MỞ ĐẦU Bệnh tiểu đường (BTĐ) là bệnh rối loạn chuyển hóa cacbohydrat khi hoóc môn insulin của tụy bị thiếu hay giảm tác động trong cơ thể, biểu hiện bằng mức đường trong máu luôn cao. Số lượng bệnh nhân (BN), đặc biệt là BN nữ có xu hướng tăng nhanh ở nước ta và trên thế giới. Ở nước ta số người mắc BTĐ ngày càng tăng nhanh, hiện nay chiếm khoảng 5,5% dân số, tương đương khoảng 5 triệu người. BN tiểu đường không chỉ tăng mạnh ở khu vực thành phố mà còn tăng mạnh cả ở các vùng nông thôn, vùng sâu, vùng xa [1].
Bệnh nhân tiểu đường (BNTĐ) thường bị các biến chứng như bệnh mạch vành, tim mạch, đột quỵ, bệnh lý thần kinh, suy thận, mù mắt, cắt đoạn chi…. Bàn chân BNTĐ thường bị tổn thương như đau bàn chân, biến đổi ngoài da, chai chân, biến dạng bàn chân, loét chân, cắt cụt chân. Bàn chân dễ bị tổn thương, do người bệnh bị giảm hoặc mất cảm giác bàn chân [2, 3, 4]. Khi bàn chân bị tổn thương, người bệnh không biết do vậy vết thương dễ nặng thêm.
Các vết loét bàn chân rất khó lành do thiếu ôxy, thiếu dưỡng chất, khả năng đề kháng giảm v., hậu quả dẫn đến là khả năng phải cắt chi. Nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới cho thấy đôi giầy chuyên dụng (giầy trị liệu) có tác dụng giảm tỷ lệ tổn thương, loét chân BN, giúp kéo dài tuổi thọ BN [5, 6, 7, 8, 9]. Tuy nhiên việc sử dụng giầy không phù hợp cũng là nguyên nhân gây loét bàn chân BN [10]. Do vậy, các loại giầy (giầy được chế tạo theo bàn chân BN và giầy “sâu rộng” được sản xuất hàng loạt) đã được nghiên cứu thiết kế và sản xuất ở nhiều nước để dành riêng cho BNTĐ [11, 12].
Ở nước ta, việc sử dụng giầy để bảo vệ, giảm thiểu tổn thương, loét bàn chân còn khá mới đối với BNTĐ và các bác sĩ điều trị. Các BN thường không sử dụng giầy hoặc sử dụng giầy thông thường. Do đó tác giả lựa chọn đề tài “Nghiên cứu sử dụng vật liệu dệt trong thiết kế và chế tạo giầy cho nữ BN tiểu đường tại Việt Nam”. Mục đích nghiên cứu của luận án là xây dựng được hệ thống kích thước bàn chân nữ BNTĐ, xây dựng hệ thống cỡ số, thiết kế và chế tạo phom giầy cho nữ BNTĐ, sử dụng vật liệu dệt phù hợp trong thiết kế giầy đáp ứng yêu cầu sử dụng của BN.
Giầy cho BNTĐ không có chức năng chữa bệnh mà là loại giầy có tính tiện nghi cao nhằm bảo vệ bàn chân BN, phòng tránh các nguyên nhân gây tổn thương bàn chân và loét chân, hỗ trợ BN điều trị bệnh, tạo điều kiện thuận lợi trong sinh hoạt và lao động. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN Bàn chân BNTĐ thường bị tổn thương như đau bàn chân, biến đổi ngoài da, chai chân, biến dạng bàn chân, loét chân, cắt cụt chân. Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã minh chứng hiệu quả của việc sử dụng giầy y tế trong việc phòng ngừa tổn thương, loét bàn chân BNTĐ [5, 6, 7, 8, 9]. Do vậy ở nhiều quốc gia, ví dụ như ở Mỹ, BNTĐ được nhận giầy chuyên dụng hay còn gọi là giầy trị liệu (Therapeutic Shoes for Persons with Diabetes) tùy thuộc vào tình trạng bàn chân theo đơn bác sỹ kê và được bảo hiểm y tế chi trả [12].
