Ứng dụng công nghệ in 3D trong chế tạo dụng cụ chỉnh hình cho trẻ em
Đây là thành tựu y khoa mới được triển khai tại TPHCM, khắc phục được những hạn chế của các dụng cụ chỉnh hình truyền thống trong điều trị cong vẹo cột sống ở trẻ em.
Cong vẹo cột sống ở trẻ em là tình trạng xương cột sống bị cong bất thường, trông giống như hình chữ C hoặc chữ S, thay vì thẳng dọc theo lưng một cách tự nhiên. Hiện tượng này thường xảy ra ở vùng cột sống ngực, đôi khi là vùng cột sống thắt lưng hoặc cả hai. Đây là hiện tình trạng tương đối phổ biến ở trẻ em hiện nay. Bệnh lý này không gây đau đớn, nhưng nếu không được phát hiện và điều trị sớm, nguy cơ cao sẽ dẫn đến nhiều biến chứng nguy hiểm ở tuổi trưởng thành như suy tim, viêm phổi do khung xương sườn đè lên hay thường xuyên bị đau lưng mạn tính, thoái hóa đĩa đệm, sụn lún các đốt sống,…
Có hai dạng cong vẹo cột sống chính là vẹo cột sống chức năng (do bất thường một nơi nào đó trên cơ thể như chân cao chân thấp, co thắt cơ lưng,…) và vẹo cột sống cấu trúc (cột sống bị biến dạng và các thân đốt sống bị xoay). Nguyên nhân vẹo cột sống cấu trúc tới nay chưa rõ, còn gọi là vẹo cột sống vô căn. Tùy theo tình trạng bệnh nhi lúc được phát hiện như độ tuổi, góc vẹo đo được, độ trưởng thành xương mà có thể chỉ định tập vật lý trị liệu, dùng áo nẹp nắn chỉnh hoặc phẫu thuật.
Sử dụng áo nẹp nắn chỉnh để điều trị vẹo cột sống trên thế giới và Việt Nam đã cho thấy đạt kết quả khá tốt. Trẻ từ 12 – 17 tuổi bị vẹo cột sống được can thiệp bằng áo nẹp từ lúc phát hiện cho đến khi xương trưởng thành (Risser độ 5), có kết quả điều trị đạt 78,6%. Những bệnh nhân tuân thủ giờ mặc áo nẹp đúng chỉ định (23 giờ/ngày), có tỷ lệ đáp ứng tốt lên đến 94%.
Quy trình tạo áo nẹp truyền thống gồm chín bước gồm: Thăm khám và tư vấn cho người bệnh, bó bột tạo khuôn, tạo cốt dương, sửa chỉnh cốt dương, hút nhựa (tạo hình áo nẹp dựa trên khuôn mẫu đã có bằng phương pháp hút chân không), cắt nhựa khỏi khuôn mẫu, chuẩn bị cho thử nẹp trên người bệnh, hoàn thiện nẹp, kiểm tra áo nẹp đánh giá lại lần cuối trước khi giao áo nẹp.
Hầu hết trẻ bị vẹo cột sống vô căn rơi vào tuổi dậy thì, bé gái từ 9-15 tuổi. Nếu làm theo quy trình truyền thống như lâu nay thì những hạn chế rơi vào bước hai trở đi. Thao tác làm khuôn thủ công trên người bé gái rất nhạy cảm, khó khăn, vừa chờ đợi, chưa kể không đáp ứng kỹ thuật phải làm lại từ đầu.
Ngoài ra, khi sử dụng áo nẹp được chế tạo bằng công nghệ truyền thống là bó bột tạo khuôn, bệnh nhân thường bị khó chịu, do phải tiếp xúc với lớp vải tấm bột thạch cao từ nách đến hông, và giữ nguyên vị trí trong vòng 5 đến 10 phút để lớp bột bên ngoài khô, cứng lại. Việc bó bột tạo khuôn này cũng không đảm bảo tính chính xác biên dạng thắt lưng của bệnh nhân. Tùy thuộc vào lực quấn vải của kỹ thuật viên, mỗi biên dạng thắt lưng sẽ khác nhau. Do việc đo lường chi thể (chân, tay) không chính xác, nên kỹ thuật viên phải chỉnh sửa lại áo nẹp bằng tay nhiều lần trước khi giao cho bệnh nhân sử dụng.
Để khắc phục những hạn chế trên, Bệnh viện Phục hồi chức năng – Điều trị bệnh nghề nghiệp TPHCM đã áp dụng công nghệ in 3D để chế tạo dụng cụ chỉnh hình cho trẻ em.
Áo nẹp chế tạo bằng kỹ thuật in 3D được thiết kế trên phần mềm của máy tính (CAD), phù hợp với biến dạng hình học của chi thể bệnh nhân, xác định chính xác các điểm nắn chỉnh thông qua phim chụp X-quang. Việc thiết kế 3D áo nẹp trên phần mềm cho phép kỹ thuật viên, cùng các bác sĩ điều chỉnh áo nẹp trực tiếp trên máy tính, tạo ra sản phẩm phù hợp, đáp ứng các yêu cầu vị trí tì đè cho điều trị. Dữ liệu thiết kế được chuyển qua máy in 3D để chế tạo áo nẹp 3D chính xác hơn các sản phẩm thủ công.
Ngoài ra, công nghệ in 3D có thể sử dụng đa dạng các loại vật liệu nhựa khác nhau (hoặc phối trộn nhiều loại vật liệu) để tạo ra sản phẩm có tính thẩm mỹ cao, tiện lợi, đáp ứng yêu cầu điều trị cho từng cá thể của bệnh nhân. Bên cạnh đó, áo nẹp được xử lý tạo lỗ thông thoáng mà áo nẹp truyền thống không làm được. Áo giữ được độ vững, tạo sự dễ chịu, các thông số được lưu lại trên máy tính để theo dõi, nghiên cứu hoặc chỉnh sửa cho những lần sau.
Ngoài áo nẹp nắn chỉnh cho trẻ em bị vẹo cột sống, Bệnh viện còn chế tạo được các loại dụng cụ như nẹp cổ bàn chân, miếng lót bàn chân dùng trong các trường hợp dị dạng bàn chân, dụng cụ chỉnh hình chi trên và chi dưới.
Hiện Bệnh viện đang là đơn vị chỉ đạo tuyến chuyên ngành phục hồi chức năng chuyên sâu cho các tỉnh miền Tây và Đông Nam Bộ, cùng các bệnh viện trên địa bàn TP HCM có chuyên ngành phục hồi chức năng.
Với công nghệ này, Bệnh viện gửi phần mềm tới địa phương và hướng dẫn cho đội ngũ y – bác sĩ, kỹ thuật viên tại chỗ để quét đưa ra những thông số. Sau đó, đội ngũ của bệnh viện sẽ đến từng địa phương khám lại và từ dữ liệu này đưa ra lộ trình, kế hoạch điều trị cho bệnh nhân.
Công trình “Bước đầu ứng dụng công nghệ in 3D trong chế tạo dụng cụ chỉnh hình cho trẻ em”, Bệnh viện Phục hồi chức năng – Điều trị bệnh nghề nghiệp đã nhận Giải thưởng Thành tựu y khoa Việt Nam năm 2023. Đây là giải thưởng nhằm tôn vinh những đóng góp của các tập thể, cá nhân và giới thiệu rộng rãi các thành tựu, công trình y khoa của ngành y tế Việt Nam với chủ đề “Phát triển y tế chuyên sâu”.
Nguyễn Long
