Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
MÔN:
CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRÊN NGƯỜI VÀ ĐỘNG VẬT
MỤC LỤC
I MỞ ĐẦU ..............................................................................................................2
1. Đặt vấn đề........................................................................................................2
1.2 Mục đích nghiên cứu......................................................................................2
1.3 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................2
II. NỘI DUNG.........................................................................................................2
1. Tính tương hợp của vật liệu sinh học................................................................2
1.1 Đáp ứng miễn dịch của cơ thể với vật liệu sinh học....................................2
1.2 Quy trình đánh giá tính tương hợp của vật liệu sinh học. ............................4
2. Vật liệu sử dụng trong chế tạo vật liệu sinh học ứng dụng trong chấn thương
chỉnh hình............................................................................................................9
2.1 Silicone ......................................................................................................9
2.2 Vật liệu gốm y sinh Hydroxyapatit (HAp)................................................11
2.3 Composite cacbon ....................................................................................12
2.4 INTOST- 4...............................................................................................13
2.5 Zirconia(làm răng giả)..............................................................................14
3. Ứng dụng vật liệu sinh học trong chấn thương chỉnh hình..............................14
3.1 Xương nhân tạo .......................................................................................14
3.2 Khớp nhân tạo..........................................................................................18
4. Ứng dụng vật liệu sinh học trong nha khoa. ...................................................26
4.1 Cấu tạo, đặc điểm và phân loại răng giả ...................................................26
4.2 Vật liệu sử dụng trong chỉnh hình nha khoa..............................................35
5. Thành tựu ứng dụng vật liệu sinh học trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa
..........................................................................................................................46
5.1 Thành tựu ứng dụng vật liệu sinh học trong chấn thương chỉnh hình ........46
5.2 Thành tựu ứng dụng vật liệu sinh học trong nha khoa...............................50
III. KẾT LUẬN .....................................................................................................53
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................54Tiểu luận: Vật liệu sinh học Nhóm 13
Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung.
Trang 2
I MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Ngày nay dân số ngày càng ngày càng tăng nhanh kéo theo đó là các tệ nạn
, bệnh tật và các tai nạn xảy ra trong xã hội . Các tai nạn thường gặp trong lao động
sản xuất , tai nạn giao thông … làm cho con người bị hư hỏng hay khiếm khuyết
bộ phận nào đó trên cơ thể. Những bộ phận bị hư hỏng hay mất đi sẽ làm cho con
người cảm giác khó khăn trong sinh hoạt và ảnh hưởng rất lớn đến sức khoẻ của họ
. Nếu như trước kia những bệnh nhân bị mất một phần tai chân hay bị liệt chân tay
… phải sống mặt cảm với mọi người xung quanh về vẻ bề ngoài của mình và khó
khăn trong đời sống sinh hoạt đến cuối đời , thì giờ đây với sự tiến bộ của khoa học
kỹ thuật cùng với sự hỗ trợ của các vật liệu y sinh trong y học đã giúp cho cuộc
sống của họ được trở lại giống như những người bình thường khác. Vì vậy nhóm
chúng tui quyết định chọn đề tài “ Vật liệu y sinh trong chấn thương chỉnh hình ,
nha khoa ” để tìm hiểu thêm về điều kỳ diệu của các vật liệu y sinh này.
1.2 Mục đích nghiên cứu
Tìm hiểu , nghiên cứu về các “ vật liệu y sinh trong chấn thương chỉnh hình
, nha khoa ” và lợi ích của các vật liệu y sinh này trong việc trị bệnh cho con người.
1.3 Phƣơng pháp nghiên cứu
Với nhiều nguồn thông tin khác nhau : sách , báo , internet … được chúng
tui tổng hợp một cách chọn lọc để đưa ra một cách tổng quát về các vật liệu y sinh
thường được sử dụng trong chấn thương chỉnh hình , nha khoa.
II. NỘI DUNG
1. Tính tƣơng hợp của vật liệu sinh học.
1.1 Đáp ứng miễn dịch của cơ thể với vật liệu sinh học.
1.1.1 Khái niệm về miễn dịch
Đáp ứng miễn dịch đặc hiệu là phản ứng bình thường của động vật có
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiTiểu luận: Vật liệu sinh học Nhóm 13
Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung.
Trang 3
xương sống khi một vật lạ được đưa vào cơ thể. Đây là một phản ứng bảo vệ để
giải độc, trung hòa và giúp loại trừ vật lạ.
Tuy nhiên, trong một số trường hợp, các phản ứng với những vật không độc
có thể gây hại cho cơ thể chủ như các phản ứng dị ứng hay quá mẫn.
