Sequence

Joshua Kubach, Mario Pasurka, Julia Lueg und Marcel Betsch

Universitätsklinikum Erlangen, Klinik für Unfallchirurgie und Orthopädie, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Krankenhausstr. 12, 91054 Erlangen, Deutschland

Schlussfolgerung

KI-integrierte 3D-gedruckte Mesh-Silikon-Orthesen zeigten messbare biomechanische Verbesserungen, darunter die Optimierung der Ausrichtung der unteren Extremitäten und eine Umverteilung des Plantardrucks. Diese rechnergestützten Designmethoden, kombiniert mit fortschrittlichen Fertigungstechnologien, schaffen eine Grundlage für personalisierte orthopädietechnische Interventionen in klinischen Biomechanik-Anwendungen.

Quelle

Wieke Philippart
VU Universität Amsterdam – Institut für Bewegungswissenschaften

Sicco-Bus
Universität Amsterdam – Universitätsklinikum

Jaap H. van Dieën
VU Universität Amsterdam – Institut für Bewegungswissenschaften

Abstrakt

Durch 3D-Druck können Dichte und Form von Zwischensohlen aus Silikonnetz individuell angepasst werden, um die biomechanische Interaktion mit dem Benutzer zu optimieren. Ziel dieser Studie war es, die biomechanischen Auswirkungen solcher Zwischensohlen mit unterschiedlicher Dichte und Fußgewölbeunterstützung zu beurteilen. Es wurden zwei Experimente mit 12 und 9 jungen, körperlich gesunden Teilnehmern durchgeführt, die auf 6 Zwischensohlen mit drei verschiedenen Dichten mit und ohne Fußgewölbeunterstützung gingen. Im ersten Experiment wurden die maximalen Bodenreaktionskräfte, die anfängliche vertikale Belastungsrate, der RMS-Wert der Knöchelinversion/-eversion und die vom Knöchel-Fuß-Komplex absorbierte und erzeugte Kraft beim Gehen auf dem Laufband gemessen. Im zweiten Experiment wurden Spitzendruck, Kontaktfläche und Druckzeitintegral über Rückfuß, Mittelfuß und Vorfuß beim Gehen über dem Boden gemessen. Die Daten wurden auf Gruppen- und Einzelebene analysiert. Im ersten Experiment wurden keine Effekte auf Gruppenebene festgestellt. Im zweiten Experiment reduzierte eine geringere Dichte der Zwischensohle den Spitzendruck auf dem Rück- und Vorderfuß, und die Fußgewölbeunterstützung vergrößerte die Kontaktfläche am Mittelfuß, was die Spitzendrücke am Mittelfuß und das Druckzeitintegral am Mittel- und Vorderfuß reduzierte. Auf individueller Ebene wurden signifikante Auswirkungen des Zwischensohlendesigns festgestellt, die jedoch zwischen den Probanden unterschiedlich waren, was das Fehlen von Auswirkungen auf Gruppenebene erklärt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Dichte der Zwischensohle und die Fußgewölbeunterstützung die Biomechanik des Gangs beeinflussten, diese Auswirkungen jedoch eindeutig vom Probanden abhängig waren. Die vorgestellten Ergebnisse unterstützen die Idee, Zwischensohlen an einzelne Benutzer oder Benutzergruppen anzupassen, und demonstrieren den Nutzen von 3D-gedruckten, vernetzten Zwischensohlen zu diesem Zweck.

Quelle