Applicazione clinica e personalizzazione di un'ortesi statica caviglia-piede stampata in 3D

Di
Krista Asoluka
9 ottobre 2023

Introduzione

Spentys offre una gamma di prodotti ortesici e protesici, che classifichiamo in alfabeti inglesi da A1 a W2 e che comprendono ortesi e protesi per arti superiori e inferiori. Nel 2022 abbiamo lanciato la serie B, che comprende le ortesi statiche (B2) e dinamiche per il piede della caviglia (B8).

Le ortesi caviglia-piede sono utilizzate abitualmente nelle cliniche e quindi hanno una terminologia molto ambigua. Secondo (Eddison et al., 2022), un AFO che blocca il movimento in tutti e tre i piani è spesso definito un AFO solido (SAFO), un AFO fisso o un AFO rigido. Sebbene la nostra AFO B2 corrisponda ai criteri di un'AFO solida, abbiamo scelto di denominarla come AFO statica, caratterizzata da linee di assetto attraverso i malleoli. È importante sottolineare che la nostra nomenclatura distingue gli AFO senza articolazioni come statici, in contrasto con le loro controparti dinamiche, che incorporano articolazioni.

Sull'applicazione Spentys sono disponibili opzioni per design standard e design personalizzati, che danno al medico l'autonomia di decidere come variare il design dell'AFO statico, includendo anelli, rivetti, variando lo spessore, aggiungendo alveoli (fori) e perfino includendo lo stivale sopra malleolare o come noi lo chiamiamo "stivale in TPU".  

Questa nota applicativa va oltre le nozioni di base, offrendo un'esplorazione approfondita di tecniche avanzate e strategie di personalizzazione sfumate. Approfondendo le complessità di questa variante di AFO, gli ortesisti possono affinare le loro capacità e ampliare la loro comprensione, portando infine a trattamenti più personalizzati ed efficaci. Questa nota applicativa è una risorsa preziosa, che fornisce agli esperti gli spunti necessari per migliorare ulteriormente la loro pratica e fornire un'assistenza di prim'ordine ai pazienti.

Panoramica del prodotto

B2 Opzioni con stivale in TPU

I medici prescrivono comunemente un AFO ai pazienti che presentano debolezza dei muscoli dorsiflessori o flessori plantari della caviglia. Ciò è tipicamente dovuto a disturbi neurologici o muscolo-scheletrici come ictus, paralisi cerebrale, lesioni del midollo spinale e lesioni dei nervi periferici. Per semplicità, nel prosieguo di questa nota applicativa ci riferiremo agli AFO statici come modelli B2.  

Il modello B2 viene applicato prevalentemente per limitare completamente il movimento dell'articolazione della caviglia in pazienti con caduta del piede, debole plantarflessione e altri disturbi biomeccanici del piede e della caviglia che i medici possono ritenere appropriati.

Specifiche standard: Le nostre specifiche standard per un modello B2 tipico hanno spessori diversi, con uno spessore globale di 3 mm e uno spessore del puntale di 1,5 mm. Le linee di rifinitura della caviglia passano attraverso i malleoli, mentre le linee di rifinitura del piede sul bordo mediale si trovano appena sopra l'apice del navicolare e contengono il raggio sul bordo laterale. A questo punto, è essenziale notare che questo modello è stato progettato principalmente per uso pediatrico e per pazienti di peso non superiore a 45 kg. I sistemi di chiusura standard sono un passante esterno sul polpaccio prossimale e un passante integrato sul collo del piede.

Per migliorare il controllo della caviglia e del mesopiede, è possibile incorporare un intarsio in poliuretano termoplastico con o senza lacci. Questo intarsio può essere applicato o staccato dal modello B2.

Il fatto: Il poliuretano termoplastico (TPU) è un materiale polimerico producibile in modo additivo con elevata flessibilità, buona resistenza all'idrolisi, eccellente biocompatibilità ed eccezionale resistenza all'abrasione. Può essere utilizzato in strutture che richiedono una maggiore flessibilità, come quelle che assorbono energia e i dispositivi indossabili.