Các đáp ứng được phân thành bốn loại: loại I, loại II, loại III, loại IV. Bốn
đáp ứng này theo một cơ chế thông thường, được kích động do sự hiện diện của
một vật lạ là kháng nguyên (antigen). Các tế bào trình diện kháng nguyên (antigen
processing cell - APC), thường là tế bào đơn nhân (monocyte) hay đại thực
bào (macrophage) hay tế bào bạch tuộc (dendritic) da, bắt kháng nguyên, xử lý
nó (cắt bằng enzym) và chuyển nó (trình diện) đến tế bào khác là tế bào lympho
T hỗ trợ (T helper cell - Th). Sau đó, tế bào Th trình diện kháng nguyên đã được
xử lý cho một tế bào lympho T khác là tế bào T độc (T cytotoxic cell - Tc ) hoặc
cho tế bào lympho B (tế bào B). Tế bào nhận (tế bào T hay B) bắt đầu một đáp
ứng tác động kháng nguyên đã được xử lý, tạo một phức hợp hoạt động. Trong
trường hợp tế bào nhận là tế bào T thì đáp ứng miễn dịch là loại IV hay miễn
dịch qua trung gian tế bào. Trường hợp tế bào nhận là tế bào B, kết quả cuối cùng
là giải phóng kháng thể tự do, dẫn đến đáp ứng loại I, II, III thuộc thể dịch. Trong
đáp ứng tế bào T, các tế bào T sẽ tập trung ở vùng hiện diện vật lạ. Trong khi các
tế bào B vẫn ở xa (trong các mô bạch huyết), các kháng thể lưu thông và xuất hiện
tại vùng có vật lạ.
Loại Kháng thể Tế bào liên quan Chất trung gian Kết quả
I IgE Lympho B
Histamin,các amin
vận mạch
Ngứa, viêm mũi,
giãn mạch
II IgG, IgM Lympho B
Histamin,các amin
vận mạch
Giãn mạch
III IgG, IgM Lympho B
Các amin vận
mạch
Đau, sưng, nghẽn
mạch, giãn mạch
IV - Lympho T Cytokin Đau, sưng
Bảng 1: Các đặc điểm chính của bốn loại đáp ứng miễn dịch.
1.1.2 Đáp ứng miễn dịch của ngƣời với một số vật liệu sinh học.
Hiện nay, hầu hết các vật liệu sinh học được làm từ nhựa, collagen và các
polymer tổng hợp,… Tùy từng loại vật liệu khác nhau mà cơ thể sẽ có phản ứng
miễn dịch khac nhau:Tiểu luận: Vật liệu sinh học Nhóm 13
Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung.
Trang 4
Nhựa: Vật liệu nhựa được dùng để chế tạo găng, bao cao su… là cao
su (elastomer) trích từ thực vật. Dị ứng với nhựa thường là loại I (đáp ứng qua
trung gian IgE) với phản ứng tức thì (trong vòng vài phút) có thể đe dọa sự sống.
Tuy nhiên, nhựa không được sử dụng để chế tạo vật liệu ghép trong thời gian dài
nên các đáp ứng thời gian dài không được chú ý.
Collagen: Collagen được thu nhận từ các nguồn vật liệu tự nhiên như da,
mô bò… Đây là một protein ngoại lai nên nó có khả năng kích thích nhiều đáp ứng
miễn dịch. Các kháng thể của lớp IgE, IgM, IgG và các đáp ứng miễn dịch qua
trung gian tế bào đã được quan sát. Phòng ngừa quan trọng là loại bỏ càng nhiều
vật liệu ngoại lai càng tốt. Do collagen của các loài động vật có vú có cấu trúc
tương tự nên có thể loại bỏ các protein nhiễm và để lại vật liệu không sinh dị ứng.
Xử lý hóa học và khâu mạch collagen có thể làm giảm tính sinh kháng nguyên.
Các sản phẩm collagen cần được đánh giá cẩn thận về khả năng khởi động các
đáp ứng miễn dịch.
Các polymer tổng hợp: Các vật liệu này dựa trên nền tảng các thành
phần carbon, hydro, nitơ và oxy tạo nên hệ sinh học. Do đó việc tạo ra các vật
liệu có tính kháng nguyên là không thể xảy ra. Tuy nhiên, một số vật liệu polymer
có nửa hóa học là đáng quan tâm như polysiloxane (silicone elastomer),
polyurethane, poly(methyl)methacrylate…
1.2 Quy trình đánh giá tính tƣơng hợp của vật liệu sinh học.
Khi vật ghép tiếp xúc với hệ sinh học, các phản ứng sau được quan sát:
Trong vòng vài giây đầu tiên, các protein từ dịch cơ thể sẽ lắng đọng. Lớp
protein này điều hòa nhiều phản ứng của hệ thống tế bào. Cấu trúc của các protein
hấp phụ phụ thuộc vào các đặc tính bề mặt của vật ghép. Sau đó, mô xung quanh
vật ghép phản ứng giống như phản ứng của cơ thể với tổn thương hay nhiễm
trùng. Do các kích thích cơ học và hoá học, vật ghép có thể gây ra viêm kéo dài.
Kết quả là mô hạt hình thành xung quanh vật ghép. Trong suốt quá trình tiếp xúc
giữa vật liệu sinh học và cơ thể, môi trường cơ thể sẽ gây ra sự phân hủy. Các quá
trình thủy phân và oxid hóa có thể làm mất tính ổn định cơ học và giải phóng các
sản phẩm phân hủy.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiTiểu luận: Vật liệu sinh học Nhóm 13
Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung.
Trang 5
Kết quả của sự chuyển vận các sản phẩm phân hủy có khả năng hòa tan
qua hệ mạch và bạch huyết là phản ứng của toàn cơ thể với vật ghép là không thể
tránh khỏi. Ngoài ra, sự nhiễm khuẩn của vật ghép cũng được xem là một trở ngại.
