BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC NĂNG LỰC SỐ ỨNG DỤNG ĐỀ TÀI CÔNG NGHỆ IN 3D VÀ ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC

HỌC VIỆN NGÂN HÀNG KHOA TÀI CHÍNH BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC: NĂNG LỰC SỐ ỨNG DỤNG TÊN ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ IN 3D VÀ ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC Giảng viên bộ môn: Lê Văn Hùng Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 8 1 Mã SV :26A4011948 Họ và Tên: Nguyễn Thị Xuân Hằng 2 Mã SV: 26A4011953 Họ và Tên:Phạm Thanh Hiền 3 Mã SV: 26A4010221 Họ và Tên:Chu Đức Trung 4 Mã SV: 26A4010213 Họ và Tên:Nguyễn Thị Thu Trang HÀ NỘI, NGÀY 12 THÁNG 12, NĂM 2023 1 TÊN ĐỀ TÀI CÔNG NGHỆ IN 3D VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH Y TẾ Giảng viên bộ môn: Lê Văn Hùng Họ và Tên Mã SV Nhiệm vụ Đóng góp(%) 1 Nguyễn Thị Xuân 26A4011948 - Làm PowerPoint 27 % Hằng (NT) - Nội dung 1.5, chương II 27 % 2 Phạm Thanh Hiền 26A4011953 và soạn thảo phần đó - Tổng kết nội dung bản Word - Làm PowerPoint - Nội dung 1.4; chương III và soạn thảo phần đó 3 Chu Đức Trung 26A4010221 - Làm PowerPoint 23 % - Nội dung 1.1;1.2 và soạn thảo phần đó 4 Nguyễn Thị Thu 26A4010213 - Làm PowerPoint 23 % Trang - Nội dung chương 1.3 và soạn thảo phần đó 2 LỜI CAM KẾT Nhóm 8 xin phép được giới thiệu đến thầy và các bạn về chủ đề công nghệ in 3D và đề tài “ Công nghệ in 3D và ứng dụng trong ngành y tế”, Trong suốt quá trình chắt lọc thông tin, tìm hiểu và nghiên cứu chủ đề, nhóm em nhận thức được công nghệ in 3D đang càng ngày càng phát triển trong mọi lĩnh vực đời sống xã hội, tiêu biểu là ứng dụng trong ngành y tế Thông qua cả quá trình tìm hiểu đề tài và kiến thức đã được tiếp thu, sự chắt lọc từ các nguông thông tin chính thống, nhóm em xin cam kết mọi nội dung trong đề tài không có sự sao chép Mọi thông tin tham khảo đã được nhóm em trích dẫn nguồn ở cuối tài liệu Mong thầy và các bạn sẽ thông cảm nếu bài tập của nhóm em có sự thiếu sót Nhóm em xin cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Lê Văn Hùng đã hỗ trợ cho nhóm em để hoàn thiện được đề tài Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2023 Thành viên thực hiện Nguyễn Thị Xuân Hằng Phạm Thanh Hiền Chu Đức Trung Nguyễn Thị Thu Trang LỜI CẢM ƠN 3 Lời nói đầu tiên, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lê Văn Hùng, giảng viên phụ trách môn Năng lực số ứng dụng, đã đồng hành cùng sinh viên lớp K26CLC-TCC trong học phần Năng lực số ứng dụng và tận tâm hướng dẫn để chúng em hoàn thành tốt bài tập lớn được giao Trong quá trình làm bài, do chưa có nhiều kinh nghiệm và kiến thức nên bài làm vẫn còn có những thiếu sót Do đó, chúng em rất mong nhận được những ý kiến nhận xét, góp ý từ thầy để cả nhóm em có thể hoàn thiện bài tập hơn và rút kinh nghiệm cho những lần làm bài sau Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2023 Thành viên thực hiện Nguyễn Thị Xuân Hằng Phạm Thanh Hiền Chu Đức Trung Nguyễn Thị Thu Trang 4 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH _7 MỞ ĐẦU _8 1, Lí do chọn vấn đề: _8 2, Đối tượng nghiên cứu: _8 3, Mục đích nghiên cứu: 8 4, Phạm vi nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu: _8 5, Bố cục đề tài 8 CHƯƠNG I CÔNG NGHỆ IN 3D 9 1.1 Khái niệm: 9 1.2 Lịch sử phát triển 9 1.3 Lợi ích của công nghệ in 3D mang lại trong y học 10 1.3.1 Tạo ra mô hình giả lập để hỗ trợ trong phẫu thuật: 10 1.3.2 Hỗ trợ trong giáo dục y học: _ 11 1.3.3 Khả năng tùy chỉnh và phục hồi: _ 12 1.3.4 Phát triển và nghiên cứu sản phẩm y tế : _ 13 1.4 Những khó khăn trong y học 16 