Specifica personalizzata: Consente di specificare tutti i parametri, dall'altezza alle linee di taglio, allo spessore e all'offset globale. Consente inoltre di eseguire correzioni di scansione specifiche che verranno descritte in una sezione successiva. Come per la specifica standard, è possibile includere un inserto in TPU.  

Tuttavia, è possibile scegliere tra uno stivale completo (che comprende la superficie plantare del piede) o un mezzo stivale che si fissa lungo il bordo mediale e laterale del modello B2 (non contiene la superficie plantare del piede).

Analisi comparativa: Modello B2 vs. AFO tradizionali in polipropilene

Pur essendo favorevoli a un approccio di fabbricazione ibrido, è essenziale considerare il tradizionale AFO SOLID in polipropilene insieme al modello B2. Il modello B2 vanta vantaggi distinti rispetto alle controparti convenzionali, tra cui:

  • Peso: Realizzato con la tecnologia di fusione a getto multiplo con materiale PA11/PA12, il modello B2 offre la rigidità necessaria pur pesando solo la metà rispetto al polipropilene (PP) convenzionale riscaldato a forno. Questo peso ridotto è particolarmente vantaggioso per i pazienti pediatrici con problemi di mobilità.
  • Spessore: A differenza dello spessore uniforme dei tradizionali AFO solidi in PP, lo spessore variabile dei modelli B2 consente di alloggiare la calzatura e di controllare la deformazione durante le fasi di deambulazione.
  • Flessibilità di progettazione: Il regno degli AFO stampati in 3D consente ai medici di incorporare elementi di design intricati come gli alveoli, un'impresa difficile da realizzare con gli AFO stampati a caldo.

Proprietà dei materiali: La tabella seguente fornisce una panoramica delle proprietà dei materiali utilizzati nei tradizionali AFO stampati a caldo e in quelli stampati in 3D.

Tabella 1: Proprietà del materiale

Studio di caso

Una ragazza di 16 anni, affetta da distonia emiplegica sinistra e coreoatetosi, necessitava di un tutore per la caviglia del piede che la aiutasse a liberare il piede durante la fase di oscillazione e fornisse una base di appoggio stabile. In precedenza, la paziente aveva utilizzato una stecca a foglia posteriore (AFO), che aiutava la propriocezione e l'equilibrio grazie alla riduzione del peso del corpo e preveniva l'eccessiva caduta del piede durante la fase di oscillazione. Tuttavia, questa soluzione era inefficace nel controllare l'instabilità della caviglia e non era sufficientemente rigida per tenere conto del tono presente nel paziente.  

Valutazione della deambulazione del paziente

B2 AFO come soluzione: Ragionamento progettuale

  1. Immobilizzazione del piede e della caviglia: Abbiamo scelto il modello B2 con un intarsio completamente flessibile per affrontare la debole dorsiflessione e l'instabilità dell'articolazione subtalare.  
  1. Correzione del retropiede: Per correggere il varismo del retropiede è stato aggiunto un supporto laterale per il tallone.  
  1. Ingombro ridotto: sono state aggiunte cinghie integrate per ridurre al minimo l'ingombro e consentire un facile inserimento delle scarpe.  
  1. Traspirabilità: Gli alveoli (perforazioni) sono stati aggiunti per favorire la traspirazione e ridurre il peso.  
  1. Stabilità mediolaterale: La scarpetta interna sagomata, composta da materiale TPU, è stata progettata per fornire stabilità mediolaterale e flessibilità, coprendo i malleoli.
  1. Materiale: L'AFO è stato stampato con PA12, un nylon noto per la sua buona resistenza agli urti e per la sua flessibilità senza fratture.  

Realizzazione: L'AFO stampato e la scarpetta interna in TPU sono stati post-processati con la levigatura a vapore, migliorando ulteriormente la resistenza e la flessibilità. Inoltre, la superficie è sufficientemente sigillata per evitare che i batteri rimangano intrappolati nell'ortesi e proliferino.  

