Pasientspesifikke 3D-printede diabetiske innleggssåler for å redusere plantartrykk (3D Insole)

Det er anslått at globalt sett finner en amputasjon av nedre ekstremiteter sted hvert 30. sekund, og at 85 % av disse amputasjonene er et resultat av diabetiske fotsår. Plantarfotsår utvikles delvis på grunn av høy belastning og mekanisk belastning på det myke vevet i foten. Innleggssåler med tilpasset standard for pleie tar sikte på å redusere områder av foten som opplever for høyt plantartrykk ved å omfordele trykket til andre områder.

Begrensninger i effektiviteten til standard-pleie-innleggssåler resulterer imidlertid i forekomster av sårdannelse som forblir uakseptabelt høye. I mellomtiden muliggjør en revolusjon innen 3D-utskriftsteknologier, materialegenskaper og digitale produksjonsrørledninger en bølge av innovative løsninger som forbedrer resultatene på mange områder av medisinen. Etterforskerne tar sikte på å utnytte disse teknikkene for å lage nye pasientspesifikke 3D-trykte innleggssåler med personaliserte metamaterialer som etterforskerne mener vil demonstrere overlegen avlastningsytelse.

Personlige metamaterialer er 3D-trykte materialer laget av gittermønstre avledet fra pasientspesifikke egenskaper, noe som resulterer i innleggssåler som er unikt tilpasset pasientens behov. Målet med denne studien er å finne ut om 3D-trykte innleggssåler med personaliserte metamaterialer reduserer plantartrykket for utsatte områder av foten bedre enn standard pleieinnleggssåler. Etterforskerne skal produsere tre forskjellige innleggssåler, nemlig standard pleie (SC), 3D-trykt trykkbasert (3DP-PB) og finite element optimaliserte (3DP-FE) innleggssåler. 3DP-PB innleggssåler vil bli designet fra plantarfotform og dynamisk plantartrykk, mens 3DP-FE innleggssåler vil bli designet fra simuleringer av deltakers føtter som samhandler med forskjellige innersåledesign for å optimalisere innersålens form og metamaterialegenskaper. I en studie med gjentatte tiltak vil forskerne måle topp plantartrykk og trykktidsintegral for hver type innleggssåle med en gruppe på 25 deltakere som har diabetes og forhøyet forfottrykk. Etterforskerne antar at de 3D-trykte innleggssålene som består av personaliserte metamaterialer avledet fra plantarmålinger (3DP-PB) vil ha større reduksjoner i det maksimale plantartrykket og trykktidsintegralen enn SC-innleggssålene (H1).

I tillegg antar etterforskerne at, i forhold til de to andre innleggssålene, vil innleggssåler optimalisert gjennom pasientspesifikke finite element-simuleringer (3DP-FE) ha den største reduksjonen i topp plantartrykk og trykktidsintegral (H2). For å lette den kliniske oversettelsen av de nye 3D-trykte innleggssålene vil etterforskerne gjennomføre fokusgrupper med pasienter og klinikere for å få tidlig tilbakemelding og innsikt. Resultater fra disse fokusgruppene vil bli kvalitativt syntetisert til handlingsbare forbedringer av innleggssålene. Nye innleggssåler som bruker 3D-utskrift kan gi forbedret beskyttelse mot fotsår som ofte går over til amputasjon. Dessuten har digitale produksjonsteknologier og 3D-fremstillingsmetoder relativt lave barrierer for masseproduksjon, noe som i stor grad kan fremskynde oversettelsen til klinikker. VA er anerkjent som en leder innen helseinnovasjon. Utviklingen av tilpassede 3D-printede innleggssåler som kan redusere risikoen for amputasjon er godt i tråd med VAs innovasjonsånd og støttes av VA-oppdraget "Å ta vare på ham som skal ha båret kampen." Å redusere forekomsten av sårdannelse i veteranbefolkningen har potensial til å redusere forekomsten av amputasjoner i underekstremitetene og forbedre livskvaliteten for veteraner.