ES2280556T3 - Calzado para mejorar la marcha natural. - Google Patents

Abstract

Un artículo de calzado (1) que comprende: una pala (50) para cubrir la parte superior del pie de los usuarios; una entresuela / suela (2) fija a dicha pala para cubrir una parte de la planta del pie del usuario y que tiene una cara interna para entrar en contacto con dicha parte de planta y una cara externa (10) para interaccionar con una superficie subyacente; y dicha entresuela / suela que tiene una región de talón que se corresponde con el talón del usuario y una curvatura convexa (11) a dicha cara externa de dicha región de talón; caracterizado porque dicha curvatura convexa tiene un radio transversal de curvatura aproximadamente coincidente con un eje (12) de rotación largo de dicho pie del usuario a través del centro de gravedad del plano sagital (13) del calcáneo.

Description

Calzado para mejorar la marcha natural.

Antecedentes de la invención

A lo largo del siglo pasado las filosofías en torno al tratamiento de las patologías relacionadas con la marcha, la biomecánica y el desarrollo del calzado se han basado en gran parte en principios de la introducción de dispositivos ortopédicos y amortiguadores artificiales o sintéticos. En la gran mayoría de los casos, las personas que experimentan algún tipo de patología o síntoma relacionado con la marcha son propensas a esas patologías o síntomas como resultado de la atrofia de la musculatura del pie y de apoyo. En la investigación médica está bien fundamentado que el acto de estabilizar con un aparato ortopédico tiene como consecuencia la atrofia del sistema muscular-óseo que está siendo estabilizado. Por tanto, es bastante paradójico que los procedimientos usados para tratar los síntomas que se derivan de una estructura muscular-ósea atrofiada perpetúen más el debilitamiento. No es inusual que los síntomas se alivien a corto plazo (durante el uso de un aparato ortopédico) pero que después los síntomas originales u otros vinculados con una biomecánica defectuosa y estructura debilitada se manifiesten de nuevo.

También está bien documentado que la incidencia de patologías y síntomas similares relacionados con la marcha en países cuyos habitantes van sin zapatos, o descalzos, son una pequeña parte de aquellos observados en países donde es corriente llevar zapatos. Esta discrepancia en la incidencia puede atribuirse directamente al calzado y a los defectos evidentes en el diseño del calzado. La incapacidad del zapato típico para trabajar al unísono con la mecánica del pie puede considerarse el factor más influyente en los problemas relacionados con la marcha y el pie. Restringir el movimiento y la mecánica natural del pie crea tensiones injustificadas y aumentadas que tienen como consecuencia la creación de una biomecánica defectuosa, incomodidad y lesiones.

Resumen de la invención

Es un objeto de la presente invención proporcionar a un usuario un artículo de calzado en el que el diseño, la fabricación y las características geométricas mejoren y acentúen el movimiento natural del pie del usuario durante el ciclo de la marcha. Tal artículo de calzado promete ser de inmenso valor para todos sus usuarios, proporcionando beneficios que son tanto rehabilitadores como preventivos.

Según una forma de realización preferida de la presente invención, el artículo de calzado incluye la alineación de un catalizador fundamentalmente cupuliforme para que se alinee con un área meta predeterminada situada en la cara plantar del pie con el objetivo de crear una respuesta refleja de biofeedback que causa la contracción de la musculatura de apoyo del pie. Deben tomarse precauciones para permitir una progresión prudente y gradual de la cantidad de presión ejercida por el catalizador cupuliforme sobre el área meta. El área meta se puede definir como una región próxima a la intersección de los huesos navicular, cuneiforme lateral y cuboides.

Las patentes anteriores han propuesto el uso de un dispositivo de plantilla y dispositivos pasantes cuya función no concuerda con las propiedades del catalizador cupuliforme anterior. Burke y col. en la patente de Estados Unidos 5.404.659 revela una configuración de plantilla y/o entresuela con un catalizador cupuliforme que presenta propiedades de compresión y rebote muy por encima de las tolerables por el pie humano. Han sido halladas pruebas de lo anterior por los especialistas en la técnica de la aplicación de plantillas terapéuticas y por aquellos familiarizados con el uso de un producto como el descrito en el documento 5.404.659.

Como se describirá en este documento, las propiedades de rebote, desviación y compresión deseadas del catalizador cupuliforme son tales que cuando el catalizador cupuliforme es sometido a una fuerza compresiva concordante con las actividades diarias de carga de peso, el ápice de dicho catalizador tendrá una altura máxima de entre 1% y 5% de la longitud total del pie. Una presión leve creada por el catalizador cupuliforme actúa para crear contracciones musculares a través de la interacción de la presión y los órganos neurotendinosos de Golgi de los músculos de apoyo del pie. Las contracciones musculares repetitivas funcionan como un programa de resistencia progresiva que tiene como consecuencia un fortalecimiento gradual de los músculos del pie. Este enfoque es compatible con el uso de otras relaciones y estímulos de biofeedback para crear contracciones musculares.

