به منظور ارتقاء و بهبود فرایند طراحی و ساخت ارتز و پروتز، متخصصین این عرصه از تکنولوژی جدیدی به نام فنآوری کربن استفاده کرده‌اند. در این فنآوری از فیبر های مخصوصی از جنس کربن در ساخت پروتز و ارتز استفاده میشود. استفاده از کربن در ساخت ارتز و پروتز دارای مزایای بسیاری می‌باشد.با استفاده از فنآوری کربن متخصصین می‌توانند پروتز و ارتزهایی که وزن آنها به طور متوسط نصف وزن پروتزهای قدیمی است طراحی کنند. این محصولات جدید همچنین دارای استحکام و دوام بیشتری هستند و از ارتزها و پروتزهای قدیمی انعطاف‌پذیرتر می‌باشند. در نتیجه ماندگاری بیشتری داشته و همچنین موجب بهبود عملکرد پروتز می‌شوند. کربن به کار رفته در پروتز سبب ذخیره انرژی در قطعه کربنی شده و مانند یک فنر در زمان مناسب با انتقال انرژی باعث بهبود عملکرد عضلات ضعیف میشود. در نتیجه بیمار در زمان انجام حرکات مختلف خستگی کمتری احساس میکند.
پروتز پنجه کربنی چیست؟
در هر یک از پاهای انسان (مچ پا به پایین) ۲۶ استخوان وجود دارد که در مجموع ۲۵ درصد از تمامی استخوان‌های کل بدن را تشکیل می‌دهند. همچنین پای انسان شامل ۳۰ مفصل مختلف و بیش از ۱۰۰ عضله، تاندون و رباط می‌باشد. این ساختار پیچیده باعث میشود تا انسان به راحتی و با حفظ تعادل بر روی سطوح مختلف حرکت کند. پروتز پنجه کربنی دارای ساختار بسیار ساده‌تری می‌باشد و بر اساس ذخیره و برگشت مؤثر انرژی ساخته میشود. به این منظور از مواد فنری ساخته شده از فیبر کربن استفاده میشود. پروتز پنجه کربنی وقتی که تحت فشار وزنی قرار می‌گیرد تغییر شکل داده و انرژی وارد شده را ذخیره میکند و این انرژی زمانی که شخص پنجه پای خود را بر روی زمین فشار می‌دهد، برگشت داده میشود. این حالت به بازیابی نیروی رانشی که در حالت عادی توسط عضلات مچ پا فراهم می‌شوند کمک میکند. البته مچ پا در پروتز پنجه کربنی معمولاً به منظور اطمینان از انتقال مؤثر انرژی به صورت ثابت ساخته شده و جهت سازگاری با زمین ناهموار، از خاصیت انعطاف‌پذیری مواد به کار رفته در این پروتز استفاده میشود. بر طبقه تحقیقات انجام شده عدم سازگاری با زمین ناهموار در پروتزهای قدیمی باعث می‌شده تا شخص در راه رفتن بر روی زمین غیر مسطح با مشکل مواجه شود.طراحی و ساخت پروتز پنجه کربنی جهت رفع مشکلات فوق در زمان عرضه این محصول در بین پزشکان و محققین بسیار بحث‌برانگیز بوده است، چرا که بر خلاف اصول رایج بیومکانیک مورد استفاده در پروتز در آن زمان طراحی شده است.
