Plantillas para pie diabético

Trabajo de revisión que examina las estrategias de diseño, fabricación y evaluación empleadas en el desarrollo de plantillas para pie diabético

Lugones Editorial©

El pie diabético representa una condición grave caracterizada por infección, ulceración o destrucción de los tejidos en el pie de las personas con diabetes. El aumento de los casos de pie diabético ha intensificado la demanda de estrategias efectivas de prevención y tratamiento. En el ámbito de las plantillas para pie diabético, los notables avances en los enfoques de diseño y las técnicas de fabricación generaron significativas transformaciones. Estas plantillas se emplean para mitigar los picos de presión plantar u optimizar la distribución de la presión, reduciendo efectivamente la probabilidad de complicaciones y amputaciones

La tríada de diseño, fabricación y evaluación del rendimiento se rige como un nexo crítico dentro del dominio de las plantillas para pies diabéticos (PD). Las tecnologías de fabricación avanzadas ahora facilitan la creación de plantillas para PD que cuentan con estructuras intrincadas, incluidas configuraciones porosas de panal y estructuras de superficie mínima triple periódico (TPMS). Estas estructuras elaboradas encuentran desafíos en la precisión y los costos de producción cuando se someten a métodos de fabricación convencionales, como la formación manual o las técnicas de control numérico. Al mismo tiempo, la evaluación del rendimiento de la plantilla del pie diabético sirve como una fuerza impulsora detrás de los avances en la fabricación y el diseño.

Diagrama esquemático de diseño, fabricación y evaluación de plantillas para pie diabético

Diseño de las plantillas

El desarrollo del PD no solo se relaciona con la neuropatía y los cambios en la glucosa en sangre, sino que también está influenciado por la biomecánica. La distribución de la presión plantar en individuos sanos frente a pacientes con PD difiere significativamente. Además, existen variaciones en las condiciones de presión en diferentes áreas plantares. La presión del suelo, el estrés excesivo por cizallamiento plantar y el estrés compresivo de los zapatos o dedos de los pies adyacentes afectan colectivamente el desarrollo del PD.

El diseño de plantillas especializadas para pacientes con pie diabético se vuelve imperativo debido a estas complejidades. Las mismas se clasifican en dos grupos: plantillas de descarga de presión y plantillas de monitoreo inteligente.

Comparación de la presión plantar: A) Comparación de la presión plantar máxima en un sujeto sano y un sujeto diabético neuropático. B) Diferentes regiones con diferentes presiones plantares

Diseño de plantillas de descarga a presión

Las lesiones locales exacerban las úlceras en los pies cuando ciertas partes de la planta están sobrepresionadas, por lo tanto, descargar la presión plantar u optimizar la distribución de la presión previene y trata eficazmente el PD. Mejorar el rendimiento de descarga de presión implica optimizar la forma, el material y la estructura de la plantilla.

Teniendo en cuenta que los pacientes diabéticos pueden necesitar usar plantillas durante períodos prolongados, el malestar afecta significativamente su uso regular, comprometiendo potencialmente la prevención o la efectividad del tratamiento.

El método de elementos finitos (FE) ha surgido como una herramienta clave en el diseño de plantillas para PD. Estas simulaciones tienen como objetivo mejorar la comprensión de la mecánica del pie en la salud y la enfermedad, guiando el diseño de plantillas personalizadas.

El modelo de pie con elemento finito, con plantilla y suelo personalizados

Forma de la plantilla

Al diseñar la plantilla, determinar la forma de la plantilla es crucial. Debido a las diferencias individuales de los pies, las formas moldeadas a medida son críticas para reducir la presión plantar máxima en las plantillas de los pies diabéticos.

Los estudios indican que las plantillas de contacto total ofrecen más beneficios para el PD que las plantillas planas. Asimismo, otros autores compararon el diseño asistido por computadora y las plantillas personalizadas de contacto total tradicionales (TCCI), mostrando tanto áreas de riesgo reducidas como distribución optimizada de la presión plantar en comparación con las plantillas planas.

Comparación de los efectos de redistribución de la presión de tres formas diferentes de plantillas: plantillas planas, plantillas personalizadas de contacto total, plantillas de diseño asistido por computadora

Materiales

Las diferencias de propiedad mecánica entre los materiales afectan el rendimiento de descarga de presión de las plantillas personalizadas. Los materiales de plantilla blanda, como PORON Medical 4,708 y Nora Lunalastik EVA, superaron a los materiales rígidos como Nora Lunalight A fresco y Pe-Lite en la descarga de presión plantar para personas mayores diabéticas. Además, el ablandamiento uniforme de una plantilla homogénea condujo a una disminución del 30% en la presión plantar máxima.

También se encontró que una combinación de materiales blandos y duros logró una distribución más uniforme de la presión de contacto.