La patente de Estados Unidos 5.404.659 desvela un concepto de provisión de piezas añadidas reemplazables que pueden alinearse con el catalizador cupuliforme y se convierten en parte de él. En el documento 5.404.659, la pieza añadida y la porción receptora del catalizador cupuliforme son curvilíneas por naturaleza y las pruebas realizadas por los especialistas en la técnica revelan que este diseño no era satisfactorio ni para asegurar la colocación de la pieza añadida en la porción receptora de la plantilla ni para hacer posible la facilidad de extracción e inserción. Se descubrió que la mejor forma de lograr la aplicación de la pieza añadida amovible en la porción receptora era mediante el uso de una sustancia adhesiva. Sin embargo, esto presentaba dos limitaciones distintas: en primer lugar, las sustancias que presentaban propiedades de adhesión que permitían la extracción fácil de la pieza añadida resultaron no ser suficientemente sustanciales para asegurar la colocación de la pieza añadida amovible en el lugar deseado; en segundo lugar, las sustancias con propiedades de adhesión de una magnitud tal como para asegurar el mantenimiento de la pieza añadida amovible en el lugar deseado resultaron causar daños en los materiales que componían el cuerpo de la suela y en los materiales que componían la pieza añadida amovible.

Un propósito de esta forma de realización de la presente invención es perfeccionar el concepto de introducción de un catalizador de biofeedback en la cara plantar del pie mejorando las propiedades de desviación, rebote y compresión para permitir que la invención sea más útil. Otro propósito de la presente invención es proporcionar un medio mejor con el cual permitir la amovibilidad de la pieza añadida amovible.

Según las otras formas de realización preferidas de la presente invención, se proporciona una disposición de entresuela/suela que mejora y promueve el movimiento natural del pie durante la fase de contacto inicial, o impacto del pie, del ciclo de la marcha, así como medidas en la parte superior del zapato para mejorar la mecánica del pie durante la fase de balanceo del ciclo de la marcha.

Los especialistas en la técnica del desarrollo de calzado, la biomecánica de la marcha y la fabricación de ortopedia técnica coinciden colectivamente en que la fase de contacto inicial del ciclo de la marcha es de suma importancia para tratar de controlar los movimientos en el ciclo de la marcha. El ciclo de la marcha puede describirse brevemente como los movimientos del pie y cuerpo a medida que el pie entra en contacto con el suelo, recibe el peso del cuerpo, abandona el suelo y después entra en contacto con el suelo de nuevo. Tradicionalmente, los intentos de controlar la biomecánica defectuosa que ocurre durante el ciclo de la marcha se han abordado estabilizando el pie en el punto de contacto. Los especialistas en la técnica han admitido que la oscilación excesiva del pie desde el límite lateral o exterior del pie, hasta el medial o interior, comúnmente denominada pronación excesiva, puede ser una causa fundamental de los problemas crónicos del pie. Aún así, los diseños tradicionales de entresuelas y suelas para calzado han creado entornos que perpetúan y magnifican los problemas y la mecánica defectuosa.

El enfoque tradicional ha sido desde hace mucho tiempo introducir a través de la geometría de la entresuela/suela una base de apoyo para el pie ancha y estable. Se muestras claramente ejemplos de lo anterior en Lyden y col., patente de Estados Unidos 5.625.964; Truelsen, solicitud PCT DK88/00203; Whatley, patente de Estados Unidos 5.005.299; Halberstadt, patente de Estados Unidos 4.259.792; Stubblefield, patente de Estados Unidos 4.372.058; Giese y col., patente de Estados Unidos 4.316.335 y Brooks, patente de Estados Unidos 4.272.899, por nombrar algunos de
ellos.

Sin embargo, los especialistas en la técnica del análisis biomecánico admiten que el punto más común de contacto del pie está en la cara plantar más posterior del pie, justo lateral al eje largo de rotación del pie a través del calcáneo. Sin embargo, esta condición y punto deseado de ubicación se atribuye principalmente a la condición descalza. Cuando se introduce el calzado, como se describe en las patentes de arriba, el punto inicial de contacto se empuja drásticamente a la cara más lateral y lejana de la entresuela/suela del calzado. No obstante, esto aumenta drásticamente el brazo de palanca y la fuerza de torsión sobre el pie. Esta configuración de entresuela/suela no es solamente característica de la cara lateral de la entresuela/suela, sino también de la cara medial. Durante los deportes multidireccionales esta configuración de entresuela/suela también produce un aumento de la fuerza de torsión y aceleraciones en el pie y cuerpo. En un intento de proveer una nueva geometría de la entresuela para deportes de pista, Hamey y col., patente de Estados Unidos 4.559.723, describe una configuración de entresuela/suela en la que la cara medial es redondeada para permitir un aumento de los movimientos laterales durante las actividades deportivas en pista. Todavía queda un problema relacionado con un aumento del efecto de brazo de palanca cuando la entresuela/suela del zapato entra en contacto con la superficie de apoyo de la cara lateral.

Los documentos US-A-6014824 y US-A-4030213 desvelan ambas un artículo de calzado según el preámbulo de la reivindicación 1. A través de una novedosa disposición de entresuela/suela, los inventores proponen una geometría que permite que el contacto del pie simule a aquel que existe estando descalzo.

El documento WO-00/54616 describe zapatos que tienen una región de talón redondeada centrada en el centro de gravedad del tobillo y por la cual se asegura la estabilidad del zapato pero que, aún así, permite el movimiento oscilatorio con una pequeña componente vertical del centro de gravedad del tobillo.

Según la presente invención se proporciona un artículo de calzado como se ha definido anteriormente que también presenta los rasgos caracterizadores de la reivindicación 1. La disposición de entresuela/suela de la presente invención está diseñada de tal manera que la capa de desgaste que primero entra en contacto con el suelo o la cara de apoyo está configurada para proporcionar un ligero radio de curvatura desde la cara lateral a la medial, estando el punto central del radio alineado con el eje largo de rotación del pie a través del calcáneo. De esta manera, no se producen fuerzas de torsión o aceleraciones bruscas cuando el pie entra en contacto con la superficie de apoyo y lentamente vuelve al reposo en una posición aplanada.

