Plantillas diabéticas impresas en 3D específicas para pacientes para reducir la presión plantar (3D Insole)

Se estima que, a nivel mundial, se produce una amputación de una extremidad inferior cada 30 segundos, y que el 85% de estas amputaciones son el resultado de úlceras del pie diabético. Las úlceras plantares del pie se desarrollan, en parte, debido a la alta carga y al estrés mecánico de los tejidos blandos del pie. Las plantillas estándar de atención personalizadas tienen como objetivo reducir las regiones del pie que experimentan presiones plantares excesivas al redistribuir la presión a otras áreas.

Sin embargo, las limitaciones en la eficacia de las plantillas estándar de cuidado dan como resultado tasas de ulceración que siguen siendo inaceptablemente altas. Mientras tanto, una revolución en las tecnologías de impresión 3D, las propiedades de los materiales y los procesos de fabricación digital están permitiendo una ola de soluciones innovadoras que están mejorando los resultados en muchas áreas de la medicina. El objetivo de los investigadores es aprovechar estas técnicas para crear nuevas plantillas impresas en 3D específicas para pacientes con metamateriales personalizados que los investigadores creen que demostrarán un rendimiento de descarga superior.

Los metamateriales personalizados son materiales impresos en 3D formados a partir de patrones reticulares derivados de las características específicas del paciente, lo que da como resultado plantillas que se adaptan de manera única a las necesidades del paciente. El objetivo de este estudio es determinar si las plantillas impresas en 3D con metamateriales personalizados reducen las presiones plantares para las áreas de riesgo del pie mejor que las plantillas de cuidado estándar. Los investigadores fabricarán tres plantillas diferentes, a saber, el estándar de cuidado (SC), las plantillas basadas en presión impresas en 3D (3DP-PB) y las plantillas optimizadas por elementos finitos (3DP-FE). Las plantillas 3DP-PB se diseñarán a partir de la forma del pie plantar y la presión plantar dinámica, mientras que las plantillas 3DP-FE se diseñarán a partir de simulaciones de los pies de los participantes que interactúan con diferentes diseños de plantillas para optimizar la forma de la plantilla y las propiedades del metamaterial. En un estudio de medidas repetidas, los investigadores medirán la presión plantar máxima y el tiempo de presión integral para cada tipo de plantilla con un grupo de 25 participantes que tienen diabetes y presión elevada en el antepié. Los investigadores plantean la hipótesis de que las plantillas impresas en 3D compuestas de metamateriales personalizados derivados de las medidas plantares (3DP-PB) tendrán mayores reducciones en la presión plantar máxima y el tiempo de presión integral que las plantillas SC (H1).

Además, los investigadores plantean la hipótesis de que, en relación con las otras dos plantillas, las plantillas optimizadas a través de simulaciones de elementos finitos específicas del paciente (3DP-FE) tendrán la mayor reducción en la presión plantar máxima y la integral de tiempo de presión (H2). Para facilitar la traducción clínica de las novedosas plantillas impresas en 3D, los investigadores llevarán a cabo grupos focales con pacientes y médicos para obtener sus primeros comentarios e ideas. Los resultados de estos grupos focales se sintetizarán cualitativamente en mejoras procesables para las plantillas. Las nuevas plantillas que utilizan la fabricación de impresión 3D pueden brindar una mayor protección contra las úlceras del pie que con frecuencia progresan a la amputación. Además, las tecnologías de fabricación digital y los métodos de fabricación 3D tienen barreras relativamente bajas para la producción en masa, lo que puede acelerar enormemente la traducción a las clínicas. El VA es ampliamente reconocido como líder en innovación en el cuidado de la salud. El desarrollo de plantillas personalizadas impresas en 3D que pueden reducir el riesgo de amputación está bien alineado con el espíritu de innovación de VA y está respaldado por la misión de VA "Cuidar de quien habrá soportado la batalla". La reducción de las tasas de ulceración en la población de veteranos tiene el potencial de reducir en gran medida la incidencia de amputaciones de miembros inferiores y mejorar la calidad de vida de los veteranos.