TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 8-2014
130
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG CHẮC VÀ
SỨC BỀN CỦA MẢNH GHÉP GÂN HAMSTRING
CỦA NGƢỜI VIỆT NAM TẠI VỊ TRÍ CỐ ĐỊNH
TRONG ĐƢỜNG HẦM XƢƠNG CHÀY BÒ
Đặng Hoàng Anh* và CS
TÓM TẮT
Nghiên cứu xác định độ cứng chắc và sức bền của 20 mảnh ghép gân bán gân và gân cơ
thon của người Việt Nam được cố định bằng vít chèn titan trong đường hầm xương chày bò cái
1,5 - 2 năm tuổi. Kết quả: lực làm đứt hoặc nhổ mảnh ghép tại vị trí cố định trung bình 509 N,
độ cứng chắc trung bình tại vị trí cố định 37,7 N/mm. Kết quả này giúp phẫu thuật viên có cơ sở
để hướng dẫn người bệnh tập phục hồi chức năng sau phẫu thuật tái tạo dây chằng chéo trước
(DCCT) với những động tác phù hợp và ít ảnh hưởng đến dây chằng mới.
* Từ khóa: Mảnh ghép gân Hamstring; Độ cứng chắc; Sức bền; Đường hầm xương chày bò.
OUTCOMES OF THE RESEARCH ON ESTABLISHMENT OF THE
STIFFNESS AND STRENGTH OF THE HAMSTRING TENDON
GRAFT OF THE VIETNAMESE AT FIXED PLACE IN THE
TUNNEL OF THE TIBIA OF BOVINE
SUMMARY
Research the stiffness and strength of twenty hamstring tendon grafts of the Vietnamese,
which were fixed by the interference titan screw in tunnel of the tibia of bovine from about 1.5 to
2 years old. The results: in fixed place, the graft provides 509 N of strength and 37.7 N/mm of
stiffness. This result helps the surgeons to have rehabilitations and guide patients after their
anterior cruciate ligament reconstruction with the movement agreeable and little effect on new graft.
* Key words: Hamstring tendon graft; Stiffness; Strength; The tunnel of the tibia of bovine.
ĐẶT VẤN ĐỀ
Đứt DCCT là thương tổn thường gặp,
làm cho khớp gối mất vững. Hậu quả có
thể gây rách sụn chêm và sụn khớp. Để
phục hồi lại độ vững chắc của khớp và
tránh những biến chứng trên, việc phẫu
thuật phục hồi lại dây chằng rất cần thiết.
Tuy nhiên, “điểm yếu” của phẫu thuật chính
là vị trí cố định của mảnh ghép trong đường
hầm xương.
Năm 1996, Brown đã nghiên cứu thực
nghiệm so sánh độ vững chắc của cố
định bằng vít chèn đối với mảnh ghép gân
bánh chè trong đường hầm xương bò cái
* Bệnh viện Quân y 103
Người phản hồi (Corresponding): Đặng Hoàng Anh (danghoanganh103@gmail.com)
Ngày nhận bài: 30/06/2014; Ngày phản biện đánh giá bài báo: 16/09/2014
Ngày bài báo được đăng: 23/09/2014
TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 8-2014
131
1,5 - 2 năm tuổi với xương chày tử thi của
người trưởng thành và xương chày tử thi
của người già. Tác giả kết luận, đối với
xương chày của bò cái 1,5 - 2 năm tuổi
và xương chày người trưởng thành, lực
làm đứt nhổ gần tương đương nhau và
có thể sử dụng xương bò để nghiên cứu
thực nghiệm.
Năm 1999, Magen nghiên cứu thực
nghiệm trên xương chày bò về độ vững
chắc tại vị trí cố định mảnh ghép gân
bánh chè bằng vít chèn có đường kính
bằng đường kính của đường hầm xương
cũng có kết luận tương tự như Brown.
Ở Việt Nam, chưa có công trình nào
nghiên cứu về độ vững chắc tại vị trí cố
định mảnh ghép gân bánh chè, cũng như
mảnh ghép gân bán gân và gân cơ thon
chập đôi trong đường hầm xương trên
thực nghiệm.
Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi
tiến hành nghiên cứu đề tài này nhằm:
- Xác định lực làm đứt mảnh ghép gân
bán gân và gân cơ thon chập đôi tại vị trí
cố định bằng vít chèn trong đường hầm
xương bò cái.
- Đưa ra những hướng dẫn trong tập
phục hồi chức năng sau phẫu thuật tái tạo
DCCT.
ĐỐI TƢỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Đối tƣợng nghiên cứu.
- Mảnh ghép gân cơ bán gân và gân
cơ thon được lấy từ 20 xác tươi, tuổi
trung bình 31 (trẻ nhất 20 tuổi, cao nhất
54 tuổi), 17 nam và 3 nữ.
- Xương chày bò: sử dụng 20 xương
cẳng chân bò cái 1,5 - 2 năm tuổi, giống
bò vùng Ba Vì, Hà Nội.
- Số lượng mẫu nghiên cứu là 40 mẫu
ở 20 tử thi (trong đó thí nghiệm về lực
làm đứt hoặc nhổ mảnh ghép: 20 mẫu, thí
nghiệm xác định mức độ biến dạng của
mảnh ghép: 20 mẫu).
2. Vật liệu.
- Mảnh ghép 4 đầu của gân cơ bán gân
và gân cơ thon chập đôi:
Lấy gân cơ bán gân và gân cơ thon từ
xác tươi tuổi từ 19 - 55 (chết do tai nạn
trong vòng 6 giờ đầu). Đánh rửa bằng xà
phòng và sát trùng bằng dung dịch iod
(2%) vùng lấy gân. Lấy và xử lý gân trong
điều kiện vô trùng.
Làm sạch phần cơ còn dính trên gân,
ngâm rửa gân bằng dung dịch PBS
(phosphat buffered saline). Lựa chọn
phần gân dày và chắc để khâu chập đôi
2 gân thành mảnh ghép 4 đầu gân dài 10 -
12 cm. Dùng chỉ không tiêu (perlon số 3)
để khâu bện 4 đầu gân với nhau. Đo cỡ
để xác định mũi khoan và kích thước của
đường hầm.
Ngâm mảnh ghép trong ống có chứa
dung dịch bảo quản (bao gồm 99% DMEM -
Dulbelcos Modified Eagle Media và 1%
kháng sinh: penixillin, streptomycin và
amphotericin B). Đây là môi trường có thể
nuôi dưỡng các tế bào trong 1 tháng
giống như trong điều kiện của cơ thể
sống, không làm thay đổi tính chất lý hoá
của chúng. Giữ mảnh ghép trong điều
kiện lạnh 40C. Nếu chưa sử dụng ngay,
cứ 3 ngày thay dung dịch bảo quản 1 lần,
cho đến khi lấy ra làm thí nghiệm. Dung
dịch này được pha chế ở Labô bảo quản
Mô, Viện Bỏng Lê Hữu Trác.
- Xương chày tươi của bò cái.
- Vít chèn bằng titan các cỡ 7, 8 và
9 mm, dài 25 mm.
- Máy MTS Alliance RF/300.
TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 8-2014
132
3. Phƣơng pháp nghiên cứu.
Nghiên cứu thực nghiệm theo phương
pháp mô tả, tiến hành tại phòng thí
nghiệm của Bộ môn Cơ học vật liệu và
Kết cấu, Khoa Cơ khí, Trường Đại học
Bách khoa Hà Nội.
- Mục tiêu: xác định lực làm đứt hoặc
nhổ mảnh ghép gân cơ bán gân và gân
cơ thon chập đôi của người Việt Nam tại
vị trí cố định bằng vít chèn trong đường
hầm xương bò cái.
Các thí nghiệm được tiến hành riêng
rẽ, lần lượt.
- Các bước tiến hành: cố định xương
chày bò và đầu tự do của mảnh ghép vào
máy MTS Alliance RF/300. Lực kéo tăng
dần (bắt đầu từ 0 N) theo phương thẳng
đứng. Máy tính sẽ tự động ghi lại đồ thị
biểu diễn mối tương quan giữa lực kéo và
chiều dài của mảnh ghép.
Có 4 nhóm, mỗi nhóm thực hiện lần
lượt 5 thí nghiệm riêng rẽ, kết quả được
tính trung bình cộng.
+ Nhóm 1: tốc độ của lực kéo 10
mm/phút.
