本發(fā)明涉及糖尿病足，具體涉及一種晶格式糖尿病足減壓鞋墊。

背景技術(shù)：

1、糖尿病是一種普遍存在的慢性疾病，起因是身體內(nèi)部的血糖代謝紊亂。該病癥可能引發(fā)超過(guò)100種不同的并發(fā)癥，從而使得糖尿病成為當(dāng)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中并發(fā)癥最為繁多且嚴(yán)重的疾病之一。糖尿病的病理生理過(guò)程廣泛影響多個(gè)身體系統(tǒng)，包括但不限于皮膚、皮下組織、肌肉、骨骼、關(guān)節(jié)、血管以及神經(jīng)系統(tǒng)等。下肢部位在糖尿病的病理生理過(guò)程中占據(jù)了一個(gè)關(guān)鍵的交匯點(diǎn)，使得糖尿病足成為了該病癥中最為顯著的并發(fā)癥之一。患者因神經(jīng)病變和末梢血管病變而導(dǎo)致下肢感染、潰瘍或局部組織損傷的疾病，主要表現(xiàn)為下肢難以治愈的潰瘍。因此，在糖尿病患者中開展對(duì)足部問(wèn)題的早期預(yù)防和治療將有重要的意義。

2、糖尿病鞋和鞋墊是目前預(yù)防糖尿病足潰瘍研究中較有效的方式，國(guó)外已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史，近些年我國(guó)也逐漸對(duì)這一領(lǐng)域展開了研究。鞋墊的結(jié)構(gòu)和材料是影響鞋與鞋墊舒適性的主要因素，前者可以改變足底與鞋墊之間的接觸方式，影響鞋腔空間的布局：后者與鞋墊的緩沖、減震和回彈性等物理特性有關(guān)。

3、傳統(tǒng)鞋墊的生產(chǎn)技術(shù)主要分為手工縫制和機(jī)械制造兩種方式。手工縫制法通常使用布料等紡織品，通過(guò)手工工藝制成平面鞋墊，該方法缺乏與足部三維形態(tài)的精確匹配。機(jī)械制造法可通過(guò)三維掃描技術(shù)獲取足部輪廓，再依據(jù)生物力學(xué)原理設(shè)計(jì)出與足部幾何形態(tài)相適應(yīng)且受力分布合理的鞋墊模型。但這兩種方法制作的鞋墊多為實(shí)體形態(tài)，其透氣性能不佳，雖能個(gè)性化定制，進(jìn)行一定程度的降壓，但晶格結(jié)構(gòu)復(fù)雜且隨機(jī)不統(tǒng)一，對(duì)于足底各區(qū)域的降壓效果不可控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

2、針對(duì)如何提高糖尿病足鞋墊的透氣性、如何更好地實(shí)現(xiàn)糖尿病足鞋墊降壓的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種晶格式糖尿病足減壓鞋墊，它具有高度的透氣性，可以更好地實(shí)現(xiàn)可控地分區(qū)降壓，不僅提高了糖尿病足患者的行走舒適度和足部保護(hù)，還具有較強(qiáng)的可定制性，為糖尿病足的治療和康復(fù)提供了新的解決方案。

3、技術(shù)方案

4、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

5、一種晶格式糖尿病足減壓鞋墊，包括鞋墊本體，由多個(gè)十四面體晶格結(jié)構(gòu)合成，單個(gè)十四面體晶格結(jié)構(gòu)由8個(gè)正六面體和6個(gè)正四面體組合而成，單個(gè)十四面體晶格結(jié)構(gòu)具有14個(gè)面、24個(gè)節(jié)點(diǎn)和36條等長(zhǎng)支桿，單個(gè)節(jié)點(diǎn)連接3根支桿，十四面體晶格結(jié)構(gòu)外圍的四支支桿與相鄰的十四面體晶格結(jié)構(gòu)共用一支支桿相連。

