Luận văn thạc sĩ công nghệ chế tạo máy thiết kế và chế tạo mẫu đinh xuyên xương dùng trong chấn thương chỉnh hình

Luận văn thạc sĩ công nghệ chế tạo máy tập trung thiết kế và chế tạo mẫu đinh xuyên xương ứng dụng trong chấn thương chỉnh hình, đảm bảo độ chính xác và hiệu quả.

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

luận văn thạc sĩ

2013

113
0
0

Phí lưu trữ

35 Point

Tóm tắt

I. Luận Văn Thạc Sĩ

Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc thiết kế và chế tạo mẫu đinh xuyên xương dùng trong chấn thương chỉnh hình. Nghiên cứu này được thực hiện tại Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHQG TP. Hồ Chí Minh dưới sự hướng dẫn của TS. Trần Nguyên Duy Phương. Mục tiêu chính của luận văn là tạo ra một sản phẩm đinh xuyên xương phù hợp với điều kiện công nghệ hiện có tại Việt Nam, giúp giảm chi phí điều trị cho bệnh nhân.

1.1. Giới thiệu tổng quan

Luận văn bắt đầu với việc giới thiệu tổng quan về kỹ thuật y sinhcông nghệ chế tạo máy. Nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc thiết kế và chế tạo các thiết bị y tế trong nước, đặc biệt là đinh xuyên xương, để giảm sự phụ thuộc vào các sản phẩm nhập khẩu đắt đỏ.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của luận văn là thiết kế và chế tạo một mẫu đinh xuyên xương có thể ứng dụng trong chấn thương chỉnh hình. Nghiên cứu này cũng hướng đến việc tối ưu hóa quy trình sản xuất và giảm chi phí sản xuất, từ đó giúp bệnh nhân tiếp cận được với các phương pháp điều trị hiệu quả hơn.

II. Thiết Kế Mẫu Đinh

Phần này tập trung vào quá trình thiết kế mẫu đinh xuyên xương. Nghiên cứu đã phân tích cấu tạo của xương đùi và xương chày để đảm bảo rằng mẫu đinh được thiết kế phù hợp với cấu trúc xương của người Việt Nam. Các yếu tố như áp lực tác dụng lên ren và khả năng tạo ren khi khoan vào xương cũng được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Phân tích cấu tạo xương

Nghiên cứu đã phân tích chi tiết cấu tạo của xương đùixương chày, bao gồm các đặc điểm hình thái và cơ tính của xương. Điều này giúp đảm bảo rằng mẫu đinh được thiết kế có thể chịu được các lực tác động trong quá trình điều trị.

2.2. Thiết kế và mô phỏng

Quá trình thiết kế được thực hiện thông qua phần mềm SolidWorks, sau đó mô phỏng gia công bằng Mastercam X6. Các thông số kỹ thuật của máy CNC cũng được thiết lập để đảm bảo quy trình gia công chính xác và hiệu quả.

III. Chế Tạo Đinh Xuyên Xương

Phần này mô tả quy trình chế tạo đinh xuyên xương từ khâu chọn vật liệu đến gia công chi tiết. Nghiên cứu đã sử dụng các vật liệu như hợp kim titanthép không gỉ để đảm bảo độ bền và khả năng tương thích sinh học của sản phẩm.

3.1. Vật liệu chế tạo

Các vật liệu được lựa chọn để chế tạo đinh bao gồm hợp kim titanthép không gỉ, đáp ứng các tiêu chuẩn ASTM. Những vật liệu này đảm bảo độ bền và khả năng tương thích sinh học, giúp giảm nguy cơ nhiễm trùng và phản ứng phụ.

3.2. Quy trình gia công

Quy trình gia công được thực hiện trên máy CNC, bao gồm các bước như phay, tiện, và đánh bóng điện hóa. Các thông số kỹ thuật được thiết lập chính xác để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.

IV. Ứng Dụng Trong Y Học

Phần này đánh giá ứng dụng trong y học của mẫu đinh xuyên xương được thiết kế và chế tạo. Nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm lâm sàng để đánh giá hiệu quả của sản phẩm trong điều trị các chấn thương chỉnh hình.

4.1. Thử nghiệm lâm sàng

Mẫu đinh đã được thử nghiệm trên các bệnh nhân bị gãy xương đùigãy xương chày. Kết quả cho thấy sản phẩm có khả năng cố định xương hiệu quả, giúp bệnh nhân phục hồi nhanh chóng và giảm thiểu các biến chứng.

4.2. Giá trị thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ mang lại giá trị khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn lớn. Việc thiết kế và chế tạo thành công mẫu đinh xuyên xương trong nước giúp giảm chi phí điều trị và tăng khả năng tiếp cận của bệnh nhân với các phương pháp điều trị hiện đại.

