TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 8-2014
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
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.
TÓM TẮT
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
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.
SUMMARY
* Key words: Hamstring tendon graft; Stiffness; Strength; The tunnel of the tibia of bovine.
ĐẶT VẤN ĐỀ
Tuy nhiên, “điểm yếu” của phẫu thuật chính là vị trí cố định của mảnh ghép trong đường hầm xương.
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. 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
130
TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 8-2014
- 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
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.
và gân cơ thon chập đôi:
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. 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.
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: 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.
- 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.
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. - 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 tươi của bò cái.
- Vít chèn bằng titan các cỡ 7, 8 và 9 mm, dài 25 mm. - Xương chày bò: sử dụng 20 xương cẳng chân bò cái 1,5 - 2 năm tuổi, giống bò vùng Ba Vì, Hà Nội. - Máy MTS Alliance RF/300.
131
TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 8-2014
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.
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. - 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.
* Đường kính của mảnh ghép thực nghiệm:
Có 4 nhóm, mỗi nhóm thực hiện lần lượt 5 thí nghiệm riêng rẽ, kết quả được tính trung bình cộng. Bảng 1:
6,5 -
7,1 -
8,1 -
Tæng sè
7,0
8,0
8,5
§ êng KÝnh (mm)
+ Nhóm 1: tốc độ của lực kéo 10 mm/phút.
Số trường hợp
14
5
1
20
5
100
Tỷ lệ %
70
25
+ 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: 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. 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
132
TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 8-2014
2. Độ bền của mảnh ghép tại vị trí cố định. xương 466 N, độ cứng chắc trung bình của cố định 32,1 N/mm.
* Kết quả của nhóm 1 (tốc độ lực kéo * Kết quả của nhóm 3 (tốc độ lực kéo 10 mm/phút): 100 mm/phút):
Đồ thị 3: Mối tương quan giữa lực kéo và độ giãn của mảnh ghép.
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 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 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. là 150 mm/phút):
Lùc kÐo (N)
Đé gi·n (mm)
* Kết quả của nhóm 2 (tốc độ lực kéo 50 mm/phút):
Đồ thị 4: Mối tương quan giữa lực kéo và độ giãn của mảnh ghép.
Đồ thị 2: 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. 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
133
TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 8-2014
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. * 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
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
Bảng 2: Lực làm đứt (nhổ) và độ giãn của mảnh ghép.
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].
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: 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.
+ 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.
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
134
TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 8-2014
KẾT LUẬN
1. Nguyễn Văn Huệ, Đinh Văn Hân. Hợp tác nghiên cứu áp dụng công nghệ nuôi cấy nguyên bào sợi trong điều trị vết thương bỏng. Đề tài cấp Nhà nước, nghiệm thu năm 2006.
Nghiên cứu thực nghiệm về độ vững chắc tại vị trí cố định mảnh ghép gân bán gân và gân cơ thon chập đôi của người Việt Nam trong đường hầm xương bò cái với lực làm đứt hoặc nhổ mảnh ghép tại vị trí cố định 509 N có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, nhằm mục đích hướng dẫn người bệnh luyện tập phục hồi chức năng khớp sau phẫu thuật tái tạo DCCT với những động tác phù hợp và đạt hiệu quả cao nhất. TÀI LIỆU THAM KHẢO
2. Beynnon BD. The effect of screw insertion torque on tendon fixed with spiked washers. Am J Sport Med. 1998, 26, pp.536-559.
3. Freshney RI. Protocol of human biopsy.
Culture of Animal Cells. 2003, pp.157-158.
4. Noyes FR, Butler DL, Grood ES et al. Biomechanical analysis of human ligament grafts used in knee ligament repair and reconstruction. J Bone Joint Surg. 1984, 66A, pp.334-352.
5. Paulos E et al. Anterior cruciate graft tensioning. Technique in Knee Surgery. 2003, 2, pp.125-136.
6. Steiner ME, Hecker AT, Brown CH, Hayes WC. Anterior cruciate ligament graft fixation. Comparison of hamstring and patellar tendon grafts. Am J Sports Med. 1994, 22, pp.240-246.
7. Howell SM. Evaluation, classification et traitement de la lésion du ligament croisé antérieur. Maitrise Orthopedique. 2001, 109. 8. N’guyen L. La ligamentoplastie du LCA sous athroscopie par transplant autologue quatre faisceaux (droit interne, demi-tendineux). Mémoire présenté en vue de l’obtention du diplome inter universitaire d’arthroscopie. Universite de Paris VII. 2002.
Điều này đặc biệt có ý nghĩa trong lâm sàng khi hướng dẫn cho người bệnh tập phục hồi chức năng ngay sau phẫu thuật. Người bệnh không được tập những động tác làm dây chằng mới phải chịu lực kéo dài, cho dù lực đó không lớn. Ví dụ, trong khi tập nâng chân lên khỏi mặt giường, người bệnh vẫn phải giữ nẹp và không được giữ trong thời gian quá dài, thông thường chúng tôi hướng dẫn người bệnh giữ khoảng 10 giây. Đồng thời, trong quá trình tập luyện cần tránh những động tác thô bạo và đột ngột. Vì vậy, người bệnh phải luôn được giữ nẹp trong suốt 6 - 8 tuần sau phẫu thuật, đặc biệt trong khi ngủ. Nẹp chỉ được tháo ra khi tập vận động gấp duỗi thụ động và chủ động khớp gối, có người hỗ trợ.
Theo bảng 1, ở các hoạt động sinh hoạt bình thường hàng ngày, DCCT chỉ chịu những lực khoảng 400 - 500 N. Phương pháp cố định của chúng tôi, lực làm nhổ hoặc đứt mảnh ghép là 509 N. Người bệnh được tập luyện phục hồi chức năng sớm cả những động tác chủ động và thụ động mà không hoặc ít ảnh hưởng đến mảnh ghép. Tuy nhiên, ngay sau phẫu thuật, người bệnh vẫn phải tránh tập những động tác khiến mảnh ghép phải chịu lực gần với lực làm đứt mảnh ghép trên, vì vào thời điểm này, sức cơ của các cơ quanh khớp gối không còn mạnh như bình thường, do đó khả năng phối hợp của các yếu tố để làm vững khớp gối giảm đi, DCCT phải chịu những lực tăng lên vượt quá lực tác động bình thường như trong nghiên cứu của Paulos [5]. Người bệnh chỉ được tập đi có nạng và nẹp hỗ trợ trong khi tập phục hồi sức mạnh của các cơ quanh khớp gối.