+ Nhóm 2: tốc độ của lực kéo 50
mm/phút.
+ Nhóm 3: tốc độ của lực kéo 100
mm/phút.
+ Nhóm 4: tốc độ của lực kéo 150
mm/phút.
* Thiết kế mẫu:
Sử dụng đầu trên của xương chày bò
và khoan cố định bằng một bộ nẹp vít
xương đùi 8 lỗ (mục đích để cố định chắc
chắn phần xương này vào máy MTS).
Dọn sạch phần sụn chêm và bao khớp
bám xung quanh mâm chày. Khoan đường
hầm xương bằng các mũi khoan 7 mm,
8 mm, 9 mm tương ứng với mỗi đường
kính của mảnh ghép gân cơ bán gân và
gân cơ thon chập đôi. Hướng của đường
hầm chếch 500 so với bề mặt mâm chày.
Luồn và cố định mảnh ghép bằng vít titan
chèn trong đường hầm xương từ ngoài
vào trong, đường kính bằng đường kính
của đường hầm xương, chiều dài 25 mm.
Vít chèn được bắt ở cạnh của mảnh ghép
và thành xương của đường hầm, mũ của
vít nằm ngang bề mặt xương cứng của
miệng đường hầm xương. Độ dài của
mảnh ghép thực nghiệm nằm ngoài đường
hầm xương luôn hằng định là 6 cm và
đoạn nằm trong đường hầm khoảng 4 cm.
Những chi tiết kỹ thuật này được thực
hiện như khi phẫu thuật trên người.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Đặc điểm mẫu nghiên cứu.
* Đường kính của mảnh ghép thực
nghiệm:
Bảng 1:
§- êng KÝnh
(mm)
6,5 -
7,0
7,1 -
8,0
8,1 -
8,5
Tæng sè
Số trường hợp
14
5
1
20
Tỷ lệ %
70
25
5
100
Đường kính trung bình của mảnh ghép
thực nghiệm 7,1 mm (lớn nhất 8,5 mm,
nhỏ nhất 6,5 mm). Trong đó, 19 mảnh
ghép có đường kính < 8,0 mm.
* Đường kính của vít chèn:
Chúng tôi sử dụng 10 vít chèn đường
kính 7 mm, 9 vít chèn đường kính 8 mm
và 1 vít chèn đường kính 9 mm. Chiều dài
của vít chèn 25 mm.
TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 8-2014
133
2. Độ bền của mảnh ghép tại vị trí
cố định.
* Kết quả của nhóm 1 (tốc độ lực kéo
10 mm/phút):
Đồ thị 1: Mối tương quan giữa lực kéo và
độ giãn của mảnh ghép (trục tung tương
ứng lực kéo, trục hoành tương ứng độ
giãn của mảnh ghép).
Mảnh ghép bắt đầu giãn khi lực đạt
trung bình 40 N và lực trung bình làm đứt
mảnh ghép tại vị trí cố định ở đường hầm
xương 255 N, độ cứng chắc trung bình
của cố định 34,5 N/mm.
* Kết quả của nhóm 2 (tốc độ lực kéo
50 mm/phút):
Đồ thị 2: Mối tương quan giữa lực kéo và
độ giãn của mảnh ghép.
Mảnh ghép bắt đầu giãn khi lực kéo
trung bình 50 N và lực trung bình làm đứt
mảnh ghép tại vị trí cố định ở đường hầm
xương 466 N, độ cứng chắc trung bình
của cố định 32,1 N/mm.
* Kết quả của nhóm 3 (tốc độ lực kéo
100 mm/phút):
Đồ thị 3: Mối tương quan giữa lực kéo và
độ giãn của mảnh ghép.
Mảnh ghép bắt đầu giãn khi lực trung
bình đạt 70 N và lực trung bình làm đứt
mảnh ghép tại vị trí cố định ở đường hầm
xương là 625 N, độ cứng chắc trung bình
của cố định 26,7 N/mm.
* Kết quả của nhóm 4 (tốc độ lực kéo
là 150 mm/phút):
Đồ thị 4: Mối tương quan giữa lực kéo và
độ giãn của mảnh ghép.
