I. Luận Văn Thạc Sĩ
Luận văn thạc sĩ với đề tài 'Thiết Kế & Chế Tạo Khớp Gối Nhân Tạo Toàn Phần Ma Sát Trượt' được thực hiện bởi Nguyễn Văn Hưng tại Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG TP. HCM. Công trình này tập trung vào việc nghiên cứu và phát triển khớp gối nhân tạo toàn phần sử dụng công nghệ ma sát trượt, nhằm cải thiện chất lượng và hiệu quả trong lĩnh vực công nghệ y tế. Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của TS. Trần Nguyên Duy Phương và bảo vệ vào ngày 04/01/2016.
1.1. Mục tiêu và ý nghĩa
Mục tiêu chính của luận văn là thiết kế và chế tạo một mẫu khớp gối nhân tạo toàn phần với cơ chế ma sát trượt, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong việc thay thế khớp gối tại Việt Nam. Luận văn cũng hướng đến việc cải tiến quy trình sản xuất, giảm chi phí và nâng cao độ bền của sản phẩm. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài là góp phần phát triển kỹ thuật y sinh và công nghệ y tế trong nước, giảm sự phụ thuộc vào các sản phẩm nhập khẩu.
II. Thiết Kế Khớp Gối
Phần thiết kế khớp gối trong luận văn tập trung vào việc xây dựng mô hình 3D của khớp gối toàn phần bằng phần mềm Mimics và SolidWorks. Quy trình thiết kế bao gồm việc xác định các thông số hình học của khớp, từ đó tạo ra các bộ phận như xương trên (xương gối), xương dưới (xương chày) và đĩa đệm. Phần mềm Mimics được sử dụng để xử lý dữ liệu CT scan, trong khi SolidWorks giúp hoàn thiện mô hình 3D.
2.1. Quy trình thiết kế
Quy trình thiết kế bắt đầu với việc thu thập dữ liệu từ CT scan, sau đó sử dụng Mimics để tạo mô hình 3D của xương. Các thông số hình học được xác định và chuyển sang SolidWorks để thiết kế chi tiết các bộ phận của khớp. Quy trình này đảm bảo độ chính xác cao và phù hợp với giải phẫu học của người Việt Nam.
2.2. Phần mềm sử dụng
Mimics và SolidWorks là hai phần mềm chính được sử dụng trong quá trình thiết kế. Mimics giúp xử lý dữ liệu CT scan và tạo mô hình 3D, trong khi SolidWorks hỗ trợ thiết kế chi tiết và mô phỏng các bộ phận của khớp. Sự kết hợp này mang lại hiệu quả cao trong việc tạo ra mô hình khớp gối chính xác và tối ưu.
III. Chế Tạo Khớp Gối Nhân Tạo
Phần chế tạo khớp gối nhân tạo tập trung vào việc gia công các bộ phận của khớp bằng phương pháp CNC và gia công truyền thống. Luận văn đưa ra các phương án gia công chi tiết, từ việc lựa chọn vật liệu đến quy trình gia công cụ thể. Các bộ phận như xương trên, xương dưới và đĩa đệm được gia công và đánh bóng để đảm bảo độ chính xác và độ bền.
3.1. Phương án gia công
Luận văn đề xuất hai phương án gia công chính: gia công truyền thống và gia công CNC. Phương án CNC được ưu tiên do độ chính xác cao và khả năng tạo ra các chi tiết phức tạp. Quy trình gia công bao gồm các bước như chọn phôi, gia công chi tiết và đánh bóng bề mặt.
3.2. Vật liệu sử dụng
Các vật liệu chính được sử dụng trong chế tạo khớp gối bao gồm hợp kim Titan, thép không gỉ và nhựa tổng hợp (Polyethylene). Những vật liệu này được lựa chọn dựa trên tính chất cơ học và khả năng tương thích sinh học, đảm bảo độ bền và an toàn khi sử dụng.
IV. Ứng Dụng Khớp Gối Nhân Tạo
Khớp gối nhân tạo toàn phần ma sát trượt có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế, đặc biệt là trong các ca phẫu thuật khớp gối và tái tạo khớp gối. Sản phẩm này không chỉ giúp cải thiện chất lượng cuộc sống của bệnh nhân mà còn góp phần giảm chi phí điều trị và nâng cao hiệu quả phẫu thuật.
4.1. Phẫu thuật khớp gối
Khớp gối nhân tạo được sử dụng trong các ca phẫu thuật thay khớp toàn phần, giúp phục hồi chức năng vận động cho bệnh nhân bị thoái hóa khớp hoặc chấn thương nặng. Sản phẩm này đặc biệt hữu ích trong các bệnh viện có chuyên khoa chấn thương chỉnh hình.
4.2. Tái tạo khớp gối
Khớp gối nhân tạo cũng được ứng dụng trong việc tái tạo khớp gối sau các chấn thương nghiêm trọng hoặc bệnh lý liên quan đến khớp. Sản phẩm này giúp bệnh nhân phục hồi khả năng vận động và cải thiện chất lượng cuộc sống.
V. Kết Luận và Hướng Phát Triển
Luận văn đã thành công trong việc thiết kế và chế tạo mẫu khớp gối nhân tạo toàn phần ma sát trượt, mang lại nhiều giá trị thực tiễn trong lĩnh vực y tế và kỹ thuật y sinh. Hướng phát triển tiếp theo bao gồm việc cải tiến thiết kế, tối ưu hóa quy trình sản xuất và mở rộng ứng dụng trong các bệnh viện trên toàn quốc.
5.1. Kết quả đạt được
Luận văn đã hoàn thành mục tiêu đề ra với việc tạo ra mẫu khớp gối nhân tạo có độ chính xác cao, độ bền tốt và khả năng ứng dụng thực tế. Sản phẩm này đáp ứng được các yêu cầu về giải phẫu học và cơ học, mang lại hiệu quả cao trong điều trị.
5.2. Hướng phát triển
Hướng phát triển tiếp theo bao gồm việc nghiên cứu sâu hơn về vật liệu khớp gối, cải tiến thiết kế để tăng độ bền và giảm chi phí sản xuất. Đồng thời, mở rộng ứng dụng sản phẩm trong các bệnh viện và trung tâm y tế trên cả nước.
