3 minDans le premier article de cette série, nous avons défini l’impression 3D. Dans ce nouvel article, nous examinerons les avancées scientifiques et les preuves de l’utilisation et des avantages de l’impression 3D dans le domaine des orthèses.
Il a été démontré que les techniques d’impression 3D peuvent être utilisées efficacement pour produire des plâtres ou des orthèses personnalisés pour diverses applications, notamment la conception de plâtres orthopédiques (Kelly et al., 2015), le reciblage de mécanismes tenant compte des fonctionnalités (Zhang et al., 2017a) et le prototypage rapide (Li et Tanaka, 2018).
En raison du grand nombre de prescriptions et/ou de revenus générés par les orthèses du pied et de la cheville, ainsi que de la nécessité d’une conception spécifique au patient, les orthèses du pied et de la cheville ont été le principal objet de recherche dans ce domaine (Jin et al., 2015). De nombreuses études ont démontré que les orthèses de pied et de cheville sont au moins aussi efficaces que les orthèses traditionnelles personnalisées pour modifier la douleur, la locomotion et la course (Salles et Gyi, 2013 ; Creylman et al., 2013 ; Dombroski et al., 2014 ; Mo et al., 2019). Même si les dispositifs imprimés en 3D sont “juste” aussi efficaces que les dispositifs traditionnels, le confort et l’esthétique de ces dispositifs imprimés en 3D sont supérieurs, selon des études scientifiques (Salles et Gyi., 2013 ; Zhang et al., 2017b ; Xu et al., 2019 ; Mo et al., 2019). Étant donné qu’il existe deux raisons principales à la non-observance des dispositifs d’assistance (Squyer et al., 2013 ; Yu et al., 2016), il s’agit là d’un point essentiel.
Cependant, l’impression 3D offre de nouvelles possibilités (par exemple, de nouveaux matériaux avec des propriétés améliorées de stockage et de restitution de l’énergie) qui sont soit impossibles, soit extrêmement difficiles à mettre en œuvre avec la fabrication conventionnelle (Vasiliauskaite et al., 2019). En utilisant des modèles de treillis ou des tessellations de Voronoï, l’impression 3D permet une approche de la fabrication qui donne la priorité à la durabilité, à la ventilation, à la sensibilité au confort et au poids (Lin et al., 2016 ; Li et Tanaka, 2018 ; Zhang et al., 2017b). Cependant, l’impression 3D offre encore plus de polyvalence, car deux études récentes ont examiné la déformation de la forme et les semelles divisées, respectivement (Rao et al., 2019 ; Ganesan et Ranganathan, 2018). Dans la première, les chercheurs proposent un cadre pour générer des moulages personnels imprimés en 3D qui conviennent et s’adaptent de manière cohérente à la déformation de la forme causée par le gonflement et permettent l’utilisation d’un seul moulage fabriqué à partir d’une conception de couche flexible pendant toute la durée du processus de guérison. Dans la seconde étude, les chercheurs ont déterminé les paramètres anthropométriques et biomécaniques nécessaires pour diviser le pied en zones ayant des propriétés matérielles distinctes lors de l’impression de la semelle intérieure en 3D.
Bien que ces personnalisations de haut niveau nécessitent une conception complexe, le processus de création de ces conceptions en tenant compte de toutes ces contraintes peut être entièrement automatisé (Paterson, 2013 ; Ganesan et Ranganathan, 2018 ; Rao et al., 2019 ; Savov et al., 2019).
Enfin, l’impression 3D peut améliorer l’utilisation des orthèses dans la rééducation en facilitant le suivi ou la mise en œuvre d’une partie active dans l’orthèse en rendant l’orthèse légère (Telfer et al., 2014 ; Hook et al., 2014 ; Antonelli et al., 2019). Par conséquent, certaines études scientifiques ont déjà intégré des capteurs de température pour fournir aux cliniciens un retour d’information sur le comportement du patient ou des unités de mesure inertielle (IMU) pour fournir aux cliniciens et aux patients un retour d’information sur le mouvement, ce qui peut aider à la rééducation. Dans certains cas, comme le pied tombant, une orthèse active peut être bénéfique. L’orthèse active nécessite des actionneurs ou d’autres processus d’ingénierie pour la rendre active ; par conséquent, l’orthèse doit être compatible avec cette pièce et légère, et l’impression 3D est la méthode idéale pour atteindre ces objectifs (Adiputra et al., 2019 ; Laubscher, 2017 ; Antonelli et al., 2019).
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Références
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