Nghiên cứu đánh giá hiệu quả tia laser thay thế kim tiêm dùng trong tiêm chủng

Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYÊN TẤT THÀNH KHOA Y NGUYEN TAT THANH KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP ĐÈ TÀI: NGHIÊN cứu ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ TIA LASER THAY THẾ KIM TIÊM DÙNG TRONG TIÊM CHỦNG GVHD : ThS NGUYỀN NGỌC QUỲNH SVTH : NGUYỄN THỊ HUYỀN TRÂN MSSV : 1900007787 SVTH : TRẦN HỮU DUY MSSV : 1900007569 LỚP : 19DYS1A Tp HCM, tháng 06 năm 2023 Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYÊN TÁT THÀNH KHOA Y NGUYEN TAT THANH KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP ĐÈ TÀI: NGHIÊN cứu ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ TIA LASER THAY THẾ KIM TIÊM DÙNG TRONG TIÊM CHỦNG GVHD : ThS NGUYỄN NGỌC QUỲNH SVTH : NGUYÊN THỊ HUYỀN TRÂN MSSV : 1900007787 SVTH : TRẦN HỮU DUY MSSV : 1900007569 LỚP : 19DYS1A Tp HCM, tháng 06 năm 2023 LỜI CẢM ƠN Đối với sinh viên đồ án tốt nghiệp ln thành quan trọng trình học tập Đe có đồ án tốt nghiệp chỉnh chu đạt kết tốt đẹp, chúng em nhận giúp đờ, hồ trợ mặt Nhà trường, quý thầy cô, anh chị, gia đình bạn bè Trước hết chúng em xin gửi tới thầy cô khoa Y trường Đại học Nguyễn Tất Thành lời chào trân trọng, lời chúc sức khỏe lời cảm ơn sâu sắc Trong trình học tập nghiên cứu đồ án với quan tâm, dạy dồ, bảo tận tình chu đáo thầy cơ, đen chúng em có the hồn thành đo án Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thạc sĩ Nguyễn Ngọc Quỳnh người quan tâm giúp đờ, trực tiếp hướng dần chúng em hoàn thành tốt đồ án thời gian qua Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn đến lành đạo trường Đại học Nguyền Tất Thành, Khoa, Phòng ban chức trực tiếp gián tiếp giúp đờ em suốt q trình học tập nghiên cứu đề tài Ngồi ra, chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè - nhùng người ln bên cạnh em, tạo điều kiện, quan tâm, giúp đờ, động viên em suốt trình học tập hoàn thành đồ án tốt nghiệp Với điều kiện, thời gian kinh nghiệm hạn chế sinh viên, đồ án tránh thiếu sót Chúng em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy để em có thề bổ sung, nâng cao kiến thức mình, phục vụ tốt cho cơng việc thực tế sau Chúng em xin chân thành cảm ơn! 11 TÓM TẤT Trong năm gần đây, vấn đề tiêm chủng quan tâm triển khai rộng rãi tồn giới nhằm phịng ngừa kiềm soát bệnh truyền nhiễm, đặc biệt đại dịch COVID-19 xuất Một số quốc gia tiêm số lượng lớn vắc-xin COVID-19 Hoa Kỳ, Anh, Israel, Trung Quốc, Nga, Án Độ, vv Tuy nhiên, bên cạnh cịn số thách thức vấn đề liên quan đến việc tiêm Hiện nay, vấn đề sử dụng kim tiêm gắn liền với nguy lây nhiễm bệnh truyền nhiễm HIV, viêm gan B c, phoi đen, sốt rét nhiều bệnh khác Ngồi ra, sử dụng kim tiêm cịn gây rác thải y tế làng phí tài nguyên chi phí cho việc sản xuất tiêu thụ kim tiêm Do đó, nhừng nồ lực đoi cơng nghệ y tế nhằm thay sử dụng kim tiêm phương pháp tiêm không xâm lấn nghiên cứu phát triển để giảm thiểu vấn đề “Nghiên cứu đánh giá hiệu tia laser thay kim tiêm dùng tiêm chủng” đề tài nhóm lựa chọn nhằm góp phần khắc phục khó khăn, thách thức mà ngành y tế ngồi nước gặp phải Đe tài nhóm nghiên cứu dựa việc so sánh chứng minh laser có the thay kim tiêm dùng với mục đích tiêm thuốc/vắc-xin Việt Nam phần tổng quan nhóm sè tìm hiểu thống kê vấn đề kim tiêm nước giới Tìm hiểu cấu tạo da phương pháp tiêm thuốc/vắc-xin Phương pháp nghiên cứu nhóm dựa việc so sánh nghiên cứu giới từ năm 1991- 2012 Qua