21/02/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TONG QUAN VE DE TÀI ĐINH XUYEN XƯƠNG DUNG TRONG CHAN THUONG CHINH HINH 1.1 Giới Thiệu Chung Về Kỹ Thuật Y Sinh Kỹ thuật y sinh hay công nghệ y sinh học (Biomedical Engineering- BME) là một lĩnh vực liên ngành, là ứng dụng các nguyên tắc thiết kế, giải quyết van dé và kỹ thuật của các ngành như vật lý, toán học, tin học vào y học và khoa học về sự sống dé giúp cho van dé chăm sóc sức khỏe bệnh nhân được tốt hơn cũng như tăng cường chất lượng sức khỏe con người. Kỹ thuật y sinh là một lĩnh vực tương đối mới mẻ, đa phần các thành tựu đạt được chỉ mới dừng ở mức độ nghiên cứu, bao phủ nhiều lĩnh vực khác nhau như: tin sinh học, chân đoán hình anh, xử lý hình ảnh, xử lý tính hiệu sinh lý học, cơ sinh học, vật liệu sinh học với kỹ thuật sinh hoc, phân tích hệ thống, mô hình hóa 3 chiéu. Vi dụ cụ thể về ứng dụng của kỹ thuật y sinh là việc phát triển và sản xuất các bộ phận giả tương thích sinh học, thiết bị y học, thiết bị chân đoán và các thiết bị hình ảnh như MRI ( Magnetic resonance imaging) va EEG (Electroencephalogram), cũng như các loại thuốc. Vào thé ky 20, vật lý là ngành khoa học trung tâm thì bước sang thé kỷ 21 mọi nghiên cứu sẽ theo hướng lấy sự sống làm trọng tâm.

Nghia là ngành y sinh học là tiêu điểm cho tất cả các ngành khoa học khác. Từ đây sẽ hình thành nhiều giao ngành như lý sinh (BioPhysics), hoa sinh (BioChemistry),. với mục tiêu áp dụng những khái niệm, những định luật vật lý, hóa học dé nghiên cứu sự sông, tìm ra bản chất hóa học của các quá trình sống. Từ đó giúp chúng ta có thể hiểu rõ ràng và can thiệp được vào những quá trình này.

Do đó mà xã hội cần ngành kỹ thuật y sinh bên cạnh các ngành khoa học thuần tuý khác, như y hoc, vật lý, sinh học. Vậy kỹ thuật y sinh là một ngành khoa học lây kỹ thuật làm phương tiện, sinh học là cơ chế, còn y học là mục đích. Nghĩa là dùng các thiết bị kỹ thuật làm phương tiện sinh ra các tác nhân tac dụng với tổ chức sống trong cơ thể. Từ đó hình thành các hiệu ứng sinh hoc mà ta có thé định tinh cũng như định lượng.

Qua sự nghiên cứu nay giúp HVTH: Phạm Dién-11044527 | Luận văn thạc sĩ GVHD: TS Trần Nguyên Duy Phương con người chúng ta 6 thê đánh gia cũng như thay đôi các trạng thái, chức nang, câu trúc trong cơ thể, nghĩa là chân đoán và điều trị bệnh. Cho nên “kỹ thuật y sinh được xem là bệ phóng cho các ngành kỹ thuật khác xâm nhập sâu hơn vào các ứng dụng y sinh”. Hiện nay ở Việt Nam chúng ta chỉ có các trường đào tạo chuyên ngành này, là Đại Học Bach Khoa Hà Nội, Đại Hoc Bach Khoa Tp Hỗ Chí Minh, Hoc viện Ky thuật Quan sự, Dai hoc Quốc Té-DHQG Tp. Sau khi năm vững kiến thức của ngành học nay, các kỹ sư sẽ có nhiêu lựa chọn cho sự nghiệp như : + Giữ vị trí kỹ sư lâm sảng tại bệnh viện, trung tâm y tế: Quản lý, vận hành các trang thiệt bị y tê, làm việc chung với các bác sĩ trong các nghiên cứu và tư vân kỹ thuật.

+ Nắm vị trí kỹ sư trong các Công ty sản xuất kinh doanh Thiết bị Y Tế. Trong lĩnh vực này hơn 90% là các công ty nước ngoài tham gia thị trường Việt Nam với nhu cau tuyển dung cao và mức lương hap dẫn. + Nghiên cứu cải tiến, chế tạo mới các thiết bị y tế phù hợp với hoàn cảnh và nhu câu của Việt Nam. + Đây là một trong những ngành tiến tiến đối với thé giới vì vậy số lượng học bồng sau đại học là lớn nhất trong các ngành kỹ thuat.2 So lược về xương đùi và xương chày (cắng chân) 1.