Según una forma de realización preferida de la presente invención se toman medidas para mejorar la probabilidad del pie del usuario de volver al reposo en una posición biomecánicamente correcta cuando el pie lentamente vuelve al reposo después de entrar en contacto con el suelo o la superficie de apoyo. Esto se logra mediante la introducción de una región amortiguadora directamente bajo la masa del hueso calcáneo o del talón. La región amortiguadora es de una elasticidad considerablemente inferior que la de la configuración de entresuela/suela que forma la periferia de la región amortiguadora.

Según otra forma de realización preferida de la presente invención, se toman medidas para mejorar la preparación del pie para el contacto inicial. Los especialistas en la técnica de la biomecánica de la marcha, especialmente aquellos con experiencia en el análisis y observación de personas sin zapatos reconocen la importancia de permitir la máxima dorsiflexión del hallux, o dedo gordo, antes del contacto inicial. Posiblemente, en el núcleo de la biomecánica de la marcha se encuentre la noción del efecto de dorsiflexión de los dedos y eversión (efecto Windlass).

Se trata de un sistema de poleas que involucra a tejido conjuntivo de la cara plantar del pie, principalmente la fascia plantar, y el estiramiento de la fascia plantar alrededor de los huesos sesamoideos en la primera articulación metatarsofalángica. La fascia plantar es estirada y, como resultado, se tensa por la dorsiflexión del hallux. Mientras se estira tensándose, garantiza la integridad estructural del pie en la preparación para el contacto inicial. Las pruebas más claras de lo anterior se pueden hallar observando los zapatos que llevaban los corredores durante el boom del atletismo de mediados de los 70. Era corriente que el dedo gordo o hallux sobresaliese por arriba a través de la caja de la puntera de la zapatilla de deporte. Esto era el resultado del intento del pie por estabilizarse.

En respuesta al desgaste prematuro de la caja de la puntera de la zapatilla de deporte, las empresas de zapatos líderes en ese momento respondieron reforzando la caja de la puntera con materiales más fuertes y duraderos y, en esencia, impidiendo que el pie pudiese alcanzar la biomecánica de la marcha natural e ideal. Dannenberg en las patentes de Estados Unidos 4.608.988 y 4.597.195 demuestran un reconocimiento de la importancia de la dorsiflexión del hallux y en un esfuerzo por dotar al hallux de un más amplio rango potencial de movimiento incluyó medidas bajo la cabeza del primer metatarsiano para aumentar el rango de movimiento. Sin embargo, los especialistas en la técnica han visto que cuando las medidas de Dannenberg se incorporan al diseño de zapatos o soportes hay una tendencia diferenciada a que se altere negativamente la biomecánica del usuario. Concretamente, se fomenta que el usuario mantenga su pie en una posición pronada durante mucho más tiempo que la duración ideal.

Una limitación común de los diseños de calzado actuales es que la máxima dorsiflexión del hallux está limitada porque la acción de dorsiflexión se opone a las predisposiciones de flexibilidad de la configuración de entresuela/suela y es obstruida por la caja de la puntera del zapato.

Según la presente invención, el aumento de la dorsiflexión del hallux anterior al contacto inicial se logra mediante la combinación de alteraciones de la entresuela/suela del zapato, así como la introducción de mecanismos que funcionan como dispositivos de resistencia a la deformación, en los cuales, durante la fase de balanceo de la marcha, se fomenta la dorsiflexión del hallux. De esta manera, se mejora la integridad estructural óptima del pie y, también, el pie está listo y pretensado para acomodar el peso del cuerpo de la persona. Esto permite el uso máximo de los músculos de la cara plantar del pie. Con el pie en un estado de integridad estructural óptima los músculos plantares pueden usarse excéntricamente. Los especialistas en la técnica de la fisiología de los músculos admitieron hace mucho que los músculos están mejor preparados para responder a fuerzas cuando pueden contraerse de una manera excéntrica, así como que los músculos tienen propiedades de elasticidad inherentes que también pueden utilizarse mejor durante las contracciones excéntricas de los músculos.

Se han propuesto diseños para almacenar energía de impacto mediante la integración de dispositivos mecánicos en el calzado. Ejemplos de lo anterior son McMahon y col., patente de Estados Unidos 4342158, Burke y col., patente de Estados Unidos 5.212.878; Schindler, patente de Estados Unidos 5.343.637; Whatley, patente de Estados Unidos 5.060.401, Schmid, patente de Estados Unidos 4.585.338, Barry y col., patente de Estados Unidos 5.052.130; Crowley, patente de Estados Unidos 4.881.329; y Kilgore y col., patente de Estados Unidos 5.343.639. Desafortunadamente, todas ellas tienen limitaciones de la flexibilidad de la parte anterior del pie y de la caja de la puntera que restringen la capacidad natural del pie para preestabilizarse y usar sus propias propiedades musculares para almacenar y devolver energía.

En resumen, es un objeto de la presente invención presentar disposiciones de diseño y mecánicas novedosas en un artículo de calzado que actúe para fortalecer el pie mediante biofeedback, reduzca las tensiones sobre el pie que ocurren durante el impacto y aumente la capacidad del pie para preestabilizarse antes del impacto con el suelo.