1.2.1 Các thử nghiệm tiên quyết để đánh giá tính tƣơng hợp sinh học
Các thử nghiệm thành công về đặc tính invitro của các vật liệu và các
sản phẩm đầu tiên là điều kiện tiên quyết để đánh giá tính tương hợp sinh học.
Đặc tính lý hóa (như bề mặt, diện tích) và các đặc tính thích hợp khác (như cơ,
điện, vận chuyển, phân hủy sinh học nếu có thể ứng dụng) phải được đánh giá
trên vật liệu thô. Các dữ liệu này phải được so sánh với các kết quả tại các thời
điểm chế tạo, tiệt trùng, đóng gói, bảo quản và bất kỳ tiến trình nào có thể ảnh
hưởng bất lợi đến tính ổn định của sản phẩm, tính an toàn và hiệu quả sau khi
ghép. Các vật liệu không qua các thử nghiệm tiên quyết này thì không được đánh
giá tính tương hợp sinh học.
1.2.2. Các phƣơng pháp thử nghiệm và đánh giá tính tƣơng hợp sinh học
Đánh giá tính tương hợp sinh học của vật liệu gồm nhiều thử nghiệm:
invitro (sử dụng tế bào và mô), exvivo, mô hình động vật và các thử nghiệm lâm
sàng. Các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế và quốc gia có thể cung cấp những thông
tin thích hợp: the American Society for Testing and Materials (ASTM), the
International Organization for Standardization (ISO), FDA và the National
Institutes of Health (NIH).
1.2.2.1 Thử nghiệm invitro
Ưu điểm chính của phương pháp này là giá cả hợp lý, đầu tư nhỏ trong
phòng thí nghiệm, và quan trọng nhất là quá trình thực hiện nhanh với số lượng
lớn vật liệu.
Tính tương hợp máu của vật liệu: được xác định bằng cách sử dụng
máu chống đông (một hạn chế không thể tránh của các thử nghiệm này) và đánh
giá sự hình thành cục máu đông trên bề mặt vật liệu cũng như sự hoạt hóa đông
huyết tương, sự bám dính và tụ tập tiểu cầu, sự tổng hợp và giải phóng đồng thời
các hợp chất hóa học hoạt động sinh học (như các tác nhân tụ tập, các nhân tốTiểu luận: Vật liệu sinh học Nhóm 13
Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung.
Trang 6
tăng trưởng), sự hoạt hóa bổ thể và các bạch cầu khi các thành phần này tương
tác với các vật liệu tổng hợp. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng cuối cùng của vật
liệu, các thử nghiệm tính tương hợp máu phải được bố trí dưới điều kiện tĩnh hay
dòng chảy trong các thử nghiệm cấp và mãn tính. Hồng cầu vỡ sẽ giải phóng
hemoglobin dưới điều kiện dòng chảy trong bộ phận giả, sự hóa vôi liên quan
đến các bộ phận di chuyển cơ học (các lá của van tim) cũng phải được xác định.
Tuy nhiên, không thể loại trừ các phản ứng này khi máu tiếp xúc với các vật liệu
tổng hợp. Do đó, kiểm soát và tổi thiểu các phản ứng này là mục tiêu trong việc
thiết kế các vật liệu tương hợp máu.
Những tiến bộ trong kỹ thuật nuôi cấy tế bào đã cung cấp một mô hình
invitro hữu ích để đánh giá tính tương hợp sinh học của vật liệu trong tiến trình
lành hóa vết thương. Các tế bào động vật có vú được sử dụng để xác định các
chức năng của tế bào (bám dính, di cư, tăng sinh, tổng hợp và lắng đọng các
chất nền ngoại bào…) trên vật liệu. Nếu mục tiêu của việc thiết kế và đánh giá
các vật liệu mới là những liên kết mạnh giữa mô xung quanh và vật liệu cấy
ghép hay có sự tạo thành mô mới thì chỉ những vật liệu hỗ trợ chức năng của
các tế bào đặc biệt và tối thiếu sự tương tác của các dòng tế bào cạnh tranh mới
được đánh giá nhiều hơn. Ví dụ, chỉ những vật liệu tăng cường chức năng nguyên
bào xương (tế bào tạo xương) nhưng giảm tối thiểu chức năng của các nguyên bào
sợi (tế bào cạnh tranh) mới trở thành “ứng cử viên” cho các ứng dụng trong chỉnh
hình hay nha khoa.
Mô hình tế bào động vật invitro cũng được sử dụng để xác định ảnh
hưởng của các hợp chất hóa học (như loại ion, hàm lượng ion được giải phóng khi
kim loại bị xói mòn, các đại phân tử và các monomer được giải phóng trong suốt
quá trình phân hủy của các polymer có thể tái hấp thu sinh học) được giải phóng
dưới các điều kiện của môi trường sinh lý. Các vật liệu bị thất bại trong thử
nghiệm độc tính cấp sẽ không được đánh giá cũng như xem xét tiếp tục. Ngay cả
khi vật liệu đã qua thử nghiệm khả năng sống của tế bào thì ảnh hưởng của các
sản phẩm được giải phóng đến hình thái (gồm sự tích lũy nội bào của các sản
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiTiểu luận: Vật liệu sinh học Nhóm 13
Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung.
