Thiết kế lồng xương điều chỉnh chiều cao cho phẫu thuật cuộc sống

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

ABSTRACT

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

1. CHƯƠNG 1: Nhu cầu sử dụng trang thiết bị y tế cấy ghép ở Việt Nam

1.1. Cấu trúc của cột sống

1.2. Cấu trúc chung và vai trò của cột sống

1.3. Thần kinh tủy sống

1.4. Tổng quan về thiết bị cấy ghép cột sống

1.5. Thiết bị y tế cấy ghép có hàn xương

1.6. Cấy ghép không hàn xương

1.7. Tổng quan về lồng xương sử dụng trong cấy ghép cột sống

1.7.1. Lồng xương có chiều cao cố định

1.7.2. Lồng xương có thể tăng chỉnh chiều cao

1.8. Lý do chọn đề tài

1.9. Mục tiêu của đề tài

1.10. Phân tích lực tác dụng lên các đốt sống

1.10.1. Mô hình lực

1.10.2. Các kết quả đo lực từ thực nghiệm In vivo

1.10.3. Kết quả tính toán lực dựa vào phương pháp số

1.11. Các yếu tố chính quyết định chất lượng sản phẩm lồng xương

1.11.1. Vật liệu dùng trong y tế cấy ghép

1.11.2. Các yêu cầu quan trọng về vật liệu sử dụng trong y tế cấy ghép

2. THIẾT KẾ SẢN PHẨM

2.1. Yêu cầu kỹ thuật đặt ra cho sản phẩm

2.1.1. Yêu cầu về chức năng

2.1.2. Yêu cầu về kích thước

2.1.3. Yêu cầu về độ bền

2.2. Yêu cầu kỹ thuật đặt ra cho lồng xương điều chỉnh chiều cao

2.3. Phân tích và lựa chọn phương án

2.3.1. Lựa chọn vật liệu

2.3.2. Lựa chọn phương án thiết kế phần thân lồng xương

2.3.3. Thiết kế mặt đế tiếp xúc

2.3.3.1. Biên dạng mặt tiếp xúc

2.3.3.2. Góc nghiêng của mặt đế tiếp xúc

2.3.4. Thiết kế biên dạng gai liên kết giữa mặt đế và mặt thân đốt sống

2.3.5. Tính toán thiết kế phần ren tăng chỉnh chiều cao

2.3.5.1. Tính toán độ bền phần thân ren ngoài

2.3.5.2. Tính toán độ bền cắt chân ren

2.3.6. Thiết kế hoàn thiện của lồng xương

3. MÔ PHỎNG KIỂM TRA SẢN PHẨM

3.1. Mô phỏng kiểm tra độ bền nén tĩnh của lồng xương

3.2. Mô hình 3D và đơn giản hóa mô hình 3D cho việc mô phỏng

3.3. Chia lưới mô hình

3.4. Khai báo các bề mặt tiếp xúc giữa các chi tiết

3.5. Khai báo điều kiện biên

3.6. Tiến hành mô phỏng và đánh giá kết quả

3.7. Mô phỏng kiểm tra độ bền mỏi

4. CHẾ TẠO MẪU VÀ THỬ NGHIỆM

4.1. Chế tạo mẫu

4.2. Thiết bị sử dụng

4.3. Lập trình gia công

4.3.1. Lập trình gia công thân trên

4.3.2. Lập trình gia công thân dưới

4.3.3. Lập trình gia công vòng điều chỉnh

4.4. Mô phỏng gia công trên máy ảo

4.5. Sử dụng đồng hồ so để rà độ đồng trục của đồ gá

4.6. Sử dụng đồng hồ set Z để lấy giá trị bù chiều dài dao

4.7. Gia công vòng điều chỉnh

4.8. Mô phỏng gia công trên máy áo và thực tế

4.9. Phay ren cho thân trong và phay cắt đứt

4.10. Kiểm tra một số kích thước mẫu sau gia công

4.11. Hình ảnh mẫu sau khi chế tạo

4.12. Mẫu thí nghiệm

4.13. Đánh dấu vị trí lắp vòng tăng chỉnh khi thử nghiệm nén tĩnh

4.14. Máy kéo nén vạn năng Marui

4.15. Đồ gá sử dụng trong thử nghiệm nén tĩnh

4.16. Thiết lập hệ thống thử nghiệm

4.17. Kết quả nén mẫu 1

4.18. Kết quả nén mẫu 2

4.19. Kết quả nén mẫu 3

4.20. Kết quả nén mẫu 4

4.21. Kết quả nén mẫu 5

4.22. Mẫu trước và sau khi nén

4.23. Vị trí phá hủy (cắt chân ren)

4.24. Báo cáo kết quả thử nghiệm mẫu lồng xương

5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

5.1. Những kết quả đã đạt được của luận văn