Descripción de los dibujos

A continuación, se describirán las formas de realización preferidas de la presente invención, sólo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

Fig. 1 es una vista en perspectiva de la cara dorsal de una de las formas de realización de la invención que ilustra una unidad de entresuela/suela con un contorno de una pala de zapato ubicada por encima de la disposición de entresuela/suela, y una ubicación propuesta para la integración de ranuras o canales de flexión;

Fig. 2 es una vista de la cara dorsal de un pie, ubicado por encima de la unidad de la entresuela/suela, en una ubicación deseada de manera que el área meta del pie se alinea con el catalizador fundamentalmente cupuliforme. También se proporciona una indicación de la región de flexión del pie y una correspondiente región de flexión de la disposición de entresuela/suela;

Fig. 3 es una sección transversal del plano frontal y sagital de una unidad de entresuela/suela como se detalla, a través de las secciones A - A' y B - B' de la figura 2;

Fig. 4 es una vista en perspectiva de un elemento elástico amovible que puede insertarse en un receptáculo contorneado en la figura 3;

Fig. 5 es una vista de la cara posterior de otro aspecto de la invención que ilustra un pie colocado normalmente sobre una disposición de entresuela/suela y mostrando también una disposición radial de entresuela/suela como región amortiguadora plantar a la ubicación del calcáneo del pie;

Fig. 6 es una vista de la cara posterior de un pie colocado normalmente sobre una disposición de entresuela/suela según la presente invención y que muestra una disposición de entresuela/suela tradicional en la que se indican brazos de palanca alrededor del eje largo de rotación del pie, contrastando el de un entorno de descalcez ideal con el experimentado cuando se calza calzado tradicional;

Fig. 7 es una vista medial sagital de un esqueleto de un pie colocado, en una ubicación deseada, sobre una unidad de entresuela/suela que ilustra formas de realización preferidas de la invención que tienen: una disposición de entresuela/suela radial, ranuras o canales de flexión de la parte anterior del pie, una región amortiguadora plantar a la ubicación del calcáneo del pie y la colocación de un catalizador fundamentalmente cupuliforme alineable con la cara plantar el pie hasta un área meta;

Fig. 8 es una vista correspondiente a la figura 7 pero que ilustra un catalizador cupuliforme de una forma de realización alternativa y que también ilustra una región amortiguadora plantar a la ubicación del calcáneo del pie y otra región amortiguadora plantar a la región metatarsal con una región amortiguadora colocada para que sea adyacente a la capa de desgaste.

Fig. 9 es una vista frontal de una pala de zapato y disposición de entresuela/suela a través de una sección definida por la línea de flexión metatarsal tanto en un contexto de carga de peso como sin carga de peso que ilustra una entresuela/suela con una geometría radial en un estado no comprimido y en un estado comprimido atribuible a la carga del peso del cuerpo de los usuarios.

Fig. 10 es una vista de un plano sagital lateral de otra forma de realización de la invención que ilustra un zapato, con una caja de puntera diferenciada, en un estado relajado y en un estado dorsiflexionado con los dedos gordos levantados, y que ilustra un dispositivo de resistencia a la deformación fabricado de fibras elásticas;

Fig. 11 es una vista de un plano sagital lateral de un zapato, con una caja de puntera diferenciada, en un estado relajado y en un estado dorsiflexionado con los dedos gordos levantados, y que ilustra un dispositivo de resistencia a la deformación fabricado de resortes espirales; y

Fig. 12 es una vista de un plano sagital lateral de un zapato, con una caja de puntera diferenciada en un estado relajado y en un estado dorsiflexionado con los dedos gordos levantados, y que ilustra un dispositivo de resistencia a la deformación integrado en el diseño de la entresuela/suela.

Descripción detallada de las formas de realización preferidas

Con referencia a la figura 1, se describe un artículo de calzado 1 con una caja distintiva 24 y una entresuela/suela 2, la entresuela/suela 2 tiene una capa de desgaste distintiva 10 colocada de manera que la capa de desgaste 10 es la primera porción del artículo de calzado 1 que entra en contacto con el suelo o superficie de apoyo durante el ciclo de la marcha. El artículo de calzado 1 también tiene una entresuela/suela 2 con un catalizador fundamentalmente cupuliforme 3 que tiene un ápice distintivo 4. La entresuela/suela 2 tiene ranuras o canales de flexión 15 que se extienden a su través y mejoran la dorsiflexión natural del pie. Las ranuras o los canales de flexión 15 son de un diseño tal que permite la dorsiflexión fundamentalmente ilimitada de la entresuela/suela 2 a través de la región metatarsal 14 y, más concretamente, a través de la línea de flexión 16 como se ilustra en la figura 2.

El artículo de calzado 1 puede fabricarse según cualquiera de los procedimientos de fabricación estándares incluyendo el montado directamente sobre la suela, mixto, con cosido Strobel o sobre una palmilla de fibra que, a su vez, se pega sobre la suela. El artículo de calzado 1 tiene una pala 50 que puede fabricarse de una variedad de materiales típicamente usados en el diseño y fabricación de calzado con la condición de que los materiales que comprenden dicha caja de la puntera 24 presenten características compatibles con que se permita una máxima dorsiflexión del hallux. La entresuela/suela 2 también puede fabricarse mediante cualquiera entre una variedad de procedimientos de fabricación comunes en la industria del calzado, incluyendo el moldeado por compresión, vertido e inyección, y pueden formarse a partir de una variedad de compuestos que presentan las características de entresuela/suela deseadas, incluyendo PVC a base de espuma, EVA y poliuretano.