Mảnh ghép bắt đầu giãn khi lực trung
bình 140 N và lực trung bình làm đứt
mảnh ghép tại vị trí cố định ở đường hầm
xương 690 N, độ cứng chắc trung bình
của cố định 79,3 N/mm.
Lùc kÐo (N)
TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 8-2014
134
* Kết quả chung:
Trên các đồ thị 1, 2, 3 và 4: trục tung
của đồ thị là giá trị của lực kéo tăng dần,
đơn vị tính N, cứ 10 N tương ứng với 1 kg.
Trục hoành là biểu diễn biến dạng của
mảnh ghép, đơn vị tính mm. Điểm B là
lực tác động, điểm M là môđun đàn hồi,
đoạn BM được gọi là khoảng tuyến tính.
Những điểm này được máy tính tính toán
và tự ghi lại.
Bảng 2: Lực làm đứt (nhổ) và độ giãn của mảnh ghép.
Nhãm thÝ nghiÖm
Nhãm 1
Nhãm 2
Nhãm 3
Nhãm 4
Trung b×nh
Lực bắt đầu giãn (N)
40
50
70
140
75
Lực làm đứt (N)
255
466
625
690
509
Độ cứng chắc (N/mm)
34,5
32,1
26,7
79,3
37,7
Trong nghiên cứu thực nghiệm này, lực kéo trung bình làm mảnh ghép bắt đầu giãn
là 75 N (thấp nhất 40 N, cao nhất 150 N), lực làm đứt hoặc nhổ mảnh ghép gân cơ bán
gân và gân cơ thon chập đôi tại vị trí cố định trung bình 509 N (thấp nhất 235 N, cao
nhất 705 N), độ cứng chắc trung bình của cố định 37,7 N/mm.
BÀN LUẬN
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm của
Steiner [6] cho thấy, DCCT tự nhiên chỉ
chịu được lực khoảng 800 N, nghiên cứu
của Noyes [4] là 1.725 N, của Woo là
2.160 N. Tuy nhiên, trong các hoạt động
hàng ngày, DCCT chỉ chịu lực tác động
khoảng 400 - 500 N [4, 5].
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm cố
định mảnh ghép gân bánh chè trong
đường hầm xương bò bằng vít chèn có
đường kính bằng đường kính của đường
hầm của Magen, Beynnon [2] và Steiner
[6] cho thấy, lực làm đứt hoặc nhổ mảnh
ghép từ 400 - 600 N. Điều này chứng tỏ
cố định mảnh ghép gân bánh chè bằng vít
chèn trong đường hầm xương có độ
vững chắc cao, người bệnh được tập
phục hồi chức năng sớm sau phẫu thuật
mà không ảnh hưởng đến mảnh ghép.
Trong nghiên cứu thực nghiệm này,
mảnh ghép gân cơ bán gân và gân cơ
thon chập đôi đường kính trung bình 7,1
mm được cố định bằng vít chèn có
đường kính bằng đường kính của đường
hầm xương, lực làm đứt hoặc nhổ mảnh
ghép tại vị trí cố định trung bình 509 N, độ
cứng chắc trung bình của cố định 37,7
N/mm. Mức độ vững chắc của kỹ thuật cố
định mảnh ghép gân cơ bán gân và gân
cơ thon chập đôi của người Việt Nam
tương đương kết quả nghiên cứu thực
nghiệm của Magen và Beynon đối với
mảnh ghép gân bánh chè. Mảnh ghép
được cố định vững chắc hơn kỹ thuật cố
định bằng khâu, néo buộc mảnh ghép
(gân cơ chân ngỗng hoặc gân bánh chè)
vào vít ngoài đường hầm trong nghiên
cứu của Steiner [6]. Với kết quả này,
mảnh ghép được cố định chắc chắn có
thể chịu được lực tác động tương đương
lực tác động lên DCCT trong các hoạt
động bình thường.
Qua nghiên cứu thực nghiệm, chúng tôi
rút ra quy luật tác động của lực tại vị trí cố
định mảnh ghép trong đường hầm xương
chày bò như sau:
+ Lực tác động nhỏ nhưng từ từ, kéo dài
thì mức độ chịu lực tại vị trí cố định sẽ kém.
+ Lực tác động lớn, nhanh và thời gian
ngắn thì mức độ chịu lực tại vị trí cố định
cao hơn.