1.4.1: Đối với nhà sản xuất in 3D y tế 16 1.4.2: Đối với nhân viên y tế _ 17 1.4.3: Đối với người sử dụng _ 18 1.5.Tiềm năng phát triển in 3D trong tương lai 19 II THỰC TRẠNG TÁC ĐỘNG CỦA CÔNG NGHỆ IN 3D TỚI NGÀNH Y TẾ HIỆN NAY 21 1.Trên thế giới _21 2.Tại Việt Nam _26 2.1.Thay khớp, ghép xương nhân tạo _ 27 2.2 Tạo chi giả cho bệnh nhân _ 28 2.3 Ghép tai nhân tạo 30 5 2.4 Mô hình giải phẫu 31 2.5 Dụng cụ y tế 33 2.6 In sinh học tế bào 34 III NHỮNG GIẢI PHÁP ĐƯỢC ĐỀ XUẤT ĐỐI VỚI Y HỌC HIỆN NAY VỀ SỬ DỤNG IN 3D 36 1 Đối với thế giới: 36 1.1: Nghiên cứu và phát triển nguyên vật liệu tiên tiến: 36 1.2: Tối ưu hoá máy in 3D: 36 1.3: Đào tạo chuyên nghiệp cho các y bác sĩ: 37 1.4: Tăng cường hợp tác quốc tế và chia sẻ kinh nghiệm, kiến thức: 37 2 Đối với Việt Nam: 38 2.1: Đào tạo và phát triển nguồn nhân lực: _ 38 2.2: Hợp tác giữa chính phủ và doanh nghiệp: _ 39 2.3: Nghiên cứu và phát triển công nghệ y học theo sát khoa học thế giới: _ 39 2.4: Xây dựng hệ thống chuẩn xác và làm theo đúng quy định: 40 2.5: Tạo điều kiện cho Việt Nam có cơ hội hợp tác quốc tế: _ 40 2.6: Tạo điều kiện để phương pháp này tiếp cận được với nhiều đối tượng: 40 KẾT LUẬN 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 6 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Mô hình giải phẫu được in 3D từ file chụp CT của bệnh nhân để phục vụ cho quá trình phẫu thuật - 11 Hình 2 Tạo ra mẫu in 3D mô phỏng cơ quan cơ thể, mạch máu … để hỗ trợ việc giảng dạy 12 Hình 3 In 3D trong nha khoa - 13 Hình 4 Dụng cụ y tế được chế tạo bằng in 3D - 14 Hình 5 Tỷ lệ doanh nghiệp trong các ngành đã áp dụng công nghệ in 3D hiện tại và tiềm năng trong tương lai 19 Hình 6 Thiết bị van của máy trợ thở được sản xuất nhờ công nghệ in 3D đã giúp cứu sống nhiều bệnh nhân tại Italy 22 Hình 7 Biểu đồ dự kiến thi trường in 3D trên toàn cầu từ năm 2022-2032 25 Hình 8 Thành phần thị trường in 3D trong lĩnh vực y tế - 25 Hình 9 Tóm lược quá trình ứng dụng công nghệ in 3D ở Việt Nam - 26 Hình 10 Mô hình xương đùi in công nghệ 3D - 27 Hình 11.Mô hình tay và hộp sọ chế tạo bằng in 3D - 28 Hình 12 Chi giả được chế tạo bằng công nghệ in 3D chỉ có giá khoảng 20 – 50 USD thay vì chi giả hiện nay có giá hàng trăm USD. - 29 Hình 13 Mô hình tai giả bằng phương pháp in 3D 31 Hình 14 Mô hình hệ tuần hoàn não bằng phương pháp in 3D - 32 Hình 15.Phan Nguyễn Quốc Hùng (phải) và Nguyễn Ngọc Minh cùng sản phẩm máy in 3D giúp tạo ra mô hình, mẫu vật về giải phẫu phục vụ y khoa - 33 Hình 16 Dụng cu y tế được sản xuất bằng công nghệ in 3D - 34 Hình 17.Một phần trái tim được in bằng công nghệ in sinh học - 35 7 MỞ ĐẦU 1, Lí do chọn vấn đề: Trong công cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4, xu thế áp dụng công nghệ trong đời sống và sản xuất trên thế giới ngày càng phát triển Bất cứ doanh nghiệp nào, công nghiệp sản xuất nào và quốc gia nào đều phải áp dụng  Ứng dụng công nghệ In 3D trong đời sống 2, Đối tượng nghiên cứu: Công nghệ in 3D và ứng dụng trong y học 3, Mục đích nghiên cứu: Thời đại công nghệ 4.0 Khách hang ngày càng có nhu cầu cao về sản phẩm sử dụng trong đời sống Công nghệ in 3D giúp cho việc chế tạo khuôn mẫu và các ứng dụng khác trong thực tế cuộc sống: sản xuất công nghiệp, giáo dục, y tế -chăm sóc sức khỏe, xây dựng  Nghiên cứu và đánh giá khả năng, ưu nhược điểm của công nghệ in 3D 4, Phạm vi nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu: Các mô hình sản xuất áp dụng công nghệ in 3D và trong y học 1 Phương pháp thu thập số liệu 2 Phương pháp nghiên cứu định tính 3 Phương pháp tổng kết kinh nghiệm 5, Bố cục đề tài Chương 1:Công