La figura 2 ilustra una vista dorsal de un pie humano colocado, según se desee, en posición superior o dorsal a la unidad de entresuela/suela 2 en el que un área meta deseada 5 del pie se alinea con el ápice 4 del catalizador fundamentalmente cupuliforme 3. El área meta 5 se puede definir como la región del pie que se aproxima a la intersección del cuneiforme lateral 28, el cuboides 29 y el navicular 30.

Preferentemente, las propiedades de rebote, desviación y compresión del catalizador cupuliforme 3 son tales que, cuando el catalizador cupuliforme 3 es sometido a fuerzas compresivas coherentes con las actividades de carga de peso diarias, el ápice 4 del catalizador cupuliforme 3 tendrá una altura máxima de entre el 1% y el 5% de la longitud total del pie. La presión ligera creada por el catalizador cupuliforme 3 actúa para crear contracción muscular a través de la interacción de la presión y los órganos neurotendinosos de Golgi de los músculos de apoyo del pie. Las contracciones musculares repetitivas funcionan como un programa de resistencia progresiva que tiene como consecuencia un fortalecimiento gradual de los músculos del pie.

La figura 2 también ilustra una ubicación deseada de las ranuras o los canales de flexión 15 (en la figura 1). En la figura 2, la referencia 14 identifica una "región metatarsal" que incorpora la ubicación natural de flexión de la parte anterior del pie, concretamente las articulaciones metatarsofalángicas del pie. Las ranuras o los canales de flexión 15 se extienden preferentemente a través de la región metatarsal 14 y paralelos a una línea deseada de flexión 16. Para acomodar una variedad de proporciones de longitud del dedo gordo respecto al pie, la forma de realización preferida tiene una zona de flexibilidad aumentada en el plano sagital que atraviesa la región metatarsal 14. Esto puede lograrse disponiendo de ranuras o canales de flexión 15 incorporadas en el diseño de la entresuela que se extiende paralela a la línea de flexión 16 creada por las uniones de las articulaciones metatarsofalángicas. Las ranuras o los canales de flexión 15 se sitúan preferentemente dentro de una región definida en la cara medial del pie por un límite posterior medial 17 no inferior al 70% de la longitud del pie y un límite anterior medial no superior al 80% de la longitud del pie y en la cara lateral del pie por un límite posterior lateral 19 no inferior al 60% de la longitud total del pie y un límite anterior lateral no inferior al 70% de la longitud del pie. Mediante la incorporación de las ranuras o los canales de flexión 15 correspondientes a lo anterior, la entresuela/suela 2 del pie es capaz de dorsiflexionarse al unísono con el pie para fomentar el logro de la biomecánica ideal de la marcha, particularmente en la fase de balanceo cuando el pie está en el aire preparándose para el contacto con el suelo a la vez que entra en la siguiente etapa, la fase de contacto.

La figura 2 también ilustra las líneas de referencia A - A' y B - B', que cortan al ápice 4 del catalizador cupuliforme 3 y actúan para definir las vistas transversales de la figura 3. Con referencia a la figura 3, detallando las secciones transversales del catalizador cupuliforme 3 a través de una sección transversal anterior posterior A-A' y una sección transversal medial-lateral B-B' a través de su ápice 4, se ilustran las características transversales del catalizador cupuliforme 3 y su ápice 4, así como las características de un receptáculo 6 capaz de acoger un elemento elástico amovible 7 como se muestra en la figura 4.

El elemento elástico 7 actúa para definir las características de compresión, rebote y desviación del catalizador cupuliforme 3 comprendiendo la mayor parte del volumen del catalizador cupuliforme 3. Como se describe en Burke y col., patente de Estados Unidos 5.404.659, es deseable introducir en la cara plantar del pie, en el área meta 5, una presión para estimular contracciones musculares y mediante la cual crear un fortalecimiento de los músculos intrínsecos del pie. Sin embargo, para posibilitar mejor este proceso de rehabilitación, debe ofrecerse un espacio que permita una extracción e inserción eficaz del elemento elástico 7. Los defectos del diseño de la patente US-5404659 se han abordado anteriormente y superado mediante la disposición ilustrada en la figura 3 que incorpora un receptáculo 6 que tiene flancos verticales 8 con el fin de fijar el elemento elástico 7 en su sitio y permitir una amovibilidad fácil.

Como se muestra en la figura 4, el elemento elástico 7 tiene caras laterales 9 para alinearse con los flancos verticales 8 del receptáculo 6. Para proveer las propiedades de rebote, compresión y desviación deseadas, el elemento elástico 7 puede fabricarse a partir de una variedad de materiales conocidos por los especialistas en la técnica de fabricación de espuma y la utilización y la incorporación de estos en artículos de calzado y similares. Estos pueden incluir espumas con composición de EVA, PVC o poliuretano, así como medios a través de los cuales se pueden conseguir las propiedades deseadas mediante la incorporación de polímeros viscoelásticos. Estos solamente son unos pocos ejemplos de materiales preferidos y la composición del elemento elástico 7 no se limita necesariamente a estos materiales. El elemento elástico 7 puede fabricarse a través de una variedad de medios conocidos por los especialistas en la técnica, por ejemplo inyección, vertido, estampación y troquelado, pero no se limitan necesariamente a estos procedimientos.

