Đang tải... (xem toàn văn)
TIỂU LUẬN VẬT LIỆU SINH HỌC TRONG CHẤN THƯƠNG CHỈNH HÌNH, NHA KHOA Ngày nay dân số ngày càng ngày càng tăng nhanh kéo theo đó là các tệ nạn , bệnh tật và các tai...
BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM MÔN: CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRÊN NGƯỜI VÀ ĐỘNG VẬT TIỂU LUẬN: VẬT LIỆU SINH HỌC TRONG CHẤN THƢƠNG CHỈNH HÌNH, NHA KHOA GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung Nhóm: 13 Lữ Khánh Duy 11306331 Hoàng Thị Lộc 11333531 Phan Phúc Thiện 11325911 Nguyễn Thanh Thúy 11307391 Tống Thị Thanh Thúy 11261831 Trần Thị Minh Thùy 11276771 Nhan Minh Trí 11270841 Phạm Dương Tú Trinh 11315091 Phan Nguyễn Thanh Tuyền 11299711 TP.HCM, tháng 03 năm 2012 BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM MÔN: CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRÊN NGƯỜI VÀ ĐỘNG VẬT TIỂU LUẬN: VẬT LIỆU SINH HỌC TRONG CHẤN THƢƠNG CHỈNH HÌNH, NHA KHOA GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung Nhóm: 13 Lữ Khánh Duy 11306331 Hồng Thị Lộc 11333531 Phan Phúc Thiện 11325911 Nguyễn Thanh Thúy 11307391 Tống Thị Thanh Thúy 11261831 Trần Thị Minh Thùy 11276771 Nhan Minh Trí 11270841 Phạm Dương Tú Trinh 11315091 Phan Nguyễn Thanh Tuyền 11299711 TP.HCM, tháng 03 năm 2012 Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung MỤC LỤC I MỞ ĐẦU Đặt vấn đề 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Phương pháp nghiên cứu II NỘI DUNG Tính tương hợp vật liệu sinh học 1.1 Đáp ứng miễn dịch thể với vật liệu sinh học .2 1.2 Quy trình đánh giá tính tương hợp vật liệu sinh học Vật liệu sử dụng chế tạo vật liệu sinh học ứng dụng chấn thương chỉnh hình .9 2.1 Silicone 2.2 Vật liệu gốm y sinh Hydroxyapatit (HAp) 11 2.3 Composite cacbon 12 2.4 INTOST- 13 2.5 Zirconia(làm giả) 14 Ứng dụng vật liệu sinh học chấn thương chỉnh hình 14 3.1 Xương nhân tạo 14 3.2 Khớp nhân tạo 18 Ứng dụng vật liệu sinh học nha khoa 26 4.1 Cấu tạo, đặc điểm phân loại giả 26 4.2 Vật liệu sử dụng chỉnh hình nha khoa 35 Thành tựu ứng dụng vật liệu sinh học chấn thương chỉnh hình, nha khoa 46 5.1 Thành tựu ứng dụng vật liệu sinh học chấn thương chỉnh hình 46 5.2 Thành tựu ứng dụng vật liệu sinh học nha khoa 50 III KẾT LUẬN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 Trang Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung I MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Ngày dân số tăng nhanh kéo theo tệ nạn , bệnh tật tai nạn xảy xã hội Các tai nạn thường gặp lao động sản xuất , tai nạn giao thông … làm cho người bị hư hỏng khiếm khuyết phận thể Những phận bị hư hỏng hay làm cho người cảm thấy khó khăn sinh hoạt ảnh hưởng lớn đến sức khoẻ họ Nếu trước bệnh nhân bị phần tai chân hay bị liệt chân tay … phải sống mặt cảm với người xung quanh vẻ bề ngồi khó khăn đời sống sinh hoạt đến cuối đời , với tiến khoa học kỹ thuật với hỗ trợ vật liệu y sinh y học giúp cho sống họ trở lại giống người bình thường khác Vì nhóm chúng tơi định chọn đề tài “ Vật liệu y sinh chấn thương chỉnh hình , nha khoa ” để tìm hiểu thêm điều kỳ diệu vật liệu y sinh 1.2 Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu , nghiên cứu “ vật liệu y sinh chấn thương chỉnh hình , nha khoa ” lợi ích vật liệu y sinh việc trị bệnh cho người 1.3 Phƣơng pháp nghiên cứu Với nhiều nguồn thông tin khác : sách , báo , internet … tổng hợp cách chọn lọc để đưa cách tổng quát vật liệu y sinh thường sử dụng chấn thương chỉnh hình , nha khoa II NỘI DUNG Tính tƣơng hợp vật liệu sinh học 1.1 Đáp ứng miễn dịch thể với vật liệu sinh học 1.1.1 Khái niệm miễn dịch Đáp ứng miễn dịch đặc hiệu phản ứng bình thường động vật có Trang Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung xương sống vật lạ đưa vào thể Đây phản ứng bảo vệ để giải độc, trung hòa giúp loại trừ vật lạ Tuy nhiên, số trường hợp, phản ứng với vật khơng độc gây hại cho thể chủ phản ứng dị ứng mẫn Các đáp ứng phân thành bốn loại: loại I, loại II, loại III, loại IV Bốn đáp ứng theo chế thông thường, kích động diện vật lạ kháng nguyên (antigen) Các tế bào trình diện kháng nguyên (antigen processing cell - APC), thường tế bào đơn nhân (monocyte) đại thực bào (macrophage) hay tế bào bạch tuộc (dendritic) da, bắt kháng nguyên, xử lý (cắt enzym) chuyển (trình diện) đến tế bào khác tế bào lympho T hỗ trợ (T helper cell - Th) Sau đó, tế bào Th trình diện kháng nguyên xử lý cho tế bào lympho T khác tế bào T độc (T cytotoxic cell - Tc ) cho tế bào lympho B (tế bào B) Tế bào nhận (tế bào T B) bắt đầu đáp ứng tác động kháng nguyên xử lý, tạo phức hợp hoạt động Trong trường hợp tế bào nhận tế bào T đáp ứng miễn dịch loại IV hay miễn dịch qua trung gian tế bào Trường hợp tế bào nhận tế bào B, kết cuối giải phóng kháng thể tự do, dẫn đến đáp ứng loại I, II, III thuộc thể dịch Trong đáp ứng tế bào T, tế bào T tập trung vùng diện vật lạ Trong tế bào B xa (trong mô bạch huyết), kháng thể lưu thông xuất vùng có vật lạ Loại Kháng thể Tế bào liên quan I IgE Lympho B II IgG, IgM Lympho B III IgG, IgM Lympho B IV - Chất trung gian Kết Histamin,các amin Ngứa, viêm mũi, vận mạch giãn mạch Lympho T Histamin,các amin vận mạch Giãn mạch Các amin vận Đau, sưng, nghẽn mạch mạch, giãn mạch Cytokin Đau, sưng Bảng 1: Các đặc điểm bốn loại đáp ứng miễn dịch 1.1.2 Đáp ứng miễn dịch ngƣời với số vật liệu sinh học Hiện nay, hầu hết vật liệu sinh học làm từ nhựa, collagen polymer tổng hợp,… Tùy loại vật liệu khác mà thể có phản ứng miễn dịch khac nhau: Trang Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung Nhựa: Vật liệu nhựa dùng để chế tạo găng, bao cao su… cao su (elastomer) trích từ thực vật Dị ứng với nhựa thường loại I (đáp ứng qua trung gian IgE) với phản ứng tức (trong vịng vài phút) đe dọa sống Tuy nhiên, nhựa không sử dụng để chế tạo vật liệu ghép thời gian dài nên đáp ứng thời gian dài không ý Collagen: Collagen thu nhận từ nguồn vật liệu tự nhiên da, mơ bị… Đây protein ngoại lai nên có khả kích thích nhiều đáp ứng miễn dịch Các kháng thể lớp IgE, IgM, IgG đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào quan sát Phòng ngừa quan trọng loại bỏ nhiều vật liệu ngoại lai tốt Do collagen lồi động vật có vú có cấu trúc tương tự nên loại bỏ protein nhiễm để lại vật liệu không sinh dị ứng Xử lý hóa học khâu mạch collagen làm giảm tính sinh kháng nguyên Các sản phẩm collagen cần đánh giá cẩn thận khả khởi động đáp ứng miễn dịch Các polymer tổng hợp: Các vật liệu dựa tảng thành phần carbon, hydro, nitơ oxy tạo nên hệ sinh học Do việc tạo vật liệu có tính kháng ngun khơng thể xảy Tuy nhiên, số vật liệu polymer có nửa hóa học đáng quan tâm polysiloxane (silicone elastomer), polyurethane, poly(methyl)methacrylate… 1.2 Quy trình đánh giá tính tƣơng hợp vật liệu sinh học Khi vật ghép tiếp xúc với hệ sinh học, phản ứng sau quan sát: Trong vòng vài giây đầu tiên, protein từ dịch thể lắng đọng Lớp protein điều hòa nhiều phản ứng hệ thống tế bào Cấu trúc protein hấp phụ phụ thuộc vào đặc tính bề mặt vật ghép Sau đó, mơ xung quanh vật ghép phản ứng giống phản ứng thể với tổn thương nhiễm trùng Do kích thích học hố học, vật ghép gây viêm kéo dài Kết mô hạt hình thành xung quanh vật ghép Trong suốt trình tiếp xúc vật liệu sinh học thể, môi trường thể gây phân hủy Các q trình thủy phân oxid hóa làm tính ổn định học giải phóng sản phẩm phân hủy Trang Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung Kết chuyển vận sản phẩm phân hủy có khả hòa tan qua hệ mạch bạch huyết phản ứng toàn thể với vật ghép khơng thể tránh khỏi Ngồi ra, nhiễm khuẩn vật ghép xem trở ngại 1.2.1 Các thử nghiệm tiên để đánh giá tính tƣơng hợp sinh