulación electrónicos. Visto que los sistemas desarrollados eran para prótesis muy específicas o requerían un sistema de control electrónico muy específico para que fuese capaz de funcionar, el sistema de bloqueo a desarrollar debería ser mucho mas sencillo en diseño y además con capacidad de extrapolación a otras prótesis, sin dejar de tener en cuenta la eficacia del sistema. Para poder lograr una innovación en este ámbito de la técnica, se ha empleado el procedimiento sistemático para aumentar la creatividad de TRIZ (Teoría de Solución de Problemas Inventivos), desarrollado por Genrich Altshuller en Mediante la utilización de herramientas para vencer la inercia psicológica y gracias al uso de principios de inventiva, se ha conseguido lograr una solución innovadora al problema planteado. Se empleó la matriz de contradicciones técnicas como herramienta para desarrollar la invención.

4 Prótesis de rodilla patentable Contradicciones(mas( relevantes Efectividad8Sencillez, Sencillez8 Mantenimiento/Sencillez8 Caminar'Naturalmente Efectividad8sencillez Caminar'naturalmente8 sencillez Sencillez8G.L.'cuando' bloqueado AT192317T()(2 EP A1()(12 GB A()(18 GB A()(21 GB A()(20 TWI276430B()(24 US A()(26 AT377402T()(4 EP A1()(11 EP A1()(13 GB A()(19 US B1()(27 US A1()(29 US A1()(35 EP A2()(10 AU A1()6 US A1()(33 AT192317T()(2 TWI276430B()(24 AT512646T()(5 ES A1()(15 FR A1()(16 GB A()(19 GB A()(21 US A()(26 US B1()(27 US A1()(33 WO A1()(36 Principios(Sugeridos Bloqueo'mediante'el' cierre'de'válvulas'de' un'sistema'hidráulico,' impide'el'movimiento' del'fluido Bloqueo'de'eje' mediante'el'uso'de'un' elemento'colapsable' para'su'accionamiento Bloqueo'manual Bloqueo'al'hacer' contacto'con'el'talón Bloqueo'al'colocar'el' peso'del'cuerpo' encima Nuevas'sugerencias Empleamos'una'pieza'que'se' desplaze'un'muy'poco'para' accionar'el'bloqueo'de'las' válvulas.'emplear'pulsadores' para'cerrar'las'válvulas Bloqueo'manual'mediante' válvula'de'botón. Accionamiento'de'válvula'en'la' parte'posterior'de'la'prótesis Para'ofrecer'grados'de'libertad' emplear'dos'bloques'resilentes.' Uno'mas'blando'junto'a'los' pulsadores'de'válvulas.'el'mas' duro'encima'para'proporcionar' mayor'amortiguación. IDEAS PROPIAS

5 Prótesis de Rodilla Patentable Una vez desarrollada la invención, se procede a realizar un estudio económico para evaluar la viabilidad de la innovación en el mercado. Se parte con la intención de ofrecer la licencia de la patente a empresas líderes en el sector. De este modo se estudia su capacidad de integración en el mercado, cuál es el perfil del público objetivo en el que podría encajar la innovación, el coste de la patentar y mantener la protección durante la totalidad de la vida útil de la misma a nivel europeo y español. Del mismo modo, se hace un estudio de la cartera de patentes de las empresas mas innovadoras dentro de este ámbito, cuáles son algunos de sus productos que han empleado la protección industrial como medio para hacerse hueco en el mercado, y cuál es el estado actual de la cartera de patentes de cada una de esas empresas. Finalmente se procede a desarrollar y cumplimentar todos los requisitos de forma y contenido que requiere la solicitud de patente de la invención desarrollada, para poder solicitar la patente en la Oficina Española de Patentes y Marcas (OEPM), protegiendo así el trabajo que ha sido fruto de la investigación realizada de la competencia y permitiendo la explotación exclusiva o la venta de estos derechos a terceros, por parte de la persona o empresa que lo solicite. En resumen, el presente Proyecto de Fin de Carrera presenta una clara innovación en el campo de las prótesis de rodilla, prestando un apoyo tecnológico a un sector algo olvidado por la sociedad.

6 Prótesis de rodilla patentable Ingeniería en Organización Industrial

7 Prótesis de Rodilla Patentable