Nghiên cứu công nghệ và ứng dụng vật liệu tổ hợp cacbon dùng trong phẫu thuật chỉnh hình

Độ bền cao của graphit trong mặt nguyên tử được tạo bởi đặc trưng không phân cực của tương tác giữa các nguyên tử, trong khi đó khi kéo graphit theo hướng vuông góc với mặt nguyên tử có

BỘ KHCN & MT

CHƯƠNG TRÌNH CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU KHCN - 03

BÁO CÁO

TONG KET DE TAI

“NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU TỔ HỢP CAC BON DUNG TRONG PHAU THUAT CHỈNH HÌNH”

Thời gian thực hiện : 24 thang (10/1996 — 9/1998)

Thuộc chương trình : Công nghệ vật liệu KHCN-03

Chủ nhiệm chương trình : GS Viện Sĩ Nguyễn Văn Hiệu

Cơ quan chủ trì : Viên NCUDCN ~ Bộ KHCN & MT Chủ nhiệm đề tài : PTS KHKT Phan Van An

Hà Nội - 9/1998 à Nội - 9/19 Ø153 cuc

Ø74l0Z - Ì

Cơ quan phối hop chính:

1 Phan Van An PTS Công nghệ Vật liệu Viên NCUDC

LÔ | Nguyễn Ngọc Liêm PTS, Bac sy BV 108

MỤC LỤC

A TỔNG QUAN -

LSoi cacbon, composite sgi cacbon va img dung

IL Các loại vật liệu để thay thế xương, kết hợp xương

II Tình hình nghiên cứu trong nước

B.MỤC TIÊU ĐỀ TÀI, NỘI DUNG NGHIÊN CÚU

A TONG QUAN

L SỢI CAC BON VA COMPOSITE SOI CAC BON

1.1 Tính năng của sợi các bon va composite cia n6:

Sợi các bon có đường kính 6-10 tum , mảnh hơn sợi tóc người Khác với các loại sợi vật liệu kết cấu truyền thống( sợi thép, nhôm ), sợi các bon có

thành phần thuần khiết các bon 99,9%

Sợi các bon có độ bển cao hơn sợi thuỷ tỉnh, có trọng lượng riêng nhỏ, modui dàn hồi cực cao Composite sợi các bon hiện đại có thêm những ưu điểm ` khác: hệ số giãn nở nhiệt thấp, các đặc trưng mỗi cao và bển trong môi

trường(hình 2) Một đặc điểm nổi bật nữa là vật liệu các bon có thể làm việc ở

nhiệt độ rất cao ~ 2000 - 3000 °C và ở nhiệt độ càng cao thì độ bền càng lớn Tinh nang nay đã làm vật liệu các bon nói riêng cũng như vật liệu composite

các bon - các bon trở nên vật liệu không thể thay thế nổi trong một số lĩnh vực

ứng dụng đặc biệt như vũ trụ, tên lửa, hàng không Ngoài ra do cấu trúc đặc biệt, vật liệu này còn có tính dẫn nhiệt đẳng hướng, có thể là vật liệu ma sát

(làm các hệ phanh cho các máy bay hiện đại, tàu vũ trụ), đồng thời vật liệu

chống ma sát hoạt động trong các môi trừơng khác nhau, kể cả môi trừơng sinh

học

Ngày nay, việc sử dụng sợi cac bon (hay sợi grapbit) kết hợp với polime

đã làm nên đột biến trong lĩnh vực vật liệu kết cấu

Tính chất cơ bản của sợi các bon sử dụng trong composijte là độ bền,

modul đàn hồi, trọng lượng riêng của nó (hình 1,2,3 , barig 1)

10 Serie 1- Do ben keo dut

Serie 2- Modul dan hot

Hình 1: So sánh độ bên riêng kéo dứt, modul của composite sợi các bon( chất +

dẻo) với các đặc trưng đó của các vật liệu kết cấu truyền thống

Bang 1: So sánh tíHÌt chút của một vỏ vất liêu nà composite nén eDoœ của 8 ( ul ile Ip POXy

chủng

kéo đút đặc trưng | đặc trưng (GPa) | (MPa) | (g/cm) | (GPa) -} (MP)

*Soi:

Cacbon modul siéu cao 483 2270 2 281.5 1135

lượng sợi trong composite)

Cacbon modul siêu cao |290 1380 1.68 172.6 820

Ghi chi:

Modul Modul dic mg =

Series1: Comp.C Series2: Thep Series3: Nhom

Hệ số dẫn nở Tính mỏi Độ bền môi trường

nhiệt -Ẩng ten viễn thông - chế tạo máy - Ứng dụng y-sinh

- Công nghệ d tử - Dụngcụ thể thao - Máy hoá

- Kỹ thuật ảo - Dụng cụ âm nhac - Các dường ống

Hinh 3: D6 bén, modul dan héi ctia mét vài loại sợi

Khi phân tích những đặc trưng cơ học đặc biệt cao của sợi các bon, cần thiết

dừng lại ở những câu hỏi sau:

1.Nguyên nhân của những đặc trưng cơ lý circ cao đó là gì? , 2.Tại sao các đặc trưng cơ học của các loại sợi các bon lại thay đổi tháng giáng trong giải rộng như vậy?

3.Tất cả các loại sợi có cùng những đặc trưng ổn định?

`

Bán chất của các đặc trưng cơ học đặc biệt của sợi các bon

Nguyên nhân làm sợi các bon có modul đàn hỏi cao chính là giá trị nắng lượng tương tác giữa các nguyên tử cực cao Trong mặt nguyên tử xếp chát, nguyên tử các bon liên kết với nhau theo liên kết o ( qui đạo điện tử sp“) Cấu

trúc 6 mang nguyên tử graphit có cấu trúc mặt nguyên tử xếp chặt được quan sát thấy trong sợi các bon bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (hình 4) Sợi các

bon có đường kính nhỏ nên cấu trúc của sợi gần như là cấu trúc đơn tỉnh thể

hoàn hảo không sai hỏng, ở đó độ bền cơ học của tỉnh thể hoàn hảo gần đạt giá

trị lý tưởng (cao nhất)

Nói chung, modul đàn hồi của vật liệu được xác định bằng tương tác giữa các nguyên tử Độ bền cao của graphit trong mặt nguyên tử được tạo bởi đặc

trưng không phân cực của tương tác giữa các nguyên tử, trong khi đó khi kéo

graphit theo hướng vuông góc với mặt nguyên tử (có liên kết yếu hơn vì khoảng cách xa hơn) sẽ thấp hơn Độ bền nhiệt, điện của graphit được xác định bởi các

điện tử hoá trị -r Từ những đặc trưng đó có thể dễ hiểu tại sao có sự khác biệt

giữa các hệ số đàn hồi C¡,, C¿;và C., của graphit ( hình 5) và modul đàn hồi cũng có giá trị gần lí tưởng ~L1060GPa dọc theo mat nguyên tử và 4,5 GPa dọc

theo hướng vuông góc ngược lại

b-

Hình 4 ảnh hiển ví điện tử truyện qua của cấu trúc graphit đơn tính thể trong

sợi các bon (graphit)(a) và mô hình cấu trúc đó (b)

(các đường sọc là các mặt nguyên tử C xếp chặt)

Modul dan hoi

@ sof pek graphit

b: soi pek cac bon

c: sof cac bon PAN

tình Š: Hệ số đàn hồi của graphit và ảnh hưởng của mức độ định hướng các

mặt nguyên tử lên modut dàn hồi của sợi các bon

Nguyên nhân gây nên sự đa dạng các loại sợi các bon:

Hình 5 cho thấy:

a Độ chặt ( stiffness) và độ bền của sợi các bon đạt giá trị cao nhất khi các mật

ò mạng tỉnh thể định hướng dọc theo trục của sợi

b Modul dịch chuyển dọc theo mặt nguyên tử có thể được cải thiện

Dễ dàng nhận thấy nguyên nhân gây nèn sự đa dạng các loại sợi cacbon là: -Ảnh hưởng của các sai hỏng cấu trúc trong tỉnh thể sợi các bon đặc biệt sai

hỏng một chiều ( lệch mạng- dislocation) và sai hỏng mặt (twin, sfacking fault)

Các nhân tố trên được cấu thành bởi: Nguyên liệu đầu vào , các chế độ

,

`

9

Độ ổn định các đặc trưng chất lượng cao của sợi cacbon;

Modul đàn hồi của sợi được xác định bởi nhiệt độ gia công giai đoạn cuối cùng và mức độ kéo dãn cuả polime Các thông số công nghệ đó dễ dàng điều khiển được nên modul đàn hồi của các loại sợi công nghiệp đều có các đặc trưng ổn định

Độ bền sợi phụ thuộc rất nhiều vào sai hỏng cấu trúc yi vậy việc chế tạo sợi có các đặc trưng về độ bền ổn định là việc khó làm hơn Một điểu kiện quan trọng trong công nghệ ở đây chính là việc tạo nguyên liệu đồng nhất, sạch 1.2 ứng dụng:

Các lĩnh vực ứng dụng chủ yếu của sợi các bon được trình bày trên hình 6

_ 8

19%

XS

1 Hang khong MM Dung cu MM Che tao may

vu tru the thao

Hình 6 Các lĩnh vực ứng dụng chủ yếu sợi các bon:

a Ji dụng trong hàng không vũ trụ:

Trong lnh vực này yêu cầu lớn nhất đối với vật liệu là vật liệu phải thật nhẹ và bẻn, có thể thay thé hop kim nhén, titan Ở đây composite sgi céc bon

đã có đất dụng võ

II

Hình 9: Ứng dụng compostte sợi các bón trong kết cấu máy buy trực

thăng

Ngày nay đã có những chiếc máy bay mà vỏ được làm hoàn toàn từ

composite sợi cacbon như máy bay ”“Liptan”, ghế ngồi của máy bay hành

khách

b_ ng dụng trong nghành chế tao máy, ôtô công nghiệp hoá chất, luyện kim: Đưới dây la vai minh hoa :

Hinh 12; Composite soi các bon làm vồng găng, vòng đệm làm việc

trong môi trường axit và ở nhiệt độ cao (tự bài trơn-vật liệu chống ma sát)

«Cong ughiép quoc phony:

ứng dụng đặc trưng nhất trong công nghiệp quốc phòng là đầu phụt của

tèn lứa, nơi mà cần có vật liệu chịu nhiệt độ rất cao, không bị mòn ở nhiệt độ đó

dé dam bao khả năng điều khiển tảm bản và tốc độ (tiết diện tới hạn) Ngoài ra

vat liệu các bon và composite sợi các bon còn có đặc trưng dẫn nhiệt bất đẳng

hướng phù hợp cho ứng dụng nẻu trên

Phiếu (phần vào) Miếng lót trước tiết diện tới liụn : ống phụt

Aláng lót tiết diện tới hạn Tấm cách nhiệt Phần hừnh nón sau

tiết diện tới hạn

Hình 13: Các chỉ tiết trong kết cẩu đâu phụt tên lửa làm bằng các

loại các bon và CoipDosHte của HỒ

Ngoài ra vật liệu composite sợi các bọn đang được dùng chế tạo nhiều chỉ

tiết đặc biệt khác cho tên lửa, các loại khí tài, làm vỏ chống rồ rỉ thông tin

ding dung trong các lò phản ng hạt nhận làm vật liệu kết cấu (composite C-

C), graphit làm các thành chấn phóng xạ, lầm chậm notron

¢, tine dune lam các dụng cụ thể thao: Có thể kế: các xe đua công thức \, cdc

loại vợt , các loại dụng-cụ thể thao khác- nơi cần độ bến cao và nhẹ

ụ tông dụng trong —y học: (Chỉ tiết hơn xin tham khảo bài tổng quan "Các bọn-

vật liệu y-sinh"-Báo cáo tại Hội thảo Vật liệu Y- Sinh do Chương trình 03 tổ

chức tháng 6/98 tại Hà,nội, phần phụ lục )

Như ta đã biết, các bon là nguyên tố cơ bản của tất cả các chất hữu cơ, là

thành phần chủ yếu của tế bào sống của cộng, thực vật và vì vậy nó được biết như vật liệu trùng sinh học tốt nhất trong tát cả các vật liệu ta được biét trong y

Những nghiên cứu vật liệu cacbon trong 20 năm qua đã chỉ ra rằng vật liệu

cacbon không có đối tượng cạnh tranh xét vẻ tính chất sinh hoá và cơ lý theo

các yêu cầu đồi hỏi của các sản phẩm y tế Những ưu thế đó là:

-Không độc

- Nhẹ

-Không biến dạng dưới tác động của môi trường sinh học

-Không bị rỉ khi tiếp xúc với tế bào sống

- Ít bị tác động bởi áp lực gây mỏi dẫn đến phá huỷ xương giả

- Trên bề mặt xương giả hình thành màng sinh học khi được ghép vào cơ

thé

- Độ hao mòn thấp dưới tác động của ma sát

- Có khả năng kích thích sự phát triển của tế bào hoặc phục hỏi các tế bào

cơ bản

- Đơn giản và tiện lợi trong quá trình vô trùng : -Độ dẫn điện, nhiệt gần với độ dẫn điện, nhiệt của tế bào 4

Cacbon tồn tại ở nhiều dạng và ở mỗi dạng cacbon thể hiện những tính

Ngày nay sợi các bon cũng được sử dụng nhiều trong y học, cấu trúc của

chúng thường là cấu trúc cácbon “turbostratic” hoặc cấu trúc graphit

Điểm chung của các cấu trúc nêu trên là độ xốp cao (cấu trúc không | được

Những sản phẩm y học đã được chế tạo từ vật liệu các bon va composite

của nó và đã được ứng dụng lâm sàng:

u.Van tint

Sau khi thử nghiệm lâm sàng vào những năm 1969-1970, đến 1977 hơn 200.000 chiếc và đến 1980 khoảng 600 000 van tim nhân tạo làm từ vật liệu cácbon nhiệt phân đẳng hướng đã được sản xuất và đưa vào ứng dụng lam sang

ở Mỹ, Anh và Pháp

io

Sợi cácbon được sử dụng làm dây chẳng, thay gân lần đầu tiên ở châu

Au, Nga va My Hang tram bệnh nhân đã được phẩu thuật thay thể bệ dây chẳng khớp đầu gối làm ổn định các hậu quả của poliomelit bàng sợi cácbon

Để định vị các dầu mút dây chẳng nhân tạo, người ta đã chế tao thêm các cấu

trúc dạng “H” bằng vật liệu tổ hợp cácbon Ở Nga, 137 bệnh nhận sau phẩu

c Cácbon vốp làm xương gia (lam gidn cho các mô vương phát triển):

