Từ xa xưa, con người đã biết dùng nẹp gỗ làm từ miếng gỗ bọc trong vải lanh để điều trị gãy xương. Đến nay, cách làm này vẫn được áp dụng, chỉ khác là vật liệu cố định chỗ chấn thương đã thay đổi theo hướng hiện đại hơn, chuyển sang bột thạch cao và nẹp bằng hợp kim nhôm có vải lót bên ngoài. Tuy nhiên, cả hai phương pháp này đều có một số hạn chế nhất định như tính thẩm mỹ, khó khăn trong vệ sinh và gây khó chịu cho người tiêu dùng. Để khắc phục, cần chế tạo nẹp bằng công nghệ in 3D vì nó có ưu điểm là có thể chế tạo theo hướng cá nhân hóa, có trọng lượng nhẹ hơn, sử dụng vật liệu là nhựa nhiệt dẻo, có độ tương thích sinh học cao và an toàn cho người bệnh.

Các mẫu nẹp chấn thương chỉnh hình

Việc chế tạo nẹp in 3D trong nước càng có nhiều ý nghĩa hơn trong bối cảnh hơn 90% trang thiết bị và vật tư y tế của Việt Nam đều phải nhập khẩu, bao gồm cả nẹp chấn thương chỉnh hình. Bên cạnh đó, Việt Nam cũng nằm trong số những quốc gia có tỉ lệ mắc bệnh cơ xương khớp cao nhất thế giới. Theo thống kê của Hội Loãng xương TP. Hồ Chí Minh vào năm 2022, có khoảng 3,6 triệu người Việt Nam đang bị loãng xương, dự báo đến năm 2030 sẽ tăng lên khoảng 4,5 triệu người. Từ thực tế trên, các nhà khoa học ở trường Đại học Bách khoa TP. Hồ Chí Minh đã tiến hành xây dựng quy trình chế tạo nẹp chấn thương chỉnh hình bằng công nghệ in 3D có kiểu dáng thời trang, độ thông thoáng tốt song vẫn đảm bảo hiệu quả trong hỗ trợ điều trị vùng xương bị tổn thương của bệnh nhân.

Nhóm nghiên cứu đã xây dựng được hai quy trình cung cấp nẹp chấn thương chỉnh hình, một quy trình cá nhân hóa, thứ hai là theo hướng dùng chung. Với quy trình thứ nhất, bệnh nhân sẽ được thiết kế nẹp riêng theo các bước: Dữ liệu quét 3D vị trí cần thiết kế - Đánh dấu vị trí thiết kế nẹp - Xây dựng hình dáng của nẹp - Tạo khoảng hở - Tạo lỗ thông khí - Phân chia, tạo bộ phận liên kết và tạo bộ phận điều chỉnh - Bo tròn các góc cạnh - Kiểm tra các tiêu chí thiết kế (không đạt quay lại bước đánh dấu vị trí thiết kế nẹp) - Xuất tệp thiết kế hoàn chỉnh. Nếu dùng nẹp chung, bệnh nhân sẽ dùng nẹp chế tạo sẵn theo kích cỡ tiêu chuẩn, nếu chưa phù hợp thì sẽ được bổ sung vào cơ sở dữ liệu để thiết kế nẹp, vừa cung cấp cho bệnh nhân, vừa chế tạo sẵn để dự trữ cho các trường hợp khác.

Hiện nay, các tác giả đã chế tạo thành công nẹp ngón tay (chế tạo sẵn và cá nhân hóa), nẹp cánh tay (chế tạo sẵn và cá nhân hóa), nẹp cổ chân (cá nhân hóa) và nẹp tay (cá nhân hóa). Ngoài ra, họ cũng đề xuất các tiêu chí đánh giá thiết kế sản phẩm nẹp, bao gồm thiết kế tránh dị hướng; thiết kế để giảm thiểu thời gian chế tạo; thiết kế để tối ưu hóa quá trình hậu xử lý; tận dụng sự phức tạp của thiết kế và khả năng công nghệ; ưu tiên cấu trúc của chi tiết hơn vật liệu; sử dụng tối ưu hóa cấu trúc liên kết hoặc cấu trúc mạng. Mục tiêu cuối cùng là tiết kiệm thời gian và chi phí sản xuất, đảm bảo chất lượng, độ bền và tính thẩm mỹ cho sản phẩm.

Dụng cụ thay thế và chỉnh hình là một thị trường đầy tiềm năng, dự đoán đến năm 2026 sẽ đạt hơn 8 tỷ USD. Việc khai thác địa hạt màu mỡ này bằng những sản phẩm nẹp chấn thương chỉnh hình in 3D của Việt Nam liệu có khả thi? Có lẽ, nhưng trước mắt, các nhóm dấn thân trên con đường này như ThS. Huỳnh Hữu Nghị và

Nhóm nghiên cứu đang giải quyết bài toán về việc nâng cao chất lượng cho nẹp in 3D. Một vài tiêu chí nhóm nghiên cứu chưa đạt được, là khả năng điều chỉnh, khóa liên kết và tính đẳng hướng - một yếu tố quan trọng giúp tối ưu hóa độ bền sản phẩm.

N.P.D (tổng hợp)