khảo sát sự hình thành xương khi ghép 3 loại vật liệu calcium phosphate trên thỏ

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC Y DƯỢC TP HỒ CHÍ MINH - BỘ Y TẾ TRẦN TUẤN KIỆT KHẢO SÁT SỰ HÌNH THÀNH XƯƠNG KHI GHÉP LOẠI VẬT LIỆU CALCIUM PHOSPHATE TRÊN THỎ LUẬN VĂN THẠC SĨ RĂNG HÀM MẶT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH-NĂM 2019 ii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIỆT ANH vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ x MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cấu trúc mô học xương 1.2 Sự lành thương xương 1.3 Vật liệu ghép xương 1.3.1 Phân loại vật liệu ghép theo quan hệ với người nhận ghép (mối quan hệ miễn dịch) 1.3.2 Tính chất mô ghép xương 1.4 Tổng quan Hydroxyapatite(HA) Beta-Tricalcium Phosphate (βTCP) 1.4.1 Hydroxyapatite 1.4.2 Beta-Tricalcium Phosphate (βTCP) 10 1.4.3 Đặc tính vật lý HA βTCP [13] 11 1.4.4 Quy trình chế tạo HA vật liệu phối hợp HA/βTCP khoa Công nghệ Vật liệu, Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh 12 1.5 Tình hình nghiên cứu vật liệu HA βTCP giới Việt Nam 13 1.6 Tổng quan CBCT 15 1.6.1 Khái niệm chụp Cone Beam CT 15 1.6.2 Ưu điểm CBCT 16 1.7 Thang đo Hounsfield ứng dụng 17 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.1 Đối tượng nghiên cứu 19 2.2 Phương tiện, dụng cụ nghiên cứu 19 iii 2.2.1 Mẫu nghiên cứu 19 2.2.2 Dụng cụ dùng nghiên cứu 20 2.2.3 Các thiết bị dùng nghiên cứu 21 2.2.4 Hóa chất dùng nghiên cứu 21 2.3 Phương pháp nghiên cứu 22 2.3.1 Thiết kế nghiên cứu 22 2.3.2 Quy trình thực nghiệm tổng quát 22 2.3.3 Quy trình phẫu thuật thỏ 24 2.3.4 Quy trình lấy mẫu xương sọ thỏ 26 2.3.5 Quy trình chụp phim CBCT mẫu xương sọ thỏ 27 2.3.6 Quy trình chuẩn bị tiêu mơ học 28 2.3.7 Quy trình thực tiêu khảo sát mơ học : 28 2.4 Phương pháp thu thập liệu hình ảnh CBCT 28 2.5 Phương pháp thu thập liệu tiêu mô học 29 2.6 Các biến số 31 2.6 Tiêu chuẩn đánh giá tiêu mô học 32 2.6.1 Tiêu chuẩn chọn tiêu : 32 2.6.2 Tiêu chuẩn loại trừ 32 2.7 Vấn đề đạo đức nghiên cứu : 32 2.8 Nơi thực đề tài nghiên cứu 33 2.9 Kiểm sốt sai lệch thơng tin 33 2.10 Phân tích thống kê 33 CHƯƠNG KẾT QUẢ 35 3.1 Đánh giá lâm sàng 35 3.2 Hình ảnh mơ học 36 3.2.1 Hình ảnh mơ học q trình tạo xương khuyết hổng để trống 36 3.2.2 Hình ảnh mơ học q trình tạo xương khuyết hổng có ghép vật liệu ghép 37 3.3 Kết phân tích hình ảnh mơ học 40 iv 3.3.1 Thành phần mơ học nhóm khuyết hổng thời điểm tuần 40 3.3.2 Thành phần mơ học nhóm khuyết hổng thời điểm 12 tuần 41 3.3.3 So sánh kết thay đổi thành phần mô học khuyết hổng ghép vật liệu HA thời điểm tuần, 12 tuần 42 3.3.4 So sánh kết thay đổi thành phần mô học khuyết hổng ghép vật liệu βTCP thời điểm tuần, 12 tuần 43 3.3.5 So sánh kết thay đổi thành phần mô học khuyết hổng ghép vật liệu HA/βTCP thời điểm tuần, 12 tuần 44 3.4 Đơn vị Hounsfield đo khuyết hổng đo CBCT thời điểm tuần, 12 tuần: 45 3.4.1 Sự khác giá trị đơn vị Hounsfield khuyết hổng thời điểm tuần 12 tuần 46 3.4.2 Sự khác giá trị đơn vị Hounsfield nhóm khuyết hổng thời