Patiëntspecifieke 3D-geprinte diabetische inlegzolen om de druk op de voetzool te verminderen (3D Insole)

Geschat wordt dat wereldwijd elke 30 seconden een amputatie van de onderste ledematen plaatsvindt en dat 85% van deze amputaties het gevolg is van diabetische voetulcera. Voetzoolzweren ontwikkelen zich gedeeltelijk als gevolg van hoge belasting en mechanische belasting van de zachte weefsels van de voet. Op maat gemaakte inlegzolen zijn bedoeld om delen van de voet die overmatige plantaire druk ervaren te verminderen door de druk te herverdelen naar andere gebieden.

Beperkingen in de effectiviteit van inlegzolen die standaard worden gebruikt, resulteren echter in onaanvaardbaar hoge ulceratiepercentages. Ondertussen zorgt een revolutie in 3D-printtechnologieën, materiaaleigenschappen en digitale productiepijplijnen voor een golf van innovatieve oplossingen die de resultaten op veel gebieden van de geneeskunde verbeteren. De onderzoekers streven ernaar deze technieken te gebruiken om nieuwe patiëntspecifieke 3D-geprinte inlegzolen te creëren met gepersonaliseerde metamaterialen waarvan de onderzoekers denken dat ze superieure ontladingsprestaties zullen vertonen.

Gepersonaliseerde metamaterialen zijn 3D-geprinte materialen die zijn gevormd uit roosterpatronen die zijn afgeleid van patiëntspecifieke kenmerken, wat resulteert in inlegzolen die uniek zijn afgestemd op de behoeften van de patiënt. Het doel van deze studie is om te bepalen of 3D-geprinte inlegzolen met gepersonaliseerde metamaterialen de plantaire druk voor risicovolle delen van de voet beter verminderen dan standaard inlegzolen. De onderzoekers zullen drie verschillende inlegzolen vervaardigen, namelijk de zorgstandaard (SC), 3D-geprinte op druk gebaseerde (3DP-PB) en eindige elementen geoptimaliseerde (3DP-FE) inlegzolen. 3DP-PB-inlegzolen worden ontworpen op basis van de vorm van de voetzool en dynamische plantaire druk, terwijl de 3DP-FE-inlegzolen worden ontworpen op basis van simulaties van de voeten van deelnemers in interactie met verschillende binnenzoolontwerpen om de vorm van de binnenzool en metamateriaaleigenschappen te optimaliseren. In een onderzoek met herhaalde metingen zullen de onderzoekers de piekvoetzooldruk en druktijdintegraal meten voor elk type inlegzool met een groep van 25 deelnemers met diabetes en een verhoogde voorvoetdruk. De onderzoekers veronderstellen dat de 3D-geprinte inlegzolen, bestaande uit gepersonaliseerde metamaterialen die zijn afgeleid van voetzoolmetingen (3DP-PB), een grotere vermindering van de piekvoetzooldruk en druktijdintegraal zullen hebben dan de SC-inlegzolen (H1).

Bovendien veronderstellen de onderzoekers dat, in vergelijking met de andere twee inlegzolen, inlegzolen die zijn geoptimaliseerd door middel van patiëntspecifieke eindige-elementensimulaties (3DP-FE) de grootste vermindering van de piekvoetzooldruk en de druktijdintegraal (H2) zullen opleveren. Om de klinische vertaling van de nieuwe 3D-geprinte inlegzolen te vergemakkelijken, zullen de onderzoekers focusgroepen houden met patiënten en clinici om hun vroege feedback en inzichten te verkrijgen. Resultaten van deze focusgroepen zullen kwalitatief worden gesynthetiseerd tot bruikbare verbeteringen aan de inlegzolen. Nieuwe inlegzolen die gebruik maken van 3D-printfabricage kunnen een betere bescherming bieden tegen voetulcera die vaak tot amputatie leiden. Bovendien hebben digitale productietechnologieën en 3D-fabricagemethoden relatief lage barrières voor massaproductie, wat de vertaling naar klinieken aanzienlijk kan versnellen. De VA wordt algemeen erkend als leider op het gebied van innovatie in de gezondheidszorg. De ontwikkeling van op maat gemaakte 3D-geprinte inlegzolen die het risico op amputatie kunnen verminderen, sluit goed aan bij VA's geest van innovatie en wordt ondersteund door de VA-missie "Om te zorgen voor hem die de strijd zal hebben gedragen." Het verminderen van het aantal ulceraties in de veteranenpopulatie heeft het potentieel om de incidentie van amputaties van de onderste ledematen aanzienlijk te verminderen en de kwaliteit van leven van veteranen te verbeteren.