Trang 7
phẩm phân hủy), sự tăng sinh và các chức năng khác của tế bào từ đầu cho đến
kết thúc sử dụng vật liệu cũng phải được đánh giá.
Các mô hình này rất tốt để khảo sát các chức năng và các cơ chế thích hợp
của một dòng tế bào tại một thời điểm nhưng bị hạn chế trong môi trường phức
tạp của cơ thể. Do đó, cần thiết sử dụng các mô hình khác (như mô hình động vật)
để làm sáng tỏ các sự kiện nhiều khía cạnh, tương tác và linh động mà trực tiếp,
trung gian kiểm soát các tương tác mô – vật liệu bên trong cơ thể.
1.2.2.2. Các mô hình động vật
Các mô hình động vật được sử dụng để xác định tính tương hợp in vivo của
các vật liệu. Các kết quả âm tính (không có kết quả) quyết định khả năng không
chấp nhận hệ thống được thử nghiệm. Tuy nhiên, các kết quả dương tính không
nhất thiết chứng minh tính tương hợp ở người. Do sự khác biệt về loài, việc
ngoại suy các kết luận từ thử nghiệm động vật để tiên đoán các đáp ứng của con
người là không chắc chắn và nguy hiểm. Mô hình động vật thích hợp nhất là linh
trưởng do sự tương đồng của chúng với người, thậm chí sự khan hiếm, giá cả và
duy trì… bầy động vật này.
Việc thử nghiệm trên mô hình động vật chỉ được tiến hành sau khi đã thực
hiện thành công các thử nghiệm tiên quyết về đặc tính vật liệu và các thí nghiệm
invitro. Các nhà nghiên cứu nên xác định loài thích hợp nhất cho mục đích khảo
sát, cẩn thận bố trí thí nghiệm sao cho số lượng động vật sử dụng nhỏ nhất nhưng
thu được kết quả thống kê cao và tránh lặp lại thí nghiệm không cần thiết.
Phân loại các thử nghiệm
Các thử nghiệm động vật để đánh giá tính tương hợp sinh học của vật
liệu có thể được phân thành 3 cách chính:
Các thử nghiệm không chức năng
Trong trường hợp này, các mẫu có hình dạng bất kỳ được ghép vào mô
mềm (dưới da, trong cơ, trong bụng) qua quy trình tiểu phẫu. Nghiên cứu này cần
khoảng thời gian ngắn (vài ngày đến vài tháng) nhưng cung cấp thông tin giá trị
về các tương tác mô – vật liệu sinh học tại chỗ và các biến chứng hệ thống
5. Thành tựu ứng dụng vật liệu sinh học trong chấn thƣơng chỉnh hình,
nha khoa
5.1 Thành tựu ứng dụng vật liệu sinh học trong chấn thƣơng chỉnh hình
5.1.1 Nghiên cứu ứng dụng san hô trong chấn thƣơng chỉnh hình
Nghiên cứu chế tạo san hô Việt Nam làm vật liệu cấy ghép thay xương là
nghiên cứ đầu tiên ở Việt Nam nói riêng và khu vực Đông Nam Á nói chung trong
lĩnh vực này.
Đề tài được bắt đầu năm 1994 với sự cộng tác của viện Hải Dương học Nha
Trang và một số cơ quan khoa học khác.
Trong năm 2003 bắt đầu dùng san hô để tạo hình những phần khiếm khuyết
xương cho BN bị tổn thương xương hàm, xương gò má, xương hốc mắt... Những
BN này trước đây phải chấp nhận mặt bị móp, biến dạng do thiếu xương hay phải
dùng ximăng, titanium rất đắt tiền và sau ghép không tự tiêu được.
Trong khi ghép vật liệu san hô vào ngoài việc tạo hình ban đầu, sẽ được
thay thế dần bằng chính mô của cơ thể người đó. BS điều trị tạo những khung định
hình trước trên BN bằng nhựa hay thạch cao, rồi dựa vào đó sẽ chế tạo mảnh san
hô bằng kỹ thuật thủ công. Khoa phẫu thuật hàm mặt Viện Răng hàm mặt TP đã
ghép cho sáu trường hợp như vậy.
Trong những bệnh lý về xương khớp : gây chèn ép tủy do hẹp ống sống (do
thoái hóa xương hay đĩa đệm, chèn ép vào lòng tủy): phương pháp điều trị là mở
rộng ống sống, dùng san hô làm vật liệu ghép để làm rộng ống sống. BV Chấn
thương chỉnh hình TP.HCM đã áp dụng cho 10 trường hợp, khoa ngoại thần kinh
BV Chợ Rẫy thực hiện cho trên 30 ca.
Vật liệu san hô để chữa những bệnh lý cột sống sẽ được tiếp tục triển khai
như: tái tạo bảng sống, tạo hình thân sống hay đĩa đệm. Sắp tới bộ môn cũng kết
hợp với khoa chi trên BV Chấn thương chỉnh hình TP.HCM để ghép cho một số
trường hợp mất xương ở vùng chi trên. Ngoài ra tùy BS lâm sàng có yêu cầu, có thể
dùng san hô trong tạo hình những sàn sọ, hộp sọ...