6、這種晶格式糖尿病足減壓鞋墊的設(shè)計(jì)理念非常先進(jìn)，它利用了十四面體晶格結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性質(zhì)來(lái)提供均勻的壓力分布，這對(duì)于糖尿病患者來(lái)說(shuō)非常重要，因?yàn)樗麄兊淖悴繉?duì)壓力變化特別敏感，容易造成潰瘍或感染。十四面體晶格結(jié)構(gòu)由8個(gè)正六面體(立方體)和6個(gè)正四面體組成，形成了一個(gè)復(fù)雜但有序的空間框架。這種結(jié)構(gòu)有14個(gè)面，每個(gè)面都是一個(gè)平面多邊形，24個(gè)節(jié)點(diǎn)作為結(jié)構(gòu)的交點(diǎn)，而36條等長(zhǎng)支桿則連接這些節(jié)點(diǎn)，形成穩(wěn)定的幾何形狀。每個(gè)節(jié)點(diǎn)連接3根支桿，這意味著結(jié)構(gòu)中的力可以均勻地在各個(gè)方向上傳導(dǎo)，減少了局部壓力點(diǎn)的出現(xiàn)。更重要的是，這種設(shè)計(jì)中，外圍的四支支桿與相鄰的十四面體晶格結(jié)構(gòu)共用一支支桿相連，這不僅提高了材料的利用率，還增強(qiáng)了整個(gè)鞋墊的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，確保了長(zhǎng)期使用下的耐用性。對(duì)于糖尿病患者來(lái)說(shuō)，這種鞋墊能夠有效分散足底壓力，減少局部高壓力區(qū)域，預(yù)防足部潰瘍的發(fā)生，同時(shí)提供良好的支撐和舒適度，有助于改善步態(tài)和行走體驗(yàn)。此外，晶格結(jié)構(gòu)的透氣性也優(yōu)于傳統(tǒng)鞋墊，有助于保持足部干燥，減少感染的風(fēng)險(xiǎn)。

7、作為可選，所述十四面體晶格結(jié)構(gòu)為桁架結(jié)構(gòu)。

8、桁架結(jié)構(gòu)是通過(guò)一系列直桿(在本例中是等長(zhǎng)支桿)以一定模式連接，形成剛性且輕質(zhì)的框架，能夠有效地分散和承載荷載，同時(shí)最大限度地減少材料的使用，提高結(jié)構(gòu)效率。由于桁架結(jié)構(gòu)主要承受拉伸和壓縮力，而非剪切力，因此能夠以相對(duì)較少的材料實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度，非常適合需要輕量化但又要求堅(jiān)固耐用的應(yīng)用場(chǎng)景，如鞋墊。桁架結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑹┘釉谄渖系牧鶆虻胤稚⒌秸麄€(gè)結(jié)構(gòu)上，避免局部過(guò)大的壓力，這對(duì)糖尿病足患者尤為重要，因?yàn)樗麄冃枰獪p少足部特定區(qū)域的壓力，防止?jié)冃纬?。通過(guò)調(diào)整桁架單元的大小和密度，可以優(yōu)化鞋墊對(duì)不同足型和步態(tài)的支持，提供個(gè)性化的舒適度和支撐效果。桁架結(jié)構(gòu)的開放性設(shè)計(jì)有利于空氣流通，保持足部干爽，減少細(xì)菌滋生，降低感染風(fēng)險(xiǎn)。

9、作為可選，所述十四面體晶格結(jié)構(gòu)為凹三棱柱結(jié)構(gòu)。

10、凹三棱柱結(jié)構(gòu)意味著在某些局部，結(jié)構(gòu)向內(nèi)凹陷，形成三棱柱的形狀。在糖尿病足減壓鞋墊的應(yīng)用中，凹三棱柱結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)勢(shì)：凹陷的部分可以更好地適應(yīng)足部的生理曲線，特別是在足弓和其他關(guān)鍵受力區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的壓力分散，減少局部壓力點(diǎn)，這對(duì)于預(yù)防糖尿病足潰瘍至關(guān)重要。三棱柱的形狀可以提供額外的緩沖和彈性，根據(jù)足部的運(yùn)動(dòng)和壓力變化進(jìn)行適當(dāng)?shù)男巫儯岣咝瑝|的整體舒適度和適應(yīng)性。凹陷和突出的三棱柱結(jié)構(gòu)可以在足部需要額外支撐的區(qū)域提供強(qiáng)化支持，幫助維持足部的正常姿勢(shì)，減輕行走時(shí)的負(fù)擔(dān)。三棱柱結(jié)構(gòu)的開放性允許更多的空氣在鞋墊內(nèi)部循環(huán)，保持足部干爽，減少濕熱環(huán)境導(dǎo)致的皮膚問(wèn)題。通過(guò)精確控制凹陷和凸起的位置和深度，制造商可以優(yōu)化材料使用，減少浪費(fèi)，同時(shí)確保鞋墊的性能和耐用性。

