Biomechanicky ověřená aditivní výroba speciální stélka pro diabetickou nohu

Spojené státy centra pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC) oznámila, že v každém 1,000 diabetických pacientů, míra amputace dolních končetin (LEA) v důsledku komplikací poprvé objevují v nohou je 18,4%. Nicméně, LEA je předejít, a může být zabráněno a léčit prostřednictvím terapeutické boty nebo ortopedické vložky. Vzhledem k rozdílům v individualitě nohou pacientů se masově vyráběné ortopedické vložky nemohou přizpůsobit každému pacientovi, takže použití aditivní výroby může tento problém vyřešit.

Nedávno vědci z Univerzity Kocaeli v Turecku naskenovali nohu trojrozměrným skenerem, získali personalizovaný model stélky založený na modelu nohy a použili proces tavené depozice (FDM) k výrobě speciální stélky pro diabetické nohy. Byly testovány mechanické vlastnosti vzorků potištěných polymerovým drátem E-SUN použitých v procesu FDM a tradičních vzorků ethyl vinylacetátu (EVA) a stélky vytištěné procesem FDM a tradiční eva vložky nebyly synchronizovány v procesu chůze ( Analýza konečných prvků a porovnání stojaté polohy, paty na zemi, ploché podešve, stojící polohy a paty nad zemí) byly provedeny za účelem optimalizace procesu tisku FDM, aby byla zajištěna biomechanická funkce diabetické patní stélky v rámci procesu FDM.

Obrázek 1 Krok za krokem aditivní výroba vložek na základě procesu FDM

Obrázek 2 Výsledky zkoušek mechanických vlastností ethyl vinylocetátu (EVA) a aditivních výrobních vzorků (hustota plnění 10-100 %), (A) výsledky zkoušek tvrdosti a (B) výsledky zkoušek pevnosti v tahu

Mechanické experimenty s výkonem ukazují, že napětí v tahu každého vzorku 3D tisku s různou hustotou plnění se pohybuje mezi 6,5 a 12,5 MPa. Tahové napětí z EVA pěny je 2,1 MPa, což je méně než všechny 3D tištěné vzorky.

Obrázek 3 Výsledky analýzy konečných prvků (FEA) každého tištěného modelu stélky a tradičního eva pěnového modelu ve fázi chůze
Výsledky analýzy konečných prvků ukazují, že při stejné vnější síle, jak se zvyšuje hustota plnění modelu stélky, se hodnota posunutí materiálu snižuje v každé fázi chůze, zatímco ekvivalentní napětí se zvyšuje. Výsledky ukazují, že model stélky s hustotou plnění 30% a model stélky EVA pěny mají stejné výsledky analýzy konečných prvků, čímž zajišťují biomechanickou funkci aditivní výrobní stélky.

Náklady na tradiční zpracování vložky je US $ 31.92 a doba zpracování je 15 hodin. Dvojice vyhrazených vložek vyrobených tavenou depozicí (FDM) stála 6,88 USD a doba zpracování je 8 hodin. Tato metoda výrazně snižuje náklady a čas.

kontaktujte nás

www.xinshan.cc

Tel: 0086-575-85121398