BNTĐ có bàn chân bị biến chứng nhẹ sử dụng giầy sâu và rộng, có 3 độ đầy để đảm bảo độ vừa chân, lựa chọn loại lót giầy phù hợp. Bàn chân có biến chứng nặng hơn sử dụng giầy có lót được thiết kế, chế tạo theo hình dạng và kích thước lòng bàn chân BN. Bàn chân bị loét, bị biến dạng hay tổn 12 thương nặng được làm giầy tùy chỉnh theo bàn chân, tuy nhiên, giầy này đắt vì phải thiết kế, chế tạo phom giầy và giầy riêng cho bàn chân từng BN [12, 13, 14]. Cho đến nay, phần lớn các nghiên cứu tập trung giải quyết các vấn đề liên quan đến giảm thiểu áp lực đỉnh lên lòng bàn chân (nguyên nhân gây loét lòng bàn chân) bằng các giải pháp lựa chọn vật liệu và thiết kế lót giầy theo hình dạng và kích thước lòng bàn chân [15, 16, 17, 18, 19].
Trong khi đó, nhiều nghiên cứu cho thấy tỷ lệ khá lớn bàn chân BN bị tổn thương, bị loét ở mu bàn chân [20, 21, 22, 23]. Do vậy cần thiết nghiên cứu giảm thiểu áp lực mũ giầy lên phần mu bàn chân. Với ưu điểm là có độ đàn hồi tốt, thông hơi, thoáng khí, nhẹ và mềm mại, tạo cảm giác êm chân, nên vải dệt kim ngày càng được sử dụng nhiều trong sản xuất các loại giầy có tính tiện nghi cao [24, 25]. Mũ giầy được làm bằng vải dệt kim có độ giãn đàn hồi tốt nên giầy định hình và có khả năng tùy chỉnh tốt theo bàn chân người sử dụng, nên làm giảm áp lực cục bộ lên mu bàn chân.
Điều này rất cần thiết đối với bàn chân BNTĐ. Những năm gần đây, vải dệt kim 3D ngày càng được sử dụng nhiều do loại vải này đã tích hợp được các lớp chi tiết bên ngoài, lớp đệm xốp và lớp vải lót để làm mũ giầy. Do vậy, việc sử dụng vải dệt kim để kết hợp với các loại vật liệu khác nhằm tăng tính tiện nghi (giảm áp lực lên mu bàn chân, giảm độ cứng, tạo cảm giác êm chân …) và tính vệ sinh (thông hơi, thông khí …) của giầy cho BNTĐ là việc làm cần thiết. Bên cạnh việc sử dụng vật liệu phù hợp, để thiết kế và chế tạo giầy phù hợp với yêu cầu sử dụng của BNTĐ cần phải có cách tiếp cận mang tính hệ thống từ việc nghiên cứu đặc điểm nhân trắc bàn chân BN, đặt ra các yêu cầu đối với giầy, thiết lập hệ thống cỡ số, thiết kế và chế tạo phom giầy, thiết kế giầy cho BN.
Hiện nay, trên thế giới, các nghiên cứu mới đưa ra các đề xuất, khuyến cáo các yêu cầu đối với phom giầy và giầy cho BNTĐ mà chưa có các tiêu chuẩn đối với loại giầy này [13, 26, 27, 28]. Ở nước ta, cho đến nay, chưa có công bố nào mang tính hệ thống về các vấn đề này. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Nghiên cứu sử dụng các loại vải dệt kim phù hợp để làm mũ giầy nhằm tăng tính tiện nghi của giầy cho BNTĐ theo tiêu chí áp lực cho phép của giầy lên mu bàn chân, giảm nguy cơ chấn thương, loét bàn chân BN. Đánh giá được các đặc trưng nhân trắc của bàn chân nữ BNTĐ tại Việt Nam, xây dựng được hệ thống kích thước bàn chân, hệ thống cỡ số phom giầy, thiết kế và chế tạo được phom giầy, chế thử giầy cho BN sử dụng dụng vật liệu dệt.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Bàn chân nữ BNTĐ tuýp 2, tuổi trên 35 có nguy cơ biến chứng bàn chân thấp, vừa. Hệ vật liệu từ vải dệt kim trong sản xuất giầy. Hệ thống đo áp lực của giầy lên bàn chân người sử dụng gồm thiết bị đo áp lực sử dụng cảm biến áp lực và kệ đứng cho người thí nghiệm. Phom giầy cho nữ BNTĐ.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Nghiên cứu đặc điểm nhân trắc học bàn chân nữ BNTĐ và đề xuất yêu cầu đối 13 với giầy cho BN. Nghiên cứu sử dụng hệ vật liệu từ vải dệt kim làm mũ giầy cho nữ BNTĐ. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo phom giầy và giầy cho nữ BNTĐ, đánh giá kết quả lựa chọn vật liệu. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Phương pháp khảo cứu tài liệu; Phương pháp điều tra, phỏng vấn: Thu thập thông tin về nữ BNTĐ và thông tin từ các bác sỹ điều trị BTĐ.