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MÔN:
CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRÊN NGƯỜI VÀ ĐỘNG VẬT
MỤC LỤC
I MỞ ĐẦU ..............................................................................................................2
1. Đặt vấn đề........................................................................................................2
1.2 Mục đích nghiên cứu......................................................................................2
1.3 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................2
II. NỘI DUNG.........................................................................................................2
1. Tính tương hợp của vật liệu sinh học................................................................2
1.1 Đáp ứng miễn dịch của cơ thể với vật liệu sinh học....................................2
1.2 Quy trình đánh giá tính tương hợp của vật liệu sinh học. ............................4
2. Vật liệu sử dụng trong chế tạo vật liệu sinh học ứng dụng trong chấn thương
chỉnh hình............................................................................................................9
2.1 Silicone ......................................................................................................9
2.2 Vật liệu gốm y sinh Hydroxyapatit (HAp)................................................11
2.3 Composite cacbon ....................................................................................12
2.4 INTOST- 4...............................................................................................13
2.5 Zirconia(làm răng giả)..............................................................................14
3. Ứng dụng vật liệu sinh học trong chấn thương chỉnh hình..............................14
3.1 Xương nhân tạo .......................................................................................14
3.2 Khớp nhân tạo..........................................................................................18
4. Ứng dụng vật liệu sinh học trong nha khoa. ...................................................26
4.1 Cấu tạo, đặc điểm và phân loại răng giả ...................................................26
4.2 Vật liệu sử dụng trong chỉnh hình nha khoa..............................................35
5. Thành tựu ứng dụng vật liệu sinh học trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa
..........................................................................................................................46
5.1 Thành tựu ứng dụng vật liệu sinh học trong chấn thương chỉnh hình ........46
5.2 Thành tựu ứng dụng vật liệu sinh học trong nha khoa...............................50
III. KẾT LUẬN .....................................................................................................53
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................54Tiểu luận: Vật liệu sinh học Nhóm 13
Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung.
Trang 2
I MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Ngày nay dân số ngày càng ngày càng tăng nhanh kéo theo đó là các tệ nạn
, bệnh tật và các tai nạn xảy ra trong xã hội . Các tai nạn thường gặp trong lao động
sản xuất , tai nạn giao thông … làm cho con người bị hư hỏng hay khiếm khuyết
bộ phận nào đó trên cơ thể. Những bộ phận bị hư hỏng hay mất đi sẽ làm cho con
người cảm giác khó khăn trong sinh hoạt và ảnh hưởng rất lớn đến sức khoẻ của họ
. Nếu như trước kia những bệnh nhân bị mất một phần tai chân hay bị liệt chân tay
… phải sống mặt cảm với mọi người xung quanh về vẻ bề ngoài của mình và khó
khăn trong đời sống sinh hoạt đến cuối đời , thì giờ đây với sự tiến bộ của khoa học
kỹ thuật cùng với sự hỗ trợ của các vật liệu y sinh trong y học đã giúp cho cuộc
sống của họ được trở lại giống như những người bình thường khác. Vì vậy nhóm
chúng tui quyết định chọn đề tài “ Vật liệu y sinh trong chấn thương chỉnh hình ,
nha khoa ” để tìm hiểu thêm về điều kỳ diệu của các vật liệu y sinh này.
1.2 Mục đích nghiên cứu
Tìm hiểu , nghiên cứu về các “ vật liệu y sinh trong chấn thương chỉnh hình
, nha khoa ” và lợi ích của các vật liệu y sinh này trong việc trị bệnh cho con người.
1.3 Phƣơng pháp nghiên cứu
Với nhiều nguồn thông tin khác nhau : sách , báo , internet … được chúng
tui tổng hợp một cách chọn lọc để đưa ra một cách tổng quát về các vật liệu y sinh
thường được sử dụng trong chấn thương chỉnh hình , nha khoa.
II. NỘI DUNG
1. Tính tƣơng hợp của vật liệu sinh học.
1.1 Đáp ứng miễn dịch của cơ thể với vật liệu sinh học.
1.1.1 Khái niệm về miễn dịch
Đáp ứng miễn dịch đặc hiệu là phản ứng bình thường của động vật có
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiTiểu luận: Vật liệu sinh học Nhóm 13
Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung.
Trang 3
xương sống khi một vật lạ được đưa vào cơ thể. Đây là một phản ứng bảo vệ để
giải độc, trung hòa và giúp loại trừ vật lạ.
Tuy nhiên, trong một số trường hợp, các phản ứng với những vật không độc
có thể gây hại cho cơ thể chủ như các phản ứng dị ứng hay quá mẫn.