Một loại cácbon xốp làm xương giả lần đầu tiên được chế tạo tại Nga Đây là các vi cầu cácbon được lấp đầy bằng nitơ với kích thước 10-100tLưn và thành dày 3-50 tm Liên kết các siêu cầu các bon lắng đọng cácbon nhiệt phan tiếp theo, cuối cùng ta nhận được cácbon xốp có mật độ khoang 0,8 g/cm” , dé

cứng khi ép cao hơn 25 MPa, Modul Jjunge 6.10” MPa Phụ thuộc vào độ bão hoà cácbon nhiệt phân mà có thể nhận được cácbon với độ xốp từ 20-70%, mật

d6 0,35-0,8% g/cm? , d6 cứng 2-70 MPa va Modul Junge tir 0,6-6.10° MPa

Khi được cấy ghép vào cơ thể, mỏ xương được phát triển và đàn hồi trên toàn bộ chiều dày của cácbon xốp Trong trường hợp này cácbon xốp đóng vai

trò như một giá cố định (scalfford) cho sự mọc lại của các mô xương Do có độ

co dãn gần với tế bào xương mà xương phát triển theo các lỗ rỗng không có hiện tượng tích tụ ứng suất Ngoài ra tính trùng sinh học cao của vật liệu này đã làm cho cácbon xốp trở nên vật liệu sinh học lí trởng cho phẩu thuật chỉnh hình (trám xương) Trên thế giới chưa có vật liệu tương tự

Ở Nga người ta đã tiến hành trám xương sau khi cắt bỏ phần viêm xương

ở 52 bệnh nhân Sau 1-2 tháng phẫu thuật, bằng phương pháp chụp rơn ghen đã

khẳng định sự trùng khớp và sự mọc lớp mô xương theo các lỗ xốp của vật liệu

cácbon cấy ghép Tất cả các bệnh nhân đã được phục hồi khả năng lao động sau

Để có vật liệu trùng sinh học với các đặc trưng cơ lí tương thích với xương,

một loạt chủng loại composite sợi cácbon đã được phát triển trong đó đáng chú

ý là vật liệu composite cácbon-cácbon, cácbon-polime Vật liệu cácbon-cácbon dược dùng làm định nội tuỷ, chỏm xương dùi

Vật liệu tổ hợp Cácbon-polime đa dạng hơn:

- Vật liệu tổ hợp sợi cacbon trên nên poliamide và polipropilen làm nẹp kết hợp xương và hộp sọ (Nga)

- Vật liệu tổ hợp sợi cacbon nên epoxy (Anh,Đức)

- Vật liệu tổ hợp sợi cacbon nền polyetheretherketone (PEEK) (Đức,

cơ lây bệnh nhu AID, lao

3 Kim loui: Titan, hop kim Co- Mo-Cr .-ld vật liệu truyền thống nhưng có nhiều nhược điểm:

- Modul đàn hồi cao

- Luôn gây ra những phức tạp.bởi các hiện tượng tinh điện din - tới kim loại hoá tế bào và gây rỉ vật cấy

- Thường gây ra hiện tượng hấp thụ lại của vải xương

- Hiện tượng mỏi làm huy hoại các xương gia

4 Gốm - - Hay bị bào mồn gây tích tụ vật liệu bào mon - phan ting phu

- Modul đàn hồi cao Giòn, dễ vở

5 Polime: * Chay nguội, lão hoá

* Hay gây sản sinh tế bào kém chất lượng

6 Cácbon

7 Hydroxyapatit (có thành phần hoá học hoàn toàn giống xương thật)

Xu hướng phát triển vật liệu thay thế xương và vật liệu kết hợp xương,

hiện nay là:

- Phát triển các loại composite trên cơ sở những vật liệu truyền thống: kim loại, gốm, vật liệu các bon, hydroxyapatit để tạo một thế hệ vật liệu có các tính năng như cơ, lý, hoá sinh .gần với xương thật hơn những vật liệu

- Xử lí bể mát và tạo lớp phủ bẻ mật các vật liệu đã có để tạo bề mắt có

đặc tính trùng sinh học cao, liên kết tốt với mô mềm

- Phát triển vật liệu thay thế xương hướng tới tạo vật liệu cho kỉ thuật

mô Ngày nay kỉ thuật mỏ đã thành công trong việc tạo mô da, người ta đã tạo được da nhân tạo để cấy ghép lên cơ thể Trong tương lai đối với mô xương cũng hy vọng có những kết quả tương tự Hiện nay công nghệ đáng

chú ý là:

Công nghệ tạo vật liệu xốp: Titan xốp, kim loại xốp, các bon xốp,

hydroxyapatit xốp đang được phát triển và ứng dụng không chi trong phẫu thuật chính hình mà trong nha khoa, nhãn khoa

II TÌNH HÌNH NGHIÊN CÚU TRONG NƯỚC VỀ VẬT LIỆU CHO PHẪU

THUẬT CHÍNH HÌNH

Như thông tin chúng tôi được biết, trước đây đã từng có một nhóm nghiên

cứu phát triển hợp kim cho phẩu thuật chỉnh hình (Viện kim loại màu) và đã có một số kết quả nhưng do nhiều nguyên nhân vật liệu này nay vẫn chưa đưa vào

ứng dụng lâm sàng được Vật liệu hydroxyapatit, gốm thuỷ tỉnh một thời hình như đã được quan tâm( ở ĐHQG, ĐHBK Hanoi) nhìng nay đã bỏ

Từ 1992-1995, do nhận thức được ý nghĩa thực tiễn của vật liệu các bon trong y học, để tài "Nghiên cứu ứng dụng một số vật liệu chứa các bon do Nga

sản xuất vào y học Việt nam” đã được cho phép tiến hành Đề tài tập trung

nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng băng vải các bon chữa vết thương, vật liệu

“Intost-l” (composite các bon-poliamide) và "Intost-2” (composite các bon-

polipropilen) trước hết là trên động vật sau đó trên người tại Viện Bỏng quốc

gia, Viện 108, BV Xanh pon, BV Chợ Rấy, Các trung tâm chỉnh hình và phục hồi chức năng Bộ TB &XH Kết quả cho thấy các vật liệu trên có độ trùng sinh học rất tốt, băng vải các bon loại "Carpema" có giá trị điều trị vết thương

và bỏng rất cao Trên cơ sở đó, một.dự án chuyển giao công nghệ vay vốn của

Bộ KHCN&MT đã được phép thực hiện bất đầu năm 1996

Những kết quả thử nghiệm lâm sàng tiếp theo và những khảo sát đặc

trưng cơ-nhiệt của các sản phẩm mà Niigraphit chế tạo cho chấn thương chỉnh

hình cho thấy sự cần thiết phải đầu tư bổ sung để hoàn thiện công nghệ nâng

cao tính năng vật liệu và thiết kế chế tạo mẫu sản phẩm phù hợp với các phương pháp kết hợp xương của Việt nam và tiêu chuẩn AO(xem phần kết quả nghiên,

cứu -trang 19-22) Nếu Đề án cho các sản phẩm dưới dạng bán thành phẩm mà

Nga chuyển giao thì sẽ rất khó đưa tiếp vào ứng dụng điều trị với số lượng lớn.(xem các báo cáo KH của giáo sư Nguyễn Quang Long:

1 "The use of carbon fibre composite plates for fixation of human fractures" Proc of 9th Intemational Conterence on Biomedical Engineering 3-

6/12/1997, Singapore.

18

2 Nguyễn Quang Long, Trương Quan Tuấn và DS “Nep ¿ở hợp các

bon diễu trị các gãy xương do tại nạn lưa thông”, Nghiên cứu Khoa Học- Y học

TP Hồ Chí Minh, tập ! số 4, 1997.)

