Klinische toepassing en aanpassing van een 3D-geprinte statische enkel-voetorthese

Via
Krista Asoluka
9 oktober 2023

Inleiding

Spentys biedt een assortiment orthese- en protheseproducten, die we categoriseren in Engelse alfabetten van A1 - W2 en die zowel de bovenste als onderste ledematen orthesen en prothesen omvatten. In 2022 lanceerden we onze B-serie onderdelen, waaronder de "statische (B2) en dynamische enkelvoetorthese (B8)".

Enkelvoetorthesen worden vrij routinematig gebruikt in klinieken en hebben daarom veel dubbelzinnige terminologie. Volgens (Eddison et al., 2022) wordt een AFO die beweging in alle drie de vlakken blokkeert vaak een vaste AFO (SAFO), een vaste AFO of een stijve AFO genoemd. Hoewel onze B2 AFO voldoet aan de criteria van een vaste AFO, hebben we ervoor gekozen om het een statische AFO te noemen, gekenmerkt door de trimlijnen door de malleoli. Het is belangrijk om te benadrukken dat onze nomenclatuur AFO's zonder scharnieren als statisch onderscheidt, in tegenstelling tot hun dynamische tegenhangers, die wel scharnieren hebben.

Op de Spentys app zijn er opties voor standaardontwerpen en aangepaste ontwerpen, die beide de clinicus de autonomie geven om te beslissen hoe hij het ontwerp van de statische AFO wil variëren van lussen, klinknagels, verschillende diktes, het toevoegen van alveoli (gaten) tot zelfs een supra malleolaire schoen of zoals wij het noemen "TPU Boot".  

Deze toepassingsnotitie gaat verder dan de basis en biedt een diepgaande verkenning van geavanceerde technieken en genuanceerde aanpassingsstrategieën. Door zich te verdiepen in de fijne kneepjes van deze AFO-variant kan orthopedisten hun vaardigheden verfijnen en hun begrip vergroten, wat uiteindelijk leidt tot meer op maat gemaakte en effectieve behandelingen. Dit toepassingsadvies is een waardevol hulpmiddel dat experts voorziet van de inzichten die nodig zijn om hun praktijk verder te verbeteren en eersteklas patiëntenzorg te bieden.

Productoverzicht

B2 Opties met TPU laars

Artsen schrijven vaak een AFO voor aan patiënten die zwakte ervaren in de dorsiflexor of plantair flexor spieren van de enkel. Dit is meestal het gevolg van neurologische of musculoskeletale aandoeningen zoals beroerte, hersenverlamming, ruggenmergletsel en perifeer zenuwletsel. Om het eenvoudig te houden, zullen we in de rest van deze toepassingsadviezen verwijzen naar statische AFO's als B2-modellen.  

Het B2-model wordt voornamelijk toegepast om de beweging van het enkelgewricht volledig te beperken bij patiënten met voetdaling, zwakke plantarflexie en andere biomechanische aandoeningen van de voet en enkel die clinici geschikt vinden.

Standaardspecificaties: Onze standaardspecificatie voor een typisch B2-model heeft verschillende diktes, waarbij de globale dikte 3 mm is en de dikte van de teenschijf 1,5 mm. De enkeltrimlijnen lopen door de malleoli en de voettrimlijnen aan de mediale rand liggen net boven de apex van het naviculare en bevatten de5e straal aan de laterale rand. Op dit punt is het belangrijk om op te merken dat dit model voornamelijk is ontworpen voor pediatrisch gebruik en patiënten met een gewicht van 45 kg of minder. De standaard sluitsystemen zijn een externe riemlus op de proximale kuit en een geïntegreerde lus op de wreef.

Om de controle over de enkel en middenvoet te verbeteren, kun je een thermoplastische polyurethaan inlegzool met veters of zonder veters gebruiken. Deze inlegzool kan worden bevestigd of losgemaakt van het B2-model.

Feit: Thermoplastisch polyurethaan (TPU) is een additief produceerbaar polymeermateriaal met hoge flexibiliteit, goede weerstand tegen hydrolyse, uitstekende biocompatibiliteit en uitstekende slijtvastheid. Het kan worden gebruikt in structuren die meer flexibiliteit vereisen, zoals energieabsorberende structuren en draagbare apparaten.

