CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về bệnh lý động mạch vành Bệnh lý động mạch vành còn được gọi là bệnh tim thiếu máu cục bộ là bệnh lý tại tim, gây ra do hẹp động mạch vành cấp máu cho tim [3]. Khái quát về bệnh lý động mạch vành cấp Hội chứng bệnh lý mạch vành cấp là tên gọi chung cho tình trạng tắc nghẽn hoàn toàn dòng máu đến nuôi tim một cách đột ngột. Đây cũng là biểu hiện cấp tính của những cơn đau thắt ngực không ổn định và nhồi máu cơ tim.
Khi đó, tế bào cơ tim bị thiếu hụt máu nghiêm trọng, các mô tim bắt đầu bị hoại tử, chúng không thể thực hiện được chức năng, nhiệm vụ của mình là co bóp để đưa máu tới các cơ quan khác trong cơ thể. Hội chứng mạch vành cấp thường gây ra đau ngực dữ dội và khó chịu, nó là một cấp cứu y tế đòi hỏi phải cần được chuẩn đoán, điều trị và chăm sóc kịp thời để cải thiện lượng máu, ngăn ngừa biến chứng nguy hiểm trong tương lai [4]. Nguyên nhân gây ra hội chứng mạch vành cấp Hình 1. Nguyên nhân gây ra bệnh lý động mạch vành cấp.
Hầu hết hội chứng mạch vành cấp xảy ra là do hệ quả của tình trạng xơ vữa động mạch phát triển trong nhiều năm. Bệnh mạch vành xuất hiện khi có một hay nhiều nhánh của động mạch vành bị hẹp và bị cản trở do những mảng bám hình thành và tích tụ bên trong thành máu [5]. Khi đó các động mạch của cơ thể vốn dĩ rất mềm mại và có tính đàn hồi sẽ trở nên hẹp hơn và cứng hơn bởi sự xuất hiện của những mảng bám này qua thời gian dài. Cholesterol và một số chất khác có thể làm chất bám trên thành mạch và đây gọi là chứng xơ vữa động mạch [6].
3 do an Khi mạch vành trở nên nặng hơn, máu sẽ lưu thông kém hơn. Hậu quả của việc này là tim không thể nhận được đủ lượng máu và ôxy cần thiết để duy trì sự sống và dẫn đến những cơn đau thắt ngực và tình trạng nhồi máu cơ tim. Nguyên nhân của nhồi máu cơ tim là do một cục máu đông đột ngột di chuyển tới nơi động mạch bị hẹp và cứng, nó gây tắc mạch máu và chặn nguồn cung cấp máu cho tim và gây tổn thương vĩnh viễn cho tim [7]. Bên cạnh nguy cơ đột ngột này thì bệnh mạch vành cũng làm cho tim phải hoạt động mệt nhọc hơn để có thể đem máu đến các cơ quan giúp duy trì duy trì sự sống, điều này sẽ làm cho tim nhanh chóng suy yếu và dẫn đến những nguy cơ gây suy tim và loạn nhịp tim.
Đây cũng là những biến chứng rất nguy hiểm của các bệnh mạch vành. Phương pháp điều trị hội chứng mạch vành cấp Cho đến hiện tại, có hai phương pháp chủ yếu được sử dụng trong điều trị hội chứng mạch vành cấp tùy thuộc vào từng mức độ bệnh lý khác nhau như sau: Hình 1. Ống stent trong điều trị động mạch vành. ✓ Điều trị bằng thuốc: Khi điều trị hội chứng mạch vành cấp bằng thuốc thì ưu tiên hàng đầu là các thuốc giãn mạch, thuốc làm tan cục máu đông và ngăn ngừa cục máu đông hình thành mới,… từ đó sẽ cải thiện lượng máu cung cấp cho các cơ tim và giảm bớt tình trạng đau thắt ngực [8].