Các đáp ứng được phân thành bốn loại: loại I, loại II, loại III, loại IV. Bốn
đáp ứng này theo một cơ chế thông thường, được kích động do sự hiện diện của
một vật lạ là kháng nguyên (antigen). Các tế bào trình diện kháng nguyên (antigen
processing cell - APC), thường là tế bào đơn nhân (monocyte) hay đại thực
bào (macrophage) hay tế bào bạch tuộc (dendritic) da, bắt kháng nguyên, xử lý
nó (cắt bằng enzym) và chuyển nó (trình diện) đến tế bào khác là tế bào lympho
T hỗ trợ (T helper cell - Th). Sau đó, tế bào Th trình diện kháng nguyên đã được
xử lý cho một tế bào lympho T khác là tế bào T độc (T cytotoxic cell - Tc ) hoặc
cho tế bào lympho B (tế bào B). Tế bào nhận (tế bào T hay B) bắt đầu một đáp
ứng tác động kháng nguyên đã được xử lý, tạo một phức hợp hoạt động. Trong
trường hợp tế bào nhận là tế bào T thì đáp ứng miễn dịch là loại IV hay miễn
dịch qua trung gian tế bào. Trường hợp tế bào nhận là tế bào B, kết quả cuối cùng
là giải phóng kháng thể tự do, dẫn đến đáp ứng loại I, II, III thuộc thể dịch. Trong
đáp ứng tế bào T, các tế bào T sẽ tập trung ở vùng hiện diện vật lạ. Trong khi các
tế bào B vẫn ở xa (trong các mô bạch huyết), các kháng thể lưu thông và xuất hiện
tại vùng có vật lạ.
Loại Kháng thể Tế bào liên quan Chất trung gian Kết quả
I IgE Lympho B
Histamin,các amin
vận mạch
Ngứa, viêm mũi,
giãn mạch
II IgG, IgM Lympho B
Histamin,các amin
vận mạch
Giãn mạch
III IgG, IgM Lympho B
Các amin vận
mạch
Đau, sưng, nghẽn
mạch, giãn mạch
IV - Lympho T Cytokin Đau, sưng
Bảng 1: Các đặc điểm chính của bốn loại đáp ứng miễn dịch.
1.1.2 Đáp ứng miễn dịch của ngƣời với một số vật liệu sinh học.
Hiện nay, hầu hết các vật liệu sinh học được làm từ nhựa, collagen và các
polymer tổng hợp,… Tùy từng loại vật liệu khác nhau mà cơ thể sẽ có phản ứng
miễn dịch khac nhau:Tiểu luận: Vật liệu sinh học Nhóm 13
Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung.
Trang 4
Nhựa: Vật liệu nhựa được dùng để chế tạo găng, bao cao su… là cao
su (elastomer) trích từ thực vật. Dị ứng với nhựa thường là loại I (đáp ứng qua
trung gian IgE) với phản ứng tức thì (trong vòng vài phút) có thể đe dọa sự sống.
Tuy nhiên, nhựa không được sử dụng để chế tạo vật liệu ghép trong thời gian dài
nên các đáp ứng thời gian dài không được chú ý.
Collagen: Collagen được thu nhận từ các nguồn vật liệu tự nhiên như da,
mô bò… Đây là một protein ngoại lai nên nó có khả năng kích thích nhiều đáp ứng
miễn dịch. Các kháng thể của lớp IgE, IgM, IgG và các đáp ứng miễn dịch qua
trung gian tế bào đã được quan sát. Phòng ngừa quan trọng là loại bỏ càng nhiều
vật liệu ngoại lai càng tốt. Do collagen của các loài động vật có vú có cấu trúc
tương tự nên có thể loại bỏ các protein nhiễm và để lại vật liệu không sinh dị ứng.
Xử lý hóa học và khâu mạch collagen có thể làm giảm tính sinh kháng nguyên.
Các sản phẩm collagen cần được đánh giá cẩn thận về khả năng khởi động các
đáp ứng miễn dịch.
Các polymer tổng hợp: Các vật liệu này dựa trên nền tảng các thành
phần carbon, hydro, nitơ và oxy tạo nên hệ sinh học. Do đó việc tạo ra các vật
liệu có tính kháng nguyên là không thể xảy ra. Tuy nhiên, một số vật liệu polymer
có nửa hóa học là đáng quan tâm như polysiloxane (silicone elastomer),
polyurethane, poly(methyl)methacrylate…
1.2 Quy trình đánh giá tính tƣơng hợp của vật liệu sinh học.
Khi vật ghép tiếp xúc với hệ sinh học, các phản ứng sau được quan sát:
Trong vòng vài giây đầu tiên, các protein từ dịch cơ thể sẽ lắng đọng. Lớp
protein này điều hòa nhiều phản ứng của hệ thống tế bào. Cấu trúc của các protein
hấp phụ phụ thuộc vào các đặc tính bề mặt của vật ghép. Sau đó, mô xung quanh
vật ghép phản ứng giống như phản ứng của cơ thể với tổn thương hay nhiễm
trùng. Do các kích thích cơ học và hoá học, vật ghép có thể gây ra viêm kéo dài.
Kết quả là mô hạt hình thành xung quanh vật ghép. Trong suốt quá trình tiếp xúc
giữa vật liệu sinh học và cơ thể, môi trường cơ thể sẽ gây ra sự phân hủy. Các quá
trình thủy phân và oxid hóa có thể làm mất tính ổn định cơ học và giải phóng các
sản phẩm phân hủy.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiTiểu luận: Vật liệu sinh học Nhóm 13
Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung.
Trang 5
Kết quả của sự chuyển vận các sản phẩm phân hủy có khả năng hòa tan
qua hệ mạch và bạch huyết là phản ứng của toàn cơ thể với vật ghép là không thể
tránh khỏi. Ngoài ra, sự nhiễm khuẩn của vật ghép cũng được xem là một trở ngại.