Aangepaste specificatie: Hiermee kun je alle parameters specificeren, van hoogte tot trimlijnen, dikte en globale offset. Je kunt er ook specifieke scancorrecties mee uitvoeren, waarvan we later een overzicht geven. Net als bij de standaardspecificatie kun je een TPU inleg toevoegen.  

Je hebt echter de optie om te kiezen tussen een volledige schoen (omvat het plantaire oppervlak van de voet) of een halve schoen die langs de mediale en laterale rand van het B2-model wordt bevestigd (omvat niet het plantaire oppervlak van de voet).

Vergelijkende analyse: Model B2 vs. traditionele polypropyleen AFO's

Hoewel we voorstander zijn van een hybride fabricagebenadering, is het essentieel om de traditionele polypropyleen SOLID AFO naast het B2-model te overwegen. Het B2-model heeft duidelijke voordelen ten opzichte van conventionele tegenhangers, waaronder:

  • Gewicht: Het B2-model is gemaakt met behulp van multi-jet fusietechnologie met PA11/PA12-materiaal en biedt de nodige stijfheid terwijl het maar half zoveel weegt als conventioneel ovengekoeld polypropyleen (PP). Dit lagere gewicht is vooral gunstig voor pediatrische patiënten met mobiliteitsproblemen.
  • Dikte: In tegenstelling tot de uniforme dikte in traditionele PP vaste AFO's, zorgt de gevarieerde dikte van de B2-modellen voor aanpassing binnen de schoen en gecontroleerde vervorming tijdens de loopfasen.
  • Flexibiliteit in ontwerp: 3D-geprinte AFO's stellen clinici in staat om ingewikkelde ontwerpelementen zoals alveoli in te bouwen, iets wat moeilijk te realiseren is met warmtegeperste AFO's.

Materiaaleigenschappen: De tabel hieronder geeft een overzicht van de eigenschappen van de materialen die gebruikt worden in traditionele warmtegegoten AFO's en AFO's die 3D-geprint worden.

Tabel 1: Materiaaleigenschappen

Casestudy

Een 16-jarige vrouw met linker hemiplegische dystonie en choreoathetose had een enkel-voetbrace nodig om te helpen bij het opklaren van de voet tijdens de zwaaifase en om een stabiele steunbasis te bieden. De patiënte had eerder een kant-en-klare Posterior leaf spalk AFO gebruikt, die de proprioceptie en balans hielp vanwege het verminderde bulkgewicht en die overmatig neervallen van de voet tijdens de zwaaifase voorkwam. Deze was echter niet effectief in het controleren van de instabiliteit van de enkel en was niet stijf genoeg om rekening te houden met de toon die aanwezig was bij de patiënt.  

Loopbeoordeling van patiënt

B2 AFO als oplossing: Ontwerpredenering

  1. Voet- en enkelimmobilisatie: We kozen voor het B2-model met een volledig flexibele inlegzool om zwakke dorsaalflexie en instabiliteit van het subtalaire gewricht aan te pakken.  
  1. Achtervoet correctie: Er werd een laterale hielsteun aan het ontwerp toegevoegd om de achtervoetvarus te corrigeren.  
  1. Minder omvang: Er zijn geïntegreerde riemen toegevoegd om de omvang te minimaliseren en schoenen gemakkelijk aan te trekken.  
  1. Ademend vermogen: Alveoli (perforaties) werden toegevoegd voor ademend vermogen en gewichtsvermindering.  
  1. Mediolaterale stabiliteit: De voorgevormde binnenschoen, gemaakt van TPU-materiaal, is ontworpen om mediolaterale stabiliteit en flexibiliteit te bieden terwijl de malleoli worden bedekt.
  1. Materiaal: De AFO werd bedrukt met PA12, nylon dat bekend staat om zijn goede slagvastheid en flexibiliteit zonder breuk.  

Fabricage: De geprinte AFO en TPU binnenzool werden nabewerkt met dampafvlakking, wat de sterkte en flexibiliteit verder verbeterde. Ook wordt het oppervlak voldoende afgedicht om te voorkomen dat bacteriën in de orthese terechtkomen en zich verspreiden.  

