Nghành "xi măng xương" ngày càng phát triển do tiến bộ các kĩ thuật điều trị xâm lấn tối thiểu

 

Onset of a minimally invasive era to set new possibilities for the bone cement industry

   

 January 22, 2020

Trong tương lai sẽ thấy sự phát triển nhanh chóng của các sản phẩn liên quan đến xi măng trong y tế.

Cá thể hóa điều trị là xu hướng hiện nay trong y học, và theo đó là nhiều công nghệ mới xuất hiện trong nền kinh tế y tế toàn cầu. Do đó các tổ chức y tế cần có kế hoạch cụ cho bước đi tương lai của mình. Các sản phẩm cấy ghép trong chấn thương chỉnh hình hiện đang phát triển rất nhanh chóng. Các phẫu thuật viên đang nhận được nhiều lợp ích do cuộc cách mạng số đã tạo ra nhiều robot phẫu thuật chính xác. Ngoài ra, phẫu thuật chỉnh hình đang trên đường hướng tới phẫu thuật xâm lấn tối thiểu và độ chính xác cao, tăng tỉ lệ các kĩ thuật thực hiện trong ngày để bệnh nhân không phải nằm viện. Ngày nay,  các phương pháp điều trị chính xác chiếm vị trí hàng đầu khi đánh giá chất lượng chăm sóc y tế, nên ngày càng nhiều các công cụ và kỹ thuật chỉnh hình mới được áp dụng.

Công nghệ xi măng lần đầu tiên dùng năm 1940 giúp gắn kết vững chắc lâu dài các dụng cụ chỉnh hình vào xương (khi đó là dùng xi măng thu nhỏ khuyết hổng hộp sọ) hiện tại đã được cải tiến rất nhiều. 
Ngày nay, tiến bộ lớn nhất của xi măng là là cố định vững chắc vật liệu vào xương và sau đó là giúp bệnh nhân phục hồi nhanh. Xi măng sẽ thích nghi tốt với các hốc xương nên xi măng trước đây coi là tiêu chuẩn vàng trong thay khớp. Tuy nhiên, một số nhược điểm của xi măng như lỏng vật liệu cấy ghép sau thời gian dài theo dõi, vỡ xi măng, tác dụng phụ của xi măng và độc tính của xi măng lên xương đang được chú ý. Hơn nữa, xu hướng hiện nay là dùng các khớp mà không cần dùng xi măng để cố định, do đó xương sẽ mọc vào bề mặt khớp giúp vững chắc lâu dài. 

DO ĐÓ CÔNG CUỘC TÌM VÀ CẢI TIẾN XI MĂNG XƯƠNG VẪN DIỄN RA MẠNH MẼ

Xi măng xương bản chất là polymethyl methacrylate (PMMA), được sử dụng rộng rãi do thuộc tính tự trùng hợp và ít dính. Ban đầu được phát triển cho các ứng dụng nha khoa, sau đó áp dụng để cố định khớp. Tuy nhiên phản ứng trùng hợp của metyl metacrat tỏa nhiệt cao có thể dẫn đến hoại tử tế bào ở mô xung quanh. Nhiều tiến bộ đã được thực hiện trong mô hình hóa thất bại trong thay khớp do "gẫy mỏi'' của xi măng khi dùng nhiều xi măng và cách thức làm việc của xi măng với vật liệu cấy ghép và xương. Tuy nhiên, xi măng còn vài phạm vi để cải thiện.

Canxi polyphosphate (CPP) nổi lên như một loại gốm sinh học mới để sửa chữa xương, hiện tiếp tục thu nghiên cứu. Nhiều chất phụ gia đang tiếp tục được thử nghiệm để cải thiện các đặc tính sinh học của xi măng xương, đồng thời hỗ trợ tự phục hồi, cải thiện khả năng chống nhiễm trùng và tăng điều hòa chuyển hóa xương. Một nghiên cứu gần đây được công bố trên Tạp chí Phẫu thuật Chỉnh hình và Nghiên cứu cho thấy xi măng sinh học tổng hợp có nhiều ưu điểm hơn với xi măng xương truyền thống. Trước đây xi măng xương là PAMA được thêm canxi thấy ít gây ra hiện tượng "stress shielding" (hiện tượng khi lực không truyền lên xương chỗ nào sẽ làm tiêu xương chỗ đó), do đó sẽ làm tăng tuổi thọ khớp. Các nghiên cứu khác chỉ ra rằng khi thêm chất ACPP (strontium-doped calcium phosphate) vào PMMA sẽ có tính tương thích sinh học cao hơn và tuổi thọ khớp lâu hơn.