Según otro aspecto de la invención, tal como se ilustra en la figura 5, se presenta una forma de realización preferida en la cual un artículo de calzado 1 tiene una entresuela/suela 2 que consta de una capa de desgaste 10. La capa de desgaste 10 puede estar fabricada de polímeros conocidos en la industria del calzado por mostrar las propiedades de resistencia a la abrasión y el corte necesarias para ofrecer indeformabilidad y durabilidad; estos incluyen compuestos fabricados principalmente de goma y poliuretano, pero no se limitan necesariamente a estos compuestos. La entresuela/suela 2 también puede estar fabricada a través de medios y de materiales comunes en la industria del calzado, pero no se limita necesariamente a esos materiales y/o medios.

La entresuela/suela 2 de la presente invención también se caracteriza por una geometría radial novedosa 11 que tiene un centro geométrico alineable con una región próxima al eje largo de rotación 12 de un pie biomecánicamente estable cuando se mira desde la cara posterior, y alineable con la región el centro de masa del plano sagital del calcáneo 13 cuando se mira desde una cara del plano sagital, como se muestra en la figura 7. De esta manera, se alienta que el pie entre en contacto con el suelo o superficie de apoyo y vuelva a la posición de reposo de una forma que reduzca las fuerzas de torsión y aceleraciones innecesarias que acompañan a los diseños tradicionales de entresuela/suela. Esto se puede lograr alineando radialmente el centro de curvatura de la región de talón curva de la entresuela/suela con el centro giratorio del calcáneo.

La figura 6 ilustra la relación común entre el pie con una unidad de entresuela/suela de configuración tradicional. El pie sin zapato entra en contacto concretamente con el suelo o superficie de apoyo en un punto de contacto sin zapato 31 que produce un brazo de palanca equivalente a la distancia medible desde el centro de rotación del eje largo 12 del pie y el punto de contacto sin zapato 31. La introducción de calzado con unidades de entresuela/suela tiene como consecuencia la modificación del punto de contacto de manera que el punto de contacto con zapato 32 se ha trasladado tanto lateralmente como descendentemente respecto al punto de contacto sin zapato 31. Esto tiene como consecuencia un aumento de la palanca que se puede medir como la distancia desde el centro de rotación del eje largo 12 del pie y el punto de contacto con zapato 32. Los especialistas en la técnica de la biomecánica de la marcha percibirán los aumentos en las fuerzas, fuerzas de torsión y aceleraciones que acompañan a los aumentos en el brazo de palanca desde el punto de rotación del punto de contacto.

La figura 7 ilustra la geometría radial 11 de la entresuela/suela 2 cuando se mira desde una cara sagital.

Según otra forma de realización de la invención, la figura 5 y la figura 7 ilustran la región amortiguadora 27 que es alineable con la cara plantar del talón del usuario; y que es más fácilmente compresible que la entresuela/suela de alrededor que forma la periferia de la región amortiguadora. La región amortiguadora 27 puede fabricarse a través de una variedad de medios y de una variedad de materiales comunes en la industria del calzado pero no se limitan necesariamente a esos materiales y/o medios. El aumento de la compresibilidad de la región amortiguadora 27 también puede alcanzarse a través de la implementación estratégica de una cavidad carente de material alguno y en cuyo caso la elasticidad y durabilidad de la entresuela/suela 2 depende únicamente de la ingeniería y el diseño de los materiales que rodean la cavidad. La finalidad de la región amortiguadora 27 es mejorar la colocación del pie y asegurar que durante la marcha el pie vuelve lentamente al reposo en la posición biomecánicamente más eficaz posible.

La figura 7 también ilustra la relación entre el pie del usuario y la entresuela/suela 2 cuando se mira desde el plano sagital y la relación posicional de las ranuras o los canales de flexión 15 con la cabeza del primer hueso metatarsiano 26.

La figura 8 proporciona una vista sagital de la entresuela/suela 2 con formas de realización alternativas de la capa de desgaste 10 en la que la capa de desgaste tiene una porción de talón dominante con una región de geometría radial en la parte trasera del pie 11 que refleja la forma del calcáneo cuando no carga peso 25 y una región de geometría radial de la parte anterior del pie 35. La entresuela/suela 2 en la región de geometría radial de la parte trasera del pie 11 también puede incluir una región amortiguadora plantar 34 alineable con la superficie plantar del talón del usuario con respecto a los planos medial, lateral, posterior y anterior. La región amortiguadora plantar puede construirse de materiales tales y con una configuración tal como para permitir que sea comprimido más fácilmente que la entresuela/suela 2 de alrededor que forma la periferia de la región plantar 34. La finalidad de la región amortiguadora de la parte trasera plantar del pie 34 es mejorar la colocación del pie y asegurar que durante la marcha el pie vuelve lentamente al reposo en la posición biomecánicamente más eficaz posible.

La región de geometría radial de la parte anterior del pie 35 puede contar con una región amortiguadora de la parte anterior del pie 36 que se comprime más fácilmente que el resto de la suela/entresuela 2 alrededor de la región de la parte anterior del pie. La naturaleza curvilínea de la región de geometría radial de la parte anterior del pie 35 es casi paralela a la naturaleza radial de la parte anterior del pie cuando el centro de rotación del eje largo se usa como centro geométrico de rotación para la curva. La región amortiguadora de la parte anterior del pie 36 debería desviarse durante la carga de peso de una manera que asegurase la colocación natural y central del pie alrededor de la entresuela/suela 2. De esta manera las energías asociadas al contacto inicial se minimizan y se fomenta que la parte delantera del pie se mantenga en una colocación biomecánicamente ideal dorsal a la entresuela/suela 2.

