Un recente studio statunitense, pubblicato su ACS Applied Materials & Interfaces, presenta un nuovo modello di plantare dotato di sensori piezoresistivi di pressione da utilizzare per un monitoraggio in real-time della distribuzione della pressione plantare.
La particolarità di questo plantare sta nell’alto numero di sensori distribuiti lungo la sua superficie, pari a 173, che lo differenzia da molti altri prodotti, dove i sensori sono concentrati nelle aree a massima pressione, ovvero il tallone e l’avampiede.
Questo device è dotato di alta flessibilità e durata, nonostante la presenza di tanti sensori piezoresistivi, il che è possibile grazie alla scelta della miscela utilizzata per la stampa in 3D, ovvero un insieme personalizzato di carbonio, resina epossidica ed elastomero (CE2), sapientemente bilanciata.
La stessa rete di sensori è stata realizzata con una tecnica serigrafica su un substrato di circuito stampato flessibile. Il sistema è, infine, dotato di un circuito di comunicazione che registra le misurazioni e le può inviare a un device esterno via bluetooth low energy: questo sistema è posizionato sul tallone, fuori dalla scarpa, e collegato al plantare da un sistema flessibile FFC.
Il device può essere personalizzato, in particolare modulando le quantità di carbonio, resina epossidica ed elastomero presente nella miscela di stampa, così da essere ottimizzato per il peso del singolo paziente, garantendo una risposta altamente sensibile e un intervallo di funzionamento ottimale.
La realizzazione del prototipo ha visto la collaborazione di diversi istituti statunitensi, capitanati dalla Scuola di Ingegneria Meccanica George W. Woodruff del Georgia Institute of Technology.
La fase di testing
Oltre alle caratteristiche tecniche e costruttive del prototipo, lo studio pubblicato riporta anche gli esiti di una fase di testing condotta su volontari in situazioni di laboratorio che mimano attività del quotidiano.
In particolare, questi test dimostrano la capacità del device di fornire un’immagine della pressione plantare a un’alta risoluzione spaziale, il che può consentire di valutare la presenza di patologie, come il piede diabetico, ma non solo.
L’applicabilità è possibile anche in ambito sportivo, per lo studio e il miglioramento delle performance.
Il nuovo plantare ha, inoltre, mostrato di possedere un’alta sensibilità e di essere comodo da utilizzare.
Le fasi di valutazione del prototipo suggeriscono, inoltre, la possibilità di incorporare nel circuito algoritmi di intelligenza artificiale, per esempio al fine di leggere in tempo reale i dati acquisiti dai sensori e definire il tipo di attività svolta dal paziente nel mentre.
Sebbene il plantare sia progettato per durare nel tempo (lo strato che contiene i sensori è incapsulato con il polimero parylene-C), è possibile che a un certo punto si degradi: ciò, sottolineano i progettatori, non è un problema, perché la realizzazione di questo plantare è semplice ed economica, rendendo possibile sostituirlo.
Lee J, Lee J, Lee YJ, Kim H, Kwon Y, Huang Y, Kuczajda M, Soltis I, Yeo WH. Flexible Smart Insole and Plantar Pressure Monitoring Using Screen-Printed Nanomaterials and Piezoresistive Sensors. ACS Appl Mater Interfaces. 2025 Aug 20;17(33):47153-47161. doi: 10.1021/acsami.5c08296. Epub 2025 Jul 29. PMID: 40729702.
