Ziel der Entwicklung
Die Zielstellung des Forschungsvorhabens war die Entwicklung einer textilen Einlage, welche in einen Kinderschuh eingelegt wird und mit dem wachsenden Kinderfuß mitwächst.
Ein passender Schuh sollte mindestens 10 mm länger als die Fußlänge sein, damit bei der Abrollbewegung des Schrittes die Zehen genügend Platz haben. Da Kinderfüße sehr schnell wachsen - 1,5 mm pro Monat im Lebensalter von 1 bis 3 Jahren, 1 mm im Lebensalter von 3 bis 6 Jahren und ca. 0,8 mm im Lebensalter von 6 bis 10 Jahren – wird geraten, Kinderschuhe so zu kaufen, dass die Innenschuhlänge bis zu 17 mm länger ist, als die gemessene Kinderfußlänge.
In verschiedenen Studien wurde nachgewiesen, dass zwischen 50 % und 85 % der Kinderschuhe nicht passen. Es herrscht der allgemeine Konsens, dass schlechtsitzende Kinderschuhe einen negativen Einfluss auf die Fußentwicklung haben. So berichteten verschiedene Forschergruppen von Deformationen der Zehen, hauptsächlich ein abweichender Winkel der Großzehe zum Normalstand (Beginn eines Hallux valgus) sowie von muskulären Schäden und anderen Deformationen des Vorfußes (Knick- und Senkfuß, Krallenzehen). Entgegen der allgemeinen Annahme, dass sich diese Verformungen wieder herauswachsen, weisen Studien nach, dass die Fußentwicklung bereits mit 60 Monaten zu 90 % abgeschlossen ist. Dies bedeutet, dass sich Formvarianten der Füße bereits im Grundschulalter nur noch in sehr seltenen Fällen spontan korrigieren und daher bestehende Fußdeformationen behandelt werden müssen.
Mit der Empfehlung, die Passform der Schuhe alle 6 Wochen bis 3 Monate (je nach Alter des Kindes) zu prüfen, soll dem Tragen von zu kleinen Schuhen begegnet werden. Allerdings erweist sich dies im Alltag mit Kindern oft als unpraktisch. Die Straßenschuhe oder Hausschuhe zu Hause zu prüfen ist meist einfach und erfolgt in weitgehend zufriedenstellender Weise. Die (Haus-)Schuhe in der Kindertageseinrichtung zu prüfen, wird dagegen häufig aufgrund von Zeitnot vergessen. Und gerade diese Schuhe tragen die Kinder die meiste Zeit des Tages. Hier setzt die in diesem Forschungsprojekt entwickelte mitwachsende Einlegesohle an. Mit der Entwicklung der textilen Komponenten der mitwachsenden Einlage wurden die Grundlagen für eine Einkopplung von Sensoren geschaffen, um die Einlage zu einem interaktiven Hilfsmittel zu erweitern. Diese soll betreuenden Personen einen Hinweis, zum Beispiel in Form einer Nachricht per Bluetooth auf das Smartphone, geben, wenn der Fuß gewachsen und ggf. der Schuh zu klein geworden ist. Aufgrund der Warnung kann der Schuh ausgetauscht werden, bevor die Zehen den vorderen Bereich des Schuhes erreichen und somit Fußdeformationen vorgebeugt werden.
Vorteile und Lösungen
Die textile Entwicklung war der wichtigste Schritt hin zu einer mitwachsenden und warnenden Kinderschuheinlage. Hierbei stand vor allem das „Mitwachsen“ im Mittelpunkt der Entwicklung. Diese Herausforderung wurde über eine auxetische Struktur gelöst. Die Entwicklung einer flachen textilen Fläche, die auxetische Eigenschaften aufweist, war die Kernaufgabe des Projektes. Flach bzw. nicht auftragend musste die Struktur sein, damit sie im Kinderschuh nicht für zusätzliche Einengung sorgt. Durch die Verwendung einer auxetischen Struktur konnte gewährleistet werden, dass ggf. eingebrachte Sensoren an den relevanten Stellen verbleiben. Bringt man beispielsweise einen Sensor oberhalb der großen Zehe an, so bleibt der Sensor, auch wenn der Fuß in Länge und Breite wächst, durch das Mitwachsen der Einlage oberhalb der großen Zehe. Eine weitere wichtige Entwicklungsaufgabe war es, die auxetische Struktur zum Mitwachsen anzuregen. Dies konnte über eine Stützstruktur erreicht werden. Diese Stützstruktur musste textiltechnisch so an die Einlage angebunden werden, dass sie mit einer gleichverteilten Kraft auf die Einlegesohle einwirkt. Denn nur so kann die auxetische Struktur in gewünschter Weise mitwachsen. Auch die Stützstruktur bedarf einer gut durchdachten, textilen Konstruktion. Sie muss am Fuß weich und anschmiegsam sein, muss in Gegenzug aber auch genügend Rückstellkraft aufweisen, um die Einlage zu vergrößern.
1 Als auxetische Struktur versteht man Konstruktionen, die sich z.B. unter Einwirkung von Zugkräften nicht wie üblich verjüngen, sondern in der Breite zunehmen.
Zielgruppe und Zielmarkt
In diesem Projekt wurde marktvorbereitende Forschung betrieben. Die Entwicklung weist einen Technologiereifegrad von 4 auf. Für eine Markteinführung ist weiterer Forschungsbedarf vorhanden. Das wirtschaftliche Marktfeld der mitwachsenden Einlegesohle nach aufbauender Forschung (Folgeprojekt) ist nicht auf den Einsatz in Kinderschuhen beschränkt. Auch bei Diabetikern und Demenzkranken kann eine solche Einlage sinnvoll sein.