Những nhược điểm nêu trên có thể tóm tắt như ở phần đầu của mục “kết quả nghiên cứu" của báo cáo này.

8 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CÚU:

l.Nghiên cứu công nghệ:

-Công nghệ composite cacbon-poliamid

-Công nghệ vật liệu composite cacbon-cacbon ( nghiên cứu thăm dò)

> quả về mặt khoa học và công nghệ:

Khỏdo sát các dặc trưng và kết qua thử nghiêm lâm sàng vất liêu cấy

Các nghiên cứu khảo sát các dặc trưng và ứng đụng lâm sàng vật liệu

"Intost-1" cho két qua:

~ Ty lé soi cdc bon/polime 55%-60%

- Độ bền uốn tĩnh: 250- 300 MPa

- Modu! đàn hồi: 0,5, 107-1,0 10° MPa

~

Thử nghiệm lâm sàng (kết quả của GS Nguyễn Quang Long & các cộng

sự - BV Chợ Rẫy và G5 Bùi Chu Hoành - Viện Chấn Thương, Chỉnh Hình ) cho thấy:

- Vật liệu tố hợp các bon Intost-l tương thích với mô cơ thể người, không có

biểu hiện loại thải vật liệu

- Các nẹp từ vật liệu tổ hợp các bon Intost-L thực hiện nguyên lí "cố định mềm

dẻo” các gẫy xương, tạo liền xương kì hai tốt, nhanh chóng đối với hầu hết các trường hợp được theo dõi (44/49 trường hợp đợtI ,49/49 trường hợp đợt 2)

Hinh 15- Kết họp XƯƠNG theo Nga (4) (dùng luôn nẹp dang nita dng),

KHX theo AO ởđVN không có định nội tuy(b) và KHX có đinh nội tưj(c)

- ống nẹp các bon của Nga sản xuất dùng cho bệnh nhân Nga đường kính lớn hơn ống xương người VN Khi kết hợp xương cho bệnh nhân VN, do một bên cạnh doc của ống nẹp ròng hơn, tạo khoảng trống giữa nẹp và thân xương dễ tạo

ra tình trạng ứ máu tụ, làm tầng cao tỷ lệ ứ dịch và dò thứ phát Nếu sẻ hẹp và khoan lỗ tức thì trong phẫu thuật làm cho bụi carbon từ mép cưa và lỗ khoan nhuộm đen các mô mềm chung quanh Ngoài ra nếu hấp ẩm ( hơi nước) để khử

trùng nẹp trước khi mổ tạo điểu kiện nẹp các bon hút ẩm thêm dịch, cũng là

=f

- Nếu cất xương ống (hinh 14) ra lam nep két hop xuong (NKHX) theo tiéu

chuẩn AO và khoan lễ như thiết kế hình 5 (H.15 b,c) thì độ bền quá nhỏ Để

dam báo cố định xương cần tăng độ bên khoảng 2-3 lần

Bảng 2: Anh luớởng của lễ lên tính chất cơ của nẹp KHX bằng composite các bon của

‘Nea sdn xudt (Nep 3*10*100 mm)

Nhược diểm và một số hiện tượng khác có thể có liên quan đến kết cấu và

bản thân vật liệu có dạng nêu trên khi thử nghiệm lâm sàng cần được khắc phục

và làm sáng tỏ:

+ Modul đàn hồi thấp so với xương thật, dễ gây di lệch gập góc thứ phát

và gẫy nẹp cố định xương Đặc biệt với gẫy xương đùi, nẹp đạng nửa ống này, không đảm bảo bất động tốt cần có cải tiến thì mới dùng được

+ Trong một vài trường hợp ứ đọng dịch thể và dò muộn (nguyên nhân

sau này đã được xác định không phải do vật liệu), có dấu hiệu làm thay đổi đặc trưng cơ-lí của vật liệu Điểu này cần được làm sáng tỏ bằng nghiên cứu ảnh hưởng của huyết thanh sinh lí lên tính chất cơ-lí của vật liệu

Vật liéu "Intost-2":

Vật liệu này có cấu trúc: Vải cacbon và polipropilen

Khảo sát đặc trưng cho thấy:

Độ bển uốn: 100 - 130 MPa

Modul dan héi: 0,6 - i x 10° MPa

D6 din nhiét: (18 W/°K.m)

Như đã biết, vật liệu lý tưởng cho thay thé sai hỏng hộp sọ cần: trợ trong

môi trường sinh học, không gây độc tố, dễ uốn được ( đễ gia công ), độ bền đủ bảo vệ não phía trong Ngoài ra vật liệu đó phải có độ dẫn nhiệt thấp và không

phản quang để có thể dùng huỳnh quang quan sát phía trong vỏ não (xem thêm các bài viết ở phần phụ lục)

Chúng tôi đã tiến hành do dộ dẫn nhiệt của xương, mô mềm (thit).Do

dong thời trên thiết bị của GS Đàm Trung Đền - ĐH Tổng hợp Hà nội và thiết

bị của Niigraphit có kết quả tương đương:

-Độ dẫn nhiệt của thịt bồ (lợn) -0,6-1 w/ OK

-Độ dẫn nhiệt của xương thật (xương tươi) - 12 W/°K.m

Xương hộp sọ rất mỏng ~ 2mm và não rất nhạy với thay đổi nhiệt độ vì vậy composite cacbon-polypropilen có độ dẫn nhiệt cao 18 W/ °K mila mot han

chế

Sau khi tham khảo ý kiến của các chuyên gia Nigraphit, chúng tôi chọn

poHamid làm nền cho việc nghiên cứu chế tạo xương sọ cấy ghép Công nghệ và các đặc trưng vật liệu được nghiên cứu chế tạo sẽ trình bày ở phần sab

Tém lại: Các khao sát các tính chất cúa vật liệu do Vién Niigrafit ché tao

và thử nghiệm lâm sàng các vật liệu đó trên người cho thấy hệ vật liệu này

tương thích sinh học cao như các báo cáo của nước ngoài đã công bố Để chế tạo các loại nẹp kết hợp xương theo các tiêu chuẩn của phương Tây có tính đến

đặc tính xương người Việt đồng thời ứng dụng thực tiễn lâm sàng các loại nẹp này nhậm đảm bảo cố định xương bán cứng (semi-rigid fixation-lí thuyết mới

về cố định xương được giáo sư Nguyễn Quang Long thực hiện lần đầu ở Việt nam), cần thiết nâng cao chất lượng Vật liệu theo các hướng sau:

a- Tăng modul đàn hồi tương ứng với modul đàn hỏi của xương thật để đảm bảo

một vận động nhẹ khi kết hợp xương, tạo liền xương kì hai nhanh chồng

b- Tăng độ bền cơ học đủ để cố định xương vững vàng trong trường hợp kết hợp

xương có định nội tuỷ củng như lúc cố định không có đinh nội uỷ Nói chung

độ bền uốn cần lớn hơn “Intost-1" khoảng 2-3 lần

c- Phải thiết kế các loại nẹp tương thích cho từng ứng dụng cụ thể

d- Vật liệu cho thay thế khuyết tật hộp sọ cần: Tương thích sinh học, đủ bền để

bảo vệ não, không cản quang để dễ dàng kiểm tra phần não dưới:miếng ghép

sau khi phẩu thưật, độ dẫn nhiệt phải gần với độ dẫn nhiệt của xương thật Với các yêu cầu đó thì việc chọn poliamid làm chất nền là hợp lí vài thuận lợi vì

composite £-pollamid đã được thử nghiệm nhiều trên động vật và người ở Việt

1.2 C6 us nghệ composite sot Cac ‘bon - poliamide, sot các bon- vải C-

poliayn ide:

- Soi gác bon độ bền cao TU48-4807-255-9 l

Sơ đồ công nghệ dược trình bày trên hình ló

Hinh lố Sơ đồ công nghệ

Công nghệ được chọn trên cơ sở kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ các thành phần trong composite, các chế độ gia công bể mật, chế độ ép và chu trình đốt mẫu lên các tính chất cia composite: tính chất cơ, tính chất nhiệt, hấp

thụ nước

* Ty lé vai trong composite: 60-70% (vat ligu C1)

vải 35-50%, sợi độ bền cao 10-15% (vat ligu C2)

Soi dé bền cao: 50-60% (vật liệu C3)

* Xử lí nhiệt: 100°C-200°C

* Xử lí bề mặt: 50°C-90°C, môi trường PH=7-8, thời gian phụ thuộc, dòng điện

phân phụ thuộc vào loại vải hay sợi

* Chu đốt và lực ép lựa chọn theo sản phẩm cụ thể

Công nghệ dược thiết lập cho 3 vật liệu :C-1, C-2 và C-3 phục vụ 4 dối tượng

ứng dụng: Miếng vá sọ, Nẹp KHXương chỉ trên, Nẹp KHX chỉ dưới, chỉ của

chồm xương đài và đính nội tuy

Vật liệu C-3 gồm sợi C và poliamide được chọn riêng cho định nội tuỷ Thiết kế

kiểu gia cường sợi C trong công nghệ chế tạo đỉnh nội tuỷ khá đặc trưng cho

Tính chất của vất liéu composite và sdn phdm duoc ché tao theo céng nghé

Composite soi C-poliamide

(C-3) 1330-2000 | 6*10' - 10*10”

* PMIMA- Polymethyl Methacrylate

Nhận xét: a-Vật liệu C1,C2 có modul dàn hồi tương đương xương thật, độ bền cao cho phép khoan lỗ khi làm nẹp KHX b- Vật liệu Cl, xương thật và mô mềm có độ dẫn nhiệt tương dương nhau C1 có thể thích hợp dùng chế tạo

xương sọ cấy ghép

1.3 Công nghé composite C - C:

Vật liệu các bon và grafit bao gồm các bon siêu mịn, các bon có độ xốp cao, composite C-C là những dạng các bon có ứng dụng đa dạng trong y học:

van tim, chỏm cầu của bộ chỏm xương đùi, các khớp nối của xương bánh chè,

khớp nối xương cốt sống ‹(vật liệu tự bòi trơn trong môi trường sinh học), làm

vật liệu thay thế xương lí tưởng cho việc trắm xương, ứng dụng trong nha khoa

và nhãn khoa Đây là những chúng loại vật liệu đòi hỏi thiết bị công nghệ đặc chủng, các bước công nghệ phức tạp Khi nghiên cứu một số qui trình công nghệ, những tài liệu đã công bố của nước ngoài, chúng tôi đăng kí nghiên cứu

thăm đò công nghệ composite C-C với các mục (iêu sau:

* Chọn nguyên liệu nền cho composite C-C

* Tham do khả năng thiết bị trong nước tiến hành quá trình các bon hoá

* Nghiên cứu ứng dụng một vài chế độ công nghệ chế tạo composite C-C từ đó định hướng những bước công nghệ tiếp theo nhằm tạo vật liệu các bon ứng dụng

trong y học với giá thành thấp

Chế tạo vật liệu composite C-C trong khuôn khổ nội dung đăng kí gồm các bước chủ yếu:

- Tầm vải hay sợi cac bon với chất nền polime là nhựa dầu mỏ hoặc rezin

- Say khô vải tẩm nhựa đó để bay hơi chất hoà tan và tăng trọng lượng phân tử cla rezin

- Tạo cấu hình sản phẩm cụ thể từ các tấm đã được sấy khô theo tỷ lệ, kết cấu

nhất định và ép định hình thành prepreg

- Ép tiếp và đóng rắn tạo thành bán sản phẩm

- Các bon hoá bán thành phẩm ở nhiệt độ 800C - 1000%C trong môi trường khí

trơ, hydro hay chân không theo yêu cầu cụ thể Tốc độ đốt ở giai đoạn này

thuờng là 5 - 20°C /1giờ phụ thuộc vào độ dày sản phẩm

Thiết bị chủ yếu được dùng trong các bước công nghệ 4 nêu trên: Máy ép, LOT có gia nhiệt, máy rung siêu âm, lò nung chân không 1200°C

Những thí nghiệm thăm dò được tiến hành trong thời gian vừa qua có thể

tóm tất như sau:

-Nguyên liệu :

+ phenolic rezol - vật liệu này cho hiệu suất cac bon hoá cao nhất -

+ Sợi cac bọn: sợi viscosa, sợi các bon độ bền cao

-Các bon hoá ở nhiệt độ 800 - 950” C theo qui trình như hình 17

-Điều kiện cac bon hoá: lò chan khong 10°mmHg

'- Sau 4 lần tái ngâm tẩm và các bon hoá, hàm lượng các bon đạt 99,2-99 5%

Có thể nâng hàm lượng các bon bằng cách chọn nguyên liệu Kĩ hơn và có thể dùng chế độ xử lí nhiệt cuối cùng cao hơn

- Phân tích hàm lượng tạp mẫu sau + lần các bon hoá được chỉ trên bảng 4 Bang 4: Ham luong tap trong composite C-C (*0,001%)

- Độ bền uốn nằm trong dai tit o = 17 - 34MPa sau khi da cac bon hoa

- Độ xốp đạt được sau 3-4 lần tẩm, sấy và các bon hoá vẫn cao (khoảng 5-

10%) và các quá trình không làm thay đổi đáng kể các tính chất cơ học

- Để tăng độ bền và một số tính chất khác phải có hướng nghiên cứu quá trình nhiệt phân

1.4 Các thiết kế nep kết hợp xương, vương so cấy ghếp, chồm xương đùi và dính nôi tuỷ:

Các sản phẩm được thiết kế dựa vào các cơ sở sau đây: ‘

- Yêu cầu của các nhà phẩu thuật trên cơ sở kích thước xương người Việt

nam, kinh nghiệm ứng dụng lâm sàng các nẹp xương làm từ vật liệu của Nga và

kinh nghiệm sử dụng nẹp kim loại

- Thiết kế các loại nẹp xương kim loai cua AO,

- Độ bên và các tính năng khác của vật liệu composite.

