Ứng dụng sản phẩm carbon y sinh trong chấn thương chỉnh hình, phẫu thuật thần kinh, chữa bỏng và các loại vết thương

20/02/2014

Các sợi carbon dùng trong y học là thành phần của các cellulosa của cây thông trải qua quá trình xử lý bằng nhiệt ở nhiệt độ cao (3.0000C) cho một vật liệu carbon đồng nhất, rất tinh khiết (chiếm 99% carbon) và sạch, vẫn giữ được cấu trúc mô. Các tổ hợp carbon (carbon compozit) là sự kết hợp của carbon với một chất kết dính polyamit cho một vật liệu mới, có nhiều ưu điểm mà mỗi thành phần cấu tạo không có (Miller)

Năm 2008, Trung tâm Công nghệ Vật liệu - Viện ứng dụng Công nghệ - Bộ Khoa học và Công nghệ đã nghiên cứu đề tài: “ứng dụng sản phẩm carbon y sinh trong chấn thương chỉnh hình, phẫu thuật thần kinh, chữa bỏng và các loại vết thương”. Đề tài đã phẫu thuật chỉnh hình, vá sọ, chữa bỏng và các vết thương bằng carbon cho các bệnh nhân tại Bệnh viên Đa khoa tỉnh Vĩnh Phúc, Trung tâm y tế huyện Lập Thạch, Yên Lạc. Kết quả cụ thể như sau:

1. Khái niệm về vật liệu carbon trong y học:

Các sản phẩm trong y học được chế tạo bằng vật liệu carbon và compozit carbon có nhiều đặc tính ưu việt hơn các loại vật liệu truyền thống (kim loại, gốm) như nhẹ hơn, có tính tương thích sinh học rất tốt với cơ thể người. Những sản phẩm y sinh cao cấp đã ra đời như van tim, lồng đệm cột sống, chỏm xương đùi, nẹp kết hợp xương, tấm vá sọ, ống nối động mạch chủ, dụng cụ cấy ghép răng hàm mặt đã đưa vào điều trị cho nhiều bệnh nhân.

2. Các sản phẩm carbon y sinh:

- Vật liệu làm băng chữa bỏng và vết thương;

- Vật liệu carbon dùng để khâu mô mềm, làm dây chằng;

- ứng dụng vật liệu tổ hợp carbon trong khoa răng - hàm - mặt;

- Miếng ghép mô xương bằng compozit carbon-carbon;

- Các mạch máu nhân tạo và ống nối bằng vật liệu carbon;

- Chỏm xương đùi;

- Các loại nẹp kết hợp xương;

- Đĩa đệm cột sống;

- ống nối động mạch;

- Mảnh ghép thay thế khuyết tật xương sọ;

- Các sản phẩm cấy ghép khác: Đinh nội tuỷ và phẫu thuật xương sống.

2.1. Công nghệ sản xuất nẹp C-PEEK

PEEK là nhựa nhiệt dẻo bán tinh thể mạch vòng (25-35% tinh thể), nhiệt độ nóng chảy 3.4000C, đỉnh kết tinh ở khoảng 1.6000C (- C6H4 - O - C6H4 - O - C6H4 - CO -)n. Nhựa PEEK được đặc trưng bởi độ bền cao, đặc biệt bền trong môi trường thuỷ phân và bền với các bức xạ ion hoá.

Một số tính năng của nhựa PEEK so với các loại nhựa nhiệt dẻo cao cấp khác

Các thông số

PA.12

PEEK

K (polyimit)

Độ bền kéo (MPa)

52

100

 

 

Độ bền uốn (MPa)

95

170

 

 

Modul uốn (GPa)

1,5

4

3,8

Độ bền va đập (KJ/m2)

 

 

6,4

1,9

Độ hút ẩm (%)

1,5

0,5

2

Nhiệt độ kết tinh Tg (DSC) (0C)

45

144

250

Nhiệt độ gia công (0C)

220

390

550

Công trình nghiên cứu đã tính được tỷ lệ độ cứng của nẹp C-PEEK là khoảng 40% so với nẹp kim loại thích ứng cho cẳng tay, độ dày của nẹp tương ứng 2,6 mm. Với xương đùi và xương chân là 63- 68% độ cứng nẹp kim loại, tương ứng độ dày 3,2 mm. Hiện tại Trung tâm Công nghệ Vật liệu đã chế tạo các loại nẹp với độ dày như sau: Nẹp cẳng tay, cánh tay: 3,0 mm; Nẹp đùi và xương chân: 4,0 mm.

2.2 Kết luận về sản phẩm nẹp kết hợp xương thế hệ mới C-PEEK

Với sản phẩm nẹp kết hợp xương thế hệ mới C-PEEK với công nghệ ép đầu vít chìm qua thử nghiệm trên động vật có tính tương thích sinh học tốt, qua kết quả lâm sàng trên 100 bệnh nhân cho kết quả tốt 100%. Hướng sắp tới là cần đầu tư chế tạo nhiều sản phẩm mới hơn cho các vị trí vùng trên, dưới xương đùi, cánh tay...