La figura 8 también ilustra otra forma de realización en la que la entresuela/suela 2 tiene una catalizador fundamentalmente cupuliforme 3 con un ápice diferenciado 4 que es alineable con un área meta deseada 5 del pie. El catalizador cupuliforme 3 puede tener una cubierta externa 37 y un pilar centrado 40. El pilar centrado 40 puede construirse en una parte de materiales que confieran las características de compresión, desviación y rebote necesarias para que el catalizador fundamentalmente cupuliforme funcione como se desee. Alternativamente, el catalizador cupuliforme 3 puede construirse de manera que el pilar 40 tenga un émbolo 38 y un cilindro 39 en el que el movimiento del émbolo 38 dentro del cilindro 39 se regule mediante la selección adecuada de material de relleno dentro del cilindro de manera que el movimiento del émbolo 38 dentro del cilindro 39 confiera las características de desviación, compresión y rebote deseadas. Según esta disposición, el catalizador fundamentalmente cupuliforme 3 tiene regiones o huecos 41 plantares a su cubierta externa 37. Estos huecos 41 pueden dejarse vacíos o rellenarse de espumas, fluidos, ampollas o gases, etc. para proporcionar integridad estructural al catalizador fundamentalmente cupuliforme 3 de una manera tal que asegure el mantenimiento de las características de desviación, compresión y rebote deseadas.

Para permitir una progresión en la resistencia creada por el catalizador fundamentalmente cupuliforme 3, la composición, el diseño y la selección de material de cualquiera entre la cubierta externa 37, el pilar 40, el émbolo 38 y el cilindro 39 pueden alterarse de tal manera que permitan la variabilidad y el control de las propiedades de compresión, desviación y rebote del catalizador fundamentalmente cupuliforme 3. El control y la variabilidad adicional de las propiedades de compresión, desviación y rebote del catalizador fundamentalmente cupuliforme 3 pueden lograrse mediante la selección de materiales escogidos para rellenar los huecos 41.

La figura 9 ilustra, a través del plano frontal, un artículo de calzado 1 con una entresuela/suela 2 tanto en una condición de carga de peso como en una sin carga de peso. La entresuela/suela 2 tiene una capa de desgaste 10 y una región de geometría radial de la parte anterior del pie 35 que puede contar con una región amortiguadora de la parte anterior del pie 36 más fácilmente comprimible que el área de alrededor que forma la entresuela/suela de la región de la parte anterior del pie. En la condición sin carga de peso la naturaleza curvilínea de la región de geometría radial de la parte anterior del pie 35 es casi paralela a la naturaleza radial de la parte anterior del pie cuando el centro de rotación del eje largo se usa como centro geométrico de rotación para la curva. La región amortiguadora de la parte anterior del pie 36 debería desviarse de la manera ilustrada durante la carga de peso para asegurar la colocación natural y central del pie alrededor de la entresuela/suela 2. De esta manera, las energías asociadas al contacto inicial se minimizan y se fomenta que la parte delantera del pie se mantenga en una colocación biomecánicamente ideal dorsal a la entresuela/suela 2.

La figuras 10 y 11 ilustran otra forma de realización más de la presente invención según la cual se proporciona un artículo de calzado 1 con un dispositivo de resistencia a la deformación 21 diseñado y colocado de manera que solamente se alcanza su tensión de reposo cuando la pala de dicho artículo de calzado 1 está en una posición dorsiflexionada al máximo que se puede definir por aquella en la que los dedos gordos del usuario están levantados al máximo. Un objeto de la presente invención al fomentar tal dorsiflexión es permitir la plena consecución del efecto Windlass del pie y la resultante estabilización del pie que acompaña al efecto Windlass. Como se ha mostrado anteriormente, la capacidad de utilizar el efecto Windlass permite la preestabilización del pie anterior al contacto inicial y el mantenimiento de la integridad estructural del pie durante la fase de medio apoyo de la marcha. El dispositivo de resistencia a la deformación 21 está diseñado y colocado para tirar de los dedos gordos o empujarlos hacia arriba durante la fase de balanceo de la marcha y trabaja en armonía con el deseo de los dedos gordos de dorsiflexionarse durante la misma fase del ciclo de la marcha.

El dispositivo de resistencia a la deformación 21 puede tomar la forma de una banda de fibras elásticas 22 o resortes espirales 23, o similares, que muestran tensión en la dirección de la fuerza creada cuando los dedos gordos tratan de flexionar la planta. El dispositivo de resistencia a la deformación 21 debería colocarse por encima del primer eje de rotación del plano sagital metatarsal 33 del primer metatarsiano 26. Con la colocación anterior, se crea un brazo de momento como resultado del logro de la acción de dorsiflexión deseada mediante un movimiento de arrastre. El dispositivo de resistencia a la deformación 21 puede construirse a partir de una variedad de materiales y según una variedad de configuraciones.

En la figura 12 se ilustra otra forma de realización de la invención en la cual el dispositivo de resistencia a la deformación 21 está integrado dentro de la entresuela/suela 2 del artículo de calzado 1. Como se muestra, el dispositivo de resistencia a la deformación 21 puede tomar la forma de un resorte en voladizo colocado en la entresuela/suela del zapato 2, en el que la posición del resorte en voladizo 35 en estado de reposo es compatible con el estado dorsiflexionado de los dedos gordos del pie. Sin embargo, durante la fase de apoyo del ciclo de la marcha, el resorte en levadizo adquiere una forma en levadizo de estado tenso 34 y en su deseo por asumir su estado de reposo genera un efecto de empuje que aumenta la dorsiflexión de los dedos gordos. Según esta configuración, el dispositivo de resistencia a la deformación 21 puede construirse a partir de, entre otros materiales, una variedad de polímeros y productos laminados a capas y en una variedad de configuraciones como sería evidente para alguien especializado en la técnica de tales estructuras en levadizo.