học Các thử nghiệm thành công đặc tính invitro vật liệu sản phẩm điều kiện tiên để đánh giá tính tương hợp sinh học Đặc tính lý hóa (như bề mặt, diện tích) đặc tính thích hợp khác (như cơ, điện, vận chuyển, phân hủy sinh học ứng dụng) phải đánh giá vật liệu thô Các liệu phải so sánh với kết thời điểm chế tạo, tiệt trùng, đóng gói, bảo quản tiến trình ảnh hưởng bất lợi đến tính ổn định sản phẩm, tính an tồn hiệu sau ghép Các vật liệu không qua thử nghiệm tiên khơng đánh giá tính tương hợp sinh học 1.2.2 Các phƣơng pháp thử nghiệm đánh giá tính tƣơng hợp sinh học Đánh giá tính tương hợp sinh học vật liệu gồm nhiều thử nghiệm: invitro (sử dụng tế bào mơ), exvivo, mơ hình động vật thử nghiệm lâm sàng Các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế quốc gia cung cấp thơng tin thích hợp: the American Society for Testing and Materials (ASTM), the International Organization for Standardization (ISO), FDA the National Institutes of Health (NIH) 1.2.2.1 Thử nghiệm invitro Ưu điểm phương pháp giá hợp lý, đầu tư nhỏ phịng thí nghiệm, quan trọng trình thực nhanh với số lượng lớn vật liệu Tính tương hợp máu vật liệu: xác định cách sử dụng máu chống đông (một hạn chế tránh thử nghiệm này) đánh giá hình thành cục máu đơng bề mặt vật liệu hoạt hóa đơng huyết tương, bám dính tụ tập tiểu cầu, tổng hợp giải phóng đồng thời hợp chất hóa học hoạt động sinh học (như tác nhân tụ tập, nhân tố Trang Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung tăng trưởng), hoạt hóa bổ thể bạch cầu thành phần tương tác với vật liệu tổng hợp Tùy thuộc vào mục đích sử dụng cuối vật liệu, thử nghiệm tính tương hợp máu phải bố trí điều kiện tĩnh hay dòng chảy thử nghiệm cấp mãn tính Hồng cầu vỡ giải phóng hemoglobin điều kiện dịng chảy phận giả, hóa vôi liên quan đến phận di chuyển học (các van tim) phải xác định Tuy nhiên, loại trừ phản ứng máu tiếp xúc với vật liệu tổng hợp Do đó, kiểm sốt tổi thiểu phản ứng mục tiêu việc thiết kế vật liệu tương hợp máu Những tiến kỹ thuật nuôi cấy tế bào cung cấp mô hình invitro hữu ích để đánh giá tính tương hợp sinh học vật liệu tiến trình lành hóa vết thương Các tế bào động vật có vú sử dụng để xác định chức tế bào (bám dính, di cư, tăng sinh, tổng hợp lắng đọng chất ngoại bào…) vật liệu Nếu mục tiêu việc thiết kế đánh giá vật liệu liên kết mạnh mơ xung quanh vật liệu cấy ghép có tạo thành mơ vật liệu hỗ trợ chức tế bào đặc biệt tối thiếu tương tác dòng tế bào cạnh tranh đánh giá nhiều Ví dụ, vật liệu tăng cường chức nguyên bào xương (tế bào tạo xương) giảm tối thiểu chức nguyên bào sợi (tế bào cạnh tranh) trở thành “ứng cử viên” cho ứng dụng chỉnh hình nha khoa Mơ hình tế bào động vật invitro sử dụng để xác định ảnh hưởng hợp chất hóa học (như loại ion, hàm lượng ion giải phóng kim loại bị xói mịn, đại phân tử monomer giải phóng suốt q trình phân hủy polymer tái hấp thu sinh học) giải phóng điều kiện mơi trường sinh lý Các vật liệu bị thất bại thử nghiệm độc tính cấp khơng đánh xem xét tiếp tục Ngay vật liệu qua thử nghiệm khả sống tế bào ảnh hưởng sản phẩm giải phóng đến hình thái (gồm tích lũy nội bào sản Trang Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung phẩm phân hủy), tăng sinh chức khác tế bào từ đầu kết thúc sử dụng vật liệu phải đánh giá Các mơ hình tốt để khảo sát chức chế thích hợp dịng tế bào thời điểm bị hạn chế môi trường phức tạp thể Do đó, cần thiết sử dụng mơ hình khác (như mơ hình động vật) để làm sáng tỏ kiện nhiều khía cạnh, tương tác linh động mà trực tiếp, trung gian kiểm soát tương tác mô – vật liệu bên thể 1.2.2.2 Các mơ hình động vật Các mơ hình động vật sử dụng để xác định tính tương hợp in vivo vật liệu Các kết âm tính (khơng có kết quả) định khả không chấp nhận hệ thống thử nghiệm Tuy nhiên, kết dương tính khơng thiết chứng minh tính tương