điểm tuần 46 3.4.3 Sự khác giá trị đơn vị Hounsfield nhóm khuyết hổng thời điểm 12 tuần 47 CHƯƠNG IV BÀN LUẬN 48 4.1 Phương pháp nghiên cứu 48 4.1.1 Về đối tượng nghiên cứu 48 4.1.2 Thời điểm nghiên cứu 49 4.1.3 Chăm sóc thỏ sau phẫu thuật 49 4.1.4 Về vật liệu ghép 50 4.1.5 Về phương pháp đánh giá mô học 50 4.1.6 Về phương pháp đánh giá mật độ xương 51 4.2 Kết nghiên cứu 52 4.2.1 Kết phân tích mơ học thời điểm tuần 52 4.2.2 Kết phân tích mơ học thời điểm 12 tuần 54 4.2.3 So sánh thành phần mô học thời điểm 12 tuần nhóm vật liệu 56 4.3 Kết đo giá trị Hounsfield hình ảnh CBCT 60 .v 4.3.1 So sánh giá trị đơn vị Hounsfield nhóm khuyết hổng thời điểm tuần 60 4.3.2 So sánh giá trị đơn vị Hounsfield nhóm khuyết hổng thời điểm 12 tuần 62 4.4 Về ý nghĩa đề tài 63 4.5 Đề xuất 64 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 vi DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIỆT ANH - Bè xương Lamellar bone - Dẫn tạo xương Osteoconduction - Đơn vị Hounsfield Hounsfield unit - Tương hợp sinh học Biocompatibility - Vật liệu ghép Grafting material - Vật liệu sinh học Biomaterials - Vật liệu tự thân Autogenous materials - Vật liệu ghép đồng chủng Allogenic materials - Vật liệu ghép dị loại Xenograft, Heterograft Materials - Vật liệu tổng hợp hay nhân tạo Synthetic material - Xương nguyên phát Primary, woven bone .vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT βTCP Beta Tricalcium Phosphate CBCT ConeBeam Computed Tomography HA Hydroxyapatite HA/βTCP Hydroxyapatite/ Beta Tricalciumphosphate MSCT MultiSlice Computed Tomography .viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể Hydroxyapatite Hình 1.2 Cấu trúc tinh thể βTCP 10 Hình 2.1 Thỏ nghiên cứu 19 Hình 2.2 Tóm tắt quy trình thực nghiên cứu 23 Hình 2.3 Sử dụng mũi trephine tay khoan chậm để tạo khuyết hổng xương sọ thỏ 24 Hình 2.4 Hình minh họa khuyết hổng xương tạo sọ thỏ 25 Hình 2.5 Khuyết hổng đưa vật liệu ghép vào 25 Hình 2.6 Mảnh xương sọ thỏ sau lấy mẫu 27 Hình 2.7 Thiết bị chụp CBCT Newtom Giano HR 27 Hình 2.8 Mẫu xương sọ dựng hình ảnh chiều với khuyết hổng xác định 28 Hình 2.9 Cách thực phép đo giá trị Hounsfield với công cụ Trace Region phần mềm NNTViewer 29 Hình 2.10 Hình minh họa cách chọn vi trường chọn để phân tích 30 Hình 2.11 Hình minh họa vi trường chụp lại để phân tích, thành phần mơ có tiêu gồm : mô liên kết, tủy xương, vật liệu ghép cịn lại, xương tân tạo 30 Hình 3.1 Hình ảnh mơ học khuyết hổng để trống sau tuần lành thương 37 Hình 3.2 Hình ảnh mô học khuyết hổng ghép vật liệu HA thời điểm tuần Có 38 Hình 3.3 Hình ảnh mơ học khuyết hổng ghép vật liệu βTCP thời điểm tuần 38 Hình 3.4 Hình ảnh mơ học khuyết hổng ghép vật liệu HA/βTCP thời điểm 12 tuần 38 Hình 3.5 Hình ảnh mô học khuyết hổng ghép vật liệu HA thời điểm 12 tuần 39 Hình 3.6 Hình ảnh mơ học khuyết hổng ghép vật liệu βTCP thời điểm 12 tuần 39 Hình 3.7 Hình ảnh mơ học khuyết hổng ghép vật liệu HA/βTCP thời điểm 12 tuần 40 Hình 3.8 Kết giá trị đơn vị Hounsfield đo phần mềm NNTViewer với vùng quan tâm