Ứng dụng laser bán dẫn công suất thấp trong điều trị gãy xương

Ứng dụng laser bán dẫn công suất
Ứng dụng laser bán dẫn công suất
thấp trong điều trị gãy xương
thấp trong điều trị gãy xương
GVHD: PGS. TS Trần Minh Thái
GVHD: PGS. TS Trần Minh Thái
HVTH: Trịnh Trần Hồng Duyên
HVTH: Trịnh Trần Hồng Duyên
MSHV: 10120654
MSHV: 10120654
Tp. HCM, tháng 04 năm 2011
Tp. HCM, tháng 04 năm 2011
MỤC LỤC
MỤC LỤC
1. Phân loại gãy xương theo Tscherne và Gustilo
2. Phương pháp điều trị gãy xương đùi thông dụng
3. Nghiên cứu điều trị tái tạo xương bằng laser công
suất thấp ở một số phòng thí nghiệm trên thế giới
4. Mô hình điều trị tái tạo xương bằng laser bán dẫn
công suất thấp
5. Kết luận
1. Phân loại gãy xương theo Tscherne và
1. Phân loại gãy xương theo Tscherne và
Gustilo
Gustilo
Gãy xương kín
Gãy xương kín độ 0: Gãy xương không có tổn
thương mô mềm hoặc tổn thương nhẹ không đáng
kể. Thường là các gãy xương gián tiếp không di
lệch hoặc ít di lệch
Gãy xương kín độ I: Gãy xương có xây xát da nông

hoặc do đoạn gãy gây chạm thương mô mềm.
Xương gãy đơn giản hoặc mức độ trung bình
( Gãy xương có bầm máu dưới da)
Gãy xương kín độ II: Xây xát da sâu hoặc chạm
thương da và cơ khu trú do chấn thương trực
tiếp gây ra. nếu có đe doạ hội chứng chèn ép
khoang cũng xếp vào gãy xương độ II. Thường
là do chấn thương trực tiếp, mức độ trung bình
hoặc nặng.
Gãy xương kín độ III: Chạm thương da hoặc xây
xát da lan rộng, lóc da kín hoặc dập nát cơ. Có
khi có hội chứng chèn ép khoang thực sự hoặc
đứt mạch máu chính. Thường là do chấn thương
trực tiếp, mức độ trung bình hoặc nặng. Việc xử
trí vết thương phần mềm ở loại gãy này còn còn
khó khăn hơn gãy xương hở độ III.
1. Phân loại gãy xương theo Tscherne và
1. Phân loại gãy xương theo Tscherne và
Gustilo
Gustilo
Gãy xương hở
Gãy xương hở I: Chỉ bị thủng da, nhưng chạm
thương phần mềm không đáng kể. Thường do
đoạn xương gãy chọc thủng từ trong ra. Xương
gãy đơn giản, ít nguy cơ bị nhiễm trùng.
Gãy xương hở II: Rách da và chạm thương da, cơ
khu trú do chính chấn thương trực tiếp gây ra.
Nguy cơ nhễm trùng mức độ trung bình.
Gãy xương hở III: Rách da, tổn thương phần mềm rộng
lớn, thường có kèm theo tổn thương thần kinh hay mạch

máu. Nguy cơ đe doạ nhiễm trùng nặng. Các mô bị thiếu
máu cục bộ và xương bị dập nát.( Tất cả các gãy xương
có kèm theo tổn thương động mạch chính của chi có
nguy cơ nhiễm trung lớn đèu phải xếp vào loại III).
Gãy xương kín hở IV: Đứt lìa hoặc đứt gần lìa do chấn
thương. Đứt gần lìa chi theo qui ước là đứt rời tất cả cac
cấu trúc quan trọng nhất về giải phẫu, đặc biệt là đứt hết
các mạch máu chính gây thiếu máu cục bộ hoàn toàn.
phần mềm che phủ còn lại không quá ¼ chu vi của chi.
Nếu còn các mạch máu quan trọng chính và có dấu hiệu
lưu thông máu thì chỉ gãy hở độ III
2. Phương pháp điều trị gãy xương đùi
2. Phương pháp điều trị gãy xương đùi
thông dụng
thông dụng


2.1 Chẩn đoán
2.1 Chẩn đoán
1) Biểu hiện trên lâm sàng
-
Bệnh nhân thường ở trong tình trạng shock
-
Đùi gãy sưng to và đau nhiều
-
Thường có biến dạng tại vùng gãy lộ đầu
xương dưới da hoặc biểu hiện ra ngoài (gãy
hở), gập góc…
-
Phải chẩn đoán cho được gãy xương đùi trên