1.2.1 Các thử nghiệm tiên quyết để đánh giá tính tƣơng hợp sinh học
Các thử nghiệm thành công về đặc tính invitro của các vật liệu và các
sản phẩm đầu tiên là điều kiện tiên quyết để đánh giá tính tương hợp sinh học.
Đặc tính lý hóa (như bề mặt, diện tích) và các đặc tính thích hợp khác (như cơ,
điện, vận chuyển, phân hủy sinh học nếu có thể ứng dụng) phải được đánh giá
trên vật liệu thô. Các dữ liệu này phải được so sánh với các kết quả tại các thời
điểm chế tạo, tiệt trùng, đóng gói, bảo quản và bất kỳ tiến trình nào có thể ảnh
hưởng bất lợi đến tính ổn định của sản phẩm, tính an toàn và hiệu quả sau khi
ghép. Các vật liệu không qua các thử nghiệm tiên quyết này thì không được đánh
giá tính tương hợp sinh học.
1.2.2. Các phƣơng pháp thử nghiệm và đánh giá tính tƣơng hợp sinh học
Đánh giá tính tương hợp sinh học của vật liệu gồm nhiều thử nghiệm:
invitro (sử dụng tế bào và mô), exvivo, mô hình động vật và các thử nghiệm lâm
sàng. Các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế và quốc gia có thể cung cấp những thông
tin thích hợp: the American Society for Testing and Materials (ASTM), the
International Organization for Standardization (ISO), FDA và the National
Institutes of Health (NIH).
1.2.2.1 Thử nghiệm invitro
Ưu điểm chính của phương pháp này là giá cả hợp lý, đầu tư nhỏ trong
phòng thí nghiệm, và quan trọng nhất là quá trình thực hiện nhanh với số lượng
lớn vật liệu.
Tính tương hợp máu của vật liệu: được xác định bằng cách sử dụng
máu chống đông (một hạn chế không thể tránh của các thử nghiệm này) và đánh
giá sự hình thành cục máu đông trên bề mặt vật liệu cũng như sự hoạt hóa đông
huyết tương, sự bám dính và tụ tập tiểu cầu, sự tổng hợp và giải phóng đồng thời
các hợp chất hóa học hoạt động sinh học (như các tác nhân tụ tập, các nhân tốTiểu luận: Vật liệu sinh học Nhóm 13
Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung.
Trang 6
tăng trưởng), sự hoạt hóa bổ thể và các bạch cầu khi các thành phần này tương
tác với các vật liệu tổng hợp. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng cuối cùng của vật
liệu, các thử nghiệm tính tương hợp máu phải được bố trí dưới điều kiện tĩnh hay
dòng chảy trong các thử nghiệm cấp và mãn tính. Hồng cầu vỡ sẽ giải phóng
hemoglobin dưới điều kiện dòng chảy trong bộ phận giả, sự hóa vôi liên quan
đến các bộ phận di chuyển cơ học (các lá của van tim) cũng phải được xác định.
Tuy nhiên, không thể loại trừ các phản ứng này khi máu tiếp xúc với các vật liệu
tổng hợp. Do đó, kiểm soát và tổi thiểu các phản ứng này là mục tiêu trong việc
thiết kế các vật liệu tương hợp máu.
Những tiến bộ trong kỹ thuật nuôi cấy tế bào đã cung cấp một mô hình
invitro hữu ích để đánh giá tính tương hợp sinh học của vật liệu trong tiến trình
lành hóa vết thương. Các tế bào động vật có vú được sử dụng để xác định các
chức năng của tế bào (bám dính, di cư, tăng sinh, tổng hợp và lắng đọng các
chất nền ngoại bào…) trên vật liệu. Nếu mục tiêu của việc thiết kế và đánh giá
các vật liệu mới là những liên kết mạnh giữa mô xung quanh và vật liệu cấy
ghép hay có sự tạo thành mô mới thì chỉ những vật liệu hỗ trợ chức năng của
các tế bào đặc biệt và tối thiếu sự tương tác của các dòng tế bào cạnh tranh mới
được đánh giá nhiều hơn. Ví dụ, chỉ những vật liệu tăng cường chức năng nguyên
bào xương (tế bào tạo xương) nhưng giảm tối thiểu chức năng của các nguyên bào
sợi (tế bào cạnh tranh) mới trở thành “ứng cử viên” cho các ứng dụng trong chỉnh
hình hay nha khoa.
Mô hình tế bào động vật invitro cũng được sử dụng để xác định ảnh
hưởng của các hợp chất hóa học (như loại ion, hàm lượng ion được giải phóng khi
kim loại bị xói mòn, các đại phân tử và các monomer được giải phóng trong suốt
quá trình phân hủy của các polymer có thể tái hấp thu sinh học) được giải phóng
dưới các điều kiện của môi trường sinh lý. Các vật liệu bị thất bại trong thử
nghiệm độc tính cấp sẽ không được đánh giá cũng như xem xét tiếp tục. Ngay cả
khi vật liệu đã qua thử nghiệm khả năng sống của tế bào thì ảnh hưởng của các
sản phẩm được giải phóng đến hình thái (gồm sự tích lũy nội bào của các sản
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiTiểu luận: Vật liệu sinh học Nhóm 13
Trong chấn thương chỉnh hình, nha khoa GVHD: Th.S Trần Thị Phương Nhung.
