CÔNG NGHỆ 3D TRONG Y TẾ: ĐỘT PHÁ MỚI, ĐỊNH HÌNH TƯƠNG LAI CHO CÁC PHẪU THUẬT PHỨC TẠP

Trong kỷ nguyên công nghệ 4.0, y tế không chỉ là một lĩnh vực chăm sóc sức khỏe mà còn là tâm điểm của những tiến bộ khoa học và kỹ thuật hiện đại. Những công nghệ như scan 3D, mô phỏng lực (CAE), và in 3D đang mở ra một chân trời mới, nơi mà độ chính xác, tính cá nhân hóa, và hiệu quả được đẩy lên tầm cao chưa từng có.
Bằng cách áp dụng những tiến bộ này, ngành y tế đã và đang mang lại những lợi ích vượt trội như:
⇒ Nâng cao độ chính xác trong chẩn đoán và điều trị.
⇒ Cá nhân hóa phương pháp điều trị phù hợp với từng bệnh nhân.
⇒ Tối ưu hóa thời gian và chi phí, giảm gánh nặng kinh tế cho cả người bệnh và hệ thống y tế.
⇒ Nâng cao hiệu quả trong giao tiếp và đào tạo y khoa, hỗ trợ các bác sĩ trong những ca phẫu thuật phức tạp.
⇒ Đẩy mạnh sản xuất thiết bị hỗ trợ và công nghệ phục hồi chức năng.
⇒ Góp phần định hình tương lai cho những ca phẫu thuật đỉnh cao về độ khó và yêu cầu kỹ thuật.
Hãy cùng khám phá cách mà các công nghệ này không chỉ thay đổi bộ mặt của y học hiện đại, mà còn tạo nên những bước tiến lớn cho sự phát triển y tế tại Việt Nam và thế giới.
Nội dung chính
Công nghệ Scan 3D trong Y tế
Nguyên lý hoạt động
Scan 3D sử dụng các tia laser, ánh sáng cấu trúc, hoặc chụp CT/MRI để quét bề mặt hoặc nội dung bên trong và ngoài cơ thể người, tạo ra bản sao kỹ thuật số với độ chính xác cao.
Ứng dụng trong y tế
– Scan 3D giúp tạo ra các mô hình 3D của xương để hỗ trợ bác sĩ lập kế hoạch phẫu thuật.
– Ví dụ: Trước một ca phẫu thuật xương hàm phức tạp, bác sĩ có thể quét 3D vùng hàm để phân tích cấu trúc và lập kế hoạch phẫu thuật chi tiết.
-Công nghệ scan 3D được sử dụng để quét cho ra file 3d hình dạng chi tiết các bộ phận như chân, tay, hoặc cột sống, từ đó chế tạo các thiết bị chỉnh hình tùy chỉnh (ví dụ: nẹp chỉnh hình, giày chỉnh hình,..)
– Trong nha khoa, scan 3D tạo ra mô hình 3d chính xác của hàm răng, hỗ trợ thiết kế niềng răng trong suốt hoặc cầu răng giả.
Ưu điểm
– Độ chính xác cao, giảm thiểu sai số trong chẩn đoán.
– Không xâm lấn, an toàn cho bệnh nhân.
– Tiết kiệm thời gian và tăng hiệu quả chuẩn đoán.
Mô phỏng lực, tính toán lực (CAE) trong y tế
Nguyên lý hoạt động
CAE (Computer-Aided Engineering) sử dụng các phần mềm phân tích để mô phỏng các lực tác động, ứng suất và biến dạng lên mô hình implant và xương or các nẹp, chân tay giả,… Điều này cho phép dự đoán hiệu suất của implant hoặc bộ phận thay thế khi hoạt động trong cơ thể.
Ứng dụng trong y tế
– Mô phỏng lực giúp phân tích khả năng chịu lực của các bộ phận cấy ghép như khớp gối, khớp háng, hoặc xương nhân tạo làm từ vật liệu sinh học hoặc titanium.
– Ví dụ: Một khớp háng nhân tạo cần được mô phỏng khả năng chịu lực và độ bền khi đi lại trước khi được đưa vào sử dụng.
