患者专用 3D 打印糖尿病鞋垫可降低足底压力 (3D Insole)

据估计，在全球范围内，每 30 秒就有一例下肢截肢，而这些截肢中有 85% 是糖尿病足溃疡的结果。 足底溃疡的形成部分是由于足部软组织的高负荷和机械应力。 定制标准护理鞋垫旨在通过将压力重新分配到其他区域来减少足底承受过大压力的区域。

然而，标准护理鞋垫在有效性方面的局限性导致溃疡率仍然高得令人无法接受。 与此同时，3D 打印技术、材料特性和数字制造管道的革命正在催生一波创新解决方案，这些解决方案正在改善许多医学领域的成果。 研究人员旨在利用这些技术创建具有个性化超材料的新型患者专用 3D 打印鞋垫，研究人员认为这些鞋垫将展示出卓越的卸载性能。

个性化超材料是 3D 打印材料，由源自患者特定特征的格子图案形成，从而产生与患者需求独特匹配的鞋垫。 本研究的目的是确定具有个性化超材料的 3D 打印鞋垫是否比标准护理鞋垫更能降低足部高危区域的足底压力。 研究人员将制造三种不同的鞋垫，即标准护理 (SC)、基于 3D 打印压力 (3DP-PB) 和有限元优化 (3DP-FE) 鞋垫。 3DP-PB 鞋垫将根据足底形状和动态足底压力设计，而 3DP-FE 鞋垫将通过模拟参与者的脚与不同鞋垫设计相互作用来设计，以优化鞋垫形状和超材料特性。 在一项重复测量研究中，研究人员将测量每种类型鞋垫的足底峰值压力和压力时间积分，一组 25 名患有糖尿病且前足压力升高的参与者。 研究人员假设，与 SC 鞋垫 (H1) 相比，由源自足底测量 (3DP-PB) 的个性化超材料组成的 3D 打印鞋垫在峰值足底压力和压力时间积分方面具有更大的降低。

此外，研究人员假设，相对于其他两种鞋垫，通过特定于患者的有限元模拟 (3DP-FE) 优化的鞋垫将最大程度地降低足底压力峰值和压力时间积分 (H2)。 为了促进新型 3D 打印鞋垫的临床转化，研究人员将与患者和临床医生进行焦点小组讨论，以获得他们的早期反馈和见解。 这些焦点小组的结果将定性地综合到鞋垫的可操作改进中。 利用 3D 打印制造的新型鞋垫可以增强保护，防止经常发展为截肢的足部溃疡。 此外，数字制造技术和 3D 制造方法对大规模生产的壁垒相对较低，可以大大加快转化为临床的速度。 VA 被广泛认为是医疗保健创新的领导者。 可降低截肢风险的定制 3D 打印鞋垫的开发与 VA 的创新精神完全一致，并得到 VA 使命的支持：“关爱那些应战而战的人。” 降低退伍军人的溃疡率有可能大大降低下肢截肢的发生率并提高退伍军人的生活质量。