ویژگی‌های پروتز پنجه کربنی
- وارد شدن وزن به صورت متناسب بین اندام سالم و اندام مصنوعی و کاهش خطر بروز آرتروز یا کمردرد
- کاهش مصرف انرژی: خستگی کمتر در زمان استفاده و کاهش فشار وارد بر اعضای سالم بدن
- کاهش فشار: کاهش فشار وارد بر اندام باقی‌مانده و همچنین کاهش فشار واقع در زیر پای سالم، محافظت در برابر بروز مشکلات پوستی
- کاهش احتمال افتادن بر روی زمین: افزایش فاصله بین پنجه و زمین، کاهش خطر لغزش در زمان راه رفتن و رفع احتمال افتادن بر روی زمین، حفظ تعادل در زمان ایستادن بر روی زمین ناهموار یا سراشیبی
- بهبود کیفیت نحوه گام برداشتن: افزایش سرعت راه رفتن، بهبود وضعیت بدنی، بهبود نحوه راه رفتن به صورت طبیعی بر روی زمین ناهموار و سراشیبی
- رضایت بیمار: افزایش میزان رضایت بیمار در زمان استفاده از پروتز پنجه کربنی
قابلیت خود تنظیم شونده پروتز
انطباق پروتز پنجه کربنی با سطح زمین در زمان ایستادن از اهمیت زیادی برخوردار است. جهت ایستادن بر روی زمین صاف، سازنده پروتز به گونه‌ای پروتز را تنظیم میکند که نیروهای وارد بر مفاصل اندام تحتانی به حداقل کاهش پیدا کنند؛ محور وزن بدن بایستی در قسمت جلوی مچ، تا حدی در قسمت جلوی زانو و پشت لگن قرار داشته باشد. در پروتزهای قدیمی، مچ با سطح زمین منطبق نشده و بنابر این در زمان ایستادن بر سطح شیب‌دار به انجام حرکات اضافی جهت جبران این نقص نیاز می‌باشد. یک روش برای جبران نقص فوق، قرار دادن پا بر روی زمین توسط خم کردن زانو می‌باشد. در نتیجه، محور وزن بدن به پشت زانو منتقل میشود و شخص بایستی مقاومت بیشتری از خود نشان دهد و نهایتاً حفظ تعادل مشکل‌تر شده و سبب خستگی شخص در زمان ایستادن میشود. یک روش دیگر کشیدن و باز کردن بیش از حد زانو می‌باشد؛ در این حالت وزن بدن بر روی پاشنه وارد شده و بالاتنه به سمت جلو متمایل میشود. در نتیجه محور وزن بدن در قسمت جلوی لگن قرار گرفته و سبب ایجاد راستای نامناسب پا و بدن میشود.
مشکلات فوق سبب وارد آمدن فشار بیشتر بر اعضای سالم جهت حمایت از وزن بدن و همچنین افزایش انرژی مورد نیاز میشود. به علاوه شخص بایستی در برابر نیروهای ایجاد شده در اثر ناهم‌راستایی مقاومت کند. به این ترتیب در انجام فعالیت‌های روزمره انرژی بیشتری نسبت به افراد سالم مصرف خواهد شد. شیب زمین نیز بر تقسیم فشار در قسمت سوکت پروتز (محل اتصال اندام به پروتز) اثر می‌گذارد و در برخی از مواقع سبب بروز درد یا آسیب‌دیدگی اندام میشود. پروتزی که بتواند با زوایای مختلف زمین منطبق شود، سبب حفظ وضعیت مناسب سوکت و کاهش احتمال وارد آمدن فشار بر اندام میشود. پروتز پنجه کربنی با زاویه سطح شیب‌دار منطبق شده و باعث تنظیم راستای محور وزن بدن نسبت به زانو و لگن میشود. این حالت سبب اصلاح وضعیت بدنی و بهبود تقارن و کاهش احتمال بروز عارضه‌های اسکلتی- عضلانی مانند آرتروز و کمردرد میشود. عارضه‌های اسکلتی- عضلانی در اثر قطع عضو در اندام تحتانی متداول می‌باشند.
کاهش احتمال افتادن بر روی زمین
کنترل وزن و انرژی در زمان ایستادن از اهمیت زیادی برخوردار است. در زمان حرکت، قرار گرفتن پا بر روی زمین بدون گیر کردن پنجه بر روی زمین حائز اهمیت می‌باشد. در اثر عدم تعادل و لغزیدن در زمان راه رفتن احتمال افتادن شخص بر روی زمین افزایش پیدا میکند. کاهش عملکرد عضلانی و حس عمقی در اندام تحتانی سبب میشود که فاصله بین پنجه و زمین در زمان راه رفتن کاهش پیدا کرده و احتمال افتادن شخص بر روی زمین افزایش پیدا میکند. زمانی که پا بر روی زمین قرار می‌گیرد، حرکت پروتز پنجه کربنی، مچ پا را در وضعیت دورسی فلکشن (حرکت مچ به سمت بالا) قرار می‌دهد و این حالت در زمان راه رفتن نیز ادامه پیدا میکند. در نتیجه در مقایسه با پروتزهای قدیمی، فاصله بین پنجه و زمین به میزان متوسط ۱۸ درصد افزایش داده میشود. وضعیت دورسی فلکشن همچنین سبب جذب ضربه نیز میشود؛ چرا که حرکت مچ پا با محدوده کامل حرکتی انجام میشود.
