Background 3D manufacturing is a newer technology that shows potential and has gained interest in the world of medical devices. It has been used to produce custom made foot orthotics (CFO)s, but little evidence on the biomechanical effects is available. The literature suggests that the 3D manufactured CFOs (3DMCFO) have comparable outcomes as conventional manufactured CFOs (CMCFO). Purpose The purpose of this pilot study was to investigate biomechanics and comfort in the 3D manufacturing method, because of the lack of biomechanical evidence in literature, and because comfortable orthotics are a prerequisite for an optimal foot orthosis. Methods This pilot project uses a randomized crossover study design to test if there is a difference in plantar pressure distribution and comfort between 3DMCFOs and CMCFOs on two participants (n=2). To investigate the plantar pressure distribution the F-scan® in-shoe sensors was used to measure peak plantar pressures. To evaluate comfort the Orthosis Comfort Score (OCS) was used. Result For both participants similar results of mean peak pressures could be seen in some areas in the two CFOs, where in other areas contradictory results were seen. The comfort in the two CFOs was similar. Conclusion Similarities was seen in plantar pressure distribution and comfort in the two CFOs in both participants. However, the validity and reliability are low because of the low number of participants. / Baggrund 3D print er en nyere produktionsmetode som viser potentiale og har vækket interesse inden for medicinske hjælpemidler. 3D printning er blevet brugt til at producere specialfremstillede fod ortoser (SFO), men der er lav evidens for dens biomekaniske effekt. Litteraturen viser at 3D printede SFOer har sammenlignelige resultater som konventionel produceret SFOer. Formål Formålet med dette projekt var at undersøge biomekanik og komfort for 3D- produktionsmetoden. Dette blev undersøgt fordi der er lidt evidens inden for området, og fordi komfort er en forudsætning for en optimal fod ortose. Metode Dette pilotstudie bruger et randomiseret kontrolleret studie design for at teste om der er en forskel imellem 3D produktionsmetoden og den konventionelle produktionsmetode når der kigges på trykfordeling og komfort i to deltagere (n=2). For at undersøge trykfordeling under foden bruges F- scan® indlæg-sensor, for komfort bruges The Orthosis Comfort Score. Resultat For begge deltagere var der overensstemmelser i de gennemsnitlige høje tryk og i komfort for begge SFOer, hvor der i nogen områder var uoverensstemmelser. Konklusion For de to SFOer, overensstemmelser kunne ses i trykfordelingen under foden og i komfort. Validiteten og pålideligheden for dette projekt er dog ikke højt på grund af det lave deltagerantal.

Ce travail de thèse vise à évaluer le rôle des afférences cutanées plantaires dans le contrôle postural et oculomoteur en manipulant l’extéroception plantaire à l’aide de stimulations mécaniques plantaires fines. La 1ère étude a montré que des éléments médio-plantaires fins externes (EME) et surtout internes (EMI) améliorent la stabilité orthostatique et postériorisent le CPP de sujets jeunes et sains lors de mouvements des yeux. Ils ont aussi une action spécifique sur la vergence (pas sur les saccades) : les EMI augmentent l’amplitude phasique de divergence et diminuent la partie tonique, autrement dit agissent surtout sur la composante pré-programmée du mouvement ; alors que les EME agissent sur la convergence en augmentant son amplitude tonique, composante contrôlée sous influence de la rétroaction visuelle. Les inserts influent de manière directe sur le contrôle postural et oculomoteur par des voies spécifiques et indépendantes. La 2ème étude explique la variabilité des réponses des sujets de la 1ère. Nous avons mesuré leur degré d’utilisation des afférences extéroceptives plantaires par la méthode du Quotient Plantaire (QP = Surface CPP mousse / Surface CPP sol dur X 100). Un QP<100 suggère une Inefficience des Afférences Plantaires (IAP) : les sujets IAP ne présentent plus d’amélioration de leur stabilité ni aucune modification de la vergence avec les inserts plantaires. Nous proposons que cette situation soit non physiologique et relève d’un dysfonctionnement non