Ở Việt Nam hiện tại các công trình nghiên cứu về vật liệu kim loại để sản xuất dụng cụ kết xương có khả năng tự phân hủy sau khi liền xương còn chưa nhiều, chưa có sản phẩm cụ thể và còn
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Y DƯỢC LÂM SÀNG 108 - LÊ HANH ĐÁNH GIÁ TÍNH TƯƠNG THÍCH SINH HỌC VÀ TÁC DỤNG HỖ TRỢ QUÁ TRÌNH LIỀN XƯƠNG CỦA HỢP KIM MAGIE AZ31 PHỦ HYDROXYAPATITE TRÊN THỰC NGHIỆM Chuyên ngành: Ngoại khoa / Chấn thương chỉnh hình tạo hình Mã số: 9720104 LUẬN ÁN TIẾN SỸ Y HỌC HÀ NỘI – 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Y DƯỢC LÂM SÀNG 108 - LÊ HANH ĐÁNH GIÁ TÍNH TƯƠNG THÍCH SINH HỌC VÀ TÁC DỤNG HỖ TRỢ QUÁ TRÌNH LIỀN XƯƠNG CỦA HỢP KIM MAGIE AZ31 PHỦ HYDROXYAPATITE TRÊN THỰC NGHIỆM Chuyên ngành: Ngoại khoa / Chấn thương chỉnh hình tạo hình Mã số: 9720104 LUẬN ÁN TIẾN SỸ Y HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1.KH NGUYỄN THẾ HOÀNG 2.TS NGUYỄN VIỆT NAM HÀ NỘI – 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa công bố công trình nghiên cứu khác Tác giả luận án Lê Hanh LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới GS.TSKH Nguyễn Thế Hoàng, TS Nguyễn Việt Nam người thầy trực tiếp hướng dẫn bảo giúp đỡ tơi để tơi hồn thành luận án Trong suốt trình thực nghiên cứu đề tài nhận nhiều giúp đỡ tạo điều kiện Đảng ủy Ban Giám đốc Bệnh viện TWQĐ 108, Viện Chấn thương Chỉnh hình, khoa Phẫu thuật khớp phịng ban bệnh viện Tơi xin bày tỏ lịng chân thành sâu sắc giúp đỡ Tôi xin chân thành cảm ơn tới Bộ môn Sinh lý bệnh, Trung tâm động vật, Bộ môn khoa Giải phẫu bệnh - Học viện Quân Y, Viện Khoa học kỹ thuật vật liệu trường Đại Học Bách khoa nhiệt tình giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu thực hoàn thành luận án Cuối cùng, xin cảm ơn tới thầy, bạn bè, đồng nghiệp gia đình tơi động viên, khích lệ, tạo điều kiện giúp đỡ tơi suốt q trình thực hồn thành luận án Xin chân hành cảm ơn! Nghiên cứu sinh Lê Hanh MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH DANH MỤC VIẾT TẮT…………………………………………………….9 ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Sơ lược kim loại sử dụng ngoại khoa 1.2 Các loại vật liệu kim loại dùng kết xương bên cấy ghép………………………………………………………………………………………………………… 1.2.1 Thép không gỉ 1.2.2 Hợp kim coban 1.2.3 Hợp kim titan 1.2.4 Hợp kim magie 10 1.3 Tính tương thích sinh học………………………………………………………… …… 15 1.3.1 Khái niệm tính tương thích sinh học 15 1.3.2 Một số loại tiêu chuẩn đánh giá tính tương thích sinh học 16 1.3.3 Các phương pháp đánh giá tính tương thích sinh học 17 1.3.3.1 Độc tính với gen……………… ………………… ……… … 17 1.3.3.2 Khả