مزایای استفاده از کربن در پروتز پنجه کربنی
در پروتز پنجه کربنی از فیبر کربن آغشته در ساخت پروتز استفاده شده است. این فنآوری مزایایی را به همراه دارد. برخی از مزایای آن عبارتند از:
- مانند یک فنر عمل می کند. به این ترتیب عملکرد عضلات ضعیف شده، بهبود می یابد و بیمار هنگام حرکت احساس خستگی کمتری میکند.
- وزن پروتزهای پنجه کربنی خیلی کمتر از پروتزهای قدیمی است؛
- این محصولات استحکام و دوام بیشتری نسبت به سایر محصولات دارند؛
- انعطاف پذیری این نوع پروتزهای نسبت به سایر پروتزها بیشتر است؛
- با توجه به ویژگی های مثبت بیمار در این نوع پروتزها احساس آسودگی بیشتری دارد؛
- کربن به کار رفته در پروتز انرژی را ذخیره کرده و حین راه رفتن این انرژی به خود فرد برمیگردد و در مجموع باعث خستگی کمتر و راحتی بیشتر فرد میشود.
پروتز پنجه کربنی چه مزایایی دارد؟
استفاده از این محصول توسط ورزشکاران شرکت کننده در میادین ورزشی و موفقیت چشم گیر آنها حاکی از مزایای قابل توجه آن است. پنجه پای از جنس فیبر کربنی گزینه ایده آلی برای دویدن است. برخی از مزایای آن در ادامه فهرست شده است:
- پروتزهای مخصوص دویدن از فرم دویدن روی انگشتان پا تقلید کرده و سبب سهولت حرکت می شود؛
- بر اساس شواهد استفاده از پروتز پنجه کربنی سبب کاهش ضربان قلب و انرژی مصرفی هنگام راه رفتن و دویدن می شود؛
- سفتی تیغه کربن به کار رفته در پنجه کربنی به وزن بدن و سطح فعالیت فرد بستگی دارد؛
- در استفاده از این محصول وزن به شکل متوازن بین اندام های سالم و اندام مصنوعی وارد می شود و احتمال بروز آرتروز یا کمردرد کاهش می یابد؛
- از دیگر مزایای این محصول افزایش سرعت حین راه رفتن و بهبود نحوه راه رفتن در زمین های ناهموار و سراشیبی ها است؛
- فشار وارده بر اندام های باقی مانده و فشار واقع در زیر پای سالم با استفاده از پروتز پنجه کربنی کاهش می یابد؛
- فاصله بین پنجه و زمین در این نوع پروتز افزایش پیدا کرده و خطر لغزش و افتادن حین راه رفتن روی زمین کاهش می یابد؛
- تیغه های مورد استفاده بسته به نوع ورزش ممکن است به شکل C یا J باشند. پروتزهای مخصوص دویدن سریع به سوکت و پروتزهای مخصوص دویدن آهسته به زیر سوکت متصل می شوند که این انعطاف پذیری سبب سهولت حرکت می شود.
پروتزهای پنجه کربنی C و J شکل
همان طور که بیان شد یکی از مزایای پروتزهای پنجه کربنی ساخته شده از فیبر این است که این محصولات بر اساس نوع ورزش به شکل C یا J هستند و به این ترتیب شرایط برای سهولت حرکت فراهم می شود.
پروتزهای پنجه کربنی C شکل بیشتر برای دویدن آهسته در مسافت های طولانی کاربرد دارد. شکل این محصولات سبب ذخیره انرژی و آزادسازی آن در طول زمان می شود و به کاربر این امکان را می دهد که مدت زمان طولانی بدود.
پروتز پنجه J شکل عمدتا توسط دونده های سرعت مورد استفاده قرار می گیرد. شکل این نوع پروتزها امکان بازگشت سریع انرژی ذخیره شده را برای استفاده در سرعت های بالاتر هنگام دویدن فراهم می کند. یادگیری دویدن با پروتز مخصوص دویدن سخت تر از پروتز مخصوص دویدن آهسته است. به همین دلیل کاربر زمان و انرژی زیادی را صرف یادگیری دویدن با این نوع پروتز ها می کند.