Dưới dây là một số thiết kế trên cơ sở dló chờ tạo các bộ khuôn tương ứng

Các loai nep két hop xuong(nep KHX):

NEP KET HOP XUONG DUL CO CHAN (NEP S10)

Hình 18: Thiết kế các loại nẹp KHX cho chỉ trên và chỉ dưới

Nẹp KHX có lỗ (hình 18) được thiết kế dựa trên các khuôn mẫu của AO (Association of Orthopaedícs) có tính đến đặc trưng hình thái xương người Việt nam sao cho khi phẫu thuật nẹp bó sát tối đa vào xương tránh “tác động dị vật”

có thể xẩy ra làm ứ đọng dịch thể và nhiễm trùng (nếu có) lan đi xa Số lượng và

kích thước lỗ trên nẹp được thiết kế phù hợp với yêu cầu của các nhà phẫu thuật

nhưng vẫn đảm bảo các đặc trưng cơ-lí của nep Hiện tại 6 loại nẹp KHX đã,

được thiết kế và chế tạo: 2 loại cho chỉ dưới (cảng chân) và 4 loại cho chỉ trên

(cẳng tay) Nẹp chỉ dưới có 8 16 đường kính 4,6 mm khoan chéo ngang: nẹp chỉ trên có 6 lỗ đường kính 3,6 nìm cách đều nhau dọc nep

Xương so cấy ghép:

3 é

`

ấ=9%

Hình 19: Thiết kế xương cấy ghép hộp so

Xương cấy ghép hộp sọ (h.19) được thiết kế theo hình thái hộp sọ, có kích thước: độ dày 2mm, đường kính 90mm và dường kính độ cong hình cầu

240 mm theo khuôn mẫu của Nga Riêng loại này, nhà phẫu thuật phải cắt gọt theo đúng kích thước miếng khuyết hộp sọ trước khi phẫu thuật Trong thời gian tới có thể xương trán cấy ghép và xương hàm cấy ghép cũng sẽ được thiết kế và

Hình 20: Khớp cầu xương đài), Phản bố ứng suất cực đại trong phần cẳng

cia chdm xương dùi(b), Thiết kế bộ chẳm xương đà¡{c)

`

Dựa vào phản bố ứng suất trong phản cảng của chóm xương dùi, sợi các bon

độ bên cao sau khi được xử lí bẻ mát dược gia cường theo trục trung gian Tỷ lệ

sợi/vai khoáng 10-20% là đảm bảo dộ bám dính tốt Các bán thành phẩm có độ dày lớn ~ 25-30mm nên thời gian cho từng công đoạn gia nhiệt cần đủ để nhiệt được phân bố đều trong khoảng thời gian đó Chu trình một lần ép từ 8-12 giờ phụ thuộc vào độ dày Chỏm cầu được gia công từ grafit siêu mịn nhập ngoại theo thiết kế trên Vật liệu grafit siêu mịn rất đắt nên để tài đang tìm vật liệu

Hình 21: Thiết kế định nội tuy(a) và kết cấu sợi các bon trong nó (b)

Hình 2L là thiết kế đính nội tuỷ không màu Một số dạng kết cấu sợi đã được thứ nghiệm để chế tạo định nhưng độ bền uốn, xoắn không cao kết cấu vững nhất là sợi được kết dưới dạng vải và sau đó kết cấu bằng cách cuộn tròn theo trục định cùng với poHamid theo tỷ lệ nhất định trong khuôn và ép nhiệt Tính chất của vật liệu được kết cấu theo phương pháp đó được chỉ trong bảng3 (VL,

C3)

Phương pháp đo các tính chất cơ học của composite được xây dựng trên cơ

~-Đầu đo của Nga

-Các tiêu chuẩn ngành của Liên xô trước đây:

+TC OCT 48-91.3-81 - graphit kết cấu

Phương pháp đo độ bền uốn, modul đàn hồi

+TC OCT 48-91.2-81 - graphit két cấu

Phương pháp đo độ bền nén

+TC MU 4807 - 69 -87 - graphit kết cấu

Phương pháp đo độ bển uốn và modul đàn hỏi của sơi cacbon trong

-Các tiêu chuẩn của Mỹ:

ASTM D 695-1996

ASTM D790 -1996

Công thức tinh do bén composite va sui:

*Modul dan hồi:

+Modul dan héi cha composite:

29

N: Tỷ lệ sợi trong composHe (%)

*Độ bền trượt: 3P

Gy= ———

4ab Trong đó: a: độ dày mẫu

b: do rong mau

Kết quả: - Xây dựng xong chương trình tính các đặc trưng: độ bền uốn, độ bền trượt, độ bền nén và modul đàn hồi của composite sợi các bon Chương trình

cũng cho phép tính một số tính chất của sợi các bon

- Xây dựng xong bộ chuyển đổi từ hệ đo sang máy tính

- Xây dựng xong qui trình tạo mẫu do, các khuôn tạo mẫu

Các số liệu đo độ bền cơ học, modul đàn hồi được so sánh và hiệu chỉnh với kết quả đo được trên thiết bị “"Instron" của viện Nigraphit Hình 22 va bang 2,3 trình bày một vài số liệu được đo trên thiết bị và chương trình máy tính của Viện NCUDCN đã được chúng tôi xây dựng

Các thí nghiệm về đo độ dẫn nhiệt của composite được tiến hành trên thiết bị tự động của G5 Đàm Trung Đồn (DHKH Tự nhiên Hanoi) và thiết bị

cia Niigraphit theo tiêu chuẩn ngành của Nga: OCT 48-91.7-81

Jl Bảng 3: Anh hưởng của lỗ lên tính chát cơ của nẹp KHX bang composite C2

Loại nẹp Độ bền uốn Suy giảm độ | Mođul đàn

1.6 ảnh hưởng của huyết thanh sinh lý lén tinh chat composite

Đã tiến hành ngâm vật liệu composite “Intost-1" cha Nga, Clva C2 trong

huyết thanh sinh lí thời gian từ 3 tháng đến | nam va sau đó đo độ bền uốn,

modul dan hỏi, mức độ hút nước Kết quả cho thấy các tính chất trên không bị

thay đổi đáng kể (bảng 6)

Kết quả này khẳng định thêm rằng các loại vật liệu nêu trên có thể làm việc lâu

dài trong cơ thể

Bảng 6: Anh hưởng của huyết thunh sinh lí lên tính chất ctia composite cdy ghép

Loại vật liệu Độ bền uốn Modul đàn' | Độ hút nước

(MPa) héi (MPa)

Composite “Intost-1" khong 266 0,505*10”

Để tiện sơ sánh chúng tôi trình bày thêm một số kết quả ở giai đoạn trước khi

đề tài tiến hành (giai đoạn 1)

Giai doan 1: :

Từ ¡995 - 1996 GS Nguyễn Quang Long và các cộng sự đã thực hiện các kỹ

thuật kết hợp xương bằng các nẹp ống composite cic bon do Viện

NUGRAPHIT san xuat "Intost-1":

w Lam tute nghiêm trêu thỏ : Trên 2 nhóm thọ

{- Nhóm L; Dùng tổ hợp các bon dưới dạng rắn cho 20 con thỏ Dưới tác dụng

gây mê hoàn toàn, qua đường rạch da mật ngoài đùi để bộc lộ xương đùi và

đặt nẹp tổ hợp các bon ( 3 x 5mm) Nẹp được cố dịnh bên trong màng xương

nhờ vít hoặc chỉ kim loại Sau đó khâu lại vết thương và băng bảo vệ trong

vài ngày Nhóm chứng được tiến hành Lương tự như với nẹp kim loại

2- Nhóm 2 : Dùng tổ hợp các bon dưới dạng bột cho 10 con thé Khoảng

3mm*2 bột các bon được cho vào cơ dùi thỏ qua đường tương tự như nhóm

L

Kết quả : ( Do bác sĩ Trần Minh Thong, chuyên khoa bệnh lý giải phẫu thực

hiện và đọc tất cả các bản xét nghiệm)