hợp người Do khác biệt loài, việc ngoại suy kết luận từ thử nghiệm động vật để tiên đoán đáp ứng người khơng chắn nguy hiểm Mơ hình động vật thích hợp linh trưởng tương đồng chúng với người, chí khan hiếm, giá trì… bầy động vật Việc thử nghiệm mơ hình động vật tiến hành sau thực thành công thử nghiệm tiên đặc tính vật liệu thí nghiệm invitro Các nhà nghiên cứu nên xác định lồi thích hợp cho mục đích khảo sát, cẩn thận bố trí thí nghiệm cho số lượng động vật sử dụng nhỏ thu kết thống kê cao tránh lặp lại thí nghiệm không cần thiết Phân loại thử nghiệm Các thử nghiệm động vật để đánh giá tính tương hợp sinh học vật liệu phân thành cách chính: Các thử nghiệm khơng chức Trong trường hợp này, mẫu có hình dạng ghép vào mô mềm (dưới da, cơ, bụng) qua quy trình tiểu phẫu Nghiên cứu cần khoảng thời gian ngắn (vài ngày đến vài tháng) cung cấp thông tin giá trị tương tác mô – vật liệu sinh học chỗ biến chứng hệ thống Trang Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung Các thử nghiệm ex vivo Các shunt động mạch – tĩnh mạch tĩnh mạch – tĩnh mạch lấy từ máu động vật, qua thử nghiệm vật liệu đưa trở lại thể động vật Trong trường hợp này, liệu thu nhận để xác định tính tương hợp sinh học máu vật liệu tích lũy protein, bám dính tế bào máu đóng cục bề mặt vật liệu Các thử nghiệm chức Thử nghiệm cần ghép vật liệu có chức năng, ví dụ ghép khớp háng tim vùng tổ chức động vật theo cách phẫu thuật tương tự người Các thử nghiệm chức nghiên cứu thời gian dài, cần suy xét đặc biệt (như thiết kế, chế tạo thử nghiệm phận giả), phức tạp đắt tiền Các đáp ứng sinh học chỗ hệ thống Sự cấy ghép vật liệu động vật cung cấp thông tin quan trọng tương tác với tính tương hợp máu, cấp tính, mãn tính, viêm chỗ hệ thống, độ nhạy cảm tiến trình lành hóa vết thương Các đáp ứng gây sốt, miễn dịch, độc tính sinh khối u động vật cấy ghép vật liệu xác định phương pháp quy trình chi tiết thử nghiệm ASTM, NIH tổ chức chuyên nghiệp khác cung cấp 1.2.3 Các thử nghiệm lâm sàng Các quy trình quy định Nếu thử nghiệm invitro động vật thành cơng khơng thể tiên đoán tác động vật liệu người khơng có thử nghiệm lâm sàng Các thử nghiệm lâm sàng phải thành công trước phận giả sử dụng rộng rãi cho bệnh nhân Ngoài tiêu chuẩn khoa học, đánh giá lâm sàng phải tuân theo quy định pháp luật Các kết thử nghiệm invitro, exvivo (động vật) phải lưu giữ cẩn thận để hỗ trợ cho thử nghiệm lâm sàng Người nhận phải mua bảo hiểm cho rủi ro cấy ghép vật liệu Hơn nữa, quy trình chi tiết Trang Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung Sự kết dính mặt chất rắn chất lỏng có chế lý hố phức tạp: Năng lực bề mặt (Energie de surface): sức hút nguyên tử bề mặt tinh thể chất rắn, tạo nên sức căng bề mặt tạo nên kết dính hố học với vật liệu khác Tính thấm ướt (Mouillabilité, Wetting): khả chất lỏng trải bề mặt chất rắn Khả tạo sức căng bề mặt Sự kết dính với mơ Vật liệu dính với mơ hai cách: Bám vào ngàm nhỏ (cơ học) bề mặt Phản ứng hoá học với thành phần mô (nối ionique, cordinants, chélalante, hydrogènes, vandervan) Để có kết dính tốt, vật liệu phải có tính phân cực cao nước để kết hợp với nhóm protéins đối cực ngà 4.2.3.1 Tính chất cần có ciment gắn dính vĩnh viễn Điều kiện sinh học Vô trùng pH trung hoà acid yếu Làm dịu đau Che chở mơ Khơng độc tính Kìm khuẩn Phịng ngừa sâu Điều kiện lý hố Độ nhớt thấp Có khả thấm ướt Đông cứng nhanh đồng Không rối loạn độ ẩm chung quanh Không toả nhiệt Trang 40 Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung Dính tốt với mơ vật liệu phục hình Độ cứng khơng thay đổi Độ hồ tan yếu đung dịch miệng Không thấm nước Màu sắc ổn định Điều kiện học Độ ép mỏng thấp (100 , cực nhỏ 0,005-0,01 sử dụng Đầu tiên composite với hạt độn lớn, đến composite có hạt độn nhỏ thay cho cement silicate để trám trước, sau người ta