Bewegung gehört zu einem gesunden Lebensstil und beugt chronischen Krankheiten vor. Zu den von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfohlenen körperlichen Aktivitäten zählt auch das Laufen, das sich wegen der einfachen Umsetzung großer Beliebtheit erfreut: Es braucht keine speziellen Sportanlagen oder Ausrüstung – außer Laufschuhe. Allerdings müssen die Laufschuhe so konzipiert sein, dass sie Verletzungen und chronische Überlastungssyndrome verhindern.
Laufen soll also gesund sein, kann aber tatsächlich auch schädlich sein – zum Beispiel, wenn der Schuh falsch ist. Ein Forschungsteam des Lehrstuhls Biomechanik der Uni Bayreuth (Deutschland) hat Sohlen von mehr als 100 Laufschuhen untersucht. Über ein Drittel der Sohlen waren im Fersenbereich schlecht konstruiert und erhöhen damit das Verletzungsrisiko.
Die Ergebnisse wurden im Fachjournal "Bioengineering" veröffentlicht.
Die Fersensegmente von Laufschuhen sind für die Dämpfung enorm wichtig. Gut gedämpfte Schuhe absorbieren die Energie, die beim Auftreten entsteht, und verhindern damit, dass das Bein diese Energie aufnehmen muss. Überlastung von Muskeln und Gelenken wird so verhindert. Komprimiert sich das Material der Fersensegmente nur leicht, fühlen sich die Schuhe durch die geringe Dämpfung hart an. Doch auch zu weiches Material kann sich beim Laufen hart anfühlen, da die Ferse durch die zu starke Materialkomprimierung durchschlägt und man den Boden spürt. Es sollte also einen optimalen Punkt zwischen den beiden Extremen geben, an dem die Ferse gut gedämpft ist.
"Die bisherigen Standards zur Prüfung des Fersensegments von Sportschuhen sind nicht optimal, da sie die Schuhe mit einer Energieabsorption von genau fünf Joule testen. Allerdings läuft nicht jeder Mensch gleich, daher produziert nicht jeder bei jedem Fersenauftritt fünf Joule Energie", sagt Prof. Dr. Franz Konstantin Fuss vom Lehrstuhl Biomechanik der Universität Bayreuth und Leiter der Studie. Daher hält er bessere Methoden für nötig, die nicht auf starren Messwerten basieren.
Fuss hat mit zwei Doktoranden deshalb ein neues Prüfsystem zur Messung der Eigenschaften von Fersensegmenten entwickelt. Diese Methode berechnet das Verhältnis von absorbierter Energie zur aufgebrachten Kraft und bestimmt den sogenannten Schulterpunkt, an dem dieses Verhältnis sein Maximum erreicht, also am meisten Energie bei möglichst geringer Kraft aufgenommen wird. Dieses Maximum ist ideal für die Stoßdämpfung beim Laufen.
Mit ihrer neuen Methode haben die Forscher aufgedeckt, dass von den 112 getesteten Schuhmodellen 38 % über- oder unterkonstruiert sind. "Diese Konstruktionsfehler sind natürlich von den Herstellern unbeabsichtigt, da bisher keine optimale Testmethode zur Verfügung stand. Dies zeigt allerdings auch, dass Richtlinien für Design und Konstruktion von Fersensegmenten nötig sind, um so Verletzungen vorzubeugen", sagt Fuss.
Darüber hinaus liefert die Studie erste Ansätze für 3D-gedruckte Schuhsohlen, bei denen die Fersensegmente durch einfaches und systemisches Design individuell an Läufer angepasst werden können.
