Ngày 22/1, Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Times City công bố các bác sỹ tại Vinmec đã tiến hành thay thế đồng thời cả xương chậu và một phần xương đùi trong một lần mổ để điều trị loại ung thư xương rất hiếm gặp.

Đặc biệt, ca mổ đã sử dụng thiết kế xương nhân tạo mới in 3D do đội ngũ bác sỹ, kỹ sư Việt Nam thiết kế, thử nghiệm qua gần 100 tình huống mô phỏng để đạt độ tối ưu cao nhất, giúp cứu được tính mạng và đẩy nhanh thời gian phục hồi hơn gấp nhiều lần so với trước đây cho người bệnh.

Chạy đua với thời gian nghiên cứu, chế tạo xương nhân tạo

Bệnh nhân Lê Đình Thuận (63 tuổi) ở Thanh Hóa, bị ung thư xương rất ít gặp ở vị trí xương chậu, khối ung thư đã di căn đã xâm lấn ra toàn bộ cấu trúc xung quanh khớp háng gồm xương chậu, bao khớp và đầu trên xương đùi.

Do là bệnh lý phức tạp nên nhiều bệnh viện đều chưa có giải pháp tối ưu, phần lớn đều chỉ định mổ tháo bỏ một bên khung chậu nhằm cứu tính mạng bệnh nhân. Trước kết quả không khả quan với phương án này và phải đối mặt với nguy cơ cơ thể tàn phế, khả năng sống sau mổ thấp, người bệnh và gia đình đã nhiều lần từ chối điều trị.

Khi tiếp nhận người bệnh, các bác sỹ Trung tâm Chấn thương Chỉnh hình & Y học thể thao Vinmec nhận định điểm quan trọng là sau phẫu thuật triệt căn loại bỏ tổ chức ác tính còn phải tạo hình lại được khuyết hổng xương chậu và xương đùi giúp người bệnh vận động và đi lại được.

Giáo sư Trần Trung Dũng - Giám đốc Trung tâm Chấn thương Chỉnh hình & Y học thể thao Vinmec cho hay cả trong và ngoài nước cũng không có hãng thiết bị nào sẵn giải pháp xương chậu nhân tạo để thay thế cho trường hợp này. Đặt hàng nước ngoài nghiên cứu, chế tạo thì phải mất ít nhất 2 tháng, trong khi đó người bệnh cần mổ càng sớm càng tốt để ngăn ngừa khối u tiến triển xâm lấn. Đặc biệt, thời gian chế tạo tại nước ngoài quá lâu và không có sự tham gia trực tiếp của bác sỹ mổ sẽ khiến việc phẫu thuật rất khó khăn và hạn chế các giải pháp xử lý biến chứng phát sinh trong mổ. Cách duy nhất để có thể phẫu thuật chính xác, an toàn là nhóm phẫu thuật viên phải tự thiết kế ra xương nhân tạo cấy ghép cho bệnh nhân.

Theo Giáo sư Dũng, trên thế giới đã có một số ca thay xương chậu 3D in Titan được báo cáo. Tuy nhiên, đến nay chưa có trường hợp nào thay đồng thời xương chậu và nửa trên xương đùi điều trị ung thư được ghi nhận. Các giải pháp tạo hình xương khác như sử dụng nẹp vít, ghép xương từ PEEK đều không thể tạo được liên kết sinh học với xương chậu hay không đủ vững chắc để chịu được trọng lực cơ thể đồng thời khó phục hồi lại các điểm bám gân cơ, do đó sau mổ khả năng ngồi, đứng hay đi lại là cực kỳ hạn chế.

Sau hơn 2 tuần chạy đua với thời gian, liên tục thử nghiệm trên gần 100 mẫu thử hình dạng, cấu trúc khác nhau với các tình huống mô phỏng lại tải lực trong vận động hàng ngày của cơ thể, ekip phẫu thuật cùng đội ngũ kỹ sư đã lựa chọn được một thiết kế tối ưu nhất cho ca bệnh.

Bác sỹ Phạm Trung Hiếu - Phó Giám đốc Trung tâm công nghệ 3D trong Y học, Trường Đại học VinUni cho biết các chuyên gia đã sử dụng kết cấu mô phỏng hình thái xương chậu với dạng rỗng tổ ong để khối lượng toàn bộ xương nhân tạo nhẹ, chỉ chưa đến 1/2 khối lượng xương thật. Bề mặt tiếp xúc với phần xương lành có dạng nhám với các vi lỗ để kích thích tế bào xương phát triển lên bề mặt xương nhân tạo theo thời gian giúp tăng cường độ vững sau mổ. Vật liệu chế tạo từ hợp kim Titan y tế tương thích sinh học, sau khi in 3D và gia nhiệt có khả năng chịu tải lực gấp hơn 10 lần xương thật nhưng vẫn đảm bảo độ đàn hồi và bền chắc tương tự khi so sánh với mô xương của thanh niên trưởng thành.

