Soletta speciale per la fabbricazione di additivi validati biomeccanicamente per il piede diabetico

I Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie (CDC) hanno riferito che in ogni 1.000 pazienti diabetici, il tasso di amputazione degli arti inferiori (LEA) a causa di complicazioni che compaiono per la prima volta nei piedi è del 18,4%.Tuttavia, il LEA è prevenibile e può essere prevenuto e trattato attraverso scarpe terapeutiche o solette ortopediche.A causa delle differenze nell'individualità dei pazienti' piedi, solette ortopediche prodotte in serie non possono adattarsi ad ogni paziente, quindi l'uso della produzione additiva può risolvere questo problema.

Recentemente, i ricercatori dell'Università Kocaeli in Turchia hanno scannerizzato il piede con uno scanner tridimensionale, hanno ottenuto un modello di soletta personalizzato basato sul modello del piede e hanno utilizzato il processo di deposizione fusa (FDM) per produrre una soletta speciale per i piedi diabetici.Sono state testate le proprietà meccaniche dei campioni stampati con filo polimerico E-SUN utilizzati nel processo FDM e i tradizionali campioni di etil vinil acetato (EVA) e le solette stampate dal processo FDM e le solette tradizionali in EVA non erano sincronizzate nel processo di camminata (L'analisi degli elementi finiti e il confronto di posizione eretta, tallone a terra, suola piatta, posizione eretta e tallone da terra) sono stati effettuati per ottimizzare il processo di stampa FDM per garantire la funzione biomeccanica della soletta del piede diabetico nell'ambito del processo FDM .

Figura 1 Produzione additiva passo-passo di solette basate sul processo FDM

Figura 2 Risultati del test delle proprietà meccaniche dell'etil vinil acetato (EVA) e dei campioni di fabbricazione additiva (densità di riempimento rispettivamente del 10-100%), risultati del test di durezza (A) e risultati del test di resistenza alla trazione (B)

Esperimenti di prestazioni meccaniche mostrano che lo stress di trazione di ciascun campione di stampa 3D con densità di riempimento diverse varia tra 6,5 ​​e 12,5 MPa.Lo sforzo di trazione della schiuma EVA è di 2,1 MPa, che è inferiore a qualsiasi campione stampato in 3D.

Figura 3 Risultati dell'analisi degli elementi finiti (FEA) di ciascun modello di soletta stampata e modello di schiuma EVA tradizionale nella fase dell'andatura
I risultati dell'analisi agli elementi finiti mostrano che sotto la stessa forza esterna, all'aumentare della densità di riempimento del modello del sottopiede, il valore di spostamento del materiale diminuisce ad ogni stadio dell'andatura, mentre aumenta la sollecitazione equivalente.I risultati mostrano che il modello del sottopiede con una densità di riempimento del 30% e il modello del sottopiede in schiuma EVA hanno gli stessi risultati dell'analisi degli elementi finiti, garantendo così la funzione biomeccanica del sottopiede di fabbricazione additiva.

Il costo delle solette tradizionali è di US $ 31,92 e il tempo di elaborazione è di 15 ore. Una coppia di solette dedicate prodotte da deposizione fusa (FDM) costa 6,88 USD e il tempo di elaborazione è di 8 ore. Questo metodo riduce notevolmente i costi e i tempi.

Contattaci

www.xinshan.cc

Tel: 0086-575-85121398