so sánh nghiên cứu lựa chọn loại laser phù họp tính tốn chứng minh thơng số liên quan như: kích thước vết chạm, cơng suất, mật độ cơng suất, mật độ lượng, Kết nhóm sè phần chứng minh laser thay kim tiêm giải khó khăn tồn đọng tiêm chùng Đây tảng cho nghiên cứu laser y học, cầu nối kỳ thuật y học trở thành xu hướng phát triển rõ rệt ngành y học đại iii ABSTRACT In recent years, the issue of vaccination is being concerned and widely deployed around the world to prevent and control infectious diseases, especially when the COVID-19 pandemic appears Some countries have received large numbers of COVID- 19 vaccines such as USA, UK, Israel, China, Russia, India, etc However, there are still some challenges and problems associated with injections Currently, the problem of needle use is associated with the risk of transmission of infectious diseases such as HIV, hepatitis B and c, black lung, malaria and many others In addition, using needles causes medical waste as well as wastes resources and costs for the production and consumption of needles Therefore, innovative efforts in medical technology to replace needles with non-invasive injection methods are being researched and developed to minimize these problems "Research to evaluate the effectiveness of lasers to replace needles used in vaccination" is the topic chosen by the group to contribute to overcoming the difficulties and challenges that the medical industry at home and abroad is facing The research team's topic is based on comparing and proving that lasers can replace needles and are used for the purpose of injecting drugs/vaccines in Vietnam In the overview, the group will learn and make statistics on the needle problem in the country and in the world Learn about the structure of the skin and current injection/vaccine methods The research method of the group is based on the comparison of studies in the world from 1991 to 2012 Thereby comparing each study to select the appropriate laser type and calculating and proving relevant parameters such as: size, touch scale, power, power density, power density, The team's results will partly prove that lasers can replace needles and solve remaining difficulties in vaccination This is the foundation for laser research in medicine, the bridge between technology and medicine, becoming a clear development trend in modem medicine iv NHẬN XÉT (CỦA GIẢNG VIÊN HUỚNG DẢN) 1/ Trình độ lý luận: 2/ Kỳ nghề nghiệp: „ 3/Nội dung báo cáo: 4/ Hình thức báo cáo: Điểm: Tp HCM, ngày tháng năm (Ký tên) V NHẬN XÉT (CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN) 1/ Trình độ lý luận: 2/ Kỳ nghề nghiệp: „ 3/Nội dung báo cáo: 4/ Hình thức báo cáo: Điểm: Tp HCM, ngày tháng năm (Ký tên) vi MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẢU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài Nhiệm vụ đề tài CHƯƠNG 1: TÓNG QUAN 1.1 Tổng quan vấn đề sử dụng kim tiêm giới 1.1.1 nhiễm môi trường rác thải y tế 1.1.2 Môi nguy hiêm sử dụng lại kim tiêm 1.1.3 Hội chứng sợ kim tiêm (trypanophobia) nước giới 1.2 Tổng quan vấn đề kim tiêm nước 1.2.1 Tổng quan tình hình quản lý rác thải y tế Việt Nam 1.2.2 Tổng quan mối nguy rác thải y tế sắt nhọn 1.3 Tổng quan việc ứng dụng laser tiêm chủng 10 1.3.1 ứng dụng laser y tế 10 1.3.2 Laser có the thay kim tiêm tiêm chủng 12 1.3.3 Tổng quan trình hình thành phát triển cùa tiêm không xâm lấn 13 CHƯƠNG 2: SỎ LÝ THUYẾT .17 2.1 Sơ lược lịch