Ứng dụng công nghệ in 3D EBM trong phẫu thuật chỉnh hình tùy chỉnh quy mô lớn

Author
Tại Trung Quốc, tốc độ già hóa dân số đang ngày một tăng cao. Đi kèm với đó, mỗi năm, số lượng bệnh nhân mắc các bệnh liên quan đến khớp hông, khớp gối và cột sống tại quốc gia này gia tăng đáng kể. Tất cả những điều này đã dẫn đến nhu cầu mạnh mẽ về các sản phẩm phục vụ phẫu thuật chỉnh hình trong nước. Để đáp ứng nhu cầu đó, AK Medical đã triển khai hệ thống gồm 8 máy sản xuất bồi đắp GE Additive Arcam EBM nhằm luôn sẵn sàng cung cấp cho thị trường.

AK Medical , công ty hàng đầu trong ngành cấy ghép chỉnh hình trong nước, đã ứng dụng thành công công nghệ in 3D EBM trong hơn một thập kỷ. Họ đã tạo ra nhiều loại thiết bị và bộ cấy ghép tùy chỉnh đáp ứng nhu cầu cụ thể của thị trường Trung Quốc đồng thời mở rộng quy mô sản xuất của mình.

AK Medical được xếp hạng là công ty dẫn đầu thị trường ở Trung Quốc về khớp giả và là công ty đầu tiên được Cục Quản lý Sản phẩm Y tế Quốc gia (NMPA) chấp thuận giới thiệu bộ cấy ghép in 3D bằng kim loại cho thị trường trong nước.

Việc đầu tư liên tục vào nghiên cứu và phát triển đã giúp năm bộ phận cấy ghép chỉnh hình in 3D bằng kim loại do AK Medical sản xuất đã được NMPA chứng nhận.

Được sản xuất bằng 8 máy in 3D công nghệ EBM của GE Additive, ngày nay, các thiết bị y tế in 3D của AK Medical được các bác sĩ phẫu thuật chỉnh hình trên khắp Trung Quốc sử dụng, bao gồm cả tại nhiều bệnh viện cấp ba của đất nước.

Thay thế phương pháp sản xuất thông thường cho thiết bị cấy ghép
Bộ cấy chỉnh hình truyền thống là các mô hình cố định được sản xuất theo lô, bao gồm một loạt quy trình - từ thiết kế sản phẩm đến thiết kế khuôn, chế tạo khuôn, đúc khuôn trống, xử lý và xử lý sau - trước khi sản phẩm cuối cùng được giao cho người dùng cuối.

Vì vậy, khi nói đến quy trình ứng dụng, cấy ghép được sản xuất thông thường hiếm khi phù hợp với nhu cầu cụ thể của từng bệnh nhân do hình thái xương khác nhau ở mỗi người và phạm vi mô xương bị xói mòn bởi mỗi tổn thương là khác nhau.

Trong những trường hợp như vậy, thông thường, khi bác sĩ phẫu thuật đặt thiết bị cấy ghép chỉnh hình, họ có thể phải rạch một đường vào xương của bệnh nhân để thích ứng với bộ phận giả nếu nó không khớp tốt, điều này có thể dẫn đến mất mô xương.

Ngoài ra, các thiết bị cấy ghép cột sống được sản xuất thông thường cần phải được cố định vào vị trí ở phía trước và phía sau bụng trong quá trình phẫu thuật và cũng cần có một thiết bị cố định bên ngoài sau phẫu thuật để duy trì sự ổn định. Do đó, một số bệnh nhân có thể cần phải nghỉ ngơi trên giường kéo dài - thường là ba tháng - trước khi tháo thiết bị.

Con đường điều trị chấn thương cột sống truyền thống này có thể được đánh dấu bằng sự phức tạp của phẫu thuật, thời gian hồi phục kéo dài và cơn đau tăng cao đối với một số bệnh nhân. Và theo thời gian, các bộ phận cấy ghép được sản xuất thông thường có thể dễ bị biến dạng và lỏng lẻo.

Ông Li Zhijiang, chủ tịch, giám đốc điều hành và giám đốc điều hành của AK Medical cho biết: “Mục tiêu của chúng tôi là phục vụ cả bệnh nhân và chuyên gia y tế. “Với các sản phẩm tiên tiến của mình, chúng tôi cố gắng giúp việc điều trị các tình trạng chỉnh hình hiệu quả hơn và dễ dàng hơn, đồng thời mang lại kết quả tốt hơn và thời gian phục hồi nhanh hơn cho bệnh nhân của chúng tôi.”

Ông Li Zhijiang, chủ tịch, giám đốc điều hành và giám đốc điều hành tại AK Medical.

Một thập kỷ kinh nghiệm, mở ra tiềm năng cho tương lai
Công nghệ in 3D kim loại mang lại sự linh hoạt cao hơn bằng cách sử dụng bột kim loại để tạo ra các bộ phận cấy ghép chỉnh hình thông qua sản xuất theo lớp và xếp chồng từng lớp, do đó hợp lý hóa đáng kể quy trình sản xuất.