xác định bên khuyết hổng 45 ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các tính chất vật lý HA Bảng 1.2 Đặc tính vật lý βTCP HA 11 Bảng 1.3 Độ hòa tan βTCP HA 12 Bảng 3.1 Cân nặng, tuổi thỏ tham số nghiên cứu 35 Bảng 3.2 Tình trạng thỏ sau phẫu thuật 36 Bảng 1.3 Kết phân tích thành phần mơ học nhóm khuyế thời điểm tuần 40 Bảng 3.4 Kết phân tích thành phần mơ học nhóm khuyết hổng thời điểm 12 tuần 41 Bảng 3.5 Thành phần mô học khuyết hổng ghép vật liệu HA thời điểm tuần 12 tuần 42 Bảng 3.6 Thành phần mô học khuyết hổng ghép vật liệu βTCP thời điểm tuần 12 tuần 43 Bảng 3.7 Thành phần mô học khuyết hổng ghép vật liệu HA/βTCP thời điểm tuần 12 tuần 44 Bảng 3.8 Giá trị đơn vị Hounsfield khuyết hổng 45 .x DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 4.1 Tỉ lệ % trung bình thành phần mơ học nhóm vật liệu ghép HA, βTCP HA/βTCP thời điểm tuần 53 Biểu đồ 4.2 Tỉ lệ % trung bình vật liệu ghép cịn lại, mơ liên kết, tủy xương xương tân tạo nhóm vật liệu ghép HA, βTCP HA/βTCP thời điểm 12 tuần 55 Biểu đồ 4.3 Trung bình tỉ lệ% thành phần mơ học vào thời điểm tuần 12 tuần nhóm HA 56 Biểu đồ 4.4 Trung bình tỉ lệ% thành phần mô học vào thời điểm tuần 12 tuần nhóm βTCP 57 Biểu đồ 4.5 Trung bình tỉ lệ% thành phần mô học vào thời điểm tuần 12 tuần nhóm HA/βTCP 59 Biểu đồ 4.6 Trung bình giá trị Hounsfield khuyết hổng ghép vật liệu, để trống xương thời điểm tuần 60 Biểu đồ 4.7 Trung bình giá trị Hounsfield khuyết hổng ghép vật liệu, để trống xương thời điểm 12 tuần 62 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh.56 Tỉ lệ % tủy xương nhóm HA/βTCP (5,32±2,90) thấp nhóm HA (10,81±4,30) βTCP (19,05±7,89) có ý nghĩa thống kê (p=0,017) Điều lý giải tế bào trung mơ hốc tủy chuyển hóa thành tế bào tạo xương khoảng thời gian này, dẫn đến tỉ lệ tủy xương giảm xuống 10%, kết phù hợp với nghiên cứu Yip cộng năm 2015 [44], Tỉ lệ % mơ liên kết nhóm HA/TCP (65,38±1,46) cao nhóm βTCP (61,67±8,12) thấp nhóm HA (53,87±6,56) khác khơng có ý nghĩa thống kê (p=0.077) Kết tương tự với kết nghiên cứu Sanda cộng năm 2015 [36], nhiên kết nghiên cứu chúng tơi cho kết có giá trị cao hơn, điều giải thích phương pháp phân tích hình ảnh mơ học sử dụng, thời điểm đánh giá nghiên cứu 12 tuần so với tuần nghiên cứu Sanda cộng 4.2.3 So sánh thành phần mô học thời điểm 12 tuần nhóm vật liệu 4.2.3.1 Nhóm HA Biểu đồ 4.3 Trung bình tỉ lệ% thành phần mô học vào thời điểm tuần 12 tuần nhóm HA vlg:vật liệu ghép cịn lại, mlk:mơ liên kết, tx: tủy xương, x: xương tân tạo 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.57 Trung bình vật liệu ghép cịn lại thời điểm tuần 12 tuần khác khơng có ý nghĩa (p=0,773) Kết phù hợp với nghiên cứu trước cho thấy HA vật liệu có tốc độ chậm, thể tích khối vật liệu ghép thay đổi theo thời gian Trung bình mô liên kết thời điểm tuần 12 tuần khác khơng có ý nghĩa (p=0,386) Tuy nhiên lượng mô liên kết thời điểm tuần (27,83±6,12) 12 tuần (23,05±8,87) thấp nghiên cứu Xu cộng năm 2019 chiếm khoảng ¼ diện tích khuyết hổng, điều tốc độ tiêu chậm