sử đời phát triến laser 17 2.2 Nguyên lý tạo laser 18 2.2.2 Nguyên lý hoạt động 19 2.2.3 Cấu tạo máy phát laser 21 2.2.3 Phân loại laser 22 2.3 Tính chất laser 24 2.3.1 Các tỉnh chất đặc trưng laser 24 2.3.2 Các tham số laser 26 2.4 Các kỳ thuật tiêm qua da 28 2.4.1 Cấu trúc da 28 2.4.2 Các kỳ thuật tiêm 30 2.5 Các đường đưa vaccine vào the 31 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu sử DỤNG LASER THAY THỂ KIM TIÊM 33 3.1 Các nghiên cứu sử dụng cơng nghệ laser tiêm chủng ngồi da 33 vii 3.1.1 Thống kê nghiên cứu 33 3.1.2 So sánh nghiên cứu 35 3.2 Nghiên cứu tác động laser thể sống 37 3.2.1 Quang học da 38 3.2.2 Các hiệu ứng xảy laser tương tác với mô 43 3.3 Nghiên cứu thời gian tác động nhiệt lên da chiếu laser 45 3.3.1 Thời gian giãn nhiệt 45 3.3.2 Mối quan hệ thời gian giãn nhiệt độ dài xung 47 3.4 Nghiên cứu phần mềm Tonatiuh mô tả xâm nhập cùa thuốc vào da 48 3.5 Xây dựng mơ hình thiết bị dự kiến 50 CHƯƠNG 4: KẾT QƯẢ 52 4.1 Ket thong kê so sánh laser dùng thay kim tiêm 52 4.2 Biện pháp tăng khả hấp thụ, giảm khúc xạ laser Er:YAG 53 4.3 Thông so laser thích hợp cho mục đích tiêm chủng 54 4.4 Phương pháp giảm nhiệt laser hoạt động 56 4.5 Phần mềm Tonatiuh mô tả số lượng tia laser 57 4.6 Mơ hình thiết bị dự kiến 59 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIẾN 61 TÀI LIỆƯ THAM KHẢO 63 viii DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1.1 Phân loại rác thải y tế Hình 1.2 Số liệu liên quan đến rác thải nhựa y tế Covid 19 gây .4 Hình 1.3 Hội chứng sợ kim tiêm (trypanophobia) Hình 1.4 Rác thải y tế .8 Hình 1.5 Thiết bị laser chấn đốn 12 Hình 1.6 Quá trình đưa chất lỏng vào da 12 Hình 1.7 Quá trình phát triển kim tiêm khơng dùng kim 15 Hình 2.1 T Maiman - cha đẻ tia laser 17 Hình 2.2 Hiện tượng hấp thụ ánh sáng 18 Hình 2.3 Bức xạ tự nhiên 19 Hình 2.4 Phát xạ kích thích 19 Hình 2.5 Nguyên tử trạng thái 19 Hình 2.6 Trạng thái kích thích ngun tử 20 Hình 2.7 Photon chuyển động theo nhiều hướng 20 Hình 2.8 Tăng so lượng photon 20 Hình 2.9 Photon ngồi 21 Hình 2.10 Cấu tạo laser 21 Hình 2.11 Laser phô điện từ 23 Hình 2.12 Tính đơn sắc 24 Hình 2.13 Tính đồng hướng 25 Hình 2.14 Tính đồng pha 25 Hình 2.15 Mật độ lượng cao 26 51 mao dần chứa chất lỏng tích hợp thêm chế làm mát chiếu, tránh xảy trường hợp tăng nhiệt gây bỏng da Đe dễ hiểu quan sát hình 3.6 sơ đồ khối tổng quát thiết bị Nguồn phát laser có chức phát ánh sáng laser, PC điều khiển giúp người sử dụng dễ dàng quan sát, điều khiển thiết bị Khớp nối có nhiệm vụ truyền ánh sáng từ máy phát laser sang khớp nối chừ T Thông qua ống mao dẫn tiếp xúc với da để bóc phần lớp sừng trước thuốc/vắc-xin tiếp xúc với da Buồng chất lỏng chứa chất lỏng cần tiêm nơi tạo áp suất, chất lỏng chuyển hóa thành bong bóng nước thơng qua ong mao quản tiếp xúc với da người Quá trình tiêm thuốc/vắc-xin ánh sáng laser diễn thời gian ngắn SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trân Trần Hữu Duy GVHD:ThS Nguyễn Ngọc Quỳnh 52 CHƯƠNG 4: KÉT QUẢ Qua q trình tìm hiểu nghiên cứu từ nước ngồi, nhóm thu thập nội dung dùng đe tham khảo phục vụ cho đề tài nghiên cứu Thời gian khơng q nhiều, nên nghiên cứu nhóm dừng lại việc so sánh chứng minh loại laser phù họp với mục đích tiêm chủng cho người Nhưng thấy bước đầu công khai thác thêm công dụng laser phục vụ vấn đề sức khỏe người Cơ thể người tổ chức vô phức tạp lứa tuổi thể sè có thay đối rõ rệt, nên nghiên cứu nhóm đề cặp đen tiêm bắp tay cho