nhận thấy hạt độn lớn làm cho bề mặt composite khơng nhẵn, khơng bóng (tạo điều kiện lưu giữ mảnh vụn chất màu),các hạt độn nhỏ làm độ qnh cao, khó sử dụng Để khắc phục điều này, người ta sử dụng vừa hạt độn lớn vừa hạt độn nhỏ, loại composite thông dụng 4.2.4.2 Theo thành phần nhựa khung Thành phần nhựa khung thay đổi kéo theo độ nhớt composite khác nhau, đáp ứng yêu cầu đa dạng lâm sàng, nên phân loại gồm: Composite nén Là loại composite có độ đặc cao, sử dụng tương tự amalgame, nén nên chủ yếu dùng trám sau (xoang loại I II), đặc biệt trám xoang loại II có khả làm căng khuôn trám giúp tạo tiếp điểm tốt Loại composite có độ kháng mài mịn cao độ co thấp Composite dẽo Là loại composite có độ đặc trung bình, thường dùng để trám trước lỗ trám vị trí khơng chịu lực Trang 44 Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung Composite lỏng Là loại composite có độ nhớt thấp, chảy vào ngõ ngách xoang trám dàng mỏng bề mặt, nên thường dùng để trám bít hố rãnh, lót đáy bờ xoang, phủ láng bề mặt Loại thường chứa nhộng đầu nhỏ ống tiêm với kim nhỏ 4.2.4.3 Theo cách trùng hợp Dựa cách trùng hợp có loại composite sau: Composite quang trùng hợp (light cure) Trùng hợp ánh sáng thấy (photopolymerization), thường sử dụng đèn Halogen Loại composite thường dạng chất dẽo đựng seringue nhộng đầu lớn để bơm trực tiếp vào lỗ trám Dạng có lợi điểm điêu khắc nhựa cịn dẽo, thời gian làm việc tuỳ ý chiếu ánh sáng trùng hợp, ngồi cịn tiết kiệm vật liệu thừa, có tính thẩm mỹ cao thay đổi màu sắc lớp Composite hoá trùng hợp (cold / self cure): trùng hợp phản ứng hoá học (chemopolymerization) Composite trùng hợp nhiệt (heat cure) Loại composite hóa trùng hợp nhiệt trùng hợp thường dạng lọ chất dẽo 1lọ bột lọ chất lỏng, cần dùng lấy thứ (theo hướng dẫn nhà sản xuất) trộn với để tạo phản ứng đông cứng Dạng có bất lợi thời gian làm việc ngắn, trộn tạo nhiều bọt Loại có độ cứng độ chịu mịn kém, bám dính khơng tốt, dễ làm tổn thương tủy bị đổi màu sau thời gian, dùng Trang 45 Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung Thành tựu ứng dụng vật liệu sinh học chấn thƣơng chỉnh hình, nha khoa 5.1 Thành tựu ứng dụng vật liệu sinh học chấn thƣơng chỉnh hình 5.1.1 Nghiên cứu ứng dụng san hơ chấn thƣơng chỉnh hình Nghiên cứu chế tạo san hô Việt Nam làm vật liệu cấy ghép thay xương nghiên Việt Nam nói riêng khu vực Đơng Nam Á nói chung lĩnh vực Đề tài bắt đầu năm 1994 với cộng tác viện Hải Dương học Nha Trang số quan khoa học khác Trong năm 2003 bắt đầu dùng san hơ để tạo hình phần khiếm khuyết xương cho BN bị tổn thương xương hàm, xương gò má, xương hốc mắt Những BN trước phải chấp nhận mặt bị móp, biến dạng thiếu xương phải dùng ximăng, titanium đắt tiền sau ghép không tự tiêu Trong ghép vật liệu san hơ vào ngồi việc tạo hình ban đầu, thay dần mơ thể người BS điều trị tạo khung định hình trước BN nhựa thạch cao, dựa vào chế tạo mảnh san hô kỹ thuật thủ công Khoa phẫu thuật hàm mặt Viện Răng hàm mặt TP ghép cho sáu trường hợp Trong bệnh lý xương khớp : gây chèn ép tủy hẹp ống sống (do thối hóa xương đĩa đệm, chèn ép vào lòng tủy): phương pháp điều trị mở rộng ống sống, dùng san hô làm vật liệu ghép để làm rộng ống sống BV Chấn thương chỉnh hình TP.HCM áp dụng cho 10 trường hợp, khoa ngoại thần kinh BV Chợ Rẫy thực cho 30 ca Vật liệu san hô để chữa bệnh lý cột sống tiếp tục triển khai như: tái tạo bảng sống, tạo hình thân sống đĩa đệm Sắp tới môn kết hợp với khoa chi BV Chấn thương chỉnh hình TP.HCM để ghép cho số trường hợp xương vùng chi Ngoài tùy BS lâm sàng có yêu cầu, dùng san hơ tạo hình sàn sọ, hộp sọ Trang 46 Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung Trong tương lai chế tạo ximăng sinh học từ san hô để điều trị số bệnh lý chấn thương chỉnh bơm vào hốc xương bị thiếu hụt, kèm tạo hình chỗ cho