douloureux latent des récepteurs plantaires, opposant les sujets IAP aux sujets ayant un QP normal. La 3ème étude a investigué les rapports entre l’utilisation des afférences plantaires et visuelles chez de jeunes adultes sains avec la méthode du QP et du Quotient du Romberg (QR). Elle mis en évidence l’existence d’une utilisation synergique des afférences visuelles et plantaires en vision de près, uniquement chez les sujets au QP normal. Les sujets IAP ont un QR plus bas que les sujets au QP normal, en vision de près et sur sol dur uniquement. Sur mousse, leur QR des sujets IAP augmente ; les yeux fermés, leur QP augmente, ce qui objective une asynergie visuo-podale. La 4ème étude, sur la même population, a montré qu’un EME bilatéral augmente l’esophorie, uniquement de loin et chez les sujets IAP. La 5ème étude a révélé l’influence de l’extéroception plantaire sur la perception de la Verticale Visuelle Subjective (VVS) sur la même population. Elle a montré une diminution de l’erreur vers la gauche de près chez les sujets au QP normal avec un EME droit, ainsi qu’une diminution de l’erreur absolue de loin chez les sujets IAP avec un EMI bilatéral. L’ensemble de ces travaux consolide au plan théorique l’importance des afférences plantaires aussi bien pour le contrôle orthostatique, le contrôle de la vergence, la perception de la VVS et l’alignement des yeux (phories). Ils démontrent que l’utilisation de ces afférences est variable selon les sujets et ont des implications cliniques pluridisciplinaires. / This thesis aims at assessing the role of plantar cutaneous afferents in postural and oculomotor control by manipulating plantar exteroception with thin mechanical plantar stimulations. The 1st study showed that lateral, and even more medial mid-foot plantar inserts (LAS / MAS) improve stability in quiet stance and induce a backward shift of the CoP of young healthy subjects during eye movements. They also have a specific action upon vergence (not saccades): MAS increase the phasic amplitude of divergence and decrease its tonic part, in other words they mainly act on the pre-programmed component of the movement; whereas LAS act upon convergence, increasing its tonic amplitude, which is under the influence of visual retroaction. The inserts have a direct influence upon postural and oculomotor control through specific and independent paths. The 2nd study explained the variability of the subjects’ answers of the former. We measured their degree of reliance upon plantar cutaneous afferents with the Plantar Quotient method (PQ = Surface CoP foam / Surface CoP firm gorund X 100). A PQ<100 suggest a Plantar Extercoeptive Inefficency (PEI): PEI subjects do not show any improvement of their stability or any modification of vergence with the inserts. We propose that this situation is non-physiological and results from a non-noxious latent dysfunction of the sole receptors, opposing the PEI subjects to those who have a normal PQ. The 3rd study investigated the relationship between the use of plantar and visual afferents in young healthy subjects with the method of the PQ and Romberg Quotient (RQ). It has evidenced the existence of a synergic use of visual and plantar afferents in close-distance vision, only among normal PQ subjects. The PEI subjects have a significantly lower RQ than the others only at close distance on firm ground. On foam, their RQ increases; eyes closed, their PQ increases, which objectifies a visual-podal asynergy. The 4th study, on the same population, showed that a bilateral LAS increase esophoria only at far distance and among the PEI subjects. The 5th study revealed the influence of plantar exteroception upon the perception of verticality on the same population. It has brought out a decrease of the leftward error at near distance among the normal PQ subjects with a right LAS, and a decrease of the absolute error at far distance among the PEI subjects with a bilateral MAS. Taken together, these studies support, from a theoretical point of view, the importance of plantar afferents for postural control as well as vergence control, SVV estimation and eyes alignment (phorias). They demonstrate that the use of these afferents depends on the subjects and have multidisciplinary clinical implications.