lâm sàng để hồi sức tích cực ngăn ngừa biến
chứng của shock chấn thương
2.1 Chẩn đoán
2.1 Chẩn đoán
2) Kết quả chụp X-quang
-
Chụp đủ cả 2 tư thế: thẳng và nghiêng, lấy toàn
bộ xương đùi
-
Phải luôn luôn chụp cả đầu trên và đầu dưới, nếu
nghi ngờ thì phải chụp luôn cả khung chậu, khớp
gối, nhất là trường hợp đa chấn thương
2.2 Phân loại
2.2 Phân loại
1. Theo tổn thương xương: đơn giản hay nhiều mảnh
2. Theo tổn thương phần mềm: gãy kín, gãy hở
3. Theo vị trí: 1/3 trên, giữa, dưới
4. Gãy bệnh hay gãy mệt
2.3 Biến chứng do gãy xương đùi
2.3 Biến chứng do gãy xương đùi
-
Shock chấn thương do đau và mất máu:
•
Da xanh, vã mồ hôi
•
Thở nhanh > 20 lần /phút
•
Mạch nhanh > 100 lần/ phút
•
Huyết áp hạ < 90mmHg

-
Tổn thương mạch máu hay thần kinh, kiểm tra
mạch, vận động, cảm giác thần kinh chi phối
-
Tổn thương các cơ quan và xương khác: gãy
khung xương chậu, gãy cổ xương đùi, trật khớp háng,
…
2.4 Điều trị
2.4 Điều trị
1. Sơ cứu
-
Chống shock, hồi sức, giảm đau
-
Cố định tạm bằng nẹp thomas hoặc 3 nẹp dài
-
Di chuyển cẩn thận
2.4 Điều trị
2.4 Điều trị
2. Gãy hở
Phẫu thuật cắt lọc sạch và đặt dẫn lưu (nếu cần
thiết) tại phòng mổ rồi cố định xương hoặc
tạm thời bằng kéo tạ, hoặc bằng cố định ngoài.
Có thể phẫu thuật cắt lọc và kết hợp xương tuỳ
thuộc vào kinh nghiệm của phẫu thuật viên.
2.4 Điều trị
2.4 Điều trị
3. Gãy kín
a) Trẻ em
- Dưới 2 tuổi: kéo tạ kiểu Briant (1876)
- Từ 2 – 12 tuổi: kéo tạ kiển Russel (1924)

- Từ 6 – 16 tuổi: đóng đinh nội tủy loại dẻo (Métaizeau
1988)
- Trên 12 tuổi: điều trị như người lớn
b) Người lớn
- Đinh nội tủy có chốt
- Đinh nội tủy
- Nẹp vít nén ép
3. Nghiên cứu điều trị tái tạo xương bằng
3. Nghiên cứu điều trị tái tạo xương bằng
laser công suất thấp ở một số phòng thí
laser công suất thấp ở một số phòng thí
nghiệm trên thế giới
nghiệm trên thế giới
3.1 Nghiên cứu trên mô xương
3.1 Nghiên cứu trên mô xương


Barushka và cộng sự đưa ra phương pháp hóa sinh học và phân tích đo
lường mô học hiệu quả của laser He-Ne lên sự tái tạo xương ở xương
chày của chuột. Những con chuột ở nhóm điều chỉnh được chiếu ánh
sáng đỏ (660 nm, 0.4 J/cm
2
) và nhóm chuột được chiếu laser He-Ne với
công suất 6.0 mW (632 nm).
Trong lúc lành xương, đỉnh phosphatase kiềm là dấu hiệu tốt cho họat
động tạo xương và trước khi tạo xương (ALP) và đỉnh của tartrate-
resistant acid phosphatase (TRAP) là dấu hiệu tốt cho họat động tạo
xương.
Nghiên cứu chứng tỏ tương tác của laser công suất thấp có thể thay đổi
họat động hoặc số lượng hủy cốt bào và những hủy cốt bào là chứng

minh cho thay đổi ở ALP và TRAP .
Yamada đã nghiên cứu hiệu quả sinh học của tương tác
laser trên tế bào xương vô tính. Những tế bào này
được chuẩn bị từ xương vòm sọ của chuột và được
chiếu laser He-Ne với công suất 8.5 mW, bước sóng
632.8 nm và mật độ chiếu là từ 0.01 đến 1.0 J/cm
2
.
Những tế bào nuôi cấy trong giai đọan tăng trưởng thì
được chiếu ở ngày thứ hai. Sự phát triển tế bào và sự
tổng hợp DNA tăng lên trong giai đọan tăng trưởng.
Sự sinh sôi của tế bào được chiếu thì đạt đáng kể từ
sau từ hai đến ba ngày chiếu, so sánh với nhóm điều
chỉnh.
Tổng hợp DNA trên 3H-thymidine cơ bản cũng tăng với
mật độ là 1 J/cm
2
, kết quả là tăng 32% so với sự điều
chỉnh. Sau bốn lần chiếu với liều laser là 1.0 J/cm
2
,
nồng độ Ca
2+
tăng 46% và được so sánh với nhóm điều
chỉnh.
Quan sát thì thấy không có sự tăng đáng kể nào trong họat
động của phosphatase kiềm. Tác giả kết luận rằng liệu
pháp laser quang họat hóa tế bào tạo xương, gia tăng sự
sinh sôi của tế bào xương ban đầu, nâng cao sự calci hóa
tế bào xương và có thể điều chỉnh sự phục hồi xương.