xương tổn thương mà không cần phải phẫu thuật mở rộng Ximăng dùng y học khoảng 500 USD/5cc, có đặc điểm tồn vĩnh viễn lâu dài làm khuyết xương Trong ximăng sinh học thay dần để đến thời điểm trở thành thể người Khơng vật liệu nhân tạo khác, đặc tính độc đáo san hô Porites lutea sau ghép thời gian thể tiếp nhận, đồng hóa (san hơ xương mọc vào, thay thế) gần giống xương bình thường 5.1.2 Vật liệu gốm y sinh Hydroxyapatit (HAp) Đó gốm sinh học thay phận xương bị chấn thương thể người mà khơng có phản ứng phụ nào, dạng xi măng y sinh dùng để hàn xương, dạng khoáng chất sử dụng làm thuốc để chữa bệnh thoái hoá xương… Ban đầu, gốm y sinh sử dụng để thay xương cơng nghiệp y sinh đặc tính q báu chúng khả hoạt động sinh học tốt, tỷ trọng thấp, bền hoá, khả kháng trở cao riêng canxi photphat có thành phần giống với xương người động vật Lý chủ yếu loại vật liệu gốm dùng làm vật liệu thay chúng có khả chịu lực “mềm dẻo” khả tương thích sinh học cao Ngày nay, vật liệu gốm dùng nhiều lĩnh vực khác như: thay răng, xương bã chè, xương hông, gân, dây chằng chữa bệnh tim thay van tim… Trong dạng canxi photphat tri-canxi photphat Ca3(PO4)2, TCP hydroxyapatit Ca10(PO4)6(OH)2, HAp hợp chất có hoạt tính tương thích sinh học tốt 5.1.3 Carbon y sinh : Các sợi carbon dùng y học thành phần cellulosa thơng trải qua q trình xử lý nhiệt nhiệt độ cao (3.0000C) cho vật liệu Trang 47 Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung carbon đồng nhất, tinh khiết (chiếm 99% carbon) sạch, giữ cấu trúc mô Các tổ hợp carbon (carbon compozit) kết hợp carbon với chất kết dính polyamit cho vật liệu mới, có nhiều ưu điểm mà thành phần cấu tạo khơng có (Miller) Năm 2008, Trung tâm Cơng nghệ Vật liệu - Viện ứng dụng Công nghệ - Bộ Khoa học Công nghệ nghiên cứu đề tài: “ứng dụng sản phẩm carbon y sinh chấn thương chỉnh hình, phẫu thuật thần kinh, chữa bỏng loại vết thương” Đề tài phẫu thuật chỉnh hình, vá sọ, chữa bỏng vết thương carbon cho bệnh nhân Bệnh viên Đa khoa tỉnh Vĩnh Phúc, Trung tâm y tế huyện Lập Thạch, Yên Lạc Kết cụ thể sau: Các sản phẩm carbon y sinh: - Vật liệu làm băng chữa bỏng vết thương; - Vật liệu carbon dùng để khâu mô mềm, làm dây chằng; - ứng dụng vật liệu tổ hợp carbon khoa - hàm - mặt; - Miếng ghép mô xương compozit carbon-carbon; - Các mạch máu nhân tạo ống nối vật liệu carbon; - Chỏm xương đùi; - Các loại nẹp kết hợp xương; - Đĩa đệm cột sống; - ống nối động mạch; - Mảnh ghép thay khuyết tật xương sọ; - Các sản phẩm cấy ghép khác: Đinh nội tuỷ phẫu thuật xương sống 5.1.4 Ximang sinh học Gần đây, Trung tâm Phẫu thuật Thẩm mỹ Bệnh viện Chợ Rẫy (TTTM CR) dùng Bone Cement - loại cement sinh học - để tạo hình cho số trường hợp mơ xương thường, xóa bỏ tâm lý mặc cảm sống Ximang sinh học vật liệu tạo hình có nhiều ưu điểm; khơng dung nạp tốt, có độ cứng, độ chịu lực tốt, bị di lệch mà quan trọng dễ tạo hình theo ý muốn Ximang sinh học gồm hai thành phần bột dung môi Khi trộn chúng với theo tỷ lệ qui định tạo thành loại bột nhão Đặt vào nơi cần Trang 48 Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung tạo hình, bột nhão chảy vào ơm sát ngóc ngách khuyết hổng đông cứng khoảng phút Trong khoảng thời gian này, phẫu thuật viên tranh thủ tạo hình mặt ngồi cho khớp với đường nét xương sọ mặt xung quanh Về hiệu sử dụng ximang sinh hoc, nghiên cứu vào năm 1998 Mỹ việc dùng vật liệu tương hợp sinh học tạo hình hốc mắt cho thấy: Nhóm sử dụng kim loại có đến 4,4% có biến chứng 3,3% phải tháo bỏ; Trong đó, nhóm dùng ximang sinh hoc có 0,9% có biến chứng 0,9% phải tháo bỏ Tỷ lệ lý tưởng bone cement cứu cánh thẩm mỹ cho trường hợp khuyết hổng xương vùng mặt 5.1.5 Khớp háng toàn Ở Việt Nam, thay khớp háng toàn có bước tiến ban đầu trung tâm Chấn thương - Chỉnh hình Cũng giống nước khu vực Đông Nam Á, tuổi thọ tăng