Solette diabetiche stampate in 3D specifiche per il paziente per ridurre la pressione plantare (3D Insole)

Si stima che, a livello globale, si verifichi un'amputazione degli arti inferiori ogni 30 secondi e che l'85% di queste amputazioni sia il risultato di ulcere del piede diabetico. Le ulcere plantari del piede si sviluppano, in parte, a causa dell'elevato carico e dello stress meccanico sui tessuti molli del piede. Le solette standard di cura personalizzate mirano a ridurre le regioni del piede che subiscono pressioni plantari eccessive ridistribuendo la pressione ad altre aree.

Le limitazioni nell'efficacia delle solette standard di cura, tuttavia, si traducono in tassi di ulcerazione che rimangono inaccettabilmente alti. Nel frattempo, una rivoluzione nelle tecnologie di stampa 3D, nelle proprietà dei materiali e nelle pipeline di produzione digitale sta consentendo un'ondata di soluzioni innovative che stanno migliorando i risultati in molte aree della medicina. Gli investigatori mirano a sfruttare queste tecniche per creare nuove solette stampate in 3D specifiche per il paziente con metamateriali personalizzati che, secondo gli investigatori, dimostreranno prestazioni di scarico superiori.

I metamateriali personalizzati sono materiali stampati in 3D formati da reticoli derivati ​​da caratteristiche specifiche del paziente, che si traducono in solette che si adattano in modo univoco alle esigenze del paziente. Lo scopo di questo studio è determinare se le solette stampate in 3D con metamateriali personalizzati riducono le pressioni plantari per le aree a rischio del piede meglio delle solette standard di cura. Gli investigatori produrranno tre diverse solette, vale a dire le solette standard di cura (SC), basate sulla pressione stampata in 3D (3DP-PB) e ottimizzate per gli elementi finiti (3DP-FE). Le solette 3DP-PB saranno progettate dalla forma del piede plantare e dalla pressione plantare dinamica, mentre le solette 3DP-FE saranno progettate dalle simulazioni dei piedi dei partecipanti che interagiscono con diversi design della soletta per ottimizzare la forma della soletta e le proprietà del metamateriale. In uno studio di misure ripetute, i ricercatori misureranno la pressione plantare di picco e il tempo di pressione integrale per ciascun tipo di soletta con un gruppo di 25 partecipanti che hanno il diabete e una pressione elevata dell'avampiede. Gli investigatori ipotizzano che le solette stampate in 3D costituite da metamateriali personalizzati derivati ​​​​da misurazioni plantari (3DP-PB) avranno maggiori riduzioni della pressione plantare di picco e del tempo di pressione integrale rispetto alle solette SC (H1).

Inoltre, i ricercatori ipotizzano che, rispetto alle altre due solette, le solette ottimizzate attraverso simulazioni di elementi finiti specifiche del paziente (3DP-FE) avranno la massima riduzione della pressione plantare di picco e dell'integrale del tempo di pressione (H2). Per facilitare la traduzione clinica delle nuove solette stampate in 3D, i ricercatori realizzeranno focus group con pazienti e medici per ottenere i loro primi feedback e approfondimenti. I risultati di questi focus group saranno sintetizzati qualitativamente in miglioramenti attuabili per le solette. Le nuove solette che utilizzano la fabbricazione della stampa 3D possono fornire una protezione avanzata dalle ulcere del piede che spesso progrediscono verso l'amputazione. Inoltre, le tecnologie di produzione digitale e i metodi di fabbricazione 3D hanno barriere relativamente basse alla produzione di massa, che possono accelerare notevolmente la traduzione nelle cliniche. Il VA è ampiamente riconosciuto come leader nell'innovazione sanitaria. Lo sviluppo di solette stampate in 3D personalizzate che possono ridurre il rischio di amputazione è ben allineato con lo spirito di innovazione di VA ed è supportato dalla missione VA "Prendersi cura di colui che avrà sopportato la battaglia". La riduzione dei tassi di ulcerazione nella popolazione veterana ha il potenziale per ridurre notevolmente l'incidenza delle amputazioni degli arti inferiori e migliorare la qualità della vita dei veterani.