عوامل موثر در افزایش بهره وری از پروتز
کیفیت عملکرد پروتز به عوامل مختلفی بستگی دارد. سه عامل مهم آن شامل اندازه بودن سوکت، هم ترازی و توانایی های جسمی و دسترسی به آموزش می شوند.
اندازه بودن سوکت
سوکت بدن و پروتز را به یکدیگر متصل می کند. تناسب سوکت با بدن دارای مزایای زیادی است که برخی از مزایای آن در ادامه بیان شده است:
- اندازه سوکت و متناسب بودن آن با اندام کاربر نقش بسیار مهمی در عملکرد محصول دارد. حین حرکت ضربه روی سوکت متمرکز می شود. در صورتی که سوکت متناسب با اندام فرد باشد ضربه به حداقل
می رسد؛ - سوکت مناسب سبب حرکت محدود اندام می شود. این موضوع سبب کاهش اصطکاک، راحتی حرکت و حفظ سلامتی پوست بیمار می شود؛
- در صورت اندازه بودن سوکت عملکرد محصول به خوبی کنترل می شود.
همترازی
همترازی پروتز در واقع چگونگی قرار گرفتن قطعات در ارتباط با یکدیگر است. هم ترازی خوب پروتز سبب کنترل بهتر، ثبات بیشتر، راحتی حین حرکت و در مجموع عملکرد بهتر آن می شود. ترازبندی پروتز با تغییر در فاکتورهای زیر تغییر می کند:
- حالت و اندازه بدن؛
- طول اندام باقی مانده و سطح قطع عضو؛
- نوع اجزاء و نحوه کار آنها؛
- توانایی کنترل پروتز.
توانایی‌های جسمی و ذهنی
در ساخت پروتز پنجه کربنی سبک زندگی فرد و فعالیت های او در نظر گرفته می شود. اینکه کاربر مشغول چه فعالیتی است؟ با چه چالش های فیزیکی در منزل و محل کار مواجه است؟ در ساخت پروتز در نظر گرفته
می شود.
علاوه بر این سلامت جسمی فرد، قدرت عضلات. استقامت و تعادل او نیز در در ساخت پروتز مد نظر قرار
می گیرد. بعد از آماده شدن پروتز نیز لازم است که فرد مهارت های لازم را در زمینه به کارگیری آن دیده باشد.
حتی اگر فرد قبلا از پروتزهای دیگر استفاده کرده باشد. لازم است که آموزش های لازم را در به کارگیری این پروتز به خصوص ببیند. ممکن است توانایی های فرد و ویژگی های جسمانی او تغییر کرده باشد یا فنآوری به کاررفته در ساخت پروتز جدید با پروتزهای قبلی متفاوت باشد. به همین دلیل به منظور افزایش کارآیی پروتز لازم است که فرد آگاهی و مهارت لازم را در رابطه با پروتز جدید کسب کند. مراقبت از پروتز نیز نکته بسیار مهمی در افزایش کارآیی آن است.
کلام آخر
پروتز پنجه کربنی بسیار شبیه به پای انسان است و از الگوهای حرکتی فرد تبعیت می کند. ویژگی های منحصر به فرد این محصول در افزایش قابلیت های حرکتی معلولان و جانبازان آن را به یک محصول فوق العاده تبدیل کرده است به گونه ای که تحت عنوان تیغه مخصوص دویدن نیز شناخته می شود.
فیبر کربنی به کار رفته در ساخت این نوع پروتزها سبب مزایای بسیار زیاد از قبیل وزن پایین تر، استحکام و دوام بیشتر و انعطاف پذیری بالاتر نسبت به پروتزهای ساخته شده از جنس های دیگر دارد. علاوه بر این کاهش ضربان قلب و انرژی مصرفی هنگام استفاده، توزیع متوازن وزن بین اندام های مصنوعی و سالم، افزایش سرعت حین راه رفتن و حفظ تعادل بیمار از دیگر مزایای این محصول هستند.
با وجود مزایای زیاد این نوع پروتز افزایش کیفیت عملکرد آن به عواملی از قبیل اندازه بودن سوکت، هم ترازی و توانایی های جسمی و ذهنی فرد نیز بستگی دارد.