Para maximizar completamente la capacidad de los dedos gordos de dorsiflexionarse a lo largo de la fase de balanceo del ciclo de la marcha es deseable que cooperen ranuras o canales de flexión 15 con el dispositivo de resistencia a la deformación 21 y también que la caja de la puntera 24 del artículo de calzado 1 se diseñe de manera que sea capaz de permitir la dorsiflexión máxima de los dedos gordos del pie sin proporcionar resistencia alguna a la acción de dorsiflexión.

La descripción anterior persigue un sentido ilustrativo más que restrictivo ya que, sin duda, a las personas especializadas en las técnicas relevantes se les ocurrirán otras formas de realización sin salirse del ámbito de la invención tal como se define en las reivindicaciones expuestas a continuación.

Claims (11)

1. Un artículo de calzado (1) que comprende:

una pala (50) para cubrir la parte superior del pie de los usuarios;

una entresuela/suela (2) fija a dicha pala para cubrir una parte de la planta del pie del usuario y que tiene una cara interna para entrar en contacto con dicha parte de planta y una cara externa (10) para interaccionar con una superficie subyacente; y

dicha entresuela/suela que tiene una región de talón que se corresponde con el talón del usuario y una curvatura convexa (11) a dicha cara externa de dicha región de talón;

caracterizado porque dicha curvatura convexa tiene un radio transversal de curvatura aproximadamente coincidente con un eje (12) de rotación largo de dicho pie del usuario a través del centro de gravedad del plano sagital (13) del calcáneo.

2. Un artículo de calzado según la reivindicación 1, en el que:

dicha curvatura convexa tiene un radio longitudinal de curvatura aproximadamente coincidente con el centro de masa del plano sagital del calcáneo (13) de dicho pie del usuario.

3. Un artículo de calzado según la reivindicación 1 ó 2, que también comprende:

dicha entresuela/suela que tiene una región (15) de flexibilidad aumentada que se corresponde con una región metatarsal (14) del pie de una persona definida por un límite posterior medial (17) no menor que el 70% de la longitud del pie, un límite anterior medial (18) no mayor que el 80% de la longitud del pie y un límite anterior lateral (20) no mayor que el 70% de la longitud del pie.

4. Un artículo de calzado según la reivindicación 3, en el que:

dicha región de flexibilidad aumentada se proporciona extendiendo transversalmente ranuras (15) creadas en dicha entresuela/suela de dicha región.

5. Un artículo de calzado según la reivindicación 4, en el que:

al menos una entre dicha pala y dicha entresuela/suela está provistas de medios de predisposición (23) que actúan para impulsar dicha región de flexibilidad hacia una posición que correspondiente a un estado dorsiflexionado.

6. Un artículo de calzado según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que:

dicha disposición de entresuela/suela también tiene un catalizador fundamentalmente cupuliforme (3) para interactuar con la cara plantar de un pie humano cuando lleva puesto el calzado;

contando dicho catalizador con un vértice (4) para alinearse con un área meta (5) dentro de dicho pie, estando dicha área meta definida por el punto de articulación de los huesos cuneiforme lateral (28), cuboides (29) y navicular (30) del pie para permitir el giro triplanar sin inhibiciones del pie alrededor del área meta;

presentando dicho catalizador propiedades de compresión y rebote tales que dicho catalizador es capaz de aplicar una presión dirigida hacia arriba para estimular el órgano neurotendinoso de Golgi de dicho pie en respuesta a la presión descendente sobre dicho catalizador por parte de dicho pie, y dicho catalizador tiene una altura máxima de dicho ápice de entre 1% y 5% de la longitud de dicho pie.

7. Un artículo de calzado según la reivindicación 6, en el que:

dicho catalizador (3) tiene un receptáculo (6) para alojar de manera amovible un elemento elástico (7) para hacer que dicho catalizador aplique dicha presión dirigida hacia arriba.

8. Un artículo de calzado según la reivindicación 7, en el que:

dicho receptáculo tiene flancos (8) perpendiculares a dicha cara externa de dicha entresuela/suela para interactuar con caras verticales de dicho elemento elástico para oponerse a fuerzas dirigidas horizontal- mente.

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9. Un artículo de calzado según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que:

dicha región de talón incluye una región amortiguadora (27, 34) correspondiente al calcáneo de dicho usuario (13), siendo dicha región amortiguadora más fácilmente compresible que una parte restante de dicha disposición de entresuela/suela que rodea dicha región de talón.

10. Un artículo de calzado según la reivindicación 9, en el que:

dicha región amortiguadora (34) se sitúa entre dicha cara interna y dicha cara externa y dicha curvatura convexa de dicha región de talón se aplana cuando soporta el peso del usuario.

11. Un artículo de calzado según la reivindicación 9, en el que:

dicha cara interna tiene una porción del pie anterior que se extiende desde dicha cara interna y que tiene una curvatura convexa con un radio de curvatura coincidente con dicho eje largo;

una región amortiguadora de la parte anterior del pie (36) que se corresponde con una curvatura convexa de dicha región del pie anterior;

dicha región amortiguadora de la parte anterior del pie es más fácilmente comprimible que la entresuela/suela que la rodea y dicha curvatura convexa de dicha región de la parte anterior del pie se aplana cuando soporta el peso del usuario.