người trưởng thành (18-35 tuổi) Vậy câu hỏi đặt liệu giới tính có van đề cần quan tâm hay không? Tuy da bắp tay nam nữ khác biệt lớn cấu trúc hay chức Tuy nhiên, tác động yếu tố giới tính hormone, nên da bắp tay cùa nam thường dày so với nữ Thế nên tiêm cần điều chình thời lượng xung, mật độ cơng suất, mật độ lượng phù họp với đối tượng tiêm 4.1 Kết thống kê so sánh laser dùng thay kim tiêm Hình 4.1 Biểu đồ so sảnh laser nghiên cứu từ năm 1991-2012 [ 17-22] SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trân Trần Hữu Duy GVHD:ThS Nguyễn Ngọc Quỳnh 53 Hình 4.1 biểu đồ mối quan hệ buớc sóng laser thời luợng xung tương ứng loại laser nghiên cứu nêu Bảng 3.1 Hầu hết đế tiêm thuốc/vaccine vào da nhà nghiên cứu ưu tiên sử dụng laser có bước sóng vùng hồng ngoại, loại laser có độ truyền qua tốt Các xung laser nằm khoảng từ femto giây (10'15s) đến mill giây (10’3s) Dựa vào thời lượng xung ta chọn loại laser có thời lượng xung nhỏ chẳng hạn laser femto giây loại laser dùng cho việc cung cấp phân tử, protein DNA khơng thỏa mục đích dùng tiêm chủng Tiếp đến laser Nd: YAG thời lượng xung nằm nano giây thiết bị phân phoi DNA/thuốc cầm tay hiệu cho ứng dụng sinh học dùng cho thực vật Laser Er:YSGG có thời lượng xung 250ps, nghiên cứu năm 1991 đối tượng tương tác mô lợn chết, nên khơng thích hợp với mục đích nghiên cứu nhóm đề Laser Er:YAG bước sóng 2940nm, thời lượng xung 250ps nghiên cứu chứng minh có khả hiệu việc cung cấp vắc-xin qua da Bước sóng nằm vùng hồng ngoại, thời lượng xung tương đối nhỏ loại laser phù họp cho việc tiêm chủng qua da Đây lý giúp nhóm lựa chọn Er:YAG laser cho nghiên cứu 4.2 Biện pháp tăng khả hấp thụ, giảm khúc xạ laser Er:YAG Mục tiêu nhóm đe tăng khả hấp thụ, giảm khúc xạ cùa laser đe thuốc/vắc-xin có the hấp thụ tối đa Câu hỏi đặt trước đó: làm đe giảm tỷ số khúc xạ chiếu laser vào da? Như biết số khúc xạ khơng khí số khúc xạ lớp sừng 1,55 lớn Đe giảm tỉ số khúc xạ, có the dùng cồn (n = 1,4) nước (n = 1,33) bôi lên da Có thể đề cập đến ví dụ sau: áp dụng nước lên da làm giảm tỷ số khúc xạ khơng khí (n = 1) nước (n = 1,33) làm giảm tỷ số khúc xạ nước (n = 1,33) lớp sừng (n = 1,55) dẫn đến nhiều tia laser chiếu xạ đến mục tiêu mong muốn Cũng có the giảm tỷ so khúc xạ cách cho tia laser trực tiếp đến lóp sừng (n = 1,55) qua lớp kính (n = 1,5), lóp sapphire(đá lam ngọc) (n= 1,7) kim cương (n=2,4) mà khơng truyền qua khơng khí Điều gọi ghép nối quang học giảm chấn quang học Dựa vào công thức 3.1, xét trường họp sau: SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trân Trần Hữu Duy GVHD:ThS Nguyễn Ngọc Quỳnh 54 sin0 _ 1,55 Trường hợp chiếu laser qua khơng khí đến lóp sừng: Trường hợp chiếu laser qua lóp cồn thoa da: sin0< =1,55 sin0 _ 1,55 sin0< sin0 sin0' Trường họp chiếu laser qua lóp nước thoa da: 1,4 1,55 1,33 sin0 1,55 = -77-=1,03 sinO/ 1,5 Trường hợp chiếu laser qua lóp kính da: Trường hợp chiêu laser qua lóp sapphire da: A Trường hợp chiêu laser qua lóp kim cương da: sin6 _ 1,55 - ỸY =0,91 sin0 _ 1,55 —- - - =0,65 Từ trường hợp 1-6 ta thấy loại đá q có độ cứng cao tỷ số chiết suất nhỏ Tuy nhiên giá thành chúng cao, đe tiết kiệm chi phí cho thiết bị sử dụng lóp kính tích hợp, đặt vị trí đầu phát chất lỏng trước chất lỏng tiếp xúc với da Hoặc đơn giản tiêm áp sát, đặt đầu phát tiếp xúc trực tiếp với da thoa Đó biện pháp để giảm tỷ số khúc xạ, tăng hấp thụ thuốc/vắc-xin vào da 4.3 Thông số laser thích họp cho mục đích tiêm