La distribución de la presión de contacto con material blando para material más rígido y sus combinaciones

Diseño con monitoreo inteligente

Los avances en la tecnología inteligente allanaron el camino para combinar las tecnologías emergentes con las intervenciones médicas tradicionales para la prevención y el manejo del PD. Los sistemas de plantillas inteligentes monitorean la presión o temperatura plantar, y transmiten datos al teléfono inteligente o reloj del usuario a través de Bluetooth. Los usuarios reciben alertas para reducir la presión ajustando la postura o la marcha, ofreciendo un conveniente método de autocontrol y prevención.

Plantilla de monitoreo inteligente. A) La plantilla inteligente monitorea la presión y la temperatura plantar con resistencia sensible a la fuerza. B) El sistema de plantilla inteligente sursense Rx monitorea la presión plantar. C)Un sistema inteligente de biorretroalimentación para adultos mayores

Evaluación del rendimiento de las plantillas

La evaluación de las plantillas para PD abarca evaluaciones tanto objetivas como subjetivas. Objetivamente, las evaluaciones se centran en el análisis de distribución de la presión plantar, el análisis de la marcha y la electromiografía, examinando principalmente el rendimiento de descarga de presión de las plantillas de los pies diabéticos.

El método in silico, también conocido como método numérico, emplea modelos computacionales para evaluar numéricamente el rendimiento de un producto. Una vez desarrollado y validado, evalúa eficientemente el rendimiento de descarga de presión de plantillas personalizadas. A diferencia de los experimentos convencionales que involucran a participantes humanos, los enfoques in silico, como el modelado FE, ofrecen una alternativa más precisa al aislar los efectos de variables de diseño de plantillas específicas sin la necesidad de experimentos físicos en sujetos o modelos humanos. Sin embargo, el desafío actual radica en el desarrollo de modelos computacionales válidos.
El método de evaluación in vitro emplea pruebas de laboratorio para evaluar el rendimiento de las plantillas de pies diabéticos. Esta prueba utiliza un sistema de medición de presión para medir la presión plantar tanto durante la marcha como durante la posición de pie. Luego, los resultados experimentales se comparan con los resultados de la simulación de FE para evaluar el rendimiento de descarga de presión de las plantillas.

Tabla: Comparación de las ventajas y desventajas de cada método de evaluación

Desafíos a futuro

Las plantillas personalizadas para personas diabéticas muestran un potencial significativo para aliviar eficazmente la presión plantar, contribuyendo sustancialmente a la prevención temprana, la reducción del dolor y el alivio de la carga económica. Sin embargo, a pesar de la investigación relativamente completa, existen limitaciones que requieren una mayor exploración:

Correspondencia biomecánica. Los estudios futuros deben considerar exhaustivamente la correspondencia biomecánica entre varios tejidos en el pie humano, incluidos los huesos, los músculos y la fascia. La evaluación de los ángulos articulares, la actividad muscular y el estrés esquelético y la tensión es crucial para estudios efectivos sobre el PD, ofreciendo información sobre el movimiento del pie, la estabilidad, la coordinación muscular, la funcionalidad y la predicción de riesgos de la enfermedad.
Personalización en el diseño. Si bien la investigación actual a menudo basa los diseños en estructuras típicas de los pies, la eficiencia de las plantillas puede ser altamente individualizada debido a las diferencias en la estructura del pie, el tipo de arco o las características de la enfermedad. Por ende, la consideración integral de las características y condiciones del pie de los pacientes diabéticos es esencial en el proceso de diseño y fabricación.

Los estudios futuros deberían ampliar la diversidad de las simulaciones de marcha para reducir los errores en los resultados del análisis de presión

Indicadores mecánicos expandidos. Las evaluaciones futuras del PD deben incorporar varios indicadores mecánicos, incluido el gradiente de presión máxima, la integral de tiempo de presión, la media de presión, el índice de fluctuación de presión, el estrés esquelético del pie y el área de contacto, los cuales ofrecen un análisis más completo, guiando el diseño de plantillas para pies diabéticos de manera efectiva.
Simulación diversificada de la marcha. Para mejorar la relevancia de los hallazgos, los estudios futuros deberían ampliar la diversidad de las simulaciones de marcha para reducir los errores en los resultados del análisis de presión, alineándolos más estrechamente con la distribución real de la presión plantar.
Adherencia mejorada del paciente. Se necesita una capacitación adecuada en tecnología innovadora de plantillas para lograr el efecto de descarga de presión esperado de las plantillas inteligentes, enfatizando la necesidad de una educación y apoyo integral del paciente.

Los autores plantean que, en función de los desafíos mencionados anteriormente, las investigaciones futuras podrían explorar estrategias de diseño inverso que aprovechan el aprendizaje automático, utilizar técnicas de optimización de topología para el desarrollo ligero de la plantilla, integrar sensores flexibles para una funcionalidad mejorada y profundizar en el desarrollo de nuevos materiales similares a la piel diseñados específicamente para plantillas para pies diabéticos.

Estos avances son prometedores para refinar la eficacia, la personalización y la innovación de las tecnologías de cuidado de los pies diabéticos.

La descarga efectiva de la presión plantar se destaca como un factor crucial para prevenir las complicaciones del pie diabético

Abordaje y tratamiento del pie diabético