So sánh sự phát triển của xương thỏ vào mảnh ghép hợp kim titanium in 3d có phủ và không phủ hydroxyapatite

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC TP HỒ CHÍ MINH - NGUYỄN BÁCH SO SÁNH SỰ PHÁT TRIỂN CỦA XƯƠNG THỎ VÀO MẢNH GHÉP HỢP KIM TITANIUM IN 3D CĨ PHỦ VÀ KHƠNG PHỦ HYDROXYAPATITE LUẬN VĂN THẠC SĨ Y HỌC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC TP HỒ CHÍ MINH - NGUYỄN BÁCH SO SÁNH SỰ PHÁT TRIỂN CỦA XƯƠNG THỎ VÀO MẢNH GHÉP HỢP KIM TITANIUM IN 3D CĨ PHỦ VÀ KHƠNG PHỦ HYDROXYAPATITE NGÀNH: NGOẠI KHOA (CHẤN THƯƠNG CHỈNH HÌNH) MÃ SỐ: 8720104 LUẬN VĂN THẠC SĨ Y HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐỖ PHƯỚC HÙNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu khoa học riêng tơi Các kết nghiên cứu trình bày luận văn trung thực, khách quan chưa công bố nơi TP Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 12 năm 2021 Tác giả luận văn Nguyễn Bách MỤC LỤC Trang Danh mục từ viết tắt đối chiếu thuật ngữ Anh – Việt i Danh mục bảng iii Danh mục biểu đồ iv Danh mục hình v MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Các vấn đề liên quan đến khuyết hổng xương 1.2 Các phương pháp điều trị khuyết hổng xương kinh điển 1.3 Mảnh ghép kim loại 13 1.4 Các nghiên cứu giới Việt Nam 18 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Đối tượng nghiên cứu 28 2.2 Phương pháp nghiên cứu 28 2.3 Vấn đề y đức nghiên cứu 55 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 56 3.1 Đặc điểm mẫu 56 3.2 Sự tích hợp xương loại mảnh ghép Conebeam CT-scan 58 3.3 Đặc điểm Giải phẫu bệnh mảnh ghép sau lấy 65 3.4 Sự phục hồi chức thỏ sau phẫu thuật đặt mảnh ghép 73 CHƯƠNG BÀN LUẬN 76 4.1 Đặc điểm mẫu 76 4.2 Khả tạo xương quan sát Conebeam CT-scan sau phẫu thuật lấy mảnh ghép 82 4.3 Đặc điểm mô học mô phát triển bề mặt vào mảnh ghép 85 4.4 Khả phục hồi chức sau mổ biến chứng 87 4.5 Ứng dụng rút từ nghiên cứu 89 4.6 Hạn chế đề tài 89 KẾT LUẬN 90 KIẾN NGHỊ 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC i DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VÀ ĐỐI CHIẾU THUẬT NGỮ ANH – VIỆT Từ viết tắt Tiếng Anh đầy đủ Tiếng Việt đầy đủ 3D Three Dimensional chiều AM Additive Manufacturing Chế tạo tích lũy BMP Bone morphogenetic Protein Protein tạo hình xương BV/TV Bone volume/ Total volume Thể tích xương/ Tổng thể tích CBF Core binding factor Yếu tố gắn kết lõi CT-scan Computed Tomography scan Chụp cắt lớp vi tính DBM Demineralized Bone Matrix Chất xương khử khoáng EBM Electron Beam Melting Phương pháp nóng chảy tia electron EDS Energy Dispersive X-ray Phổ tán sắc lượng tia X Spectroscopy FDA Food and Drug Association Cục quản lý Thực phẩm Dược Phẩm HA Hydroxyapatite HIV Human Immunodeficiency Vi rút gây suy giảm miễn dịch virus người IGF Insulin-like growth factor Yếu tố tăng trưởng giống insulin ISO International Organization Tổ chức Chuẩn hóa Quốc tế for Standardization PMMA PolyMethylMetaAcrylate Nhựa PMMA RIA Reamer Irrigator Aspirator Máy RIA RP Rapid Prototyping Sự tạo mẫu nhanh