Tiêu chuẩn mới về đánh giá độ bền của khớp hông nhân tạo

ASTM International đã thông qua một tiêu chuẩn mới (F3738) nhằm tăng cường độ tin cậy của các ca phẫu thuật thay khớp hông, thông qua việc mô phỏng các điều kiện khắc nghiệt trong môi trường phòng thí nghiệm. Tiêu chuẩn này được phát triển bởi Tiểu ban Phẫu thuật Thay khớp (F04.22), trực thuộc Ủy ban về Vật liệu và Thiết bị Y tế - Phẫu thuật (F04) của ASTM.

Theo chia sẻ từ hai thành viên của ASTM, bà Leah Guenther – Trưởng bộ phận Công nghệ Chỉnh hình tại Lucideon và bà Elizabeth Hippensteel – nhà khoa học chuyên về động học tại J&J Medtech, tiêu chuẩn mới cho phép thực hiện các phép so sánh trực tiếp giữa các bộ phận thay khớp hông bằng kim loại trên nền polyetylen, dưới điều kiện hao mòn do hạt vật thể thứ ba đã được chuẩn hóa, một trong những thứ hao mòn nghiêm trọng nhất.

Bà Guenther giải thích: “Trong cơ thể con người, các hạt phá hủy nhỏ có thể xuất hiện từ mô bệnh, quá trình phẫu thuật hoặc từ chính thiết bị cấy ghép, và chúng có thể xâm nhập vào khoang khớp. Những 'hạt vật thể thứ ba' này có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến chức năng và tuổi thọ của khớp nhân tạo, dẫn đến hỏng hóc và cần thực hiện các ca phẫu thuật thay thế bổ sung. Những ca phẫu thuật này không chỉ làm tăng chi phí điều trị mà còn có nguy cơ ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe bệnh nhân, kéo dài thời gian hồi phục và gia tăng biến chứng, đặc biệt ở người cao tuổi.”

Cũng theo Guenther và Hippensteel, phương pháp thử nghiệm mới còn góp phần hỗ trợ việc phát triển và đánh giá các vật liệu cũng như thiết kế cải tiến hơn, giúp chúng có thể chống chọi tốt hơn với điều kiện sử dụng thực tế và các tình huống bất ngờ.

Đồng thời, Ủy ban về sản xuất phụ gia của ASTM International (F42) hiện đang xây dựng một tiêu chuẩn đề xuất mang mã hiệu WK94968, nhằm giúp xác định phạm vi khả năng in của các loại vật liệu xi măng trên bất kỳ máy in 3D đùn ép nào. Tiêu chuẩn này đang được phát triển dưới sự dẫn dắt của Tiểu ban Phương pháp Thử nghiệm (F42.01).

Theo ông Reza Foruzanmehr, thành viên ASTM và Phó Giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Đại học Ottawa, tiêu chuẩn mới sẽ lấp đầy một khoảng trống hiện tại trong ngành bằng cách đưa ra phương pháp thử giúp xác định vùng tương thích tối ưu giữa hỗn hợp xi măng và hệ thống in 3D đùn, xét về đặc tính lưu biến.

Ông ví dụ: “Hãy tưởng tượng một túi bắt kem dùng để trang trí bánh nếu kem quá đặc, nó không thể chảy ra, nếu quá loãng, nó không giữ được hình dạng. Tương tự, kích thước và hình dạng đầu phun, cùng với lực đùn, đều ảnh hưởng đến chất lượng in cuối cùng.”

Tiêu chuẩn WK94968 sẽ thiết lập giới hạn tối thiểu và tối đa của ứng suất chảy và độ nhớt - hai thông số quan trọng để đảm bảo vật liệu xi măng có thể được đùn ra một cách ổn định mà vẫn duy trì được độ chính xác và hình dạng in mong muốn. Điều này giúp loại bỏ sự cần thiết của các phương pháp thử lưu biến truyền thống, vốn tốn kém và mất thời gian.

Ông Foruzanmehr nhấn mạnh rằng việc tiêu chuẩn hóa phương pháp kiểm tra khả năng in của vật liệu sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển hỗn hợp tối ưu, hiệu chuẩn thiết bị in một cách chính xác và đảm bảo kiểm soát chất lượng ổn định trong các ứng dụng in 3D sử dụng công nghệ đùn.

 Tiểu My