Trong nhóm I, thỏ được mổ lại tuần thứ 12 đến tuần thứ 16 khi đặt nẹp

Với nẹp composite sợi các bon : Toàn bộ nẹp được bao bọc bởi lớp mô mỏng và

can xương Có nhiều tế bào hạt non và tế bào dạng tiểu bào, đại bào Đối với

nẹp kim loại, nẹp được bao bọc nhiều can xương và một lớp tế bào dạng tiểu mô

và tế bào đại bào phản ứng vật lạ

Trong nhóm 2, thỏ mổ lại sau 24 tuần sau phẫu thuật đặt bột các bon vào

cơ đùi Các mẫu mô đã được lấy từ cơ xung quanh bột, hạch vùng bẹn, co tim

và gan để quan sát mô học Hầu hết các bột các bon nằm trong khoảng kẽ của

cơ Không có hiện tượng viêm mãn tính Không có hiện tượng mảnh các bon trong tổ hợp của hạch, tìm và gan Kết quả đánh giá qua thực nghiệm nhận thấy composite các bon có tính hợp mô tốt hơn so với phán ứng của nẹp kim loại, đặc biệt là chưa ghi nhận được phản ứng ác tính °

Sau này xét nghiệm bệnh phẩm lấy được ở 30 trường hợp bệnh nhân được

tháo bỏ nẹp đều có hình ảnh bệnh lý giải phẫu tương tự như thực hiện trên thỏ

b/_ Phẫu thuật kết hợp xương bằng vất liêu composite ccác bọn của Nga sản

xuất “Intost-1":

Thành phần là các ống nẹp nửa chu vi gồm 3 cỡ khác nhau cho các gãy

xương đùi, xương chày và các xương dài lớn cho chỉ trên ( Xương quay, xương trụ, xương cánh tay) dùng 4 kỹ thuật kết hợp xương : Dùng nguyên ống 1/2 chu

vi + định nội tuỷ, dùng nẹp khổ hẹp 2cm cắt từ nửa ống dùng một mình và cuối cùng dùng nẹp hẹp + đỉnh nội tuỷ

Đã phẫu thuật 78 trường hợp sau đó tổng kết được 49 trường hợp KHX được, theo dõi đến kết quả chối cùng

+ Các biến chứng sau phẫu thuật

@ = Nhiém tring cap tính tức thì sau mở ( 3/78 lần mở) 3,8%

⧠động dịch và đồ muộn thứ phát ( 13/49 ca theo dõi ) 26,5%

33

Ket qua_49 lin theo doi:

»_ Không có tử vong và cắt cụt chi

ra tình trạng ứ mấu tụ, làm tăng cao tỷ lệ ứ dịch và dò thứ phát Nếu sẻ hẹp và khoan lễ tức thì trong phẫu thuật làm cho bụi các bon từ mép cưa và lỗ khoan

nhuộm đen các mô mềm chung quanh Ngoài ra nếu hấp ẩm ( hơi nước) để khử

trùng nẹp trước khi mổ tạo điều kiện nẹp các bon hút ẩm thêm dịch, cũng là điều kiện gây ứ dịch cao

Tuy vậy khắc phục các yếu tố trên, mạch các bon tạo ra liển xương khá dễ dàng

** Ông nẹp "Intost-L" không thể dùng KHX đùi vì khi cắt theo tiêu chuẩn và khoan lỗ thì nẹp quá yếu

Giai đoan 2 : Giai đoạn kết hợp xương bảng nẹp các bon do Dé tài thiết kế và

chế thir 1997-1998

+ Đã sử dụng 4 loại nẹp các bon do Trung tâm vật liệu mới sản xuất hoàn chỉnh theo mẫu AO (Chế tạo trên cơ sở vật liệu C1 và C2)

+ Năm 1997 đã điều trị cho 79 xương gẫy

+ Trong đó có 42 trường hợp được theo dõi đến kết quả cuối cùng :

Không có tử vong, không phải cất đoạn chi

Lién xương tốt 37 lần

Đổi phương pháp KHX 01 lần

Không theo dõi được — -O1 lần

So sánh kết quả của 2 giai đoạn ;

Bảng 7: So sánh kết quả: KHX dùng nẹp của Nga và của Việt Nam sản xuất

Loại biến chứng Composite các bon của | Nẹp composite các bon

Nga chế tạo do Việt nam sản xuất

1- Nhiễm trùng cấp tính tức thì 3,8% 0%

Nhuộm đen mô mềm vùng phầu

thuật ( Quan sát các trường hợp 6/20 0/6

Bảng 8 : So sánh tỷ lệ liển xương sau phiẩu thuật:

Từ 6/97 đến tháng 9/1998, hon 350 ca phẩu thuật kết hợp xương bằng NKHX

của VN chế thử đã được thực hiện

~Tỷ lệ liền xương trên là thoả đáng phù hợp với các chỉ tiêu của thé giới

-Các nẹp composite các bon VN chế tạo phù hợp với cơ thể người

-Các sản phẩm của VN chế tạo theo tiêu chuẩn AO là hoàn thiện cho các bác sĩ

phẫu thuật, đạt tỷ lệ liền xương cao hơn của Nga 92% / 86%

-Các nẹp KHX composite các bon thực hiện nguyên tắc cố định mềm cho các gãy xương tạo nên liền xương vững chắc thứ phát trong hâù hết các trường hợp làm xương

B/ Phdu thuat tao hinh hég so bang vat ligu composite cée bon 1997-1998:

(Sit dung vat ligu do dé tai ché tao- Composite c4c bon-poliamide C1)

Tại bệnh viện 175 do PTS Trần Hành và cộng sự thực hiện trên 40 ca Tại bênh viện Xanh Pôn - HN do Thạc sĩ Nguyễn Công To thuc hién 20 ca, Tại bệnh viện Chợ Ray do Bác sĩ Nguyễn Văn Nho và cộng sự thực hiện hơn 40

ca

Sau khi mổ tất cả các ca mổ tốt , đã theo dõi từ 1 đến 2 năm trong đó chỉ có 2

trường hợp bị nhiễm trùng do chưa làm sạch vết thương trước khi ghép

Kết quả như sau: ,

- Đảm bảo độ chính xác, mảnh ghép áp khít vào bờ ở khuyết xương, tương đối

phù hợp độ lồi của hộp sọ, đặc biết ở vùng trám

- Dễ cố định vững chắc, không bị xô lệch khi va chạm

- Đã vững để chống lại các chấn thương

- Cơ thể dung nạp không gây phản ứng tại chỗ hoặc bị loại trừ

- Không cản quang nên không gây trở ngại khi tiến hành xét nghiệm Xquang

hộp sọ về sau

- Dễ và đảm bảo tiệt trùng

- Kỹ thuật mổ tương đối đơn giản

- Kích thước lớn để che phủ các khuyết xương lớn

Kết luân :

Vật liệu composite carbon Cl là vật liệu rất phù hợp và có hiệu quả lớn trong

phẫu thuật tạo hình các ổ khuyết xương sọ

JJ

3.Kết luận vẻ kết quả nghiên cứu khoa học và công nghệ:

*Đã thiết lập được qui trình cônh nghệ cho phép chế tạo các sản phẩm : Nẹp kết hợp xương, xương sọ cấy ghép, bộ chỏm xương đùi cấy ghép các sản phẩm được thử nghiệm lâm sàng với số lượng lớn

-* Đã thiết kế sản phẩm, chế tạo 8 bộ khuôn ép các sản phẩm đó

*®Đã chế tạo hơn 350 nẹp kết hợp xương các loại, 200 xương sọ, trấn cấy ghép, 5 bộ chỏm xương đùi và một số định nội tuy

*Đã xây dựng xong hệ do các đặc trưng cơ học: modul, độ bền của

composite đồng thời hệ đo có thể đo cả đặc trưng cơ học của sợi các bon ( phần này năm ngoài nội dung da dang ki)