11、作為可選，所述支桿的截面為圓形或三角形或plateau截面。

12、作為多個(gè)實(shí)施例。

13、作為可選，所述鞋墊本體設(shè)有上表層、中間層和下表層，所述中間層為雙層十四面體晶格結(jié)構(gòu)，所述上表層與足部的曲面形狀相適配。

14、上表層曲面設(shè)計(jì)是根據(jù)糖尿病足患者足部形狀特征(包括足長(zhǎng)、足跟寬度、足底寬度、腳內(nèi)踝寬度、足掌圍、足弓形狀等數(shù)據(jù))，根據(jù)足底受力分布確定鞋墊晶格密度及尺寸進(jìn)行分布。這種設(shè)計(jì)可以確保鞋墊在提供足夠支撐的同時(shí)，也保持了一定的貼合性和舒適性，符合人體工程學(xué)。下表層曲面根據(jù)上表層曲面投影確定，中間層平均間隔上下表層，采用雙層十四面體晶格陣列，適配上下表層的晶格密度及形狀，以增加鞋墊的支撐力和穩(wěn)定性。

15、作為可選，所述鞋墊本體分為減壓區(qū)、穩(wěn)定區(qū)及分壓區(qū)三個(gè)區(qū)域，所述減壓區(qū)適配于屬于高壓區(qū)域的第2、3跖骨、足跟區(qū)域，所述穩(wěn)定區(qū)適配于屬于壓力適中區(qū)域的足趾、跖骨區(qū)域，所述分壓區(qū)適配于低壓區(qū)域的足趾、足弓區(qū)域。

16、所述的糖尿病足減壓鞋墊通過(guò)精細(xì)分區(qū)設(shè)計(jì)，針對(duì)足部不同區(qū)域的壓力需求提供了個(gè)性化支持。減壓區(qū)：這一區(qū)域主要覆蓋足部的高壓區(qū)域，如第2、3跖骨頭下和足跟。這些部位在行走和站立時(shí)承受大部分體重，對(duì)于糖尿病患者來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)時(shí)間的高壓容易引發(fā)足底潰瘍。減壓區(qū)的設(shè)計(jì)目的是通過(guò)增加緩沖和分散壓力，減少這些區(qū)域的接觸壓力，保護(hù)足底免受損傷。穩(wěn)定區(qū)：穩(wěn)定區(qū)對(duì)應(yīng)足部壓力適中的區(qū)域，如足趾和跖骨部分。這些區(qū)域在行走過(guò)程中起到關(guān)鍵的支撐和推進(jìn)作用。穩(wěn)定區(qū)的設(shè)計(jì)注重提供足夠的支撐，保持足部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，同時(shí)避免過(guò)度壓力，確保足部在活動(dòng)過(guò)程中的安全性。分壓區(qū)：該區(qū)域覆蓋足部的低壓區(qū)域，主要是足趾和足弓。盡管這些區(qū)域承受的壓力較小，但在足部運(yùn)動(dòng)中仍然扮演著重要的角色。分壓區(qū)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于進(jìn)一步分散從減壓區(qū)和穩(wěn)定區(qū)傳遞過(guò)來(lái)的壓力，確保足部整體壓力分布均勻，同時(shí)為足弓提供必要的支撐，保持足部的自然弧度，預(yù)防足部變形。通過(guò)這種分區(qū)設(shè)計(jì)，糖尿病足減壓鞋墊能夠針對(duì)足部各部位的具體需求提供定制化的保護(hù)，不僅有助于預(yù)防和治療足部潰瘍，還能改善患者的步態(tài)和生活質(zhì)量，是現(xiàn)代糖尿病足病管理中的重要輔助工具。