Trang 7
phẩm phân hủy), sự tăng sinh và các chức năng khác của tế bào từ đầu cho đến
kết thúc sử dụng vật liệu cũng phải được đánh giá.
Các mô hình này rất tốt để khảo sát các chức năng và các cơ chế thích hợp
của một dòng tế bào tại một thời điểm nhưng bị hạn chế trong môi trường phức
tạp của cơ thể. Do đó, cần thiết sử dụng các mô hình khác (như mô hình động vật)
để làm sáng tỏ các sự kiện nhiều khía cạnh, tương tác và linh động mà trực tiếp,
trung gian kiểm soát các tương tác mô – vật liệu bên trong cơ thể.
1.2.2.2. Các mô hình động vật
Các mô hình động vật được sử dụng để xác định tính tương hợp in vivo của
các vật liệu. Các kết quả âm tính (không có kết quả) quyết định khả năng không
chấp nhận hệ thống được thử nghiệm. Tuy nhiên, các kết quả dương tính không
nhất thiết chứng minh tính tương hợp ở người. Do sự khác biệt về loài, việc
ngoại suy các kết luận từ thử nghiệm động vật để tiên đoán các đáp ứng của con
người là không chắc chắn và nguy hiểm. Mô hình động vật thích hợp nhất là linh
trưởng do sự tương đồng của chúng với người, thậm chí sự khan hiếm, giá cả và
duy trì… bầy động vật này.
Việc thử nghiệm trên mô hình động vật chỉ được tiến hành sau khi đã thực
hiện thành công các thử nghiệm tiên quyết về đặc tính vật liệu và các thí nghiệm
invitro. Các nhà nghiên cứu nên xác định loài thích hợp nhất cho mục đích khảo
sát, cẩn thận bố trí thí nghiệm sao cho số lượng động vật sử dụng nhỏ nhất nhưng
thu được kết quả thống kê cao và tránh lặp lại thí nghiệm không cần thiết.
Phân loại các thử nghiệm
Các thử nghiệm động vật để đánh giá tính tương hợp sinh học của vật
liệu có thể được phân thành 3 cách chính:
Các thử nghiệm không chức năng
Trong trường hợp này, các mẫu có hình dạng bất kỳ được ghép vào mô
mềm (dưới da, trong cơ, trong bụng) qua quy trình tiểu phẫu. Nghiên cứu này cần
khoảng thời gian ngắn (vài ngày đến vài tháng) nhưng cung cấp thông tin giá trị
về các tương tác mô – vật liệu sinh học tại chỗ và các biến chứng hệ thống
5. Thành tựu ứng dụng vật liệu sinh học trong chấn thƣơng chỉnh hình,
nha khoa
5.1 Thành tựu ứng dụng vật liệu sinh học trong chấn thƣơng chỉnh hình
5.1.1 Nghiên cứu ứng dụng san hô trong chấn thƣơng chỉnh hình
Nghiên cứu chế tạo san hô Việt Nam làm vật liệu cấy ghép thay xương là
nghiên cứ đầu tiên ở Việt Nam nói riêng và khu vực Đông Nam Á nói chung trong
lĩnh vực này.
Đề tài được bắt đầu năm 1994 với sự cộng tác của viện Hải Dương học Nha
Trang và một số cơ quan khoa học khác.
Trong năm 2003 bắt đầu dùng san hô để tạo hình những phần khiếm khuyết
xương cho BN bị tổn thương xương hàm, xương gò má, xương hốc mắt... Những
BN này trước đây phải chấp nhận mặt bị móp, biến dạng do thiếu xương hay phải
dùng ximăng, titanium rất đắt tiền và sau ghép không tự tiêu được.
Trong khi ghép vật liệu san hô vào ngoài việc tạo hình ban đầu, sẽ được
thay thế dần bằng chính mô của cơ thể người đó. BS điều trị tạo những khung định
hình trước trên BN bằng nhựa hay thạch cao, rồi dựa vào đó sẽ chế tạo mảnh san
hô bằng kỹ thuật thủ công. Khoa phẫu thuật hàm mặt Viện Răng hàm mặt TP đã
ghép cho sáu trường hợp như vậy.
Trong những bệnh lý về xương khớp : gây chèn ép tủy do hẹp ống sống (do
thoái hóa xương hay đĩa đệm, chèn ép vào lòng tủy): phương pháp điều trị là mở
rộng ống sống, dùng san hô làm vật liệu ghép để làm rộng ống sống. BV Chấn
thương chỉnh hình TP.HCM đã áp dụng cho 10 trường hợp, khoa ngoại thần kinh
BV Chợ Rẫy thực hiện cho trên 30 ca.
Vật liệu san hô để chữa những bệnh lý cột sống sẽ được tiếp tục triển khai
như: tái tạo bảng sống, tạo hình thân sống hay đĩa đệm. Sắp tới bộ môn cũng kết
hợp với khoa chi trên BV Chấn thương chỉnh hình TP.HCM để ghép cho một số
trường hợp mất xương ở vùng chi trên. Ngoài ra tùy BS lâm sàng có yêu cầu, có thể
dùng san hô trong tạo hình những sàn sọ, hộp sọ...
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links