Ngoài ra để tài đã tiến hành do đặc trưng nhiệt của xương và so sánh với dặc trưng đó của vật liêu cấy ghép , một công trình nghiên cứu cơ bản về cấu trúc nanocomposite va img dung cho hé sinh học - Vật liệu thay thế xương- collagen- hydroxyapatit-nước liên kết

Những việc chưa làm dược: Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và thử nghiệm lâm sàng còn quá ít đối với bộ chỏm xương đùi và định nội tuỷ

*Những kết quả nghiên cứu của để tài đã được công bố trong 8 công trình trong và ngoài nước ( một số bài báo dược trình bày trong phần phụ lục):

I Phan Van An, Bui Cong Khe, V.t Kostikov, “Preparation of carbon materials for medicine" Proc of 9th International Conference on Biomedical Engineering 3-6/12/1997, Singapore

2 Nguyen Quang Long, Truong Quan Tuan, Do Phuoc Hung, Trinh Xuan Le,

"The use of carbon fibre composite plates for fixation of human fractures”

Proc of 9th International Conference on Biomedical Engineering 3-6/12/1997,

Singapore

3 Phan Van An, Bui Cong Khe, Tran Hanh, "Development and application of carbon cloth reinforced plastics for replacement of the cranial vault defects” Proc of First Asian-Australasian Conference on Composite Materials (ACCM- 1) 7-9/10/1998, Osaka, Japan

4 Phan Van An, Bulionkov N.A., "Vital problems of the Structure of Nanocomposites and Possibilities of their Modular Design" Proc of First Asian-Australasian Conference on Composite Materials (ACCM-1) 7-

9/10/1998, Osaka, Japan

5 Phan Van An, Bui Cong Khe, Va Thanh Huong, Pham Kim Chi, Đã Việt

Hang,” Chế tạo vật liệu cấy ghép-tổ hợp vợi các bon dùng trong chấn thương

chẳnh hình và phẩu thuật thần kinh”, Báo cáo sẽ được trình bày và đăng trong Kĩ

yếu Hội nghị y học TP Hồ Chí Minh nhân dịp 200 năm thành lập Sài Gòn, 18- 21/11/1998, TP HCM

6.Nguyễn Quang Long, Trương Quan Tuấn và Đề "Nẹp tổ lợp các bón điều trị các gãy xương do tại nạn lưu thông" Nghiền cứu Khoa Học- Y học TP Hồ Chí

Minh, tap | sé 4, 1997

7 Nguyễn Quang Long, Đã Phước Hìng và các ĐS "Nẹp tổ hợp các bon diéu trị các gây thân xương dài" Báo cáo sẽ được trình bày và đăng trong KỈ yếu

Hội nghị y học TP Hồ Chí Minh nhân dịp 3009 năm thành lập Sai Gon, 18- 21/11/1998, TP HCM

8 Phan Van An, “ Các bọn- Vật liệu Y-Sinh”, Báo cáo tại Hội thảo Chiến lược

phát t triển Vật liệu Y-Sinh", Hanoi , 1998

4 Kết quả về đào tạo và hợp tác quốc tế:

Đã có thêm một số cán bộ trẻ tham gia làm việc và sẽ được đào tạo nâng

cao kiến thức theo chuyên ngành này

Đã có sự hợp tác rất tốt và nhịp nhàng giữa những nhà vật liệu và các giáo

sư, bác sĩ phẩu thuật

Đã có 3 nghiên cứu sinh đang làm luận án ứng dụng lâm sàng vật liệu này Ngoài CHLB Nga, đã thiết lập thêm quan hệ hợp tác trong lĩnh vực này với:

- Viện Vật liệu composite Kaiserslautern (Institut fur Verbundwerkstoffe GmbH)- CHLB Đức

- Trường Tổng Hợp Swansea (University College of Swansea) - Vương Quốc

xương sọ,trán cấy ghép, chỏm xương đùi và đỉnh nội tuỷ Tính năng của các sản

phẩm nêu trên tốt hơn các sản phẩm tương tự của Nga trước đây, cho phép ứng dụng rong rãi hơn trong phẩu thuật chỉnh hình và phẩu thuật thần kinh,

- Các sẵn phẩm của để tài đã được thử nghiệm lâm sàng với số lượng lớn Kết

quả thử nghiệm đã được phân tích đánh giá kĩ lưỡng cho phép ứng, dụng để điều trị trong các bệnh viện

HRB ishe

3L2 š46 SÕI I0 - KzG.-N&, 10030 «

THRE MACHERICHT VOM iHRE ZEICHEN UNSERE LEICHEN DATUM

1.02.98

Déar Dr van An

After my retum to Germany [ leamed fom mv supervisor Pror Klaus Fnednch that vou had

to cancel vour visic to TVW ar the end of last vear for health reasons I hope that vou pave

#aith,

A tr

managed to overcome this problem in cae meannme and that vou are back in goo

With this leer [ would like to assure vou that our Instimite is still very interested in

establishing a collaboration with vou and we would be pleased to weicome vou in

Kaisersiaurem in the near future [f vou could sve us a couple of optional dates for this visit

{ would be more than happy to arrange everything fom our end

In order to give you a beter idea on the structure and the available facilides here, [ have

enclosed a brochure for you

{ am looking foreword to-your reply

Best regards

Owl didn Kreb yt) Pror Dr.-Ing Klaus Friedrich

FW WAN Se cena ae SEAN NE

h6 R XIV KSI VI EM

TELEFON (06 Vib 007-0 TRCEE NS 006 tị 30 7-4199

ÑWFADTSPXEK XSSP Á Â/SPMSI AT:

Hanoi - Vietnam BL.Z 540 501 HE: K £o.ŸNR 000 1,

USf.-Iin-Nw.: ĐỀ LiN 647 đãi

Date

16.09.97

Your fax message of 14.10.97

Dear Dr Phan Van An,

with this letter I would like to renew our invitation to you for a visit of our institute Concerning

the date, we can arrange a visit between Dec.15 and Dec.17, 1997 Again, please confirm the

Finally we would mention again to assist you in making a hotel reservation

We are looking forward to your reply and remain meanwhile

with kind regards,

Department of Materials Engineering, University College of Swansea,

Swansea S.A2 8PP, Wales, UK

Dear Dr Phan Van An,

Thank vou for vour letter of the 18th March 1997 I was most interested

in your letter and would be pleased to collaborate with vou and your colleagues in developing

new materials and applications in my chosen field: Carbons and Carbon Composites I enclose

‘a short curriculum vitae and publication list From this vou will note that I have been working

in Huntsville, Alabama, over the last nine vears developing new technology for manufacturing large pieces of hollow ware of glassy polymeric carbon for crystal growth applications and, most recently, for synthesis of fullerenes by pyrolysis of hydrocarbon gases I have also been working on the use of this material for new lithium-carbon batteries I started a company in Swansea to manufacture heart valves out of this carbon Unfortunately, the design chosen by

my colleagues was too intricate tor large scale production and so I have now resigned as

director of that company I have now retired from both the Universities of Wales and Alabama, although I have been given laboratory, library and computer facilities in my old Department in

Swansea Please feel free to communicate with me, care of the Department of Materials

Engineering at Swansea Since I no longer have industrial or formal! academic links I shall be

free to work with your Department in any new developments that may be agreed, and indeed

look forward to such co-operation, ,

Yours sincerely,

Dr Gwyn ML Jenkins.