17、作為可選，所述減壓區(qū)、穩(wěn)定區(qū)及分壓區(qū)的晶格孔隙率順次增大。

18、孔隙率，即材料中空隙體積占總體積的比例，在此場(chǎng)景下，它直接影響了鞋墊的硬度、彈性和透氣性，進(jìn)而決定了其壓力分散能力和舒適度。

19、減壓區(qū)：位于足部高壓區(qū)域，如第2、3跖骨頭下和足跟，這里孔隙率較低，意味著材料較為致密，能提供更強(qiáng)的支撐和緩沖能力，有效分散和吸收沖擊力，減少局部壓力集中，保護(hù)足底免受傷害。穩(wěn)定區(qū)：覆蓋足趾和跖骨區(qū)域，孔隙率適中，既能保證一定的硬度以維持足部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，又能通過(guò)適度的彈性響應(yīng)足部的動(dòng)態(tài)變化，支持足部的正常運(yùn)動(dòng)，避免過(guò)度變形。分壓區(qū)：適配于足趾和足弓等低壓區(qū)域，孔隙率最高，意味著材料最為疏松，具有優(yōu)異的透氣性和柔軟度。這種設(shè)計(jì)不僅促進(jìn)了空氣流通，保持足部干爽，還有助于進(jìn)一步分散從高壓區(qū)域轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的壓力，確保足部整體受力均衡，同時(shí)給予足弓必要的支撐，維護(hù)其自然形態(tài)。

20、作為可選，所述減壓區(qū)、穩(wěn)定區(qū)及分壓區(qū)的支桿粗細(xì)順次減小。

21、支桿粗細(xì)與孔隙率的作用類似，粗的支桿的強(qiáng)度更大，彈性更小，細(xì)的支桿的強(qiáng)度更小，彈性更大，調(diào)整支桿粗細(xì)以達(dá)到優(yōu)化壓力分布和提供足部支撐的目的。

22、作為可選，所述鞋墊本體由3d打印一體成型。

23、3d打印技術(shù)使得根據(jù)每位患者的具體足部掃描數(shù)據(jù)創(chuàng)建定制化鞋墊成為可能，確保鞋墊完美貼合足部形狀，提供最佳的支撐和壓力分散。傳統(tǒng)制造方法可能難以或成本高昂地生產(chǎn)出具有復(fù)雜晶格結(jié)構(gòu)的鞋墊，而3d打印能夠輕松實(shí)現(xiàn)這些結(jié)構(gòu)，無(wú)需額外的工具或模具，大大降低了生產(chǎn)成本和時(shí)間。一體成型的產(chǎn)品通常具有更高的強(qiáng)度和更好的穩(wěn)定性，因?yàn)樗鼈儧]有接縫或連接點(diǎn)可能導(dǎo)致的弱點(diǎn)。

24、作為可選，所述鞋墊本體采用熱塑性聚氨酯制成。

25、熱塑性聚氨酯(tpu)，它是一種均質(zhì)且各向同性的彈性材料，具有重量輕、不易磨損、減震性、高回彈性、彎曲性能佳、柔性與抗沖擊性能優(yōu)越、長(zhǎng)期壓縮永久變形率低等特點(diǎn)，同時(shí)也是一種可循環(huán)再利用的環(huán)保材料。鞋墊本體采用熱塑性聚氨酯(tpu)同樣會(huì)具有以上特性。

26、有益效果

27、采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

28、本發(fā)明提供的技術(shù)方案設(shè)計(jì)采用十四面體晶格結(jié)構(gòu)，十四面體晶格結(jié)構(gòu)由8個(gè)正六面體(立方體)和6個(gè)正四面體組成，形成了一個(gè)復(fù)雜但有序的空間框架。這種結(jié)構(gòu)有14個(gè)面，每個(gè)面都是一個(gè)平面多邊形，24個(gè)節(jié)點(diǎn)作為結(jié)構(gòu)的交點(diǎn)，而36條等長(zhǎng)支桿則連接這些節(jié)點(diǎn)，形成穩(wěn)定的幾何形狀。每個(gè)節(jié)點(diǎn)連接3根支桿，這意味著結(jié)構(gòu)中的力可以均勻地在各個(gè)方向上傳導(dǎo)，減少了局部壓力點(diǎn)的出現(xiàn)。十四面體晶格結(jié)構(gòu)可調(diào)孔隙率和支桿粗細(xì)來(lái)進(jìn)一步調(diào)節(jié)不同分區(qū)的壓力、彈性等性能，優(yōu)化性地提供支撐和減壓功能。