从每个鞋垫样品的剪切刚度来看，标准护理鞋垫的最高剪切刚度为223 kPa，其次是全3D打印小晶格鞋垫(191 kPa)、混合3D打印小晶格鞋垫 (160 kPa)、混合3D打印大晶格鞋垫(122 kPa)，最后是全3D打印大晶格鞋垫(109 kPa)，说明在给定剪切位移下，在测试的剪切应变范围内，标准护理鞋垫的刚度最高。

研究者还测试了穿戴不同鞋垫时足底压力的降低情况。实验表明，无卸荷区标准护理鞋垫在行走过程中足底压力峰值较普通标准鞋垫增加(平均值±标准差:268.8±7.0 kPa vs. 248.8±9.9 kPa)。混合和全3D打印鞋垫在卸载区域的最大足底压力峰值值分别为207.8±9.6kPa(与普通标准鞋垫相比减少了16.5%)和209.3±2.9kPa(与标准化鞋垫相比减少了15.9%)(图5)。

图5 穿戴不同鞋垫时足底压力分布情况

该研究表明，两种使用3D打印工艺制作的鞋垫至少与标准护理鞋垫一样耐用，而且全3D打印的鞋垫在重复载荷的作用下有更低的刚度增长，表明其具有更高的耐用性能。因此，从患者的角度来看，鞋垫的舒适度可能与标准护理鞋垫相当或超过标准护理鞋垫。3D打印鞋垫制作方法和材料选择表明，其具有更低的剪切刚度，这可以减少佩戴者足底组织上的剪切应力。并且通过控制鞋垫内部晶格大小可以实现区域控制抗剪刚度和抗压刚度的能力，以满足患者的特定需求。

参考文献：

Hudak Y F, Li J-S, Cullum S, et al. "A novel workflow to fabricate a patient-specific 3D printed accommodative foot orthosis with personalized latticed metamaterial." Medical Engineering & Physics(2022)