Análisis de almohadillas longitudinales para pie plano impresas en 3D con estructuras de celosía utilizando diversos...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Biomédica
• Ciencia de Materiales
• Ortesis y Prótesis

Sus antecedentes:

• El pie plano (pes planus) afecta el soporte del arco y puede provocar dolor.
• Los dispositivos de ortesis tradicionales pueden no ofrecer una personalización u propiedades de material óptimas.
• La tecnología de impresión 3D ofrece potencial para la fabricación de ortesis personalizadas y avanzadas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y evaluar almohadillas longitudinales para pie plano impresas en 3D utilizando diversos materiales y estructuras de celosía.
• Determinar las condiciones de impresión 3D más efectivas para aplicaciones de ortesis para el pie plano.
• Investigar el impacto de las variaciones de material y estructura en el rendimiento de la almohadilla.

Principales métodos:

• Fabricación de almohadillas longitudinales para pie plano mediante impresión 3D por modelado por deposición fundida (FDM).
• Se utilizaron cinco estructuras de celosía (Voronoi, tetraédrica, kagome, rombica, icosaédrica) y una estructura sólida.
• Se emplearon materiales de poliuretano termoplástico (TPU), poliuretano termoplástico ligero (LW-TPU) y ácido poliláctico ligero (LW-PLA).
• Se evaluaron las propiedades morfológicas y de compresión, seguidas de un análisis de la presión plantar en condiciones estáticas y de marcha.

Principales resultados:

• Las estructuras de celosía icosaédrica (ICO-H) demostraron una resistencia superior, mientras que las estructuras Voronoi (VOR) ofrecieron una mayor flexibilidad.
• Las almohadillas de ácido poliláctico ligero (LW-PLA) mejoraron la distribución de la presión y el soporte del arco al aumentar el área de contacto plantar.
• Las almohadillas de poliuretano termoplástico ligero (LW-TPU) redujeron la carga localizada y mejoraron el soporte del arco.

Conclusiones:

• Las almohadillas longitudinales para pie plano impresas en 3D utilizando LW-PLA mejoraron eficazmente el área de contacto y redistribuyeron la presión en el mediopié.
• Las almohadillas impresas en 3D de LW-TPU proporcionaron resultados superiores en la reducción de la carga localizada y la mejora del soporte del arco.
• Las celosías icosaédricas combinadas con diseños de LW-PLA resultaron ser las más efectivas para la estabilización del arco en el tratamiento del pie plano.