SEM Scanning Electron Micro- Kính hiển vi điện tử quét scope ii SLM Selective Laser Melting Phương pháp nóng chảy tia laser chọn lọc Dip coating Phủ nhúng Electrophoresis depositon Lắng đọng điện di Ion beam assisted deposition Lắng đọng tia ion Osteoconduction Dẫn nhập xương Osteoinduction Cảm ứng xương Plasma Spray deposition Lắng đọng phun plasma Porosity Độ rỗng Pulsed Laser physical vapor Lắng đọng bốc vật lý deposition phun tia laser đợt Stress shielding Hiện tượng tiêu xương dụng cụ iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 So sánh đặc điểm xương ghép biến chứng phương pháp RIA phương pháp lấy xương ghép mào chậu trước, sau Bảng 1.2 Tỉ lệ phần trăm xương phát triển vào lỗ rỗng bề mặt 19 Bảng 2.1 Phân chia nhóm thỏ theo mốc thời gian loại mảnh ghép 29 Bảng 2.2 Các mốc thời gian số lượng thỏ mốc phẫu thuật hai 42 Bảng 3.1 Độ phủ HA lên bề mặt mảnh ghép 57 Bảng 3.2 Sự tích hợp xương loại mảnh ghép mốc thời gian tuần 58 Bảng 3.3 Sự tích hợp xương loại mảnh ghép mốc thời gian tuần 59 Bảng 3.4 Sự tích hợp xương loại mảnh ghép mốc thời gian 12 tuần 60 Bảng 3.5 Tỉ lệ phầm trăm lỗ rỗng có mật độ mơ dạng xương trung bình theo mốc thời gian nhóm A nhóm B 62 Bảng 3.6 Đặc điểm mô mềm mô cứng quan sát đại thể bề mặt mảnh ghép 65 Bảng 3.7 Vị trí tính cố định mảnh ghép 68 Bảng 3.8 Đặc điểm quan sát đại thể lỗ mảnh ghép 68 Bảng 3.9 Đặc điểm mô học mô cứng dạng xương phát triển vào lỗ rỗng mảnh ghép có phủ HA khơng phủ HA 72 Bảng 4.1 So sánh đặc tính mẫu nghiên cứu 76 Bảng 4.2 So sánh đặc điểm mảnh ghép Titanium 78 Bảng 4.3 So sánh đặc điểm phủ HA mảnh ghép 79 Bảng 4.4 Đặc điểm phẫu thuật đặt mảnh ghép 81 Bảng 4.5 Khả tích hợp xương loại mảnh ghép 82 Bảng 4.6 So sánh khả tạo xương theo mốc thời gian 84 Bảng 4.7 So sánh tỉ lệ biến chứng nghiên cứu 88 iv DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1 Trọng lượng thỏ lúc phẫu thuật đặt mảnh ghép phủ HA 56 Biểu đồ 3.2 Trọng lượng thỏ lúc phẫu thuật đặt mảnh ghép không phủ HA 56 Biểu đồ 3.3 So sánh tích hợp mơ dạng xương loại mảnh ghép Conebeam CT-scan 61 Biểu đồ 3.4 Sự thay đổi tích hợp xương vào lỗ rỗng theo thời gian 63 Biểu đồ 3.5 Tần suất mô mật độ dạng xương xuất lỗ rỗng 64 Biểu đồ 3.6 Hình thái phát triển xương bề mặt mảnh ghép 67 Biểu đồ 3.7 Trọng lượng thỏ hai lần phẫu thuật 73 Biểu đồ 3.8 Tiến trình phục hồi chức hậu phẫu đặt mảnh ghép vào xương chày thỏ 74 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Phương pháp Masquelet Hình 1.2 Kỹ thuật kéo xương qua khung cố định ngồi 10 Hình 1.3 Q trình ghép xương mác vi phẫu có cuống BN khớp giả nhiễm trùng với khuyết hổng mô mềm 12 Hình 1.4 Các phương pháp phủ HA lên bề mặt 17 Hình 1.5 Các bước phủ phương pháp Nhúng (dip coating) 17 Hình 1.6 Quan sát kính hiển vi điện tử mảnh ghép bề mặt có lỗ rỗng 18 Hình 1.7 Mảnh ghép có lỗ rỗng dùng làm thí nghiệm thỏ nghiên cứu Taniguchi cộng 20 Hình 1.8 Sự tạo xương thỏ nhóm mảnh ghép mốc thời gian 21 Hình 1.9 Hình ảnh µCT loại mảnh ghép 22 Hình 1.10 Mảnh ghép xương