HA dẫn đến việc thúc đẩy mô liên kết tăng trưởng nhanh vào vùng khuyết hổng [43] Trung bình tủy xương cịn lại thời điểm tuần 12 tuần khác ý nghĩa (p=0,564) Trung bình xương tân tạo thời điểm tuần 12 tuần khác khơng có ý nghĩa (p=0,083) Điều cho lượng xương tăng lên thời điểm tăng lên không đáng kể, giá trị cao so với nghiên cứu Xu năm 2019 [43] 4.2.3.2 Nhóm βTCP Biểu đồ 4.4 Trung bình tỉ lệ% thành phần mơ học vào thời điểm tuần 12 tuần nhóm βTCP.vlg:vật liệu ghép cịn lại, mlk:mơ liên kết, tx: tủy xương, x: xương tân tạo 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.58 Trung bình vật liệu ghép lại thời điểm tuần 12 tuần khác khơng có ý nghĩa (p=0,773) Tuy nhiên lượng vật liêu ghép lại thời điểm tuần 12 tuần (5.07±3,88) 12 tuần (3,40±1,63) thấp so với nghiên cứu Damlar cộng năm 2015 [8] đánh giá vào thời điểm tuần, khác biệt thời điểm đánh giá, βTCP vốn vật liệu có tốc độ tiêu khơng ổn định, tốc độ tiêu phụ thuộc vào cấu trúc vi rỗng bên hạt TCP tổng hợp phương pháp khác [5], [13] Trong nghiên cứu này, vật liệu TCP tiêu nhanh tuần 90%, vật liệu ghép TCP giảm lượng thời điểm 12 tuần Trung bình mô liên kết thời điểm tuần 12 tuần khác khơng có ý nghĩa (p=0,386) Trung bình tủy xương thời điểm 12 tuần nhỏ thời điểm tuần có ý nghĩa thống kê (p=0,043) Trung bình xương tân tạo thời điểm 12 tuần lớn thời điểm tuần có ý nghĩa thống kê (p=0,043) Kết tương đương với nghiên cứu Damlar cộng năm 2015 [8], điều lý giải βTCP có tốc độ tiêu nhanh trình thực bào tạo hốc giúp tế bào trung mơ có khả biệt hóa thành tế bào tạo xương nhanh chóng vào vùng khuyết hổng, vào thời điểm tuần, tủy xương chiếm tỉ lệ cao bên khuyết hổng (37,02±12,15) giảm xuống vào thời điểm 12 tuần (19,05±7,89) xương tân tạo thời điểm 12 tuần (61,67±8,12) cao so với thời điểm tuần (41,19±6,85) 4.2.3.3 Nhóm HA/βTCP 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.59 Biểu đồ 4.5 Trung bình tỉ lệ% thành phần mô học vào thời điểm tuần 12 tuần nhóm HA/βTCP Trung bình vật liệu ghép lại thời điểm tuần 12 tuần khác khơng có ý nghĩa (p=0,773) Trung bình mơ liên kết thời điểm tuần 12 tuần khác khơng có ý nghĩa (p=0,083) Trung bình tủy xương thời điểm tuần 12 tuần khác khơng có ý nghĩa (p=0,564) Trung bình xương tân tạo thời điểm 12 tuần lớn thời điểm tuần có ý nghĩa thống kê (p=0,021) Kết phù hợp với nghiên cứu Hwang cộng năm 2012 [15] sử dụng khung giàn làm vật liệu ghép HA, βTCP HA/βTCP ghép khuyết hổng có đường kính 8mm xương sọ thỏ, nhiên nghiên cứu so sánh kết tạo xương thời điểm tuần Xương tân tạo thời điểm 12 tuần (65,38±1,46) cao thời điểm tuần (44,44±17,06), điều cho nhờ thành phần vật liệu có chứa βTCP với tỉ lệ 40% 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.60 4.3 Kết đo giá trị Hounsfield hình ảnh CBCT 4.3.1 So sánh giá trị đơn vị Hounsfield nhóm khuyết hổng thời điểm tuần Biểu đồ 4.6 Trung bình giá trị Hounsfield khuyết hổng ghép vật liệu, để trống xương thời điểm tuần *: khác biệt có ý nghĩa thống kê Trung bình giá trị đơn vị Hounsfield nhóm khuyết hổng để trống