✓ Điều trị bằng phẫu thuật và can thiệp ngoại khoa: Trong trường hợp người bệnh không đáp ứng với thuốc điều trị, tùy thuộc vào tình trạng bệnh mà bệnh nhân sẽ được chỉ định phẫu thuật hoặc can thiệp ngoại khoa: o Phẫu thuật bắc cầu động mạch vành: Dùng một mạch máu tại chân hoặc tay để thay thế bắc nối qua vị trí bị tắc nghẽn; o Nong mạch vành và đặt ống stent: Một ống dài có bóng ở đầu sẽ được đưa vào vị trí động mạch vành bị tắc hẹp, sau đó bóng sẽ được bơm căng để một khung 4 do an kim loại nở ra áp sát vào lòng mạch vành, nhằm mở rộng vị trí lòng mạch vành bị tắc hẹp và giữ cho nó không bị hẹp lại [9]. Do đó, nghiên cứu này sẽ đề cập đến việc khắc phục vấn đề của ống stent trong điều trị bệnh lý động mạch vành. Tổng quan về phương pháp đặt ống stent 1. Khái quát và cơ chế của ống stent Đặt ống stent là phương pháp can thiệp ngoại khoa làm phục hồi mạch máu sau tổn thương do bị tắc hẹp.
Vì vậy ống stent phải có các đặc điểm phù hợp với chức năng của nó, phải được chế tạo từ vật liệu có thể đáp ứng các tính chất cơ học, có khả năng giãn nở và giữ nguyên sự giãn nở này trước áp lực của thành mạch máu [10]. Stent giữ cho máu lưu thông được trong các mạch máu bị hẹp lại hoặc bị tắc, bằng kỹ thuật sử dụng một bong bóng nhỏ và xẹp. Sau khi bơm căng bóng để mở rộng động mạch, stent được bung ra áp sát vào vị trí chỗ hẹp và đóng vai trò như một giá đỡ cho mạch bị tắc nghẽn [11]. Cho tới thời điểm hiện tại, có 5 loại stent đã và đang được sử dụng: stent trị liệu kép (dual therapy stent), stent tự tiêu sinh học (bioengineered stent), stent phủ thuốc (drug eluting stent), stent kim loại thường (bara metal stent) [12].
Tùy thuộc vào từng trường hợp sẽ sử dụng stent thích hợp. Tuy nhiên, stent kim loại là loại cơ bản và được sử dụng phổ biến nhất do đây là phương pháp có chi phí thấp nhất và không cần phải sử dụng thêm các loại thuốc chống đông máu [13]. Bên cạnh ưu điểm đó, stent kim loại có một số nhược điểm sẽ được đề cập trong luận văn này. Vấn đề về ống stent kim loại Vật liệu sử dụng trong stent phải có khả năng tương thích sinh học để tránh gây ra các phản ứng miễn dịch và đặc biệt chống ăn mòn tốt.
Việc quá mẫn cảm với kim loại stent sẽ dẫn đến viêm và ảnh hưởng đến sự phục hồi sau đó, vì vậy việc tìm ra một kim loại trơ về mặt sinh học là rất quan trọng đối với sự an toàn và hiệu quả của thiết bị. Đó là lý do, thép không gỉ 316L được ưu tiên sử dụng nhiều nhất nhờ có độ bền cơ lý hóa và khả năng tương thích với cơ thể tốt [14]. Tuy nhiên, trên thực tế vật liệu làm stent vẫn không tránh khỏi bị ăn mòn vì trong cơ thể chứa nhiều ion và chất hữu cơ, tạo thành dung dịch điện phân [15]. Mặt khác, trong cơ thể có nồng độ clorua cao, tạo ra một môi trường ăn mòn đặc biệt.
Các ion này tạo phản ứng điện hóa với bề mặt vật liệu kim loại sinh học gây ra ăn mòn. Quá trình ăn mòn này là nguyên nhân chính gây ra viêm nhiễm cho tế bào do sự thay đổi vật liệu và sự hình thành các sản phẩm ăn mòn. Vì vậy, cần phải đưa ra các phương pháp chống ăn mòn cho thép 316L làm vật liệu stent là vấn đề cấp bách hiện nay. Tổng quan về thép không gỉ 316L 1.