lên, khả kinh tế cải thiện chắn thay khớp háng toàn trở thành kỹ thuật điều trị phổ biến nước ta Chỉ định thay khớp háng toàn ngày mở rộng, ngưỡng tuổi ngày hạ thấp nhờ phát triển không ngừng công nghệ chế tạo nguyên liệu Một số bệnh khớp háng, đến lúc cần chữa thay khớp háng tồn bộ: viêm khớp, thối hóa khớp, hoại tử chỏm xương đùi, lao khớp háng, trật bán trật khớp háng bẩm sinh,… Ngày có hàng trăm loại khớp háng nhân tạo phù hợp cho loại bệnh lý, lứa tuổi Chỉ tiếc tất đắt so với mức thu nhập bình quân dân ta Đặc biệt qua kinh nghiệm Khoa Chấn thương - Chỉnh hình Bệnh viện Xanh Pôn - Hà Nội, thấy hầu hết người bệnh thay khớp háng toàn trẻ, lại bị hỏng hai bên khớp háng; ta phải bảo đảm cho họ sống tương đối bình thường 25 - 50 năm lại đời với số lần mổ lại Việc định mổ, lựa chọn loại khớp, chọn thời điểm phẫu Trang 49 Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung thuật, môi trường phẫu thuật, tập phục hồi chức sau mổ, theo dõi chặt chẽ v.v tất quan trọng cho kết điều trị trước mắt lâu dài 5.2 Thành tựu ứng dụng vật liệu sinh học nha khoa 5.2.1 Implant_thành tựu nha khoa đại Vấn đề thành công vật liệu để cấy ghép, nhiên tỉ lệ thành công lại khiêm tốn Việc thay bị vật gắn sâu vào xương hàm điều lạ Khảo cổ học cho thấy người Ai cập người Nam Mỹ cổ xưa thay thật ngà voi, vỏ sò gỗ mài nhỏ Thế kỷ 18, y văn có ghi nhận vài trường hợp ghép người cho tặng "Kỹ thuật Implant" ban đầu thơ sơ, ước mơ tảng ban đầu cho tìm tòi, nghiên cứu phát triển kỹ thuật cấy ghép Đầu kỷ 19, bác sĩ dùng vật liệu vàng, bạch kim, để thực Mãi đến 1952, GS Per Ingvar Branemark, trưởng nhóm nghiên cứu Đại học Lund, Thụy Điển có cơng nghiên cứu, lập báo cáo chuyên đề khoa học đề tài “Vật liệu ghép phẫu thuật Chỉnh hình” Việc phát vật liệu làm Implant tình cờ Trong lần phẫu thuật nối lại xương đùi bị gãy thỏ, Ông đặt trụ titanium vào xương đùi thỏ để cố định tạm thời nơi gãy Sau vài tháng trôi qua, xương thỏ lành Ông muốn lấy chốt titanium lấy Tiếp tục theo dõi sau nhiều tháng Ơng nhận thấy khơng có phản ứng chốt cố định titanium Tiếp tục nghiên cứu mở rộng bước tiến hành, ơng ghi nhận khơng có phản ứng sinh - hóa học tác động xấu thể sống Ơng gọi tượng “Sự tương hợp - tích hợp xương” (Osseointegration) Titanium trở thành chất liệu mở đường cho thành công cấy ghép Ca cấy ghép titanium thực vào năm 1965 Thụy Điển Sau 40 năm cấy ghép cịn tồn ăn nhai tốt Trang 50 Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung Với phát triển vượt bậc kỹ thuật – công nghệ vài thập niên gần đây, ngành nha khoa đại có nghiên cứu ứng dụng đạt nhiều thành tựu đáng kể việc phát minh vật liệu mới, phương pháp điều trị phục hình Gần kỹ thuật cấy ghép implant vào xương hàm để hỗ trợ cho việc phục hình giả cách chắn hơn, thẩm mỹ mài kế bên cần làm phục hình Nói cách khác implant mở hướng điều trị mới, thêm lựa chọn tối ưu ta chằng may hay nhiều 5.2.2 Răng sứ Cercon Răng sứ Cercon đáp ứng hai tiêu chuẩn vàng phục hình là: chịu lực tính thẩm mỹ cao Răng sứ Cercon khắc phục hoàn toàn nhược điểm kim loại thông thường (không đen viền nướu, không đổi màu, không bị ảnh hưởng ánh sáng ) độ tương hợp sinh học mơ tốt Chính mà giá thành tương đối cao, quy trình sản xuất với công nghệ CAD/CAM, trang thiết bị đạt độ xác tuyệt đối 5.2.3 Răng sứ Zirconia Sự đời loại sứ bước tiến dài phục hình sứ thẩm mỹ Ziconia có nhiều ứng dụng làm khớp hơng nhân tạo, làm mão thẩm mỹ, vỏ tàu phi thuyền, thiết bị điện tử ngày ứng dụng nha khoa thẩm mỹ Nhờ đặc tính cứng chắc, chịu lực nén, lực vặn xoắn, màu trắng, có khả tương hợp sinh học tốt, khơng gây kích thích vối thể, khơng dẫn nhiệt tương phản ánh sáng, giống thật Nên Ziconia vật liệu lý tưởng cho phục hình với yêu cầu thẩm mỹ cao Vật liệu Zirconia dùng cho phục hình sứ nha khoa cứng nhiệt độ nóng chảy cao, nên