Quá trình này giúp các nhà sản xuất giảm thời gian thực hiện và cải thiện trải nghiệm của khách hàng. Ngược lại với cấy ghép truyền thống, cấy ghép chỉnh hình in 3D sử dụng cùng vật liệu kim loại, nhưng không giống như cách sản xuất thông thường, cấu trúc phân tử được tích hợp trực tiếp vào bộ phận, dẫn đến tăng mức độ tích hợp giữa mô cấy và xương.

AK Medical đã sử dụng bột của GE Additive và máy Arcam EBM để nghiên cứu, thiết kế và sản xuất ba loại thiết bị cấy ghép chỉnh hình trong hơn một thập kỷ. Vào thời điểm đó, công ty đã áp dụng ba mẫu Arcam: từ mẫu thế hệ đầu tiên cho đến hệ thống Arcam EBM Q10plus hiện tại .



Máy Arcam EBM Q10plus được lắp đặt tại cơ sở của AK Medical ở Bắc Kinh



Người vận hành sử dụng thiết bị Arcam EBM tại Cơ sở Bắc Kinh của AK Medical.

Quá trình EBM sử dụng chùm tia điện tử để làm tan chảy từng lớp bột kim loại để tạo ra các bộ phận có độ chính xác cao, hoàn toàn dày đặc. Phương pháp sản xuất này đặc biệt thích hợp cho việc sản xuất hàng loạt nhỏ các thiết bị cấy ghép chỉnh hình phức tạp.

Sản xuất các bộ phận trong môi trường chân không, EBM mang lại hiệu quả nóng chảy cao, cho phép xếp chồng và giảm nhu cầu xử lý sau nhiệt, dẫn đến hiệu quả chi phí được cải thiện đáng kể.

Công nghệ EBM mang lại khả năng tiết kiệm chi phí cho một cốc acetabular trung bình khoảng 38% ( Nguồn: Sách trắng Giá trị khách hàng của GE Additive – Lợi ích của EBM) khi so sánh với các công nghệ sản xuất bồi đắp khác. Cấy ghép chỉnh hình được sản xuất bằng công nghệ EBM hoạt động thực sự tốt và cung cấp các cấu trúc xốp tương tự như cấu trúc của mô xương thông thường, dẫn đến tăng cường khả năng tích hợp xương.

Ông Li cho biết: “Chúng tôi đã sử dụng công nghệ EBM trong hơn một thập kỷ, vì vậy gần đây khi cần đầu tư vào máy mới, chúng tôi đương nhiên chọn Q10plus”. “Hệ thống Q10plus cung cấp giao diện thân thiện với người dùng, xử lý có độ chính xác cao hơn và sản phẩm có chất lượng tốt hơn. Nó giúp chúng tôi cải thiện hiệu quả chi phí của cả sản xuất tiêu chuẩn và sản xuất theo yêu cầu quy mô nhỏ.”

Là một phần của dịch vụ hỗ trợ khách hàng, các kỹ sư của GE Additive đã làm việc tại cơ sở của AK Medical ở Bắc Kinh để giám sát việc quản lý thiết bị định kỳ, thay thế kịp thời các vật tư tiêu hao và tiến hành bảo trì phòng ngừa để giảm thời gian ngừng hoạt động.

Ông Li lưu ý: “Đội ngũ dịch vụ chuyên nghiệp cao của GE Additive cung cấp hỗ trợ kỹ thuật và kiểm soát quy trình tuyệt vời, đảm bảo cho chúng tôi hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm cao. Một số thiết bị chúng tôi mua năm 2009 hiện đã hơn 10 năm tuổi và vẫn hoạt động tốt. Chúng tôi tin tưởng GE và đó là lý do tại sao chúng tôi chọn họ nhiều lần.”



Cam kết biến phẫu thuật chỉnh hình tùy chỉnh thành hiện thực
Một trong những lợi ích của công nghệ in 3D kim loại là khả năng tùy chỉnh phẫu thuật chỉnh hình và giải quyết một loạt các trường hợp lâm sàng phức tạp mà trước đây khó giải quyết. Trên thực tế, nhiều bệnh nhân đã lấy lại được sức khỏe nhờ sự hỗ trợ của các sản phẩm chỉnh hình in 3D đặt riêng.

Năm 2016, Giáo sư Liu Zhongjun, từ Khoa Chỉnh hình, Bệnh viện số 3 Đại học Bắc Kinh, đã tiếp nhận một bệnh nhân là ông Yuan, người mắc chứng u dây chằng ác tính hiếm gặp.

Khối u đã bào mòn 5 đốt sống của anh, trong đó có 3 đốt sống ngực và 2 đốt sống thắt lưng. Trong trường hợp này, khối u chỉ có thể được cắt bỏ bằng phẫu thuật, nhưng việc chữa lành các khuyết tật xương có kích thước lớn sẽ là một thách thức đáng kể khi tổn thương được cắt bỏ.

Sử dụng công nghệ EBM, Giáo sư Liu đã làm việc với AK Medical để phát triển thân đốt sống nhân tạo tùy chỉnh bao gồm 5 mảnh đốt sống tương tự như cấu trúc giải phẫu của cơ thể bệnh nhân.

Một khung đỡ cột sống dài 19 cm đã được tạo ra cho ông Yuan và Giáo sư Liu cũng thiết kế bốn cuống trên đốt sống giả nhân tạo, được kết nối với cấu trúc cố định bên trong, để được cố định ở phía sau cột sống.




Giáo sư Lui chụp ảnh với bộ phận cấy ghép được sản xuất cho bệnh nhân ông Yuan. Nguồn hình ảnh: Bệnh viện số 3 Đại học Bắc Kinh

Thiết bị tích hợp từ trước ra sau này giúp tăng cường đáng kể độ ổn định của cột sống bệnh nhân. Kết quả là, một kết quả đáng kinh ngạc, ông Yuan đã có thể đi lại tự do mà không cần đeo nẹp chỉ hai tháng sau cuộc phẫu thuật.

Ông Yuan là bệnh nhân đầu tiên được hưởng lợi từ thân đốt sống nhân tạo in 3D bằng kim loại được chứng nhận NMPA, do AK Medical và Bệnh viện số 3 Đại học Bắc Kinh cùng phát triển.

Bộ cấy chỉnh hình in 3D bằng kim loại này không chỉ đáp ứng tốt hơn nhu cầu của bệnh nhân mà còn mang lại tuổi thọ dài hơn, giúp giảm đau đớn cho bệnh nhân và chi phí y tế.

Triển khai sản xuất bồi đắp ở quy mô công nghiệp
Kể từ năm 2009, khi chiếc máy EBM đầu tiên được giới thiệu tại AK Medical, công ty đã thiết lập cơ sở in 3D quy mô lớn tại Trung Quốc, bao gồm Beijing AKEC Medical Co., Ltd.; Công ty TNHH Y tế Thường Châu Tianyan; và ở nước ngoài với JRI Orthopaedics ở Anh.

Khi mở rộng quy mô kinh doanh phụ trợ, AK Medical đã liên tục cải tiến và cam kết phát triển các ứng dụng chỉnh hình đổi mới. Công ty hợp tác chặt chẽ với các chuyên gia lâm sàng và R&D hàng đầu để giải quyết và vượt qua các thách thức khác nhau; áp dụng cách tiếp cận vòng khép kín để phát triển công nghệ in 3D - từ thăm dò đến tiêu chuẩn hóa, đăng ký và chứng nhận.

AK Medical cũng đã tham gia xây dựng một số tiêu chuẩn ngành địa phương cho các thiết bị y tế in 3D và cam kết cải thiện luật pháp và quy định liên quan đến việc sử dụng chúng.

Vào ngày 1 tháng 1 năm 2020, “Quy định về giám sát và quản lý các thiết bị y tế tùy chỉnh (Dự kiến)” do NMPA và Ủy ban Y tế Quốc gia cùng xuất bản đã có hiệu lực, mở ra cơ hội lớn cho in 3D trong ngành thiết bị y tế của Trung Quốc.

Trong tương lai, AK Medical sẽ tập trung chủ yếu vào công nghệ in 3D, đồng thời tập trung phát triển nhiều ngành nghề kinh doanh của mình. Những sáng kiến này sẽ củng cố vị thế dẫn đầu của Tập đoàn tại Trung Quốc, đồng thời tích cực phát triển thị trường quốc tế.

Công ty có kế hoạch mở rộng trọng tâm sang các lĩnh vực chỉnh hình khác ngoài khớp xương và tận dụng công nghệ in 3D để tạo ra các sản phẩm cho nhiều ứng dụng hơn. Song song đó, ông Li và nhóm của ông sẽ tiếp tục nâng cao chất lượng và hiệu quả sản phẩm.

Ông Li nói: “Chúng tôi nhìn về tương lai với đầy niềm tin. “Bản thân công nghệ bồi đắp có lợi thế rất lớn về mặt chi phí và việc tùy chỉnh cá nhân hóa đang ngày càng trở thành xu hướng của ngành. Và khi bạn bắt đầu nghĩ đến việc nó kết hợp với CT, MRI hạt nhân, phần mềm, Internet, 5G và nhiều công nghệ khác, thì vật liệu in 3D có thể sẽ giải phóng tiềm năng lớn hơn để thúc đẩy toàn bộ ngành y tế.”

---------------------------------------------------------
▶️ #AIE - Advanced Industry & Education Equipments Company
☎️ Phone: +8424 3577 3348
✉️ Email: Marketing@aie.com.vn
Website: www.aie.com.vn
 
Top