Luger và cộng sự đã nghiên cứu nuôi cấy những tế bào xương vô
tính được chiếu những bước sóng khác nhau và mật độ năng
lượng laser khác nhau. Nguồn là laser ở chế độ liên tục, laser He-
Ne với λ= 632.8 nm , P= 35 mW và laser diode với các mức độ:
635 nm (3 mW); 650 nm (3 mW); 670 nm (5 mW); 780 nm (40
mW), 830 nm (20 mW).
Tương tác laser được thực hiện 24 giờ sau khi ủ những tế bào. Các
lần chiếu gồm: 15 giây, 30 giây, 1 phút,7 phút cho mỗi lọai laser.
Tăng tổng hợp DNA, nghĩa là tăng sự phát triển tế bào, đạt đáng
kể khi chiếu với bước sóng là 632.8 nm, 635 nm và 830 nm khi so
sánh với nhóm không được chiếu laser.
Đạt cao nhất khi chiếu ở bước sóng 632.8 nm với mật
độ là 52 J/cm
2
. Khi sử dụng những bước sóng khác
(650, 670, 780, 830 nm), kênh dẫn 3H-thymidine
không vượt quá 20%, mặc dù có một vài kết quả
thống kê đáng kể được so sánh với nhóm điều tiết
tương ứng. Trong điều kiện 780 nm và 52 J/cm
2
thì
quan sát được sự giảm tổng hợp DNA.
Những kết quả này đã khẳng định kết quả của Yamada
và Barushka là khi dùng laser công suất thấp trên
việc nuôi cấy tế bào tạo xương có thể đem đến sự
sinh sôi của tế bào xương.
3.2 Nghiên cứu trên động vật
3.2 Nghiên cứu trên động vật

Dickson và cộng sự đã sử dụng cao mô xương từ những
vết gãy ở đùi chuột để nghiên cứu hiệu quả của laser
GaAlAs (λ= 820 - 830 nm) tương tác trên họat động
phosphatase kiềm (ALP) và ATP. Được biết là
enzyme ALP là quan trọng cho sự calci hóa xương,
sụn phục hồi và phát triển bình thường.
Mức độ ALP khi giả chiếu laser thấp hơn khi chiếu laser
với các mật độ chiếu (5,10,15 J/cm
2
). So sánh với
nhóm điều chỉnh,với liều 10 J/cm
2
và 15 J/cm
2
có hiệu
quả tăng cường ATP, mức độ ALP tăng lên với suất
liều là 10 J/cm
2
và được so sánh với liều 15 J/cm
2
.
Barushka và cộng sự đã nghiên cứu hiệu quả của laser
He-Ne để khảo sát quá trình tái tạo xương chày ở 292
con chuột. Lỗ thí nghiệm được khoan ở vỏ xương
chày là 1.6 mm. Sử dụng laser He-Ne (632 nm, 6.0
mW, 31 J/cm
2
) để chiếu lên vùng tổn thương ở ngày
thứ 5 và 6, mỗi ngày 2 phút.
Ở nhóm chiếu laser, họat tính ALP tăng đáng kể thì

được tìm thấy ở mô tái tạo ngày thứ 10 và 11. Lượng
xương mới bù vào lỗ tăng lên giữa hai ngày 10 và 15
ở nhóm điều chỉnh và nhóm chiếu laser. Tuy
nhiên,việc làm đầy lỗ bằng cách chiếu laser thì nhanh
hơn và so sánh với nhóm điều chỉnh.
3.3 Nghiên cứu trên người
3.3 Nghiên cứu trên người
68 trường hợp được chọn ngẫu nhiên vào hai nhóm,
mỗi nhóm 34 bệnh nhân. Nhóm A là nhóm điều
chỉnh và nhóm B là nhóm thử nghiệm. Nhóm A
được chiếu giả bằng ánh sáng đỏ bình thường.
Nhóm B được chiếu bằng laser công suất thấp
GaAlAs với bước sóng 830 nm. Ở vùng nhạy cảm
đau, năng lượng laser được sử dụng là 8 j/cm
2
và 16
j/cm
2
.
5. Kết luận
5. Kết luận
Việc ứng dụng laser công suất thấp trong điều trị tái
tạo xương mở ra một hướng đi mới: kết quả điều trị
tốt hơn, mức độ hồi phục về trạng thái bình thường
tốt hơn, giảm thời gian điều trị, giảm thiểu chi phí
điều trị cho bệnh nhân.
Việc kết hợp hai bước sóng đồng thời để tăng hiệu quả
tái tạo mô xương là một vấn đề hết sức mới mẻ và
công trình nghiên cứu này được phòng thí nghiệm

đề ra và đang tiến hành đưa vào trong mô hình thí
nghiệm