Phương pháp thống kê và xử lý số liệu thống kê nhân trắc bằng phần mềm Excel, SPSS. Phương pháp thí nghiệm, thực nghiệm: đo kích thước bàn chân, thí nghiệm xác định lực kéo vật liệu trên máy kéo đứt Mesdan Lab; xác định áp lực của vật liệu mũ giầy lên mu bàn chân, áp lực lên lòng bàn chân bằng cảm biến Flexiforce A301 - Tekscan. Phương pháp thử nghiệm: Thiết kế phom trên phần mềm chuyên dụng và chế tạo phom giầy thử nghiệm trên máy in 3D, đi thử nghiệm giầy để đánh giá chất lượng giầy. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN Xác lập cơ sở khoa học, phương pháp nghiên cứu các đặc trưng nhân trắc bàn chân của những người bị các bệnh có biến chứng bàn chân (bệnh TĐ, bệnh gout…) xét trên quan điểm sử dụng dữ liệu bàn chân trong thiết kế giầy.
Góp phần hoàn thiện lý thuyết chung về thiết kế phom giầy cho BN trên cơ sở phân tích mối quan hệ giữa hình dạng, kích thước bàn chân và hình dạng, kích thước phom giầy và các yêu cầu đối với giầy. Là cơ sở khoa học để nghiên cứu chế tạo thiết bị thương mại đo áp lực lên bàn chân phục vụ nghiên cứu bệnh lý bàn chân, lựa chọn giầy phù hợp bàn chân cũng như trong thiết kế và lựa chọn vật liệu để làm giầy y tế. Xác lập cơ sở khoa học lựa chọn vật liệu để làm mũ giầy theo tiêu chí áp lực cho phép của giầy lên mu bàn chân cho các đối tượng sử dụng khác nhau. GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN Xây dựng được hệ thống kích thước bàn chân nữ BNTĐ, ngoài việc phục vụ thiết kế phom, còn được sử dụng để xác định cơ cấu cỡ số trong sản xuất giầy, phục vụ thiết kế bít tất cho BN.
Xây dựng được hệ thống cỡ số phom giầy cho nữ BNTĐ để thiết kế phom và lựa chọn giầy phù hợp bàn chân BN. Việc thiết kế và chế tạo được phom giầy là tiền đề rất quan trọng để thiết kế và sản xuất giầy đáp ứng yêu cầu của BNTĐ. Thiết kế và chế tạo được phom giầy phù hợp bàn chân và yêu cầu đối với giầy cho BNTĐ phục vụ thiết kế và sản xuất giầy cho BN. Đã thiết lập hệ thống đo áp lực lên bàn chân bao gồm thiết bị đo áp lực và kệ đứng.
Hệ thống sử dụng cảm biến lực, có giá thành hợp lý, thuận tiện sử dụng, phù hợp để đo áp lực của giầy lên bàn chân. 14 Xây dựng được phương trình tương quan giữa lực kéo giãn vải dệt kim đàn hồi làm mũ giầy và áp lực của chúng lên mu bàn chân với hệ số tương quan rất chặt chẽ. Phương trình này là cơ sở để lựa chọn được hệ vật liệu phù hợp để làm mũ giầy có tính tiện nghi cao. Sử dụng vải dệt kim chế thử giầy đảm bảo tính tiện nghi áp lực, đáp ứng yêu cầu sử dụng cho nữ BNTĐ.