Patientspecifikke 3D-printede diabetiske indlægssåler for at reducere plantartrykket (3D Insole)

Det anslås, at der globalt set finder en amputation af underekstremiteterne sted hvert 30. sekund, og at 85 % af disse amputationer er resultatet af diabetiske fodsår. Plantar fodsår udvikler sig til dels på grund af høj belastning og mekanisk belastning af fodens bløde væv. Brugerdefinerede plejeindlægssåler har til formål at reducere områder af foden, der oplever for højt plantartryk ved at omfordele presset til andre områder.

Begrænsninger i effektiviteten af ​​standard-pleje-indlægssåler resulterer imidlertid i ulcerationsrater, der forbliver uacceptabelt høje. I mellemtiden muliggør en revolution inden for 3D-printteknologier, materialeegenskaber og digitale produktionspipelines en bølge af innovative løsninger, der forbedrer resultaterne inden for mange områder af medicin. Efterforskerne sigter mod at udnytte disse teknikker til at skabe nye patientspecifikke 3D-printede indlægssåler med personlige metamaterialer, som efterforskerne mener vil demonstrere overlegen aflastningsydelse.

Personlige metamaterialer er 3D-printede materialer dannet af gittermønstre afledt af patientspecifikke egenskaber, hvilket resulterer i indlægssåler, der er unikt tilpasset patientens behov. Formålet med denne undersøgelse er at afgøre, om 3D-printede indlægssåler med personaliserede metamaterialer reducerer plantartrykket for udsatte områder af foden bedre end standard-pleje indlægssåler. Efterforskerne vil fremstille tre forskellige indlægssåler, nemlig standard pleje (SC), 3D printet trykbaserede (3DP-PB) og finite element optimerede (3DP-FE) indlægssåler. 3DP-PB indlægssåler vil blive designet ud fra plantarfodsform og dynamisk plantartryk, mens 3DP-FE indlægssåler vil blive designet ud fra simuleringer af deltagerens fødder, der interagerer med forskellige indersålsdesigns for at optimere indersålens form og metamaterialeegenskaber. I en undersøgelse med gentagne foranstaltninger vil efterforskerne måle peak plantar tryk og tryktid integral for hver type indlægssål med en gruppe på 25 deltagere, som har diabetes og forhøjet forfodstryk. Forskerne antager, at de 3D-printede indlægssåler bestående af personaliserede metamaterialer afledt af plantarmålinger (3DP-PB) vil have større reduktioner i det maksimale plantartryk og tryktidsintegral end SC indlægssåler (H1).

Derudover antager efterforskerne, at i forhold til de to andre indlægssåler vil indlægssåler optimeret gennem patientspecifikke finite element simuleringer (3DP-FE) have den største reduktion i peak plantar tryk og tryktid integral (H2). For at lette den kliniske oversættelse af de nye 3D-printede indlægssåler vil efterforskerne udføre fokusgrupper med patienter og klinikere for at få deres tidlige feedback og indsigt. Resultater fra disse fokusgrupper vil blive kvalitativt syntetiseret til brugbare forbedringer af indlægssålerne. Nye indlægssåler, der anvender 3D-printfabrikation, kan give forbedret beskyttelse mod fodsår, der ofte udvikler sig til amputation. Desuden har digitale fremstillingsteknologier og 3D-fremstillingsmetoder relativt lave barrierer for masseproduktion, hvilket i høj grad kan fremskynde oversættelse til klinikker. VA er bredt anerkendt som førende inden for sundhedsinnovation. Udviklingen af ​​brugerdefinerede 3D-printede indlægssåler, der kan reducere risikoen for amputation, er godt tilpasset VA's innovationsånd og understøttes af VA-missionen "At drage omsorg for ham, der skal have båret kampen." Reduktion af antallet af sårdannelser i veteranbefolkningen har potentialet til i høj grad at reducere forekomsten af ​​amputationer af underekstremiteterne og forbedre livskvaliteten for veteraner.