chủng Có the thấy mật độ lượng không quan trọng Hình 3.4, mật độ lượng J/cm2 tùy thuộc vào độ dài xung mật độ cơng suất, hiệu ứng quang hóa, quang nhiệt quang có the xảy [27] Do đó, việc tăng mật độ lượng đơn không tạo hiệu ứng quang loại laser biểu hiệu ứng quang nhiệt Mục đích dùng laser Er:YAG đe loại bỏ phần lóp sừng khơng ảnh hưởng đến lóp khác, đồng nghĩa phần nhỏ lóp sừng bị bóc lóp Khi độ dài xung từ nano giây (10‘9 s) đến micro giây (10~6 s) mật độ công suất nằm khoảng 106 đến 10ọ w/cm2 tượng quang bóc tách sè xảy Khi độ dài xung gần 10‘6 s mật độ công suất 106 w/cm2 hiệu ứng quang nhiệt xảy SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trân Trần Hữu Duy GVHD:ThS Nguyễn Ngọc Quỳnh 55 Khi mục tiêu hình cầu có đường kính 10 pm ta xác định vết chạm hay điếm chiếu sau (công thức 4.1) (4.1) £ Với A diện tích điêm chiếu d đường kính • Áp dụng cơng thức 4.1 A = TC ( |)2=7t.( -y-)2= 7,85 10'7(cm2) Như vậy, với mục tiêu có dạng hình cầu, có đường kính d = 10 pm, vết chạm hay diem chiếu A có giá trị 7,85.10’7 cm2 Thơng qua việc xác định kích thước vết chạm hồ trợ cho việc xác định công suất chiếu sau: • Áp dụng cơng thức tính mật độ cơng suất bảng 2.1 (mục 2.3.2 — chương 2) PD = | => P = PD.A= 106.7,85.10'7= 0,785 (W) PD = ỵ => P = PD.A = 109.7,85.10'7= 785 (W) A Với giá trị mật độ cơng suất (PD) có giá trị từ o6-1 o9 w/cm2 kích thước vết chạm (A) tính tốn A = 7,85.10‘7 cm2, cơng suất (P) có giá trị 0,785 w 785 w Khi có khoảng giá trị mật độ công suất (106-109 w/cm2), dề dàng tính tốn cơng suất sử dụng nghiên cứu ứng với mật độ công suất 106 w/cm2ta tính cơng suất nhỏ 0,785 w Mật độ cơng suất 109 w/cm2ta tính cơng suất lớn 785 w Khoảng công suất đe điều chỉnh thiết bị có the 0,785-758 w Khi tiến hành nghiên cứu thực te cơng suất khoảng điều chỉnh xác lựa chọn công suất phù hợp Những kết thu xem số tương đối Muốn kết tuyệt đối thời gian nghiên cứu cần lâu dài thử nghiệm nhiều lần để đảm bảo an tồn Tóm lại, dùng laser Er:YAG cho mục đích tiêm chủng thời SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trân Trần Hữu Duy GVHD:ThS Nguyễn Ngọc Quỳnh 56 lượng xung > 250 ps - 250 ns (250 ps số dựa nghiên cứu Lee [19]), mật độ công suất nằm khoảng 106 đến 109 w/cm2, công suất khoảng 0,785-758 W; mật độ lượng J/cm2 Tùy vào giới tính đoi tượng tiêm mà sè điều chỉnh thời lượng xung mật độ công suất phù hợp Bảng 4.1 Thống kê thông so quan trọng cùa laser Er:YAG nghiên cứu Thông số laser Giá trị Bước sóng (Ấ) 2940 nm Mục tiêu hình cẩu Đường kính d = 10 pm Kích thước vết chạm (A) 7,85.10-7 cm2 Thời lượng xung (TL) 250 ps - 250 ns Mật độ lượng (W) J/cm2 Mật độ công suất (PD) 106- 109W/cm2 Công suất (P) 0,785 - 758 w 4.4 Phương pháp giảm nhiệt laser hoạt động Theo công thức 3.4 (mục 3.3.1 - chương 3) thời gian giãn nhiệt tỷ lệ với bình phương đường kính mơ Có nghía mơ lớn TRT lớn nhiệt độ giảm chậm Ngược lại, mơ nhỏ TRT nhỏ nhiệt độ giảm nhanh Hiện tượng dề dàng quan sát thấy sống hàng ngày Thế nên diện tích chiếu laser vào da nhở nhiệt độ giảm nhanh Laser Er:YAG có thời lượng xung 250 ps độ dài sóng 2940 nm, nước hấp thụ lượng chùm tia tốt nhất, thời gian giãn nhiệt nước ps Er:YAG Độ dài xung đề xuất nghiên cứu nằm khoảng từ nano giây (ns) đến micro giây (ps) TRT mơ có đường kính 10 pm sè tương ứng với micro giây 10'5 s thành phần da tương ứng với đường kính tế bào hồng cầu (bảng 3.4) Suy PL ngắn gần bang TRT hiệu ứng quang nhiệt xảy Mục đích việc giảm nhiệt