gây ung thư ………………………………………… 18 1.3.3.3 Vật liệu cấy ghép ……………………………………… …… 19 1.3.3.4 Tính kích ứng ……………………………………………… 20 1.3.3.5 Đánh giá độc tính tồn thân ……………………………… … 21 1.4 Các nghiên cứu đánh giá tính tương thích sinh học hợp kim Magie …………………………………………………………………………………………… … 26 1.4.1 Đánh giá độc tính tế bào 26 1.4.2 Đánh giá hình thái 27 1.4.3 Đánh giá nhiễm độc toàn thân 28 1.4.4 Biểu gen thay đổi nồng độ Cytokin 29 1.5 Các nghiên cứu đánh giá khả hỗ trợ liền xương hợp kim Magie………………………………………………………………………………………………………… 30 1.5.1 Thử nghiệm động vật 30 1.5.2 Thử nghiệm lâm sàng người 32 1.6 Tiêu chuẩn hệ thống nẹp vít hợp kim sử dụng nghiên cứu………………………………………………………………………………………………34 1.6.1 Các tiêu chẩn nẹp vít hợp kim 34 1.6.2 Nẹp vít hợp kim Magie AZ31 35 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 2.1 Sơ đồ nghiên cứu tổng quát…………………………………………………………… 38 2.2 Nghiên cứu ống nghiệm - In vitro………………….……… …………….38 2.2.1 Sơ đồ nghiên cứu In vitro 38 2.2.2 Đối tượng nghiên cứu 39 2.2.3 Phương pháp nghiên cứu 40 2.2.4 Các số nghiên cứu 41 2.2.5 Kỹ thuật công cụ thu thập số liệu 42 2.3 Nghiên cứu thực nghiệm động vật - Invivo …………………………… 44 2.3.1 Sơ đồ nghiên cứu in vivo 44 2.3.2 Đối tượng nghiên cứu 44 2.3.3 Thời gian địa điểm nghiên cứu 46 2.3.4 Phương pháp nghiên cứu 46 2.3.5 Phẫu thuật thu thập số liệu 47 2.3.6 Các tiêu đánh giá nghiên cứu 55 2.3.7 Quy trình lấy mẫu bệnh phẩm mô bệnh học 56 2.3.8 Đạo đức nghiên cứu thử nghiệm In vivo 56 2.4 Vật liệu, máy móc, trang thiết bị…………………………………………………… 57 2.5 Xử lý số liệu 58 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 59 3.1 Nghiên cứu ống nghiệm- In vitro…… ……………………………………….59 3.1.1 Sự thay đổi thành phần môi trường giả định – dung dịch mô dịch thể người 59 3.1.2 Kết thử nghiệm vật liệu môi trường nuôi cấy tế bào môi trường MEM-α 60 3.2 Nghiên cứu động vật (thỏ) - In vivo ……………………………………… 63 3.2.1 Đáp ứng toàn thân thỏ nghiên cứu 63 3.2.2 Kết xét nghiệm huyết học sinh hóa 66 3.2.3 Kết XQ 82 3.2.4 Kết mô bệnh học 90 CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN 94 4.1 Về nghiên cứu In vitro………………………………………………………………………94 4.1.1 Sự thay đổi thành phần môi trường giả định – dung dịch mô dịch thể người 94 4.1.2 Kết thử nghiệm vật liệu môi trường tế bào 95 4.2 Về nghiên cứu In Vivo…………………………………………………………………… 98 4.2.1 Đáp ứng toàn thân thỏ 98 4.2.2 Kết đánh giá độc tính 99 4.2.3 Kết cấy ghép vật liệu vào đùi thỏ 105 4.2.4 Kết cấy ghép bắt vít vào xương đùi thỏ 109 4.2.5 Kết cấy ghép đặt nẹp vít vào xương đùi thỏ 113 KẾT LUẬN 121 KIẾN NGHỊ 