gót Titanium 3D 23 Hình 1.11 Mản ghép đầu gần xương chày 24 Hình 1.12 Mảnh ghép đầu xương quay tạo hình 3D (A) mảnh ghép Titanium thực tế 24 Hình 1.13 Khối ghép sau cắt để bộc lộ tách mẫu mô cứng dạng xương (mẫu thỏ số 6) 26 Hình 2.1 Thiết kế mảnh ghép 29 Hình 2.2 Mảnh ghép hợp kim Titanium 30 Hình 2.3 Phủ HA lên mảnh ghép 31 Hình 2.4 Mảnh ghép hợp kim Titanium phủ HA 32 Hình 2.5 Kết SEM EDS 33 Hình 2.6 Template hỗ trợ tạo khuyết hổng cửa sổ xương 34 Hình 2.7 Thỏ gây mê, cạo lông cố định bàn mổ 35 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Khảo sát Cone Beam CT-scan • Số lỗ rỗng tiếp xúc xương có mơ mật độ dạng xương: • Số lỗ rỗng khơng tiếp xúc xương có mơ mật độ dạng xương: • Tổng số lỗ rỗng có mơ mật độ dạng xương: • Tọa độ lỗ rỗng có mơ mật độ dạng xương: Kết khảo sát mô học mô mật độ dạng xương lỗ rỗng: Biến chứng: ☐ Có ☐ Khơng • • • Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh PHỤ LỤC TRƯỜNG HỢP MINH HỌA Trường hợp 1: Các bước phẫu thuật, tích hợp xương Conebeam CT-scan kết quan sát đại thể mô học Thỏ số HA 12t (2) Thời điểm lấy mảnh ghép để khảo sát mốc 12 tuần Cân nặng: 2.80 (kg) Loại mảnh ghép: A Phía đầu thỏ Phía chân thỏ Ngày mổ lần 1: 07/12/2020 Hình Chân Trái thỏ cạo lơng, sát trùng rạch da bộc lộ vị trí tạo Phía đầu thỏ Phía chân thỏ khuyết hổng xương Hình Vị trí tạo khuyết hổng khoan đánh dấu bờ góc sau đặt khung khoan Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn đầu thỏ Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh đầu thỏ Hình Khuyết hổng tạo hình mài cao tốc Hình Kiểm tra kích thước khuyết hổng tạo khuôn (template) Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn đầu thỏ Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh đầu thỏ Hình Đặt mảnh ghép vào khuyết hổng kỹ thuật lắp ép (press fit) Hình Mảnh ghép đặt vào vị trí khuyết hổng Q trình phục hồi chức (ngày hậu phẫu): • Đi chân: • Chạy chân: • Đi chân: • Đứng chân sau: Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Cân nặng: 3.0 (kg) Phía chân thỏ Phía đầu thỏ Ngày mổ lần 2: 01/03/2021 Hình Sau 12 tuần đặt mảnh ghép, khối ghép lấy phẫu thuật Dưới Trên Trước Sau Hình Khối ghép sau cắt Quan sát đại thể: • Mơ bao phủ mặt tiếp xúc cơ: mơ dạng màng • Mơ bao phủ mặt tiếp xúc lịng tủy: mơ dạng tủy xương • Số lỗ rỗng có xương phủ mặt tiếp xúc / lòng tủy: 25 / Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh • Tọa độ lỗ có xương phủ: Mặt tiếp xúc lòng tủy Mặt tiếp xúc Trên Trên x x x ☐ Di lệch x x x ☒ Cố định x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Dưới Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Sau Trước ☐ Lỏng rời Sau ☒ Đúng vị trí Trước • Vị trí mảnh ghép: Dưới Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Khảo sát Cone Beam CT-scan: • Số lỗ rỗng tiếp xúc xương có mơ mật độ dạng xương: 38 • Số lỗ rỗng khơng tiếp xúc xương có mơ mật độ dạng xương: 16 • Tổng số lỗ rỗng có mơ mật độ dạng xương: 54 • Tọa độ lỗ rỗng có mỗ mật độ dạng xương: Mặt tiếp xúc lòng tủy Mặt tiếp xúc