Ontwikkelen van een datagestuurde module met parameters voor ontwerpoptimalisatie van op maat gemaakte orthopedische inlegzolen

Additive Manufacturing (AM), ook wel bekend als 3D-printen, wint aan populariteit, vooral in de medische sector. Het biedt vele voordelen voor MedTech-oplossingen, zoals 3D-geprinte gewrichten, implantaten en medische hulpmiddelen. AM biedt de vrijheid om unieke, complexe geometrieën te ontwerpen en maakt productie in kleine oplages mogelijk. Het gebruik van sterkere materialen vermindert het productgewicht of -volume, wat de toepassingsmogelijkheden verbreedt. Dit maakt het onder andere voor medische professionals mogelijk om daadwerkelijk gepersonaliseerde oplossingen te leveren die precies passen bij het unieke lichaam van de patiënt. Dit geldt niet alleen voor protheses en implantaten, maar ook voor orthopedische en podotherapeutische hulpmiddelen.

Orthopedische of podotherapeutische hulpmiddelen spelen een vitale rol bij het herstellen en ondersteunen van het bewegingsapparaat en helpen bij verschillende problemen, zoals sportblessures, gewrichtspijn en rugproblemen. Een voorbeeld van dit soort hulpmiddelen zijn op maat gemaakte, gepersonaliseerde inlegzolen; de specialisatie van het M3DSoles consortium, dat bestaat uit PLT Products BV en Voetencentrum Wender in samenwerking met het Fraunhofer Innovation Platform for Advanced Manufacturing (FIP-AM@UT), de Universiteit Twente en het Fraunhofer Institute for Production Technology IPT. PLT Products is een gerenommeerde fabrikant en uitbestedingspartner voor de productie en technische systemen voor podotherapeutische en orthopedische bedrijven. Ze zijn gespecialiseerd in de productie van op maat gemaakte steunzolen, waaronder 3D-geprinte inlegzolen. Voetencentrum Wender is een vooraanstaand innovatief voetzorgbedrijf, met als kernactiviteit het leveren van medische dienstverlening in de voetzorg.

Iedere inlegzool is een maatwerkproduct dat is afgestemd op de specifieke behoeften van de patiënt, de lichamelijke conditie en de unieke eigenschappen van iedere voet. De inlegzool wordt gebruikt ter optimalisatie van de drukverdeling op de voet en/of ter correctie van de standshouding.

De innovatieve 3D-geprinte inlegzolen ontwikkeld door PLT Products bestaan uit twee delen. Het onderste deel van de inlegzool, dat deels gestandaardiseerd is, kan persoonlijk worden afgesteld op basis van de voetstand, diagnose en het lichaamstype van de patiënt. Dit gedeelde wordt afgewerkt met een dempende afdeklaag die de drukverdeling onder de voet bevordert. Deze aanpak zorgt ervoor dat elke patiënt een op maat gemaakte oplossing krijgt die optimaal inspeelt op zijn specifieke behoeften en de algehele kwaliteit van leven verbetert.

Het AMP-project M3DSoles heeft als doel het ontwerp van de patiëntspecifieke inlegzolen te verbeteren, door de kernparameterwaardes te optimaliseren door middel van simulaties. Deze aanpak zorgt voor een hogere mate van personalisatie van de zolen. Voor snelle optimalisatieresultaten zal het consortium werken aan de ontwikkeling van een datapipeline, waarin patiëntspecifieke parameters als input worden gebruikt om tot een persoonsgebonden product te komen. Deze data pipeline zal een AI-gestuurde module zijn die de simulatie zo realistisch mogelijk spiegelt.

Na afronding van het project zal de datapipeline worden toegepast om advies te geven over de geometrie, dikte, maat en het materiaal van het eindproduct. Deze module zal zo een intelligent hulpmiddel vormen in de optimalisatie van gepersonaliseerde inlegzolen, waardoor de kwaliteit van leven van de patiënt verbetert.

Industriepartners

WERKPAKKETTEN

Ieder FIP-AM@UT project is onderverdeeld in verschillende werkpakketten, om duidelijk de verschillende fases en doelen binnen het project te kunnen onderscheiden. Het M3DSoles project bestaat uit vijf werkpakketten.

icon_Assessment

WP1 – Use case assessment en technologieselectie

Het definiëren van toepassingseisen en het in kaart brengen van de geschikte technologie

icon_Analysis

WP2 - Parameterselectie/ ontwerpdoelstelling

Numeriek model van de aanpasbare binnenzool opstellen

icon_ModellingSimulation

WP3 – Ontwikkelen AI-Model/Simulatie

Genereren van data en ontwikkeling van een AI-model

WP4 – 3D-printen

Materiaal- en toepasbaarheidsstudie

WP5 – Demonstrator

Demonstratie van 3D-geprinte zool met aangepaste onderlaag

VOOR MEER INFORMATIE OVER M3DSOLES, NEEM GERUST CONTACT OP MET

Celal Soyarslan

Celal Soyarslan

Senior Research Engineer

Sikander Naseem

Sikander Naseem

Research Engineer

Niklas Bäckel

Research Assistant - Fraunhofer Institute for Production Technology IPT

    Frank Ellenbroek

    UT - MSc Student assistant