L’equinovarus congestionale (CTEV), forse meglio conosciuto come piede torto, è una delle più comuni deformità fisiche congenite, poiché si verifica almeno una volta ogni 1.000 nascite. In paesi come gli Stati Uniti, la CTEV viene diagnosticata alla nascita e trattata mentre il paziente è ancora un bambino, utilizzando un metodo di manipolazione e fusione settimanali, seguito da una tenotomia di Achille. Quindi un’ortesi di abduzione del piede (FAO) viene indossata fino a quando il paziente ha circa quattro anni in modo che la deformità non si ripresenti. Sfortunatamente, questi tipi di opzioni di trattamento non sono così prontamente disponibili, o accessibili, in paesi in via di sviluppo come l’Africa orientale, dove il piede torto può manifestarsi fino a otto volte ogni 1.000 nascite.
Tuttavia, la stampa 3D, che è stata utilizzata in passato per aiutare a trattare CTEV , può aiutare a democratizzare la produzione di questi FAO per uno sviluppo più sostenibile, oltre a ridurre i costi. Un nuovo articolo, intitolato ” Braccio del piede torto stampabile tridimensionale open source “, è stato recentemente pubblicato nel Journal of Prosthetics and Orthotics da un team di ricercatori, tra cui l’avvocato open source Dr. Joshua Pearce , della Michigan Technological University (MTU) .
I ricercatori spiegano che le stampanti RepRap 3D a basso costo e open source hanno contribuito ad ampliare l’accesso alla tecnologia, mantenendo al contempo i costi.
Parentesi angolari invertite per consentire un maggiore movimento delle gambe.
“Per studiare il potenziale della produzione distribuita di una FAO per pazienti con piede torto nel mondo in via di sviluppo, questo studio fa un’indagine accurata sull’uso delle stampanti RepRap 3-D per fabbricare un tutore per piede torto open source”, hanno scritto i ricercatori.
“La metodologia include innanzitutto la selezione tra i vari materiali di stampa 3D commerciali in base alle proprietà e al costo dei materiali, lo sviluppo di un design open source utilizzando solo strumenti open source e la descrizione della stampante 3D open source utilizzata e le impostazioni per fabbricare il tutore del piede torto. Quindi, le caratteristiche del tutore sono state esaminate per garantire che soddisfino le caratteristiche richieste per le ortesi di abduzione del piede progettate per il trattamento del piede torto. Infine, questo tutore è stato quindi esaminato eseguendo un confronto di costi e funzionalità con i progetti esistenti. “
Il team ha progettato il tutore del piede torto stampabile 3D utilizzando il software FreeCAD gratuito, open source, al fine di “abilitare la personalizzazione”. Il design è stato ottimizzato per una facile stampa, con sporgenze minime, ed è stato “creato con l’intento di essere in grado di soddisfare i criteri raccolti dalla letteratura. “Le caratteristiche più importanti del tutore sono:
Inoltre, assicurandosi che la larghezza della FAO tra i piedi sia regolabile, il tutore dovrà essere sostituito di meno, rendendolo quindi più economico.
“La capacità dei pattini del piede di muoversi indipendentemente e attaccarsi e staccarsi dalla barra di abduzione aumenta il comfort e incoraggia un uso corretto”, hanno spiegato i ricercatori.
Distinta materiali: tutti i componenti stampati 3D disposti ed etichettati
Grazie alla sua forza e al basso costo, i ricercatori hanno scelto di stampare in 3D il tutore e i suoi 13 componenti di assemblaggio, con PLA biodegradabile. Il software Cura è stato utilizzato per suddividere i modelli CAD e il tutore è stato stampato, alla velocità di 40 mm / secondo, su una stampante MOST delta RepRap 3D con una densità di riempimento dell’80%, altezza dello strato di 0,2 mm e un guscio da 1 mm spessore.
Quindi il team ha eseguito un’analisi dei costi sulle tre variabili principali – lavoro, filamenti ed elettricità – che determinerebbe il costo di produzione del tutore localmente in Kenya, dove CTEV è “particolarmente prevalente”. I costi di manodopera nel paese variavano da $ 0 per volontari o impiegati che controllano semplicemente la stampante 3D e assemblano il tutore, fino al salario dettato dal governo di $ 1,30 / ora per un macchinista keniano in un’area urbana. Sono disponibili tre fonti di filamento commerciali, mentre i costi di energia elettrica vanno da $ 0 / kWh per la gestione di una stampante 3D a energia solare a $ 0,22929 / kWh – la più alta tariffa standardizzata per l’elettricità in Kenya sulla base dei dati di gennaio 2017.
Analisi della sensibilità al costo: costo della parentesi di fabbricazione rispetto alla variazione percentuale dei costi variabili.
I ricercatori hanno scoperto che il costo totale del tutore del piede torto era di $ 11,08. Tuttavia, è opportuno notare che la variabile con il maggior potenziale di incidenza sul costo complessivo è la manodopera, anche se i costi dell’elettricità e dei filamenti possono variare.
La base della FAO è composta da cursori superiore e inferiore tenuti insieme da due bulloni del carrello, una staffa di chiusura e due dadi. Allentando e stringendo le manopole, la larghezza dei piedi del tutore può essere regolata per un bambino in crescita.
Fissaggio dei poggiapiedi all’assemblaggio tramite staffe angolari con creste a incastro per bloccare i piedini in posizione.
“Grazie alla semplicità dell’assemblaggio, le scarpe del bambino possono essere attaccate prima al footpad tramite cinghie di velcro prima di attaccare il footpad alla barra”, hanno spiegato i ricercatori. “Le scarpe impiegate dovrebbero essere” a vita bassa “sul tallone per consentire l’osservazione che il tallone rimane contro il pattino, che viene perso se viene utilizzata una scarpa” di alta quota “.”
Questa FAO offre più funzionalità a costi inferiori e ha anche un impatto ambientale inferiore, in quanto richiede solo un riempimento parziale e non è necessaria alcuna spedizione quando viene stampato in 3D localmente. Il team ha reso disponibili gratuitamente i file STL e i modelli FreeCAD per la sua tuta per i piedi del piede infantile presso l’Open Science Framework sotto licenza GNU General Public License 3.0.
I ricercatori hanno concluso: “I risultati mostrano che il tutore open-source per piede torto combacia o supera le caratteristiche fisiche e i gradi meccanici di libertà di tutti i progetti di controventature commerciali e senza scopo di lucro riducendo al contempo i costi delle parentesi per ospedali e famiglie “.
Co-autori del documento sono Benjamin Savonen, John Gershenson, Jennifer K. Bow e Pearce.