Xương đùi: là một xương dai gồm có thân và hai đầu - Than xương: Hình lăng trụ tam giác gồm ba mặt: trước, trong, ngoài. Có ba bờ: trong, ngoài va sau. Bờ sau lôi và sắc gọi là đường ráp có nhiều cơ bám. - Pau trên: Có chỏm đùi, cổ đùi, mẫu chuyền lớn, trong bao khớp, và mâu chuyền bé.

+ Chom dui: giông hình khôi câu, hướng lên trên vào trong và ra trước. HVTH: Phạm Dién-11044527 2 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS Trần Nguyên Duy Phương + C6 đùi: nối chỏm với hai mau chuyên, nghiêng lên trên và vào trong. Trục của cô hợp với trục thân một góc 130” gọi là góc nghiêng, giúp cho xương đùi vận động dễ đàng. + Mau chuyên lớn: là nơi bám của khối cơ xoay đùi.

+ Mau chuyền bé: ở mặt sau và trong xương đùi. + Trong bao khớp: phan dưới của chom va chân cổ xương đùi. -Đầu dưới : + Đầu dưới xương đùi bao gồm vùng trên lôi cầu và lỗi cầu xương đùi. Vùng trên lồi cầu xương đùi là vùng chuyền tiếp giữa lôi cầu đùi và chỗ nói của hành xương va thân xương đùi.

+ Đầu dưới xương đùi mở rộng từ hình trụ dé hình thành nên hai lỗi cầu cong tách biệt nhau bởi hồ gian lôi cầu. Lỗi câu trong xuống thấp hon và cong hơn lôi cầu ngoài tao nên hình dang veo ngoài của xương đùi. Khi nhìn từ ngoài vào, thân xương đùi thang trục với nữa trước của lỗi cầu ngoài. Khi nhìn đầu dưới xương đùi, lồi cầu rộng hơn phía sau do vậy có hình thang [7].

Cau tạo của xương đùi: 1. Mau chuyền lớn 2. Than xuong dui 4. Thân sau xương đùi 6.

Lỗi cầu trong 7. Lôi câu ngoài Hình 1.1 cấu tạo xương đùi[7J HVTH: Phạm Dién-11044527 3 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS Trần Nguyên Duy Phương - Cau tạo và chức năng của xương đùi: Hai đầu xương là mô xương xốp có các nan xương xếp theo kiểu vòng cung, phân tán lực tác động và tạo ô chứa tủy đỏ xương. Bọc hai đầu xương là lớp sụn để giảm ma sát trong đầu xương. Đoạn giữa là thân xương.

Thân xương hình ống, cau tao từ ngoài vao trong có: màng xương mỏng, mô xương cứng và khoang xương. Màng xương giúp xương phát triển về bề ngang. Mô xương cứng chịu lực, đảm bảo tính vững chắc cho xương. Khoang xương chứa tủy xương, ở trẻ em là tuỷ đỏ sinh hồng cau; ở người trưởng thành tủy đỏ được thay băng mô mỡ màu vàng nên gọi là tủy vàng.

- Câu tạo xương ngăn và xương det: xương ngăn và xương det không có câu tạo hình ống, bên ngoài là mô xương cứng, bên trong lớp mô xương cứng là mô xương xốp gôm nhiều nan xương va hốc trống nhỏ (như mô xương xốp ở đầu xương dai) chứa tủy đỏ. - Xương có hai đặc tính cơ bản: mém dẻo và bên chắc. Nhờ tính mềm dẻo nên xương có thê chống lại tat cả các lực cơ học tác động vào cơ thể, nhờ tính bền chắc mà bộ xương có thé nâng đỡ cơ thể người qua năm thang của thời gian. Độ bên chắc của xương người trưởng thành có thé gấp 30 lần so với loại gạch tốt.

Sở di xương có được hai tính chất trên là nhờ vào thành phan hóa học. - Xương được câu tạo từ hai chất chính: một loại chất hữu cơ gol là cốt giao va một số chat vô cơ là các muối can-xi. Chat khoáng làm cho xương bên chắc, cốt giao đảm bảo tính mềm dẻo. Tỉ lệ cốt giao thay đồi tùy theo tuổi: + Trong xương người trưởng thành, cot giao chiêm 1/3 còn các mudi can-xI chiêm khoảng 2/3.

Nếu ta đem tách riêng hai chất này thì xương không đạt đủ hai đặc tính trên. + O trẻ em, côt giao lại chiêm tỉ lệ cao hơn so với muôi can-xi, vì vậy xương trẻ em mềm đẻo hơn xương người lớn [7]. Cơ tính của xương: - Theo các nghiên cứu thì xương được câu tạo bởi hai phan cơ bản: phan vỏ xương bao bọc bên ngoài và phần mô xương xốp bên trong. Trong hai thành phan nay thi phan lực tác động chủ yếu khi đỉnh được chèn vào xương chính là phần vỏ xương bên ngoài.

