Ảnh hưởng đến khoảng rất nhiều người, bệnh tiểu đường có thể làm tổn thương các mạch máu nhỏ cung cấp máu cho dây thần kinh, dẫn đến tuần hoàn kém và lở loét ở chân, còn gọi là loét.

Khoảng một phần ba số người mắc bệnh tiểu đường bị loét bàn chân trong suốt cuộc đời. Tại Mỹ, hơn 160.000 ca cắt cụt chi dưới được thực hiện hàng năm do biến chứng do loét bàn chân do tiểu đường, khiến hệ thống y tế Mỹ tiêu tốn khoảng 30 tỷ USD mỗi năm.

Những người bị loét bàn chân thường chết ở độ tuổi trẻ hơn những người không bị loét. Mặc dù nhiều miếng lót giày đã được tạo ra trong nhiều năm qua để cố gắng giảm bớt vấn đề loét chân, nhưng các nghiên cứu đã chỉ ra rằng thành công của chúng trong việc ngăn ngừa chúng là rất nhỏ.

Trong một bài báo trên Tạp chí Quốc tế về Vết thương Chi dưới được bình duyệt, Wijesundara và các đồng nghiệp UTA Veysel Erel, Aida Nasirian và Yixin Gu, cùng với Larry Lavery của Trung tâm Y tế Tây Nam UT (Thuộc bang Texas, Hoa Kỳ), đã mô tả công nghệ đế lót giày cải tiến của họ.

Các vùng trên bàn chân được nghiên cứu phân chia theo mức độ chịu lực khi đứng hoặc di chuyển.

"Chúng tôi đã tiến thêm một bước nghiên cứu bằng cách tạo ra một đế giày thay thế áp suất hoạt động bằng cách giảm áp lực theo chu kỳ từ các khu vực khác nhau ở bàn chân, từ đó cung cấp thời gian nghỉ ngơi cho các mô mềm và cải thiện lưu lượng máu. Phương pháp này nhằm mục đích duy trì sức khỏe của da và mô, do đó làm giảm nguy cơ loét bàn chân do tiểu đường."

Muthu BJ Wijesundara, nhà khoa học nghiên cứu chính cho biết: “Mục tiêu của công nghệ đế giày cải tiến này là giảm thiểu nguy cơ loét bàn chân do tiểu đường bằng cách giải quyết một trong những nguyên nhân quan trọng nhất: tổn thương da và mô mềm do lực căng lặp đi lặp lại ở bàn chân khi đi bộ”.

Các nhà nghiên cứu giới thiệu đế giày trong dạng mảng khoang khí được thiết kế để giảm áp lực theo chu kỳ từ vùng lòng bàn chân nhằm giảm áp lực lặp đi lặp lại và tải trọng cho chân.

Đế giày gồm 7 ô khí sắp xếp theo các vùng cụ thể: ngón chân cái, vùng kéo dài từ ngón chân thứ hai đến ngón chân thứ năm, đầu xương bàn chân, vùng giữa bàn chân và gót chân. Mỗi tế bào không khí được kết nối riêng với phần cứng điều khiển khí nén, nơi áp suất bên trong của chúng có thể được theo dõi và kiểm soát thông qua các cảm biến áp suất và van điện từ được chỉ định.

Vật liệu chính chế tạo là polyurethane (PMC®-724 – Smooth-On) sử dụng khuôn nén lỏng với lớp đệm phủ được làm bằng silicone và vải thun polyester cao su tổng hợp. Lớp phủ hoạt động như một lớp đệm nhằm giảm thiểu các điểm áp suất cao tiềm ẩn do thành tế bào gây ra.

Các mảng tế bào khs được phân bố bên trong mảng vật liệu làm đế giày được tính toán chặt chẽ tạo ra hiệu quả tối ưu trong việc tránh các vết loét gây ra khi mang giày.

Thử nghiệm của nhóm bao gồm một nhà nghiên cứu nặng 61 kg (135 lb) đi một chiếc giày có đế lót thay đổi áp suất của chúng tôi ở chân phải và một đế lót giống hệt (được bịt kín ở áp suất khí quyển) ở chân trái để đảm bảo độ ổn định cho người dùng.

Các hoạt động được đánh giá trong 2 điều kiện thử nghiệm tĩnh và động. Kiểm tra giảm tải tĩnh là cần thiết vì việc giảm áp lực ở những vùng dễ bị tổn thương của vùng lòng bàn chân khi đứng cũng quan trọng không kém khi đi bộ vì bệnh nhân tiểu đường có xu hướng dành thời gian đứng nhiều gấp đôi so với khi đi bộ.

Kết quả đã xác nhận rằng đế trong mảng tế bào khí có thể giảm tải một cách hiệu quả lên các vùng lòng bàn chân đã chọn bằng cách làm xẹp các tế bào khí tương ứng. Do đó, đế này cho thấy tiềm năng sử dụng ở những người bị tiểu đường có xu hướng chịu tải trọng tĩnh liên tục hoặc lực căng lặp đi lặp lại lên các mô mềm của bàn chân.

Sau dự án thí điểm thành công này, bước tiếp theo của nhóm nghiên cứu sẽ là cải tiến công nghệ để giúp người dùng có trọng lượng và cỡ giày khác nhau dễ tiếp cận hơn.

Wijesundara nói: “Xét đến tác động của chứng loét bàn chân, thật thú vị khi chúng ta có thể tạo ra sự khác biệt thực sự trong cuộc sống của rất nhiều người”.