5.2. Đề xuất hướng phát triển trong tương lai

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

I. Nhu cầu sử dụng trang thiết bị y tế cấy ghép ở Việt Nam

Nhu cầu về thiết kế lồng xương có khả năng điều chỉnh chiều cao trong phẫu thuật cột sống tại Việt Nam đang gia tăng do tỷ lệ mắc bệnh lý cột sống cao. Theo nghiên cứu, các vấn đề về cơ xương khớp gây ra hàng triệu trường hợp mất chức năng vận động mỗi năm, với tỷ lệ mắc bệnh cao ở các nước thu nhập thấp. Tại Việt Nam, tỷ lệ đau lưng chiếm một phần lớn trong các vấn đề sức khỏe. Việc sử dụng thiết bị y tế cấy ghép là cần thiết cho những trường hợp bệnh nhân không thể hồi phục. Tuy nhiên, hiện tại, 90% thiết bị y tế tại Việt Nam là nhập khẩu, điều này tạo ra áp lực lớn về chi phí cho bệnh nhân. Do đó, việc phát triển và thiết kế lồng xương trong nước không chỉ giúp giảm chi phí mà còn nâng cao chất lượng điều trị.

II. Thiết kế sản phẩm

Quá trình thiết kế lồng xương cần dựa trên các yêu cầu kỹ thuật cụ thể. Các yêu cầu này bao gồm chức năng, kích thước và độ bền. Lồng xương cần đảm bảo tính tương thích sinh học và an toàn cho bệnh nhân. Việc phân tích và lựa chọn phương án thiết kế là rất quan trọng. Các vật liệu sử dụng trong y tế cấy ghép như titan cần được lựa chọn cẩn thận để đảm bảo độ bền và khả năng chịu lực. Thiết kế cũng phải tính đến các yếu tố như lực tác dụng lên cột sống và khả năng phục hồi chức năng cho bệnh nhân. Từ đó, giải pháp phẫu thuật có thể được thực hiện hiệu quả hơn.

III. Mô phỏng kiểm tra sản phẩm

Mô phỏng kiểm tra độ bền của lồng xương được thực hiện bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Phương pháp này cho phép đánh giá độ bền nén tĩnh và độ bền mỏi của sản phẩm. Mô hình 3D được xây dựng và chia lưới để thực hiện mô phỏng. Các kết quả mô phỏng sẽ giúp xác định ứng suất và độ bền của lồng xương, từ đó đưa ra những điều chỉnh cần thiết trong thiết kế. Việc kiểm tra này rất quan trọng để đảm bảo rằng sản phẩm có thể chịu được các lực tác động trong thực tế khi sử dụng trong phẫu thuật cột sống.

IV. Chế tạo mẫu và thử nghiệm

Quá trình chế tạo mẫu lồng xương được thực hiện sau khi hoàn tất thiết kế và mô phỏng. Sử dụng các thiết bị gia công hiện đại, mẫu sản phẩm được chế tạo và thử nghiệm độ bền nén theo tiêu chuẩn ASTM F2077. Kết quả thử nghiệm sẽ cung cấp thông tin quý giá về khả năng chịu lực và độ bền của sản phẩm trong thực tế. Việc thử nghiệm không chỉ giúp đánh giá chất lượng sản phẩm mà còn xác định các yếu tố cần cải thiện để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong phẫu thuật cột sống.

V. Kết luận và hướng phát triển

Luận văn đã đạt được những kết quả quan trọng trong việc thiết kế lồng xương có khả năng điều chỉnh chiều cao. Những sản phẩm này không chỉ đáp ứng nhu cầu thực tế trong phẫu thuật cột sống mà còn góp phần nâng cao chất lượng điều trị tại Việt Nam. Hướng phát triển trong tương lai cần tập trung vào việc cải thiện công nghệ chế tạo và nghiên cứu thêm về vật liệu mới, từ đó mở rộng khả năng ứng dụng của sản phẩm trong lĩnh vực y tế. Việc phát triển sản phẩm trong nước sẽ giúp giảm chi phí cho bệnh nhân và tăng tính tự chủ trong ngành công nghiệp y tế.

Luận Văn Thạc Sĩ Về Thiết Kế Lồng Xương Điều Chỉnh Chiều Cao Trong Phẫu Thuật Cuộc Sống