Proces  

B2 Werkstroom
  1. Productselectie: De B2 (statische AFO) met aangepaste TPU inlegzool is gekozen.
  1. Scannen: Met behulp van een iPad maakt een gestructureerde sensorscanner een positieve castscan.
  1. Correctie: De Spentys app biedt vier correctiemogelijkheden: geen correctie, vormcorrectie, standaardcorrectie en aangepaste correcties. Aangepaste correctie maakt aanpassingen mogelijk in de hielhoogte, malleoli offset, voorvoet- en achtervoethoek uitlijning en enkelbereik.
  1. Modelleren: De specificaties worden doorgegeven aan de Spentys ontwerper voor het AFO-ontwerp.
  1. Fabricage Specificatie: Lokaal 3D printen maakt gebruik van MJF technologie met PA12.

Voordelen

B2 met halve TPU laars
  1. Autonomie van de orthopedisch instrumentmaker: De orthopedisch instrumentmaker kon beslissen hoe de AFO precies ontworpen zou worden en kon de parameters zo veel mogelijk variëren.
  1. Lichtgewicht: Het apparaat is licht en gemakkelijk aan te trekken met schoeisel.  
  1. Ademend vermogen: Het apparaat veroorzaakt minder zweten door de aard van het materiaal en de toevoeging van de alveoli, die de opbouw van bacteriën helpt voorkomen.

Veelgestelde vragen

  1. Zijn Spentys B2-modellen klinisch gevalideerd?

Ja, Spentys B2 modellen zijn klinisch gevalideerd. Ons huidige validatieproces heeft betrekking op HP Multi Jet Fusion (MJF) printers. We zijn echter actief bezig om deze validatie uit te breiden naar andere 3D-printtechnologieën. Deze validaties zorgen ervoor dat onze AFO's voldoen aan strenge klinische normen voor veiligheid, effectiviteit en patiënttevredenheid.

  1. Hoe sterk zijn de AFO's en zijn ze mechanisch getest?

Spentys AFO's, inclusief de B2-modellen, zijn ontworpen om robuust en duurzaam te zijn. Ze ondergaan uitgebreide mechanische testen om hun sterkte en belastbaarheid te beoordelen. Deze tests zorgen ervoor dat onze AFO's bestand zijn tegen dagelijks gebruik en betrouwbare ondersteuning bieden aan de patiënt.

  1. Hoe lang duurt het om een B2-model te bestellen op de Spentys App?

Het plaatsen van een bestelling voor een B2-model op de Spentys App is een snel en efficiënt proces. Zodra de vereiste specificaties zijn ingevoerd, genereert de app een besteloverzicht en een geschatte levertijd. Dit proces neemt meestal slechts een paar minuten in beslag, waardoor professionals in de gezondheidszorg op maat gemaakte AFO-oplossingen voor hun patiënten kunnen verkrijgen.

  1. Kun je de patiënt rechtstreeks scannen in plaats van een mal?

Spentys biedt de mogelijkheid om patiënten direct te scannen met behulp van geavanceerde scantechnologie. Deze digitale scan vormt de basis voor het maken van op maat gemaakte B2 AFO's, waardoor de precisie en het comfort voor de patiënt worden verbeterd. Het proces minimaliseert de noodzaak voor traditionele mallen, waardoor het aanpassingsproces wordt gestroomlijnd.

  1. Worden AFO's alleen 3D-geprint met HP MJF-printers?

Spentys AFO's, inclusief de B2 modellen, zijn gevalideerd voor 3D printen met HP Multi Jet Fusion (MJF) technologie. We breiden onze validatie-inspanningen echter actief uit naar andere 3D-printtechnologieën. Deze toewijding weerspiegelt onze toewijding aan innovatie en het bieden van een breder scala aan opties aan artsen en patiënten.

  1. In welke kleuren zijn ze verkrijgbaar?

In Europa bieden HP MJF printers AFO's in zwart en wit. Het is echter belangrijk op te merken dat artsen in de VS toegang hebben tot een grotere verscheidenheid aan kleuren dankzij de beschikbaarheid van verschillende printermodellen. Deze kleuropties kunnen worden aangepast aan individuele voorkeuren met behoud van de klinische doeltreffendheid van de AFO's.

Referenties

Eddison, N., Healy, A., Buchanan, D., & Chockalingam, N. (2022). Gestandaardiseerd classificatiesysteem voor op maat gemaakte thermoplastische enkelvoetorthesen. De Voet, 53, 101924. https://doi.org/10.1016/J.FOOT.2022.101924

Blijf op de hoogte van nieuwe content, Spentys nieuws en meer