Plantillas impresas en 3-D hechas a la medida para los pacientes con diabetes

Este enfoque significa que las propiedades mecánicas de cada plantilla se pueden evaluar científicamente y de manera más eficaz.

 

¿Es su zapato demasiado apretado? ¿Normalmente cambia su peso de pie para aliviar la presión sobre la zona que está dolorida?

En las personas con diabetes, sin embargo, las terminaciones nerviosas de los pies a menudo se atrofian, y los afectados no pueden sentir el dolor. Esto puede dar lugar a puntos de presión y heridas que cicatrizan a un mal tiempo.

Un remedio, o al menos un poco de alivio, se promete con plantillas que son muy suaves en la zona de la lesión, y que se mandan a hacer por encargo con zapateros ortopédicos en una variedad de materiales.

Hasta ahora, sin embargo, en realidad no ha sido posible evaluar el éxito de las plantillas científicamente, cada plantilla es un elemento de una sola vez, después de todo. Por lo que es de interés para las compañías de seguros de salud agilizar el proceso en torno a plantillas digitalizadas para permitir recoger los datos científicos sobre ellas.

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Digitalizar la fabricación de plantillas

Pronto será posible digitalizar la fabricación de plantillas. LAUF, un acrónimo en alemán para «la construcción asistida por láser de calzado personalizado», se refiere a un proyecto financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania.

Investigadores de los Institutos Fraunhofer para la Mecánica de los Materiales IWM y de Medio Ambiente, Seguridad y Tecnología de Energía UMSICHT están colaborando con socios de la industria en el proceso de digitalización.

«El mapeo del pie digital ya es una práctica común. Como parte de este proyecto, hemos ahora también digitalizado por completo el proceso de producción de la plantilla«, dice el científico IWM Dr. Tobias Ziegler.

«Con el uso de software de nuevo desarrollo, el zapatero ortopédico puede diseñar una plantilla para un paciente individual y puede imprimir el resultado en una impresora 3-D«.

Esto tiene una serie de ventajas inmediatas. Por un lado, las propiedades mecánicas de cada plantilla se convierten fácilmente en registrables, que es algo que las compañías de seguros médicos quieren. Por otro lado, las plantillas se pueden producir a un costo muy reducido.

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En dos años más o menos, este software puede estar disponible a través de técnicos ortopédicos IETEC, uno de los miembros del proyecto.

Covestro y Lehmann & Voss & Co sentaron las bases para la impresión 3-D de las plantillas hace algunos años.

Estos socios de la industria fueron los primeros en desarrollar un material blando para la impresión 3-D en forma de poliuretano termoplástico (TPU). Trabajando en conjunto con expertos UMSICHT, se están desarrollando otros tipos de TPU que se espera que sean aún más adecuados para su uso en plantillas ortopédicas.

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Ajuste preciso de la rigidez de la plantilla

Los científicos IWM han sido por su parte los creadores de la optimización de las estructuras tridimensionales que se requieren de TPU cuando se utiliza para plantillas.

Las plantillas blandas o rígidas no sólo dependen del propio material, sino también de cómo se forma.

«Primero pensamos en estructuras, varillas rectas, los brazos torcidos, o triángulos, por ejemplo, a continuación, producimos un modelo informático de ellos, clave en los datos correspondientes a una materia determinada, y simular la forma rígida, el resultado se encuentra bajo presión,» explica Ziegler.

«¿Dónde una plantilla necesita ser suave, o más rígida? Al alterar el tipo de estructura, se puede determinar con precisión la rigidez de la plantilla«.

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El equipo MVE utiliza simulaciones de carga orientadas a la aplicación para resolver lo que se necesita en las estructuras para lograr las propiedades deseadas. Ponen a prueba la resistencia de carga del material y su vida útil prevista.

«Estamos simulando todo el proceso de producción, también, con el fin de identificar dónde existe la posibilidad de optimización«, explica Ziegler. También se utiliza este enfoque en relación con otros materiales y estructuras para la impresión 3-D.

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Forma de creación de las platillas impreas en 3-D

  • Los datos relativos a diferentes plantillas se envían a los socios de la industrial de Fraunhofer IWM GmbH y Sintermask. Sus impresoras 3-D imprimen por medio de sinterización selectiva por láser, una técnica de fabricación aditiva.
  • Otro socio, Explius, es responsable del procesamiento de los datos en 3-D.
  • El trabajo del equipo de Fraunhofer UMSICHT es optimizar el proceso de impresión.
  • Una vez que la plantilla se ha impreso, se remonta a Fraunhofer IWM, donde se pone a prueba hasta el punto de fallo utilizando la tracción, a la abrasión, y las pruebas de flexión.

Los primeros prototipos de la plantilla ya se han producido de esta manera.

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