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO 124 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hóa học số loại hợp kim Magie 11 Bảng 1.2 Một số loại test cần đánh giá thiết bị y tế dựa đặc điểm tiếp xúc thiết bị với thể người theo tiêu chuẩn ISO 10993-1:2009 [55] 17 Bảng 1.3 Chỉ tiêu đánh giá tăng sinh tế bào 28 Bảng 1.4 Bảng tổng hợp tiêu chuẩn vật liệu khác so với xương 34 Bảng 1.5 Thành phần hợp kim Magie AZ31 35 Bảng 1.6 Các tiêu chuẩn lý vật liệu kết xương Magie AZ31 36 Bảng 2.1 Thành phần dịch mô SBF dựa dịch Hanks 42 Bảng 3.1 Lượng Ion Magie2+ giải phóng dung dịch trình thử nhúng hợp kim Magie AZ31 phủ HA hợp kim magie AZ31 không phủ HA 59 Bảng 3.2 Số lượng tế bào năm vị trí chọn hình 3.4 62 Bảng 3.3 Nồng độ tế bào thay đổi theo thời gian 62 Bảng 3.4 Nồng độ IL-1β huyết tương trước sau phẫu thuật 64 Bảng 3.5 Nồng độ IL-6 huyết hương trước sau phẫu thuật ba nhóm thỏ kết xương nẹp vít 64 Bảng 3.6 Nồng độ TNF-α huyết hương trước sau phẫu thuật 65 Bảng 3.7 Các số hồng cầu nhóm thỏ cấy đĩa vào đùi 66 Bảng 3.8 Các số bạch cầu nhóm thỏ cấy đĩa vào đùi 67 Bảng 3.9 Các số tiểu cầu nhóm thỏ cấy đĩa vào đùi 68 Bảng 3.10 Các số hồng cầu nhóm thỏ cấy vít vào xương đùi 69 Bảng 3.11 Các số tiểu cầu nhóm thỏ cấy vít vào xương đùi 70 Bảng 3.12 Các số bạch cầu nhóm thỏ cấy vít vào xương đùi 71 Bảng 3.13 Các số hồng cầu nhóm thỏ kết xương nẹp vít 73 Bảng 3.15 Các số bạch cầu nhóm thỏ kết xương nẹp vít 76 Bảng 3.16 Các số đánh giá chức thận nhóm thỏ cấy đĩa vào đùi 77 Bảng 3.17 Các số đánh giá chức gan nhóm thỏ cấy đĩa vào đùi 78 Bảng 3.18 Các số đánh giá chức thận nhóm thỏ cấy vít vào xương đùi 79 Bảng 3.19 Các số đánh giá chức gan nhóm thỏ cấy vít vào xương đùi 79 Bảng 3.20 Các số đánh giá chức thận nhóm thỏ kết xương nẹp vít 80 Bảng 3.21 Các số đánh giá chức gan nhóm thỏ kết xương nẹp vít 81 Bảng 3.22 Hình ảnh bóng khí phim XQ nhóm thỏ cấy đĩa kim loại vào đùi 82 Bảng 3.23 Hình ảnh vật liệu phim XQ nhóm thỏ cấy đĩa kim loại vào đùi 82 Bảng 3.24 Hình ảnh bóng khí phim XQ nhóm thỏ cấy vít vào xương đùi 84 Bảng 3.25 Hình ảnh tiêu hủy vật liệu nhóm thỏ cấy vít vào xương đùi85 Bảng 3.26 Hình ảnh XQ xương đùi nhóm thỏ cấy vít vào xương đùi 86 Bảng 3.27 Hình ảnh bóng khí phim XQ nhóm thỏ kết xương nẹp vít xương đùi 87 Bảng 3.28 Hình ảnh vật liệu phim XQ nhóm thỏ kết xương nẹp vít xương đùi 88 Bảng 3.29 Hình ảnh xương đùi thỏ phim XQ nhóm thỏ kết xương nẹp vít xương đùi 89 Bảng 3.30: Kết mô bệnh học phần mềm vị trí đặt đĩa thỏ theo mốc thời gian 90 156 157 158 159 160 \ 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170