医疗和牙科

实惠的3D印刷鞋垫防止致命糖尿病脚溃疡生长

英国的研究人员为基础斯塔福德郡大学已经开发出超低成本的鞋垫,综合传感能力可以帮助防止糖尿病患者危及生命的脚溃疡的生长。

该团队的3D印刷鞋垫而不是使用电子传感器来监测溃疡的发展,而不是使用微小的可调结构,能够可靠地检测佩戴者在行走时超载其脚的位置。使用这种变形数据,临床医生可能会发现弱势患者中溃疡的早期迹象,更好地管理其增长并防止需要改变生命变化的截肢。

“每年,全世界超过2600万人发展糖尿病足溃疡,发展中国家的脚溃疡的寿命发生率超过糖尿病的20%以上,”研究合教教授Nachi Chockalingam。“建立低成本的方法,以帮助预防足部溃疡将减少糖尿病的全球社会经济负担,最终挽救生命。”

“该论文中报告的概念,具有进一步的发展,有可能改变世界脚溃疡风险的临床管理。”

该团队的传感器 - 鞋垫,内部结构和图表根据其测试性能绘制。
该团队的传感器 - 鞋垫,内部结构和图表根据其测试性能绘制。通过皇家社会开放科学杂志的形象。

糖尿病的致命副作用

感官神经病变是许多2型糖尿病患者的生活经验,因为疾病可以逐渐引起神经损伤和腿部和/或脚的感觉丧失。因此,许多患者在肢体中不再感到疼痛,这意味着它们比以前更加重大装载脚,引发糖尿病足溃疡(DFU)的发作。

虽然DFU最初声音微不足道,但它可以有效地打开伤口,这些伤口被忽视并被感染,因此糖尿病现在是世界上最常见的截肢原因。一般而言,临床医生认为降低跖骨的压力对于治疗糖尿病脚来说至关重要,它们通常规定鞋类,这些鞋类旨在保护溃疡区域免受高负荷的保护区。

这样的矫形器已经在一段时间内已经流行使用,但他们的设计更依赖于GPS的临床直觉,而不是糖尿病足压通过临界水平的证据。如果存在复杂的鞋子压力监测系统,它们通常依靠昂贵的电子传感器和繁琐的数据跟踪设备,这防止其应用于现实世界中的应用程序。

因此,斯塔福德郡团队已经确定了需要采取行动的安装证据,即压力阈值的设备更有可能降低经常性DFU的风险,而不是当前的矫正鞋类,并提出了具有集成感官元素的3D印刷鞋垫帮助识别更加准确地前进的超载脚区域。

鞋子最后用来制作自定义鞋类。
3D打印越来越多地应用于定制骨科鞋类的生产中。图像通过trinckley。

一种新型低成本鞋垫设计

由一系列微小的连体六角形结构组成,该团队的TPU鞋垫设计具有高度灵活性,并且在低压下具有弹簧响应。然而,一旦在设备上加载达到预编程的临界压缩水平,其电阻有效地掉落,使其能够屏蔽糖尿病脚免受持续的压力。

经过一周的使用后,团队还认为,他们的鞋垫的微观结构可能会积累损坏,改变机械性能,并允许它们映射脆弱的脚踏区域。为了评估他们的新设计的可行性,研究人员选择了FDM 3D打印26个样品,每个样品在七个六角形结构,然后在使它们进行机械加载测试之前。

在2,000个测试周期之后,符合平均糖尿病的日常步数,该装置不仅展示了长期耐久性,而且规定的压力阈值为252kPa。更重要的是,通过以后的有限元(FE)分析,该团队发现该破坏点可以提高或降低,以满足特定应用的需求,甚至可以定制以创造特定患者特定的鞋垫。

虽然研究人员得出结论,他们的设计需要进一步发展之前在临床环境中应用,但它们认为它证明了使用薄壁结构作为感官诊断工具的可行性,以及它们的潜力“提高溃疡风险评估并告知”设计有效卸载干预措施。“

“我们的工作已经证明了一种使用低成本非电子技术可靠地检测过载的方法,”研究的牵头作者Panagiotis Chatzistergos博士结束。“我们使用了3D印刷薄壁结构,当重复加载上方或低于可调阈值时,将其属性改变。我们认为这是当前练习的一步变化。“

添加剂制造的矫形器

通过添加剂制造解锁的定制和设计灵活性越来越多地看到了在鞋类制造应用中使用的技术。本月早些时候,3D模型市场Protiq.推出A.3D印刷鞋剪裁工具这允许Shoemaker设计和订购客户的矫形鞋。

同样地,拜耳足部护理子公司Scholl博士以前曾与Wiivv合作开发一系列定制的3D印刷鞋垫。现在被称为fitmyfoot.该公司的技术允许用户3D扫描脚并创建个性化鞋类,这旨在帮助减少客户脚疼痛并改善身体对齐。

在其他领域,也部署了3D打印来通过创建帮助糖尿病患者无痛葡萄糖监测设备,例如“电子环”开发的国家和Kapodistrian雅典大学。一旦连接到标准智能手机,新颖的设备就能够使用生物标志物在佩戴者的葡萄糖水平上提供超精确的读数。

研究人员的调查结果在题为“在日常生活活动期间,在脚内重载的低成本非电子检测的新概念“这是由Panagiotis E. Chokistergos和Nachiappan Chockalingam的合作。

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