Đặc biệt trong thiết kế này, thay vì phải bắt nhiều vít hoặc làm nẹp để cố định vào phần cánh chậu còn lại, dễ có nguy cơ tiêu xương hay làm thiết kế trở nên cồng kềnh, khó cố định chính xác, các kỹ sư chỉ sử dụng 1 vít nội tủy đường kính lớn đóng thẳng vào trục xương cùng 2 vít chốt cố định từ bên ngoài, giúp toàn bộ cấu trúc xương cấy ghép gọn nhẹ, có hình thái gần nhất với xương thật. Ngoài ra, xương chậu nhân tạo này còn được tính toán chế tạo các vị trí cố định, giúp bác sĩ phục hồi lại được toàn bộ điểm bám của toàn bộ nhóm 14 gân cơ quanh khung chậu-khớp háng. Cấu trúc mẫu được cấp chứng nhận cơ tính đảm bảo chịu lực của Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Đại học Bách Khoa và Trung tâm thử nghiệm kiểm định công nghiệp, Viện cơ khí năng lượng và mỏ địa chất.

Sau quá trình kiểm định, thiết kế xương chậu được gửi sang Đức để sản xuất bằng hệ thống in 3D theo đúng tiêu chuẩn thiết bị cấy ghép y tế CE của châu Âu. Còn phần xương đùi, nhóm phẫu thuật sử dụng loại xương đùi nhân tạo titan được thiết kế dạng module đã được triển khai thường quy tại Vinmec suốt 3 năm qua. Công đoạn sản xuất và nhập mẫu sản phẩm từ nước ngoài này chỉ mất 1 tuần, ít hơn rất nhiều so với thời gian tối thiểu 2 tháng nếu đặt hàng chế tạo từ đầu tới cuối. Do vậy, ca mổ đã được kịp thời tiến hành vào cuối tháng 12/2023 như dự kiến, chỉ sau gần 1 tháng bệnh nhân nhập viện.

Phục hồi kỳ diệu: 2 ngày ngồi dậy, 10 ngày đi lại

Bác sỹ Nguyễn Trần Quang Sáng - Trưởng Khoa phẫu thuật ung thư xương và phần mềm cho hay với kế hoạch phẫu thuật được chuẩn bị cẩn thận, toàn diện và sự tham gia hỗ trợ đa chuyên khoa bao gồm phẫu thuật mạch máu, tiêu hóa, tiết niệu và can thiệp mạch; ca phẫu thuật cùng lúc 2 vị trí cho bệnh nhân Thuận đã được hiện thành công sau 8 tiếng mà không có bất kỳ biến chứng.

Cùng với việc tiến hành nút mạch chọn lọc các nhánh nuôi u ngay trước phẫu thuật, số lượng máu mất trong mổ ít hơn nhiều so với dự kiến và toàn bộ quá trình điều trị bệnh nhân chỉ phải truyền 3 đơn vị hồng cầu khối, nếu so với các ca mổ ung thư khác vùng xương chậu bệnh nhân có thể phải mất từ 2-6 lít máu trong mổ.

Hậu phẫu ngày thứ 2, bệnh nhân Thuận đã có thể tự mình ngồi dậy vững chắc và sau 10 ngày, đã có thể một mình tập thành thạo di chuyển bằng nạng với quãng đường lên tới 50m mà không có bất kỳ khó khăn hay đau đớn nào. Thời gian hồi phục trong trường hợp này, khi so sánh với một số báo cáo trong nước và quốc tế về thay xương chậu nhân tạo, đã rút ngắn chỉ còn 1/3 thời gian.

Hiện tại, các thiết bị định vị phẫu thuật cá thể in 3D do Vinmec và VinUni nghiên cứu đã được Bộ Y tế cấp phép trong danh mục lưu hành. Với sự hợp tác của chuyên gia từ những cường quốc về in 3D nói trên, các bác sĩ và kỹ sư đang tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện sản phẩm cấy ghép xương nhân tạo từ các chất liệu như Titan và Peek.