Công nghệ in 3D đang tạo ra bước ngoặt trong y học hiện đại, đặc biệt trong lĩnh vực đào tạo và mô phỏng phẫu thuật. Tại AES Việt Nam, chúng tôi tự hào giới thiệu J5 Digital Anatomy – máy in 3D y tế tiên tiến từ Stratasys, mang đến khả năng in mô hình giải phẫu tim, xương, mạch máu và các cơ quan nội tạng với độ chính xác sinh học cao, cảm giác thao tác chân thực như mô người thật. Đây là giải pháp lý tưởng cho bệnh viện, trường y và các công ty thiết bị y tế muốn tối ưu đào tạo, giảm chi phí và tăng độ an toàn trong nghiên cứu – phát triển sản phẩm.
Giải phẫu học chính xác – Giải pháp mô phỏng y khoa không giới hạn
Trong môi trường y học hiện đại, nhu cầu đào tạo dựa trên mô hình giải phẫu chính xác và khả năng mô phỏng thực tế ngày càng trở nên cấp thiết. Máy in 3D J5 Digital Anatomy từ Stratasys mang đến một cuộc cách mạng trong cách các cơ sở y tế, học viện và công ty thiết bị y tế tiếp cận việc huấn luyện kỹ năng, thử nghiệm lâm sàng và phát triển sản phẩm. Nhờ sự kết hợp giữa phần mềm mô phỏng giải phẫu được xác thực lâm sàng và vật liệu in tiên tiến, thiết bị này tạo ra những mô hình không chỉ giống hình dạng, mà còn tái tạo lại cảm giác và phản ứng sinh học thực sự của mô người thật.
1. Mô hình tim: Phản ứng sinh lý học chân thực, hỗ trợ mô phỏng can thiệp
Những mô hình tim in bằng TissueMatrix và Agilus30 có thể mô phỏng đầy đủ các cấu trúc quan trọng như: cơ tim (myocardium), hệ thống mạch vành, lá van, vòng van (annulus) và dây chằng. Các bác sĩ có thể thực hiện thao tác khâu, rạch, đặt ống stent hoặc valve, và cảm nhận được độ căng, đàn hồi gần như tương đương với mô thật.
Một nghiên cứu thực nghiệm đã cho thấy mô in bằng J5 Digital Anatomy thể hiện phản hồi sinh học sát với mô tim của lợn hơn bất kỳ vật liệu in nào trước đây. Điều này giúp nâng cao chất lượng huấn luyện phẫu thuật tim mạch cũng như khả năng kiểm tra thiết bị y tế can thiệp mạch trong môi trường không nguy hiểm.
2. Mô hình mạch máu: Mô phỏng tuần hoàn và can thiệp nội mạch chính xác
J5 Digital Anatomy tái tạo các hệ thống mạch phức tạp như động mạch chủ, động mạch cảnh và mạch vành với khả năng tương thích với loop tuần hoàn máu mô phỏng (active flow loop). Người dùng có thể thử nghiệm luồn catheter, đặt stent, điều hướng guidewire qua hệ thống mạch xoắn, hẹp hay có mảng xơ vữa.
Đặc biệt, mô hình còn có thể tạo vôi hóa mạch máu và xem được trên fluoroscopy hoặc CT nếu sử dụng vật liệu RadioMatrix. Một nghiên cứu tại Jacobs Institute cho thấy các mô mạch in từ J5 có phản ứng gần nhất với động mạch sinh học thật, mở ra khả năng đào tạo bác sĩ tim mạch can thiệp trên mô hình thay thế hoàn toàn mô động vật.
3. Mô hình xương và hệ cơ – xương – khớp: Mô phỏng thao tác ngoại khoa chính xác đến từng lực vặn
Với vật liệu BoneMatrix, máy in có thể tạo nên các phần xương có độ đặc (cortical) và xương xốp (cancellous) với mật độ và độ cứng tùy chỉnh được. Mô hình này hỗ trợ thực hiện các thao tác phức tạp như:
- Gõ, đục, cưa, khoan xương
- Gắn vít, cố định nẹp
- Thử nghiệm hệ thống nội tủy hoặc thay khớp nhân tạo
Dữ liệu từ thử nghiệm cơ học cho thấy lực xoắn và lực kéo vít trên mô hình in rất gần với lực thực tế khi thao tác trên xương người, bao gồm cả tình trạng xương bị loãng. Ngoài ra, cột sống in 3D có thể được kiểm tra theo các hướng lực: nén đĩa, gập, duỗi, uốn nghiêng và kéo trục – giúp mô phỏng chính xác phẫu thuật chỉnh hình, thần kinh, cột sống.
4. Mô hình tổng quát và khối u: Phát triển kỹ thuật phẫu thuật ung thư mô mềm
Các mô hình gan, thận, mô liên kết và mỡ dưới da được in từ vật liệu TissueMatrix mềm siêu thực, có thể mô phỏng mô lành – mô bệnh, u bọc – u xâm lấn, với kết cấu và cảm giác khác biệt. Điều này cho phép bác sĩ thực hành:
- Mổ tách khối u
- Cắt bỏ mô bệnh
- Cảm nhận giới hạn u – mô lành
- Thử nghiệm kỹ thuật dao lạnh hoặc đốt nhiệt
Thực hành trước phẫu thuật với các mô hình có bệnh lý cụ thể giúp rút ngắn thời gian trong phòng mổ, giảm sai sót, nâng cao kết quả điều trị và hỗ trợ quá trình xin chấp thuận thông tin từ bệnh nhân (informed consent).
5. Radiopaque – Mô hình nhìn thấy được dưới X-ray, CT với độ tương phản tùy chỉnh
Không chỉ mô phỏng cảm giác, mô hình còn có thể tích hợp RadioMatrix – vật liệu có khả năng tạo ra các vùng tương phản tương đương mô thật trong hình ảnh học. Người dùng có thể:
- Điều chỉnh độ HU (Hounsfield Units) theo yêu cầu
- Tạo các mô vùng cần thấy trên X-quang/CT như xương, mô vôi hó