Khái quát về thép không gỉ 316L Thép không gỉ là hợp kim thép của sắt và cacbon, với hàm lượng cacbon tối đa là 2,1% khối lượng. Thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn thông qua việc giảm thành phần của cacbon và bổ sung thêm các nguyên tố phi kim như crôm, niken, nitơ và phốt pho,… Thép không gỉ 316L thuộc loại thép không gỉ thông dụng nhất là austenitic [16], có thành phần hóa học trong Bảng 1. Phần trăm khối lượng các thành phần hóa học của thép không gỉ 316L. Thành phần C Mn Si Cr Ni P S N Mo Fe % khối Cân 0,03 2,00 0,75 16-18 10-14 0,045 0,03 0,10 2-3 lượng bằng Thép 316L có nhiều đặc tính nổi trội như có độ bền hóa và độ bền dẻo cao.
Hơn nữa, hàm lượng cacbon trong 316L thấp giảm thiểu phản ứng có hại của cacbon (cacbon có phản ứng với crôm ở nhiệt độ cao làm giảm khả năng chống ăn mòn). Ngoài ra, lớp thụ động có thể hình thành lên trên bề mặt thép 316L có khả năng chống ăn rất tốt [17]. Do đó, thép không gỉ 316L được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực như gia công, cơ khí, xây dựng và đặc biệt là y sinh. Ứng dụng của 316L Thép không gỉ 316L có nhiều tính chất ưu việt, có khả năng chịu va đập tốt, độ bền nhiệt cao nên được ứng dụng phổ biến trong xây dựng, công nghiệp, trong dân dụng, quốc phòng, trong công nghệ vật liệu ngoài khơi, bồn, bể chứa, đường ống cho tàu chở hóa chất, trong kho bãi, trong vận chuyển hóa chất - thực phẩm và trong vật liệu y sinh.
Thép không gỉ lần đầu tiên được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô vào những năm 1930 bởi Công ty Ford Motor để chế tạo hệ thống xả trong các mẫu xe. 6 do an Sau đó nó được sử dụng trong tất cả các hình thức vận chuyển chất lỏng và thực phẩm bao gồm tàu container, xe chở dầu và xe chở rác [18],. Nguyên nhân là do thép 316L có độ bền cao, cho phép thùng chứa mỏng hơn, tiết kiệm chi phí sản xuất, đồng thời khả năng chống ăn mòn giúp giảm chi phí vệ sinh và bảo trì. Thép không gỉ 316L được ứng dụng rộng hơn trong ngành công nghiệp hóa chất, dầu khí hay trong công nghệ năng lượng tái tạo bao gồm năng lượng mặt trời, thủy điện hoạt động trong môi trường đòi hỏi nhiệt độ cao và các chất độc hại cao.
Cụ thể là trong việc xây dựng các bể chứa, van khí, đường ống và các giàn khoan dầu ngoài khơi,… vì cần đảm bảo yêu cầu chống chịu ăn mòn cao, cứng và nhẹ [18]. Đặc biệt, thép không gỉ 316L là vật liệu khá quan trọng trong ứng dụng y khoa. Đây là vật liệu khá lý tưởng dùng trong môi trường đảm bảo yêu cầu vệ sinh cao, dễ khử trùng và 7 do an chống ăn mòn tốt. Nó được sử dụng trong việc chế tạo các dụng cụ phẫu thuật như Hình 1.5(a), dụng cụ nha khoa cũng như các thiết bị y tế khác như ống thông hơi, máy khử trùng bằng hơi nước và máy quét MRI.
316L được sử dụng thành công trong lĩnh vực cấy ghép phẫu thuật và làm các khớp thay thế hay dùng cố định khớp xương gãy tại chỗ [18]. Đặc biệt, 316L là vật liệu làm ống stent như Hình 1.5(b) được đưa vào sử dụng trong việc điều trị bệnh lý về động mạch vành - ứng dụng mà chúng tôi đề cập đến trong luận văn này. Vấn đề của thép không gỉ 316L trong ứng dụng y học Hình 1.