Processo  

Flusso di lavoro B2
  1. Selezione del prodotto: Viene scelto il modello B2 (AFO statico) con stivaletto personalizzato con inserto in TPU.
  1. Scansione: Utilizzando un iPad, uno scanner a sensore strutturato acquisisce una scansione positiva del calco.
  1. Correzione: L'applicazione Spentys offre quattro opzioni di correzione: nessuna correzione, correzione della forma, correzione standard e correzioni personalizzate. La correzione personalizzata consente di regolare l'altezza del tallone, l'offset dei malleoli, l'allineamento dell'angolo dell'avampiede e del retropiede e l'escursione della caviglia.
  1. Modellazione: Le specifiche vengono trasferite al progettista di Spentys per la progettazione dell'AFO.
  1. Specifiche di fabbricazione: La stampa 3D locale impiega la tecnologia MJF con PA12.

Vantaggi

B2 con mezzo stivale in TPU
  1. Autonomia dell'ortesista: L'ortesista può decidere come progettare esattamente l'AFO e può variare il più possibile i parametri.
  1. Leggero: Il dispositivo è leggero e facile da indossare con le calzature.  
  1. Traspirabilità: Il dispositivo non provoca una sudorazione eccessiva grazie alla natura del materiale e all'aggiunta degli alveoli, che aiutano a prevenire l'accumulo di batteri.

Domande frequenti

  1. I modelli Spentys B2 sono validati clinicamente?

Sì, i modelli Spentys B2 sono convalidati clinicamente. Il nostro attuale processo di convalida riguarda le stampanti HP Multi Jet Fusion (MJF). Tuttavia, stiamo lavorando attivamente per estendere questa convalida ad altre tecnologie di stampa 3D. Queste convalide garantiscono che i nostri AFO soddisfino i rigorosi standard clinici di sicurezza, efficacia e soddisfazione del paziente.

  1. Quanto sono resistenti gli AFO e sono stati testati meccanicamente?

Spentys Gli AFO, compresi i modelli B2, sono progettati per essere robusti e durevoli. Sono sottoposti a test meccanici completi per valutarne la resistenza e la capacità di carico. Questi test assicurano che i nostri AFO siano costruiti per resistere all'uso quotidiano e fornire un supporto affidabile al paziente.

  1. Quanto tempo occorre per ordinare un modello B2 sull'App Spentys ?

Effettuare un ordine per un modello B2 sull'App Spentys è un processo rapido ed efficiente. Una volta inserite le specifiche richieste, l'app genera un riepilogo dell'ordine e una stima dei tempi di consegna. Questo processo richiede in genere solo pochi minuti, consentendo agli operatori sanitari di ottenere soluzioni AFO personalizzate per i loro pazienti.

  1. È possibile scansionare direttamente il paziente anziché un calco?

Spentys offre la possibilità di scansionare direttamente i pazienti utilizzando una tecnologia di scansione avanzata. Questa scansione digitale è la base per creare AFO B2 su misura, migliorando la precisione e il comfort del paziente. Il processo riduce al minimo la necessità di stampi tradizionali, semplificando il processo di personalizzazione.

  1. Gli AFO vengono stampati in 3D solo con le stampanti HP MJF?

Spentys Gli AFO, compresi i modelli B2, sono stati convalidati per la stampa 3D con la tecnologia HP Multi Jet Fusion (MJF). Tuttavia, stiamo attivamente estendendo i nostri sforzi di convalida per includere altre tecnologie di stampa 3D. Questo impegno riflette la nostra dedizione all'innovazione e a fornire a medici e pazienti una gamma più ampia di opzioni.

  1. In quali colori sono disponibili?

In Europa, le stampanti HP MJF offrono AFO in bianco e nero. Tuttavia, è importante notare che negli Stati Uniti gli operatori hanno accesso a una più ampia varietà di colori grazie alla disponibilità di diversi modelli di stampante. Queste opzioni di colore possono essere adattate alle preferenze individuali, pur mantenendo l'efficacia clinica degli AFO.

Riferimenti

Eddison, N., Healy, A., Buchanan, D. e Chockalingam, N. (2022). Sistema di classificazione standardizzato per le ortesi su misura termoplastiche per caviglia e piede. The Foot, 53, 101924. https://doi.org/10.1016/J.FOOT.2022.101924

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