HVTH: Phạm Dién-11044527 4 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS Trần Nguyên Duy Phương - Trong đó: + Giới hạn bién dạng dẻo : 100 Mpa. + Giới hạn của ứng suất : 150 Mpa. + Điểm phá hủy: 110 Mpa. Ngoài ra, càng về gia sự lão hóa của xương càng cao theo từng độ tuổi.1 sự lão hóa của xương theo độ tuổi.[5] MPa Độ tuôi 10-20 |20-30 30-40 | 40-50 | 50-60 60-70 | 70-80 Kéo | 114 123 120 112 93 86 86 Nén | - 167 167 161 155 145 - Uốn | 151 173 173 162 154 139 139 Xoan | - 57 57 52 52 49 49 1.2 Xương chày ( xương cang chan) - To, cong, chịu tat ca luc co thé.

- Thân xương gồm 3 mat ( trước ngoài, trước trong, mặt sau) - Gom 3 bờ: trong, ngoài ( sac , có mảng gian cốt bám), bờ trước: sát đa -mào chày. - Đầu trên: to, có 2 lỗi cầu trong , ; 1 ngoài khớp với lôi cầu xương đùi. Dưới lỗi | câu có diện khớp với đâu trên xương mác, | phía giữa có lồi củ chày cho gân co 4 đầu đùi bám. | - Đầu dưới : Mat trong- mắt cá trong, mat ngoài- có diện khớp với xương TN ) mác, mặt dưới khớp với xương sén [7].2 xương chày [7] HVTH: Phạm Dién-11044527 5 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS Trần Nguyên Duy Phương 1.3 Tông quan về đề tài đỉnh xuyên xương dùng trong chan thương-chỉnh hình.1 Giới thiệu tổng quan về đinh xuyên xương dùng trong chan thương- chỉnh hình.

me Proximal Tibia Frame | Pelvic Frame = A ˆ Ì 3 Ái V- Ankle Bridging Frame Hình 1.3 khung sắn kết với đỉnh xuyên xương [1] Hiện nay các chan thương về vận động thường gặp trong cuộc sống từ những va chạm thông thường đến những chan thương phức tap do tai nạn giao thông, tai nạn nghề nghiệp, chan thương thé thao được phân hóa và xử trí trong các khoa chuyên biệt của bệnh viện như: e Chấn thương gãy xương tay e Chấn thương gãy xương đùi e Chấn thương gãy xương chân e Và các chan thương gãy xương khác. Để công tác điều trị cho người bệnh được hiệu quả, đôi hỏi bệnh viện không ngừng nâng cao trình độ chuyên môn của y bác sĩ, ứng dụng các phương pháp điều trị mới hiện đại để điều trị cho bệnh nhân chan thương gãy xương tay, gãy xương chân, gãy xương đùi. HVTH: Phạm Dién-11044527 6 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS Trần Nguyên Duy Phương Ở các nước tiên tiến, phương pháp điều trị gãy xương bằng đỉnh dan hồi Metaizeau đã được đưa vào chữa trị từ nhiều năm qua.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Luận Văn Thạc Sĩ: Thiết Kế Và Chế Tạo Mẫu Đinh Xuyên Xương Cho Chấn Thương Chỉnh Hình là một nghiên cứu chuyên sâu về việc phát triển các mẫu đinh xuyên xương, một công cụ quan trọng trong điều trị chấn thương chỉnh hình. Tài liệu này không chỉ trình bày chi tiết quy trình thiết kế và chế tạo mà còn nhấn mạnh tính ứng dụng cao trong y học, giúp cải thiện hiệu quả điều trị và rút ngắn thời gian phục hồi cho bệnh nhân. Đây là nguồn tài liệu quý giá cho các chuyên gia y tế, kỹ sư cơ khí và sinh viên ngành y sinh học.

Để mở rộng kiến thức về các thiết bị y tế và công nghệ hỗ trợ phục hồi chức năng, bạn có thể tham khảo thêm Đồ án hcmute thiết kế chế tạo thiết bị phục hồi chức năng khớp gối, Đồ án hcmute thiết kế và chế tạo máy tập khuỷu tay thụ động, và Luận văn thạc sĩ kỹ thuật cơ điện tử nghiên cứu và chế tạo thiết bị hỗ trợ phục hồi chức năng khớp cổ tay. Những tài liệu này sẽ cung cấp thêm góc nhìn đa chiều về các giải pháp công nghệ trong lĩnh vực y tế và phục hồi chức năng.