– Phân tích độ bền của các thiết bị như nẹp vít xương, dụng cụ phẫu thuật để đảm bảo chúng hoạt động an toàn và hiệu quả.
-Mô phỏng lực tác động khi phẫu thuật các bộ phận như xương sọ hoặc cột sống, giúp giảm thiểu rủi ro cho bệnh nhân.
– Mô phỏng ứng suất tác động của implant lên xương,…
-Mô phỏng cấu trúc của Implant phù hợp với độ cứng xương của từng bênh nhân khác nhau,….
Lợi ích
-Giảm chi phí thử nghiệm thực tế.
-Dự đoán chính xác hiệu suất của các thiết bị hỗ trợ y tế.
-Tăng tốc độ đưa sản phẩm y tế mới ra thị trường.
-Tăng độ chính xác cho quá trình chế tạo
-Hiệu quả thời gian cho quá trình điều trị bệnh nhân
Công nghệ In 3D trong Y tế
Nguyên lý hoạt động
In 3D sử dụng các vật liệu sinh học, nhựa resin đạt FDA, hoặc kim loại (Titan) để chế tạo các sản phẩm y tế dựa trên dữ liệu từ mô hình 3D. Các phương pháp in 3D phổ biến gồm SLA, SLS, và in 3D kim loại.
Ứng dụng trong y tế
– In 3D kim loại (titanium) được dùng để tạo ra các sản phẩm cấy ghép như xương nhân tạo, đĩa đệm, hoặc khớp gối tùy chỉnh.
– Ví dụ: Bệnh nhân bị gãy xương hàm có thể được thay thế bằng xương in 3D dựa trên 3D của khu vực tổn thương đã được thiết kế.
– Sản xuất mô hình giải phẫu giúp bác sĩ luyện tập hoặc mô phỏng ca mổ trước khi thực hiện trên bệnh nhân thật bằng những máy in 3D như Form 4B, Form 4BL.
– Tạo ra răng giả, cầu răng, khay niềng, hoặc các thiết bị chỉnh hình chính xác với từng bệnh nhân.
-Thiết kế và in 3D các dụng cụ hỗ trợ phẫu thuật Surgery guide, giúp quá trình phẫu thuật diễn ra nhanh, thao tác của Bác sĩ chính xác, an toàn cho bênh nhân.
– Sử dụng vật liệu sinh học để in mô tế bào, với mục tiêu dài hạn là in toàn bộ cơ quan nội tạng (như gan, tim).
Ưu điểm
– Tùy chỉnh hoàn toàn theo nhu cầu của từng bệnh nhân.
– Giảm chi phí sản xuất so với phương pháp truyền thống.
-Tăng tốc độ trong quá trình sản xuất thiết bị y tế.
-Tăng độ chính xác , cá thể hóa.
-Hiệu quả về thời gian chữa trị cho bênh nhân.
Sự kết hợp giữa Scan 3D, Mô phỏng lực và In 3D
Sự phối hợp giữa ba công nghệ này mang lại hiệu quả vượt trội trong y tế:
– Scan 3D thu thập dữ liệu chi tiết từ cơ thể bệnh nhân.
– Mô phỏng lực kiểm tra ứng suất và độ bền, tuổi thọ của các dụng cụ, thiết bị y tế.
– In 3D sản xuất sản phẩm cuối cùng một cách chính xác và nhanh chóng.
**Đầu năm 2025, Thinksmart hân hạnh tham gia Thành viên Hội đồng xét duyệt đề tài: “Nghiên cứu phát triền các sản phẩm y học ứng dụng trong lĩnh vực phẫu thuật chấn thương chỉnh hình”.
**Đây là cơ hội cho Việt Nam chủ động ứng dụng các công nghệ in 3D, Tính bền và mô phỏng khả năng chịu lực đã được FDA Approve, AI, Vật liệu tương thích sinh học vào quá trình phát triển sản y học.
**Đây là lĩnh vực đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa Bác Sĩ chuyên môn và Kỹ sư công nghệ để đảm bảo chính xác, an toàn và hiệu quả.