Combinatie van loopanalyse en eindige-elementenmodellering om ontlastende inlegzolen voor calcaneuze ulcera te optimaliseren

Waarom het beschermen van de hiel belangrijk is

Voor mensen met diabetes kan een klein zweertje op de hiel uitgroeien tot een ernstig, langzaam genezend wondje dat zelfs tot amputatie kan leiden. Deze hielwonden, calcaneuze ulcera genoemd, worden vaak veroorzaakt door hoge drukken onder de hiel telkens wanneer iemand staat of loopt. Deze studie kijkt naar iets ogenschijnlijk eenvoudigs: hoe we ruimte uitsnijden onder de hiel in een schoeninlegzool — en toont aan dat de precieze vorm en grootte van die lege ruimte een groot verschil kunnen maken in het beschermen van kwetsbare huid en het voorkomen van terugkerende wonden.

Ieder stapje als bron van schade

Bij het lopen is de hiel het eerste deel van de voet dat de grond raakt en draagt kortstondig meer dan de helft van het lichaamsgewicht. Bij mensen met diabetes kan zenuwbeschadiging pijn dempen, waardoor gevaarlijke drukniveaus onopgemerkt blijven. Herhaalde belasting kan na verloop van tijd kleine bloedvaatjes samenpersen, weefsels van zuurstof beroven en de huid doen afbreken, wat leidt tot ulcera die pijnlijk, moeilijk te genezen en kostbaar zijn voor de gezondheidszorg. Ontlasten—een strategie die druk wegverdeelt van risicovolle plekken—is al een kernprincipe in de zorg voor de diabetische voet. Toch is er verrassend weinig harde bewijslast over welke uitsnijdvormen onder de hiel het beste werken.

Verschillende holtevormen testen

De onderzoekers concentreerden zich op drie eenvoudige geometrieën voor een lege ruimte (of “holte”) onder een gesimuleerde hielwond: een cilinder, een bol en een kegel. Elke vorm werd getest in drie maten: 50% kleiner dan een gangbare klinische maat, de gangbare maat zelf en 50% groter. Alle inlegzolen waren gemaakt van hetzelfde dempende schuim en nauwkeurig gefreesd uit computerontwerpen zodat alleen de vorm en grootte van de holte verschilden. Een gezonde vrijwilliger liep eerst op blote voeten en daarna met elke inlegzool over een drukmeetplatform, waarmee het team kon meten hoe elk ontwerp de druk onder de voeten herverdeelde tijdens natuurlijk lopen.

Reëel lopen combineren met computermodellen

Het meten van drukken aan het huidoppervlak vertelt maar de helft van het verhaal. Een inlegzool die de druk op de hiel sterk verlaagt, kan toch gevaarlijke interne spanningen ontwikkelen die leiden tot scheuren, vervorming of verlies van ondersteuning in de loop van de tijd. Om dit aan te pakken combineerden de auteurs hun loopmetingen met gedetailleerde computersimulaties, bekend als eindige-elementenanalyse. Met echte materiaaltesten van het schuim om hun model te parametriseren, berekenden ze hoe elke holtevorm en -grootte spanningen en vervormingen binnen de inlegzool veranderde tijdens twee cruciale momenten van het lopen: het ogenblik dat de hiel de grond raakt en de periode waarin de hiel volledig belast is.

Wat de hiel hielp — en wat de inlegzool belastte

De looptesten lieten zien dat alle drie holtevormen de piekdruk verlaagden vergeleken met lopen op blote voeten, maar niet in gelijke mate. De conische holte gaf de grootste daling en sneed de piekdruk op de hiel met ongeveer een derde in beide voeten. De bolvormige holte presteerde bijna even goed, terwijl de cilindrische holte een kleinere maar consistente vermindering liet zien. De computermodellen onthulden echter een afweging: grotere conische en bolle holtes neigden ertoe hoge, gefocuste spanningen in het schuim te genereren, wat de levensduur van de inlegzool kan verkorten of de prestatie kan laten verslechteren. Cilindrische holtes, vooral bij grotere diameters, verdeelden de spanningen gelijkmatiger en hielden interne krachten lager en voorspelbaarder, hoewel ze de piekdruk op de huid niet zo agressief verminderden.

Een praktisch evenwicht voor patiënten vinden

Gezamenlijk suggereren de resultaten dat er geen enkele “perfecte” holtevorm is; elk biedt een andere balans tussen directe bescherming en duurzaamheid op lange termijn. Conische holtes kunnen het beste zijn wanneer maximale kortetermijnontlasting nodig is voor een ernstig of hardnekkig hielulcus, maar ze kunnen nauwere follow‑up en frequentere vervanging vereisen. Bolvormige holtes bieden een middenweg, met sterke ontlasting en gunstiger interne spanningsverdeling, wat ze veelbelovend maakt voor langduriger gebruik. Cilindrische holtes leveren het meest robuuste en voorspelbare gedrag, wat waardevol kan zijn voor bredere klinische toepassing of voor patiënten met grotere risicogebieden. Hoewel deze haalbaarheidsstudie slechts één gezonde vrijwilliger gebruikte, laat ze een krachtige benadering zien — het combineren van realistische loopdata met computermodellering — om slimmere, patiëntspecifieke inlegzolen te ontwerpen die kwetsbare hielen beter beschermen.

Bronvermelding: Karatoprak, A.P., Aydin, L. Combining gait analysis and finite element modeling to optimize offloading insoles for calcaneal ulcers. Sci Rep 16, 6383 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35750-9

Trefwoorden: diabetische voetulcera, hieldruk, ontlastende inlegzolen, loopanalyse, eindige-elementenmodellering