2.3. Lựa chọn vật liệu ghép dùng trong tạo hình hộp sọ

Xương là bộ phận sớm được chú ý trong việc cấy ghép khi một phần của nó trong cơ thể bị mất đi do bệnh lý hoặc chấn thương gây nên. Xương sọ là một xương có nhiều đặc thù riêng trong hệ xương của cơ thể người. Vai trò đặc biệt quan trọng là bảo vệ não bộ, là cơ quan quan trọng nhất điều khiển mọi hoạt động sống trong cơ thể con người cùng với vai trò thẩm mỹ cho bộ mặt cơ thể con người.

Vật liệu dùng cấy ghép tạo hình hộp sọ khuyết đòi hỏi nhiều đặc điểm riêng, không giống như các vật liệu dùng trong chấn thương chỉnh hình. Ngoài yêu cầu như không có đào thải về mặt sinh học, đảm bảo độ vững chắc, nó cần phải có thêm yêu cầu nữa đó là đảm bảo chức năng bảo vệ não được tốt, tức là vật liệu ghép phải có các đặc tính cơ - lý càng gần giống xương sọ càng tốt.

Phân loại vật liệu ghép trong phẫu thuật tạo hình sọ khuyết:

- Vật liệu ghép tự thân (Autogenous)

- Vật liệu ghép là xương đồng loại (Homogenous)

- Vật liệu ghép dị loại (Heterogenous):

3.1. Kết quả phẫu thuật kết hợp xương bằng vật liệu compozit cacbon cấu trúc C-PEEK:

Tổng số bệnh nhân: 22 bệnh nhân, trong đó có: 13 bệnh nhân dùng 2 nẹp cho xương cẳng chân; 1 bệnh nhân dùng 1 nẹp cho xương chày phải; 7 bệnh nhân gãy xương đùi.

Nhận xét:

Nẹp C-PEEK có tính tương đồng sinh học tốt hơn C2, C3.

Nẹp vững hơn, mỏng hơn, tốt hơn các loại nẹp C2, C3.

Các bệnh viện Đa khoa, tuyến tỉnh đều có thể dùng loại nẹp này.

3.2. Bản đánh giá kết quả phẫu thuật tạo hình khuyết hổng hộp sọ bằng tấm vá sọ toàn phần compozit carbon chế tạo theo công nghệ CAD-CAM

Vật liệu ghép: Compozit carbon được chế tạo thành tấm vá sọ toàn phần.

Kỹ thuật:

- Gây mê;

- Chọn đường rạch da phù hợp;

- Bóc tách bộc lộ ổ khuyết;

- Sửa sẹo não  màng não (nếu có);

- Vá màng não (nếu có);

- Sửa bờ ổ khuyết sọ;

- Tạo mảnh vá sọ phù hợp, khoan các lỗ sàng để dẫn lưu;

- Cố định mảnh ghép vào bờ ổ khuyết sọ;

- Dẫn lưu dưới da đầu, hút vừa phải;

- Đóng da kín;

- Băng ép nhẹ.

Kết quả phẫu thuật:

- Tạo hình thành công: 9

- Liền sẹo kỳ đầu: 9

- Thời gian điều trị: 8 - 10 ngày;

- Cải thiện hội chứng khuyết sọ;

- Thất bại: 1 (Do tiết dịch vết mổ kéo dài, gia đình xin chuyển tuyến).

Kết luận:

Mảnh vá hộp sọ toàn phần compozit carbon được ép trên khuôn ứng dụng công nghệ CAD-CAM là sản phẩm rất tốt cho tạo hình khuyết hổng vòm sọ;

Kỹ thuật mổ không phức tạp, có thể phổ cập cho các bệnh viện tuyến tỉnh;

Đề nghị tiếp tục nghiên cứu, khi có điều kiện tạo hình mảnh ghép phù hợp cho từng loại khuyết sọ.

3.3. Kết quả ứng dụng băng carbon để chữa bỏng và các loại vết thương.

* Băng vải carbon được chế tạo từ sợi visco dùng điều trị các vết thương:

- Chữa các vết thương, vết bỏng bị nhiễm trùng;

- Đắp lên vết thương sau khi phẫu thuật.

* Với các tính năng đặc biệt:

- Chống nhiễm trùng;

- Vết thương mau lành;

- Khi tháo băng không bị dính;

- Giảm đau vết thương;

- Sử dụng lại nhiều lần.

Đề tài đã đưa kỹ thuật y sinh mới ứng dụng vào lĩnh vực y tế của Tỉnh; Nâng cao tiềm lực khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực chấn thương chỉnh hình, phẫu thuật thần kinh, chữa bỏng và các loại vết thương; Phục vụ điều trị cho bệnh nhân trong Tỉnh với hiệu quả cao, chi phí thấp, rất phù hợp với bệnh nhân nghèo của các tỉnh miền núi, trung du, vùng sâu, vùng xa.

 

 

Cổng TTGTĐT  sưu tầm

Các tin đã đưa ngày: