3D technika lábaink védelme érdekében

A Személyre szabott egyedi cipők gyártási folyamatának innovációja valós idejű 3D tervezési megoldások alkalmazásával című projekt megvalósítása zajlik az LBT Kft. és a Leopoly Kft. konzorciumában. A projekt keretében egy új, innovatív technológiai rendszert dolgoznak ki, amellyel forradalmasítható az ortopéd, prevenciós célú és kényelmi egyedi cipők készítésének folyamata.

A GINOP_PLUSZ-2.1.1-21-2022-00066 azonosító számú projekt a Gazdaságfejlesztési és Innovációs Operatív Program Plusz keretében meghirdetett GINOP PLUSZ-2.1.1-21 kódszámú Vállalati kutatási, fejlesztési és innovációs tevékenységek ösztönzése című pályázati felhívás keretében részesült 395,43 millió Ft vissza nem térítendő európai uniós támogatásban.

Az egyedi ortopéd cipő készítésének folyamata hosszadalmas és költséges. A legkritikusabb tényező a megfelelő méretvétel, és annak alapján a cipő készítéséhez szükséges kaptafa kialakítása, amely képes a beteg láb és a lábat támasztó rögzítő elemek befogadására.

A fizikai mintavétel hátrányai, veszélyei

A méretvétel legtöbbször fizikai méretezéssel, szabócentivel, súlyosabb deformitások esetén gipszes mintavétellel történik. Néhol már elérhető ugyan a 3D optikai lézer láb-szkenner segítségével való méretvétel, de ennek a gyártástechnológiába való beillesztése még nem valósult meg.

Hazánkban jelenleg is a leggyakrabban alkalmazott eljárás a fizikai mintavétel, ami rendkívül humánerőforrás-igényes, ennélfogva a végeredmény is a személyzet tudásának, tapasztalatainak függvénye.

Maga a fizikai méretvételi folyamat a végső felhasználók számára kényelmetlen, hosszadalmas, ráadásul az egyedi cipő méretei, lábra való illeszkedése nagyban függ a méretvétel pontosságától és az adott szakember szaktudásától. A folyamat nehezen standardizálható, nehezen ellenőrizhető.

A projekt indítása előtt nem volt olyan biztonságos, validált kiváltó technika, amellyel az elvárt pontosság megőrizhető. Az ortopéd cipők gyártásánál használt kapták leggyakrabban egyedileg, kézi erővel készülnek, ami szintén a szakember szaktudásától és tehetségétől függ. Az ortopéd cipészet humánerőforrás-állománya radikálisan lecsökkent, világszerte hiányszakmának számít. Egyértelmű, hogy olyan technológia megalkotása szükséges, amely az emberi tudást magában foglalva a modern technika előnyeit ötvözi, optimalizálja.

A fent ismertetett idő- és költségigényes technológiát váltja ki a projektben kifejlesztett know-how, amelynek segítségével egészséges lábra online platformon keresztül, saját tervezésű kényelmi cipő rendelhető, míg deformált lábra a 3D szkennerrel felvett mintavételt követően, a projektben kifejlesztett szoftver segítségével kapta és talpbetét tervezhető. A tervezési eljárást követően a cipő külső megjelenése egyedi módon tervezhető.

A 3D technológiák átalakulása

Az elmúlt 10 évben a 3D technológiák piacán jelentős fejlődés ment végbe, ami számos iparágban alapvetően változtatta meg a termelési folyamatokat és az innovációt.

A pályázat benyújtásának időpontjában már rendelkezésre álltak 3D technológiai megoldások az ortopéd cipészetben (3D szkenner, 3D nyomtató), de ezek a jelenleginél jóval alacsonyabb hatékonysággal és alacsonyabb precizitás mellett működtek. A közelmúltban lényeges fejlődés történt a 3D nyomtatók piacán.

A nyomtatók egyre gyorsabbak lettek, miközben nőtt a felbontásuk, így bonyolultabb és részletgazdagabb tárgyakat lehet előállítani. Rendkívül nagy fejlődés ment végbe az anyagfelhasználás területén is, ezáltal a 3D technológiák alkalmazása olyan területeken is helyet kapott, mint az orvostudomány.

A cipőgyártás során használt technológia most jutott el abba a stádiumba, hogy a 3D nyomtatók által készített kapták használata megkísérelhető. A projekt során kifejlesztett 3D technológia az ortopédcipő-piacon jelentős innovációkat hozott, amelyek átalakítják a hagyományos gyártási folyamatokat és javítják a termékek minőségét.