đe bảo vệ lóp biểu bì da, thời gian giãn nhiệt lớp bì khoảng 1-1 Oms Quá trình làm mát thực đế ngăn chặn ảnh hưởng đến lóp bì, để giảm đau phù nề sau tiếp xúc với laser Có thể SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trân Trần Hữu Duy GVHD:ThS Nguyễn Ngọc Quỳnh 57 chia thành làm mát trước chiếu, làm mát song song làm mát sau chiếu Ngồi chia thành làm mát dần truyền, làm mát bay làm mát đối lưu tùy thuộc vào nguyên tắc làm mát Nhóm sử dụng Cryogen làm mát cho da chiếu laser (hình 4.2) Biểu bì Hạ bì Hình 4.2 Thiết bị làm mát phát cryogen vài mill giây trước xung laser 4.5 Phần mềm Tonatiuh mô tả số lượng tia laser Thời gian nghiên cứu ngắn, nhóm cố gắng tìm hiểu phần mềm để mơ tả cho nghiên cứu Từ cơng thức có, liên quan den laser chang hạn như: tính số lượng photon , So photon (Np) = Với p.t (4.2) Np so photon phát p công suất nguồn chiếu E lượng photon (J) t thời gian chiếu (s) Từ cơng thức 4.2, thấy bước sóng định, thay đổi cơng suất lượng ánh sáng chiếu thay đổi đáng kể Hình 4.3 ví dụ mơ tả Tonatiuh so photon 50 SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trân Trần Hữu Duy GVHD:ThS Nguyễn Ngọc Quỳnh 58 ■ thutnh • Tonatiuh F#e Edit Insert Environment Ray Trace View Automation Help đ a s _ o V , ■ ô o â â 1đ Transform Ị Parameter Rot* Roty Ị Value translation rotation 00 scalefactor scaleOrientation cantar 1 010 00 001 ZM Hình 4.4 So photon truyền qua 500 phần mềm mô Tonatiuh SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trân Trần Hữu Duy GVHD:ThS Nguyễn Ngọc Quỳnh 59 4.6 Mơ hình thiết bị dự kiến Hình 4.5 Mơ hình thiết bị dự kiến Mơ hình thiết bị dự kiến mơ tả hình 4.5, xung laser phát từ nguồn laser Er:YAG PC điều khiển giúp người sử dụng dề dàng theo dõi thao tác thiết bị Các xung lasser tách tách chùm tia phân cực Ánh sáng ghép thêm vào sợi quang đa chế độ với đường kính lõi thay đoi từ 200 pm, 105 pm 50 pm (tùy thuộc vào thể tích đối tượng tiêm mà thay đổi cho phù hợp) Sợi đưa vào mao quản trịn có đường kính 0,5 mm đường kính ngồi 1,2 mm chứa đầy chất lỏng tiêm Chiều dài mao quản thí nghiệm 1,5 cm, dài ngắn tùy thuộc vào ứng dụng Việc sử dụng sợi quang giúp giảm thiểu mát lượng tia laser trình truyền tải tăng khả điều khiển đường kính, cường độ thời gian phát tia Tuy nhiên, số trường họp, khóp nối có the sử dụng đe truyền tia laser Er: YAG Buồng chất lỏng chứa thuốc/vắc-xin tạo áp suất đe hình thành bong bóng nước đến khóp noi truyền vào thể thơng qua lóp da Ánh sáng laser phát nhằm mục đích cắt bỏ phần nhở lóp sừng giúp q trình tiêm thuốc diễn dễ dàng Đe kết nối sợi quang SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trân Trần Hữu Duy GVHD:ThS Nguyễn Ngọc Quỳnh 60 với trục cấp chất lỏng, nhóm đề xuất sử dụng khớp nối chừ T Bộ phận làm mát chứa Cryogen (chất gây lạnh) thiết kế cạnh khớp nối chừ T đe thuận tiện cho việc phát Cryogen vài mill giây trước xung laser Đây mơ hình nhóm xây dựng dựa ý tưởng nghiên cứu Mơ hình mang tính chất tham khảo giúp người đọc dễ dàng liên kết lý thuyết với mơ hình thực tế SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trân Trần Hữu Duy GVHD:ThS Nguyễn Ngọc Quỳnh 61 CHƯƠNG 5: KÉT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN • Kết luận Từ nghiên cứu thực nước ngồi Việt Nam sè có the ứng dụng laser thay kim tiêm phục vụ cho ngành y học nước Ket nghiên cứu nhóm so sánh số loại laser mà nghiên cứu giới thực hiện, đồng thời chứng minh laser Er:YAG phục vụ cho mục