nghệ In 3D Chương 2: Thực trạng tác động của công nghệ in 3D tới ngành y tế hiện nay Chương 3 : Những giải pháp được đề xuất đối với y học hiện nay về sử dụng in 3D 8 NỘI DUNG CHƯƠNG I CÔNG NGHỆ IN 3D 1.1 Khái niệm: Công nghệ in 3D là quy trình sản xuất đối tượng bằng cách xây dựng chúng từ dữ liệu 3D thông qua việc lặp lại các lớp chồng lên nhau, thường được gọi là "additive manufacturing" hoặc "fabrication." Dưới đây là một số khái niệm quan trọng: -Dữ liệu 3D (3D Data): Mô tả số hóa của một đối tượng trong không gian ba chiều, thường được tạo ra bằng phần mềm thiết kế 3D hoặc quét từ đối tượng thực -Máy in 3D (3D Printer): Thiết bị sử dụng để xây dựng đối tượng bằng cách đặt chất liệu theo từng lớp nhỏ, có thể sử dụng nhiều loại chất liệu -Chất liệu (Material): Nguyên liệu sử dụng để in 3D, có thể là nhựa, kim loại, gỗ, thậm chí là tế bào sống trong y học -Layer/Additive Manufacturing: Phương pháp xây dựng đối tượng bằng cách thêm lớp chất liệu lên nhau, khác với "subtractive manufacturing" truyền thống -Slicing: Chia mô hình 3D thành các lớp dày đồng đều để máy in xây dựng từng lớp - Support structures (Cấu trúc hỗ trợ): Kết cấu in cùng với đối tượng để hỗ trợ các phần trong không gian trống hoặc phần có độ dốc lớn - Post-processing (Xử lý sau in): Bước xử lý sau khi in để cải thiện chất lượng bề mặt hoặc loại bỏ các phần hỗ trợ -Ứng dụng: Công nghệ in 3D được sử dụng rộng rãi trong chế tạo, y học, kiến trúc, giáo dục và nhiều lĩnh vực khác, mở ra nhiều cơ hội sáng tạo và giảm chi phí sản xuất 1.2 Lịch sử phát triển Công nghệ in 3D phát triển từ nhiều nguồn gốc và đã trải qua nhiều giai đoạn, và sau đây là giai đoạn phát triển của công nghệ in 3D từ năm 1980 đến nay : 9 -Đầu Tiên Xuất Hiện (1980): Charles Hull, một kỹ sư Mỹ, được coi là người sáng tạo ra phương pháp in 3D đầu tiên, ông sáng tạo và phát triển stereolithography (SLA) - Cơ sở khoa học và quân sự (1980 - 1990): Ban đầu, in 3D chủ yếu sử dụng trong khoa học và quân sự để tạo mô hình và prototype - Sự phát triển và ứng dụng rộng rãi (2000 - Nay): Công nghệ in 3D phát triển và mở rộng nhanh chóng và được ứng dụng từ chế tạo sang y tế, giáo dục, nghệ thuật và cá nhân sử dụng - Mở cửa cho cộng đồng người làm và sáng tạo (2010 - Nay): Máy in 3D thông dụng và giảm chi phí mở cửa cho cộng đồng người làm và sáng tạo -Đa dạng chất liệu và ứng dụng (2010 - Nay): Công nghệ in 3D mở rộng đa dạng chất liệu, từ nhựa đến kim loại và thậm chí là chất liệu sinh học 1.3 Lợi ích của công nghệ in 3D mang lại trong y học Trong những năm vừa qua , lĩnh vực y học có những bước đột phá nhờ công nghệ in 3D In 3D là một công nghệ mới , nó có thể chế tạo ra nhiều loại vật liệu để phục vụ cho các ngành khoa học đặc biệt là y học Trong y học, in 3D đã chế tạo ra nhiều thiết bị hiện đại cho con người đồng thời tiết kiện thời gian và chi phí thực hiện Vì vậy, in 3D đã mang lại lợi ích vô cùng to lớn trong y học 1.3.1 Tạo ra mô hình giả lập để hỗ trợ trong phẫu thuật: Trước kia, dù là ca phẫu thuật đơn giản hay phức tạp thì việc chẩn đoán và lập phác đồ điều trị đều là dựa trên ảnh chụp tia X, chụp CT, MRI,… Khi đó, bác sĩ thường khó dự đoán được những tình huống rủi ro có thể xảy đến trong quá trình giải phẫu Vì vậy mà tỉ lệ thành công của các ca phẫu thuật khó, nghiêm trọng thường không cao Công nghệ in 3D cho phép tạo ra các mô hình và bộ phận cơ thể chính xác từ dữ liệu hình ảnh y tế Nhờ đó, các bác sĩ có thể có một phiên bản vật lý của cơ thể hoặc bộ phận bị tổn thương để nghiên cứu và lập kế hoạch phẫu thuật trước khi thực hiện Điều này giúp cải thiện độ chính 10