Hình ảnh pha xi măng bằng tay từ thế hệ thứ nhất

Hình ảnh 2: Dùng định vị đầu xa chuôi khớp trong kĩ thuật xi măng thế hệ thứ 4

 

Pha xi măng thế hệ thứ 4

Thế hệ đầu tiên của kỹ thuật xi măng là trộn xi măng bằng tay trong bát, đây là quá trình thô sơ do đó kết quả xa không tốt theo tiêu chuẩn hiện tại. Những cải tiến đáng kể được thực hiện từ thế hệ thứ nhất trộn tay đến ly tâm chân không. Ngày nay, ngày càng hiểu biết tính chất của xi măng, tác động của khâu chuẩn bị xương, giao diện xương-xi măng, độ nhớt của xi măng, bề dày của xi măng và tuổi thọ của khớp. Thế hệ thứ 4 ra đời khi cải tiến thế hệ thứ 3 ( thế hệ 3 gồm pha chân không, chuẩn bị xương tốt, chặn ống tủy, dùng súng xi măng) qua việc định vị đầu gần và đầu xa  chuôi khớp ở trung tâm lớp xi măng. Các nghiên cứu cho thấy khi 2 đầu của chuôi khớp đặt trung tâm lớp xi măng sẽ cải thiện khả năng đâm xuyên xi măng, tăng gắn kết, tăng khả năng chịu lực xé khi dùng xi măng có độ nhớt thấp.

Video pha xi măng chân không

DÙNG XI MĂNG NGÀY CÀNG NHIỀU TRONG CÁC KĨ THUẬT PHẪU THUẬT XÂM LẤN TỐI THIỂU

Dùng xi măng trong xẹp đốt sống

Trong những năm gần đây, sự phát triển y tế và công nghệ như phẫu thuật có robot hỗ trợ, in 3D sinh học và trí tuệ nhân tạo (AI) trong chăm sóc sức khỏe, đã có tác động sâu sắc đến phẫu thuật chỉnh hình. Bệnh nhân mong muốn kỹ thuật phẫu thuật ít xâm lấn để có kết quả tốt và hồi phục nhanh. Do đó, người ta chú ý nhiều hơn đến việc phát triển một thế hệ "xi măng tiêm" không chỉ có hoạt tính sinh học và có đặc tính cơ học tuyệt vời, mà còn phù hợp với các kỹ thuật phẫu thuật mới.

Ví dụ như bơm xi măng sinh học vào đốt sống bị xẹp qua ''xi măng tiêm''  là một kĩ thuật ít xâm lấn được dùng thường quy hiện nay. Xi măng sẽ được tiêm vào thân đốt sống vỡ với áp lực kiểm soát tốt để tránh rò xi măng. Nếu xẹp nặng thì sẽ dùng bóng để tạo khoang và nâng chiều cao thân đốt sống trước sau đó bơm xi măng vào khoảng trống, từ đó đạt được hiệu quả khôi phục giải phẫu xương và an toàn phẫu thuật tránh rò xi măng.

Mức độ liên kết của xi măng xương ảnh hưởng đáng kể bởi tính chất "lưu biến". Thâm nhập tối ưu của xi măng vào cấu trúc xương xốp sẽ tăng khả năng chịu lực của xương. Trong khi ngày càng nhiều nghiên cứu tiếp tục tập trung vào các chất phụ gia hạt nano và tăng cường gắn kết xi măng xương, hội tụ của các quy trình phẫu thuật với công nghệ robot sẽ kêu gọi những tiến bộ trong khi dùng xi măng có sử dụng robot.

Ths.BS Nguyễn Anh Dũng tổng hợp và lược dịch

Bài viết mang tính chất tham khảo nên không tự chẩn đoán bệnh. Hãy đến gặp Bác sĩ để khám và tư vấn đầy đủ. Liên hệ Bs Cường 0935565678, Ths Dũng: 0827384726