đích tiêm chùng thơng qua lý thuyết, cơng thức, biện luận, phần mềm mơ mơ hình thiết bị dự kiến Trong nghiên cứu này, nhóm đề cặp đen chế laser Er:YAG cắt bỏ lóp sừng với hiệu ứng bóc lóp Khi sử dụng laser cần am hiểu rõ tính chất để tránh tai nạn hay biến chứng ý muốn Với mong muốn đe tài sè ứng dụng vào thực tế cho đời kim tiêm thông minh giảm thiểu rác thải y tế, giảm chi phí, tiết kiệm thời gian tiêm chủng tăng tính an tồn y học • Ý nghĩa ứng dụng đề tài “Nghiên cứu đảnh giá hiệu tỉa laser thay kim tiêm dùng tiêm chủng” đề tài nghiên cứu Việt Nam việc sử dụng tia laser với mục đích tiêm chủng y tế Ket kết hợp thành công kỳ thuật y học, khai thác hiệu tia laser lĩnh vực khác y tế Với kim tiêm thơng minh hạn chế tình trạng lây nhiễm chéo tiêm chủng, tiết kiệm ngân sách y tế Tiêm nhanh, giảm thời gian chờ đợi tiêm, giảm gánh nặng ô nhiễm môi trường Neu thông qua cơng nhận sè bước dự phòng cho tiêm vaccine tương lai Mở tiên đề cho nghiên cứu laser y học • Hạn chế đề tài Do thời gian nghiên cứu cịn ngắn nên nhóm chưa thể có đề cập sâu vào vấn đề Tiêm bang laser nêu phương pháp tác động vào người, đòi hỏi thời gian nghiên cứu lâu dài, tính xác đảm bảo The tích chất lỏng lòng tiêm chưa thay đổi linh hoạt, đoi tượng tiêm hạn chế Đây phương pháp phù họp cho tiêm chủng hàng loạt Do nghiên cứu chế tạo từ laser phí đế sử dụng kim tiêm laser cao sở y tế tuyến huyện, thị xă Mặc dù laser Er:YAG có tiềm vận chuyển thuốc qua da, kích thước thiết bị lớn có SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trân Trần Hữu Duy GVHD:ThS Nguyễn Ngọc Quỳnh 62 hạn chế ứng dụng tương lai Nó thích hợp cho bệnh nhân nội trú • Hướng phát triển Những hạn chế đề tài giải cách sử dụng laser Er:YAG di động có giá thành rẻ thuận tiện Ngồi laser Er:YAG thay thác loại laser có bước sóng phù hợp giá thành rẻ Chang hạn laser Diode bước sóng 810nm, Thề tích tiêm đối tượng tiêm nghiên cứu thay đơi linh hoạt Việc phân phối thuốc/vắc-xin điều khiển bang laser mở triển vọng việc phát triến phương pháp tiêm chủng không xâm lấn, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng thuốc/vắc-xin cho người Mở bước ngoặt cho y học tương lai, y học kỹ thuật dần thật hòa nhập bo trợ cơng bảo vệ, chăm sóc sức khỏe người SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trân Trần Hữu Duy GVHD:ThS Nguyễn Ngọc Quỳnh 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ban biên tập “Thơng cáo báo chí.” [Online], https://www.unicef.org/vietnam, 20/04/2023 [2] Dehghani M H et al., “Assessment of medical waste management in educational hospitals of Tehran University Medical Sciences” Iranian Journal of Environmental Health Science and Engineering, vol.5, no.2, pp 131-136, 2008 [3] Airlina D I Medical Waste Disposal - The Definitive Guide 2021 Bio Medical Waste Solutions, 2021 [4] Hà Phạm “Rác thải y tế Covid-19 đe dọa sức khỏe người mơi trường tồn cầu”,VOV.VN, 2022 [5] Thúy, L Hai thỏa thuận quốc tế quản lý chất thái y tế nguyên tắc Bộ Y Tê Cục Quản Lý Môi Trường Y Te, 2017 [6] Ban biên tập “Hiểm họa nhân viên y tế dùng lại bơm kim tiêm,” Tiếng chuông Chỉnh phủ, 2018 [7] WHO’s Safe Injection Global Network (SIGN Alliance) has lot of information on keeping injections safe, October 4-5, 1999 [8] A Tarantola “Lasers and smart pills could eventually replace injections” Needleless injectors render needles needless, March 17,2020 [9] Carl c Bell, MD “DSM-IV: Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders” JAMA Network, vol.272, no 10, September 14,1994 [10] BS Nguyễn Hữu Hùng “Xử lý chất thải y tế gánh nặng cho ngân sách bệnh viện”, Cục quán lý môi trườngy tế, 2015 [11] Ban biên tập Ngành Y tế chung tay cộng đồng “Giải ô nhiễm nhựa ni lông.” Cổng Thông Tin Điện Tử Bộ Y Tế, 2019 [12] Ban biên tập “Thu hút nguồn lực tư nhân đầu tư xử lý chất thải y tế,” Bảo Điện Tử Chính Phủ, 2018 SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trân Trần Hữu Duy GVHD:ThS Nguyễn Ngọc Quỳnh 64 [13] Bài giảng “Laser ứng dụng y học ’’ - Bộ môn Lý sinh y học, Trường Đại học Y khoa Thái Nguyên [14] Jelle Schoppink et al., “Jet injectors: Perspectives for small volume delivery with lasers” Advanced Drug Delivery’ Reviews, vol 182, March 2022 [15] Nguyền Ngọc Quỳnh, Slide giảng môn “Thiết bị laser học” (lưu hành nội bộ), Ngành Vật lý Y sinh - Đại học NTT, 2022 [16] Nguyền Phượng “Lớp da dày bao nhiêu?.” [Online] http://www.skinbiology.com.vn/, 2019 [17] Nelson JS, McCullough JL, Glenn TC, Wright WH, Liaw LH, Jacques SL “Mid­ infrared laser ablation of stratum corneum enhances in vitro percutaneous transport of drugs”, J Invest Dermatol, vol.97, no.5, pp.874-879, 1991 [18] Zeira E, Manevitch A, Manevitch z et al “Femtosecond laser: a new intradermal DNA delivery method for efficient, long-term gene expression and genetic immunization” FASEB J, vol.21, no 13, pp.3522-33, 2007 [19] Lee WR, Pan TL, Wang PW, Zhuo RZ, Huang CM, Fang JY “Erbium: YAG laser enhances transdermal peptide delivery and skin vaccination” J Control Release, vol 128, no.3, pp.200-208, 2008 [20] Chakravarty p, Qian w, El Sayed MA, Prausnitz MR “Delivery of molecules into cells using carbon nanoparticles activated by femtosecond laser pulses” Nat Nanotechnol, vol.5, no.8, pp.607-611, 2010 [21] Menezes V, Mathew Y, Takayama K, Kanno A, Hosseini H “Laser plasma jet driven microparticles for DNA/drug delivery” PLoS One, vol.7, no.l 1, e50823, 2012 [22] Chen X, Shah D, Kositratna G, Manstein D, Anderson RR, Wu MX “Facilitation of transcutaneous drug delivery and vaccine immunization by a safe laser technology”, J Control Release, vol 159, no.l, pp.43-51, 2012 [23] Allemann IB, Goldberg DJ “Basics in dermatological laser application”, Karger Medical and Scientific Publishers, 2011 SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trân Trần Hữu Duy GVHD:ThS Nguyễn Ngọc Quỳnh 65 [24] Goldman MP “Cutaneous and cosmetic laser surgery” Mosby Elsevier, Philadelphia, PA, 2006 [25] Stratigos A, Dover JS “Overview of lasers and their properties” Dermatol Ther, vol 13, no 1, pp.2-16, 2000 [26] Allemann IB, Goldberg DJ “Basics in dermatological laser applications” Karger Medical and Scientific Publishers, 2011 [27] Niemz MH Laser-tissue interactions Springer, New York, 2007 [28] R.J Caniglia, Erbium: YAG laser skin resurfacing, Facial Plast Surg Clin N Am 12, pp.373-377, 2004 [29] K.H Wang, J.Y Fang, C.H Hu, W.R Lee, ErbiurmYAG laser pretreatment accelerates the response of Bowen's disease treated by topical 5-fluorouracil, Dermatol Surg 30, pp.441-445, 2004 [30] Anderson RR, Parrish JA Selective photothermolysis: precise microsurgery by selective absorption of pulsed radiation, pp.524-527, 1983 [31] Raulin c, Karsai s “Laser and IPL technology in dermatology and aesthetic medicine” Heidelberg, New York, 2011 SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trân Trần Hữu Duy GVHD:ThS Nguyễn Ngọc Quỳnh