khơng thể dùng phương pháp đúc thông thừơng để tạo Trang 51 Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung "khung sườn" để nâng đỡ cho lớp sứ phủ bên ngồi liên kết với (giống xương người dùng để nâng đỡ toàn thể) 5.2.4 Các loại khí cụ (mắc cài) chỉnh hình Invisalign: thực cách sử dụng tiến cơng nghệ vi tính 3-D để tạo khay phù hợp cho bệnh nhân Tồn qui trình điều trị lập trình qua vi tính từ lúc bắt đầu lúc kết thúc Khay Invisalign làm từ loại nhựa suốt, bền có tính an tồn sức khỏe cao Khi mang Khay thi phát Ứng dụng công nghệ 3D mô trực quan trình di chuyển răng, dựng lại trục suốt trình chỉnh nha tạo khay suốt phù hợp với thời điểm di chuyển Trám Amalgam T rám Amalgam chất trám bao gồm thủy ngân với thành phần mạt kim loại khác bạc, đồng, thiếc, Amalgam thường sử dụng vật liệu trám sau Trám Amalgam dùng thành cơng 150 năm chất lượng tăng dần theo thời gian Nếu sử dụng kĩ thuật định miếng trám Amalgam bền rẻ so với vật liệu trám khác Tuy nhiên, có nhiều nghi ngờ độ an tồn miếng trám Amalgam có diện thủy ngân theo Tổ chức Y Tế Thế Giới (WHO) Amalgam vật liệu trám an tồn Hiện thời, chưa có nghiên cứu cho thấy amalgam gây hiệu ứng bất lợi cho sức khỏ, chưa có chứng chứng minh lấy miếng trám amalgam sức khỏe tốt Như khơng có nhu cầu dặc biệt thẩm mỹ miếng trám Amalgam cón tốt khơng cần phải thay vật liệu khác Ngồi ra, xin lưu ý lần thay miếng trám bị số mô thêm lần kích thích Như thay miếng trám thật cần thiết Trang 52 Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung III KẾT LUẬN Qua tìm hiểu chúng tơi biết tổng quan vật liệu y sinh sử dụng chấn thương chỉnh hình , nha khoa xương , khớp , hán , đầu gối , nhân tạo lợi ích phục vụ vật liệu y sinh việc chữa bệnh cho người Nhờ có vật liệu y sinh mà sống người trở nên tốt đẹp Trang 53 Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình – giảng Bài giảng Răng Hàm Mặt, Trường Đại học Y khoa Phạm Ngọc Thạch, 2010 Bài Giảng Phục Hình Răng Cố Định, Bộ Mơn Phục Hình, Khoa Răng Hàm Mặt ĐHYD Thành phố H.C.M CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU Y SINH HỌC, TS Trần Lê Bảo Hà, Trường ĐH KHTN – ĐHQG TP.HCM Răng Hàm Mặt tập 1, Bộ Môn RHM Hà Nội, NXBYH, 1979 Nguồn internet: http://www.vip-nhp.vn/News/009/Dich-vu-kham-chua-benh/63/Thay-khophang-nhan-tao http://khopgoikhophang.com/index.php?option=com_content&view=article&i d=76:thay-khp-gi-nhan-to&catid=29:k-thut-phu-thut-cao http://www.hoanmycuulong.com/?page=servicesContent&content_id=24 http://www.vip-nhp.vn/News/009/Dich-vu-kham-chua-benh/63/Thay-khophang-nhan-tao http://www.bacsinamanh.com/index.php?option=com_content&view=article& id=112:thay-khp-gi-nhan-to&catid=29:phu-thut-chnh-hinh&Itemid=2 http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/002974.htm http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/patientinstructions/000368.htm http://www.genou.com/vietnam/modelespt-vn.htm http://nhakhoanetviet.com/chuyen-de-nha-khoa/50-phc-hinh-rng-s/478 rangsu-la-gi-.html 10 http://www.nhakhoa.com/vn/kien-thuc-nha-khoa 11 http://www.khoahoc.com.vn/khampha/dai-duong-hoc/508_San-ho-VietNam-co-the-so-sanh-voi-san-ho-the-gioi.aspx 12 http://thaivu.com/vat-lieu-gom-y-sinh-hydroxyapatit-hap/ Trang 54 ... 4.2 Vật liệu sử dụng chỉnh hình nha khoa 35 Thành tựu ứng dụng vật liệu sinh học chấn thương chỉnh hình, nha khoa 46 5.1 Thành tựu ứng dụng vật liệu sinh học chấn thương chỉnh. .. tựu ứng dụng vật liệu sinh học nha khoa 50 III KẾT LUẬN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 Trang Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa Nhóm 13 GVHD:... composite nha khoa Composite vật liệu cấu tạo cách phối hợp hay nhiều vật liệu có tính chất khác khơng tan vào nhau, phối hợp làm cho vật liệu Trang 41 Tiểu luận: Vật liệu sinh học Trong chấn thương chỉnh