x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Trước x Sau Trước x Dưới Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Dưới Sau Trên Trên Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Hình Khối ghép sau cắt để bộc lộ tách mẫu mô cứng dạng xương Hình lát cắt Cone Beam CT-scan tương ứng với vị trí cắt Kết khảo sát mơ học cho thấy hình ảnh cốt bào lắng đọng chất xương (quang trường 100 µm) Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Trường hợp 2: Các bước phẫu thuật, tích hợp xương Conebeam CT-scan kết quan sát đại thể mô học Thỏ số C 8t (3) Thời điểm lấy mảnh ghép để khảo sát mốc thời gian tuần Loại mảnh ghép: B Phía đầu thỏ Cân nặng: 2.70 (kg) Phía chân thỏ Ngày mổ lần 1: 08/02/2021 Hình Chân Trái thỏ cạo lơng, sát trùng rạch da bộc lộ vị trí tạo đầu thỏ khuyết hổng xương Hình Vùng dự kiến tạo khuyết hổng khoan qua khung hướng dẫn khoan Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Phía đầu thỏ Phía chân thỏ Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh đầu thỏ Hình Dùng mài cao tốc tạo khuyết hổng xương Hình Vùng khuyết hổng xương kiểm tra template Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Phía chân thỏ Phía đầu thỏ Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Hình Mảnh ghép không phủ HA đặt vào kỹ thuật lắp ép (press-fit) Quá trình phục hồi chức (ngày hậu phẫu): • Đi chân: • Chạy chân: • Đi chân: • Đứng chân sau: Hình Khối ghép cắt sau phẫu thuật sau tuần Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Phía đầu thỏ Cân nặng: 3.1 (kg) Phía chân thỏ Ngày mổ lần 2: 15/04/2021 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Trước Sau Hình Hình ảnh khối ghép sau cắt Hình Khối ghép sau cắt để bộc lộ tách mẫu mơ cứng dạng xương Hình lát cắt Cone Beam CT-scan tương ứng với vị trí cắt Kết khảo sát mơ học cho thấy hình ảnh cốt bào lắng đọng chất xương (quang trường 100 µm) Tn thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Quan sát đại thể: • Mơ bao phủ mặt tiếp xúc cơ: mơ dạng màng • Mơ bao phủ mặt tiếp xúc lịng tủy: mơ dạng tủy xương • Số lỗ rỗng có xương phủ mặt tiếp xúc / lịng tủy: 18 / • Tọa độ lỗ có xương phủ: Mặt tiếp xúc lịng tủy Mặt tiếp xúc Trên Trên • Vị trí mảnh ghép: ☒ Đúng vị trí x x x ☐ Di lệch x x x ☒ Cố định x x x ☐ Lỏng rời x x x x x x Dưới Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Sau x Trước x Sau Trước x Dưới Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Khảo sát Cone Beam CT-scan: • Số lỗ rỗng tiếp xúc xương có mơ mật độ dạng xương: 19 • Số lỗ rỗng khơng tiếp xúc xương có mơ mật độ dạng xương: 10 • Tổng số lỗ rỗng có mơ mật độ dạng xương: 29 • Tọa độ lỗ rỗng có mỗ mật độ dạng xương: Mặt tiếp xúc lịng tủy Mặt tiếp xúc Trên Trên x x x x x x x x Trước x Sau Trước x x x x x x x x Dưới Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn x x x x x x x x Dưới x Sau x x Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh PHỤ LỤC DANH SÁCH MẪU BỆNH PHẨM ĐƯỢC KHẢO SÁT MƠ HỌC Tn thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn