PL222399B1 - Zatrzask kulowy, w szczególności do protez zębowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest zatrzask kulowy, w szczególności do protez zębowych.

Znane są zatrzaski kulowe składające się z trzech zasadniczych elementów tj. metalowej patrycy (kulka) z podbudową do osadzenia w kości, metalowej matrycy lub gniazda matrycy (gniazdo pod czaszę kulistą) oraz plastikowej wkładki do gniazda matrycy lub plastikowa matryca. Z opisu patentowego polskiego nr 388958 znany jest zatrzask protetyczny zbudowany z matrycy i patrycy, w którym w patrycy ma umieszczoną sprężynę z wycinka pierścienia o przekroju poprzecznym w kształcie koła z przerwą dopasowaną tak, iż pozwala na ugięcie sprężyny do najbardziej wysuniętego punktu, który jest punktem stycznym do płaszczyzny powierzchni czołowej patrycy. Patryca ma w czołowej płaszczyźnie prostokątny otwór prowadzący sprężynę. W górnej części prowadnicy sprężyny wbudowany jest ogranicznik obrotu sprężyny, a na bocznej płaszczyźnie patryca ma bolec kontrujący sprężynę. Matryca ma kształt prostopadłościanu, którego górna płaszczyzna ma wgłębienie w kształcie wycinka walca, średnica walca jest równa średnicy sprężyny, a cięciwa tworzących walca na górnej płaszczyźnie matrycy odpowiada długości boku prostokątnego otworu w czołowej płaszczyźnie patrycy.

Istotą wynalazku jest wyeliminowanie plastikowej wkładki bądź plastikowej matrycy. Konstrukcja zatrzasku składa się z dwóch metalicznych elementów: patrycy i matrycy, przy czym patryca posiada ściętą czaszę w płaszczyźnie prostopadłej do jej głównej osi na wysokości 6/7D (średnicy kulki), zaś matryca o wewnętrznym kształcie czaszy kulistej posiada cztery nacięcia co 90°, bądź sześć nacięć co 60°. Zatrzask kulowy wykonano metodą metalurgii proszków z kompozytu tytanowo-grafitowego o zawartości 10% grafitu.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunkach, gdzie fig. 1 przedstawia patrycę, fig. 2 - matrycę, fig. 3 przedstawia matrycę w widoku z góry, fig. 4 przedstawia patrycę w widoku z góry, zaś fig. 5 pokazuje zatrzask z nacięciami na krzyż.

P r z y k ł a d w y k o n a n i a

Patrycę stanowi kula o ściętej czaszy o ok. 1 mm, licząc od górnego jej „bieguna”. Matryca to natomiast gniazdo o geometrii „negatywowej” w stosunku do patrycy. Charakterystyczną cechą matrycy jest jej nacięcie. Przy czym przewiduje się dwa rodzaje nacięć: nacięcia krzyżowe - cztery cięcia co 90°, oraz nacięcie na gwiazdkę - sześć cięć co 60°.

W celu oceny jakości użytkowej zatrzasku dokonano oceny właściwości tribologicznych wykonanego skojarzenia. Badania te wykonano za pomocą symulatora tarcia w układzie głowa/panewka (patryca/matryca). Pełny cykl pracy symulatora składa się z fazy nacisku (sinusoidalnie narastającego) i następującego jednocześnie ruchu obrotowo-zwrotnego oraz fazy odciążenia i całkowitego oddzielenia współpracujących elementów. Do badań przyjęto następujące parametry: a= ± 30°, częstotliwość pracy T= 1 [Hz], maksymalna prędkość liniowa v_pmax= 0,01 [m/s], obciążenie sinusoidalnie zmienne N = 0-150 [N], czas tarcia τ = 3 [h]- co odpowiada 10800 cyklom obciążeń. Badania prowadzono w warunkach tarcia technicznie suchego oraz w środowisku substytutu śliny oznaczonym jako Mucyna III (2 [%] roztwór mucyn typu III w buforowanym roztworze soli fizjologicznej - PBS, pH = 7).

W wyniku badań stwierdzono, że w przypadku tarcia na sucho początkowo wartość momentu tarcia utrzymuje się na poziomie 0,125 [Nm]. Po czym po około 1,5 [h] czasu tarcia wartość ta spada do poziomu ok. 0,06 [Nm] i utrzymuje się na tym poziomie do końca cyklu tarciowego. Mogłoby to oznaczać, że po wykonaniu 5400 cykli pracy na sucho otrzymujemy całkowite dotarcie się współpracujących elementów i stabilizację oporów ruchu w połączeniu (zaczepie). Zakładając, że użytkownik protezy minimalnie dwa razy dziennie wyjmowałby ją celem umycia (rano i wieczorem), wówczas zatrzask wykonałby cztery cykle (cztery cykle/dzień). Dzieląc 5400 cykli przez 4 cykle/dzień, daje to 1350 dni = 3 lata i 255 dni. Oznacza to, że przy minimalnej liczbie cykli wyjmowania i wkładania protezy, po około 4 latach powierzchnie robocze zaczepu ulegną zaledwie dotarciu (w przypadku tarcia na sucho). Stan taki utrzymuje się do końca procesu tarcia, co przy analogicznych przeliczeniach daje 7 lat i 145 dni. Prawdopodobnie dopiero po upływie tego okresu można się spodziewać ich intensywniejszego zużywania, bądź znacząco mniejszej siły retencyjnej (utrzymującej protezę) wskutek zużywania się i powiększenia luzów pomiędzy patrycą i matrycą.

Claims (2)

1. Zatrzask kulowy, w szczególności do protez zębowych, znamienny tym, że konstrukcja zatrzasku składa się z dwóch metalicznych elementów: patrycy i matrycy, przy czym patryca posiada ściętą czaszę w płaszczyźnie prostopadłej do jej głównej osi na wysokości 6/7D (średnicy kulki), zaś matryca o wewnętrznym kształcie czaszy kulistej posiada cztery nacięcia co 90°, bądź sześć nacięć co 60°.

2. Zatrzask kulowy według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał z którego wykonano zatrzask, to kompozyt tytanowo-grafitowy o zawartości 10% grafitu wykonany metodą metalurgii proszków.