Az új lehetőségek

A 3D nyomtatási és szkennelési technológiák lehetővé teszik, hogy az ortopéd cipőket teljes mértékben a páciens lábának egyedi anatómiai adottságaihoz igazítsák, emellett csökkentsék a költségeket és gyorsítsák a gyártási folyamatot.

Fontos előnyük, hogy a digitális lábmodellek tárolhatók, így a jövőbeli cipők könnyen reprodukálhatók vagy módosíthatók a korábbi adatok alapján. Az esetleges hibák visszakereshetők, kijavíthatók.

A 3D technológiákkal lényegesen pontosabb az adatfelvétel. A projekt során kifejlesztett, szabadalmaztatott eljárással a cipő formáját, belvilágát meghatározó kaptafa nyomtatható formában gyártható, ami alapvető technológiai áttörést jelent.

Az ortopéd cipő alapvető eleme a lábat korrekciós helyzetben alátámasztó lúdtalpbetét. A szakirodalomban ezt ma már inkább lábortézis megnevezéssel illetik. A projekt kezdete óta a nemzetközi piacon több olyan lábortézist gyártó 3D-s rendszert alakítottak ki, amely a talp 3D-s szkennelt képe alapján a talp formájához illeszkedő ortézist képes generálni, gyártani.

Nagyrészük a szkennelt kép alapján táblás habanyagokból, marási technikával állítja elő a talphoz illeszkedő talpbetétet, ami jelentős mennyiségű környezetszennyező forgácsterméket hoz létre. Logikus módon a nyomtatási technológia bevezetése csökkentheti a környezetszennyezést.

Az eddig kialakított rendszerek csak a talpfelület formáját veszik alapul, legtöbbször a szükséges korrekciókat nem végzik el. A projekt során a 3D szkennelés a teljes boka-láb régióról ad információt. A beszkennelt lábak 3D pontfelhőjét oly módon dolgoztuk fel, hogy 22 különböző anatómiai markert azonosítottunk. A mért adatok között olyan antropometriai összefüggéseket sikerült kimutatni, amelyek lehetőséget adnak arra, hogy a szükséges korrekciókat is meg tudjuk határozni.

A számítógépes rendszer a modern térgeometriai feldolgozást elvégzi, ezáltal az emberi szubjektivitást kizárva létrehozza a láb alátámasztásához szükséges lábortézis-formát. Természetesen a rendszer lehetővé teszi a szakemberek által javasolt további módosításokat is. Az így létrehozott ortézis-forma mind marással, mind nyomtatási technológiával létrehozható.

Az ortopéd cipő kaptájába is beilleszthető az ortézis felszíne, az így készített ortopéd cipők beépített lábortézissel is készülhetnek.

Csökkenjen az amputáció esélye

A diabétesz lábszövődményei vezetnek leggyakrabban amputációhoz. A diabéteszes lábszindróma szeptikus szövődményei jelentős terhet rónak az egészségügyre. Magyarországon nem tudjuk ezeket kimutatni, csak másodlagos módon következtethetünk az ez irányú kiadásokra. Azt tudjuk, hogy hazánkban négyszer annyi amputáció történik, mint az Unióban, többsége összefüggésbe hozható a diabétesz szövődményeivel.

Az Amerikai Egyesült Államokban 2020-as adatok szerint a teljes onkológiai kiadásokkal vetekszik a diabéteszes lábszövődményekre költött egészségügyi kiadás, holott egy jól sikerült kampánnyal az USA-ban 1995 és 2005 között felére csökkentették az amputációk számát.

Az akkor kidolgozott prevenciós rendszer három elemre épül:

• a beteg és orvosának edukációjára,
• megfelelő sebkezelésre és
• a diabéteszes lábfekélyt megelőző lábbelivel való ellátásra.

A megvalósult projekt egyik célkitűzése, hogy a cukorbetegek amputációjának esélyét csökkentse a megfelelő ortopéd cipő kialakításával, aminek alapja a korszerű technológiai rendszer létrehozása.

A Széchenyi Terv Plusz program keretében megvalósuló projekt 395,43 millió Ft európai uniós támogatás felhasználásával valósul meg, két helyszínen, Nagyrév és Kecskemét településeken. A fejlesztés várhatóan 2025 első negyedévében zárul. A GINOP_PLUSZ-2.1.1-21-2022-00066 sz. projekt az Európai Unió társfinanszírozásával valósult meg.