Hiện nay, nhiều nghiên cứu và thử nghiệm đĩa đệm cổ nhân tạo đã được phát triển để thay thế các đĩa đệm bị thoái hóa, tổn thương nặng ở cột sống cổ. Mặc dù chưa có đĩa đệm nhân tạo nào có thể thay thế hoàn toàn khả năng đệm và truyền tải lực, nhưng một đĩa đệm nhân tạo có thể giúp duy trì phạm vi chuyển động tự nhiên của cột sống cổ tốt hơn so với phẫu thuật hàn xương đốt sống.
Các mục tiêu của đĩa đệm cổ nhân tạo
Một đĩa đệm nhân tạo lý tưởng thường phải đạt được các mục tiêu sau:
- Kích thước mặt tiếp xúc phù hợp: Khi một đĩa đệm nhân tạo đủ lớn để phủ kín các mâm đệm đốt sống, nó sẽ giúp phân bố tải trọng đều trên cột sống cổ tốt hơn.
- Giải phóng chèn ép thần kinh với chiều cao tối thiểu: Đĩa đệm có chiều cao thấp nhất mà vẫn có thể giải phóng hoàn toàn chèn ép thần kinh sẽ tốt hơn so với đĩa đệm cao hơn. Đĩa đệm quá cao có thể làm các khớp diện khớp và các mô liên kết khác giãn ra, dẫn đến giảm phạm vi chuyển động.
Các đĩa đệm nhân tạo hiện có nhiều kích thước, hình dạng và chiều cao khác nhau để mang lại kết quả phẫu thuật tốt. Nhiều loại đĩa đệm đã được chế tạo từ các vật liệu mẫu thiết kế và kỹ thuật vận hành khác nhau.
Các vật liệu dùng để chế tạo đĩa đệm cổ nhân tạo
Các vật liệu dùng để chế tạo đĩa đệm nhân tạo phải có độ bền cao, chống ăn mòn và có khả năng chịu tải từ trọng lượng của đầu cũng như trong các cử động của cổ.
Các vật liệu phổ biến được sử dụng bao gồm:
- Polyethylene: Một loại polymer gồm các chuỗi phân tử dài, có khả năng truyền tải lực hiệu quả và cung cấp độ bền cao cho đĩa đệm.
- Titanium: Một kim loại bền và chống ăn mòn, với các đặc tính đàn hồi tốt, có khả năng thúc đẩy sự phát triển của xương trên đĩa đệm – một đặc điểm quan trọng cho sự ổn định lâu dài.
- Cobalt-chrome: Hợp kim của cobalt và chromium, có độ bền và độ cứng cao, đồng thời chống ăn mòn.
- Thép không gỉ: Hỗn hợp của sắt và carbon, có đọ bền cao mặc dù các đặc tính cơ học của nó có thể kém hơn so với các kim loại khác.
Hầu hết các đĩa đệm nhân tạo được Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phê duyệt chỉ mới được sử dụng trong khoảng một thập kỷ hoặc ít hơn, vì vậy cần thêm thời gian để nghiên cứu các tác động lâu dài của những vật liệu này trên cơ thể.
Các khó khăn trong Chẩn đoán hình ảnh với đĩa đệm nhân tạo
Các thành phần kim loại của đĩa đệm nhân tạo có thể tạo ra các nhiễu ảnh trên phim cộng hưởng từ (MRI). Những nhiễu ảnh này có thể gây khó khăn cho việc chẩn đoán sau phẫu thuật và trong tương lai. Tuy nhiên, vật liệu polyethylene lại không tạo ra các nhiễu ảnh này.
Các khái niệm thiết kế đĩa đệm cổ nhân tạo
Một đĩa đệm thường có hai hoặc nhiều phần để cho phép chuyển động và khớp nối.
Khớp nối
- Khớp cầu và ổ chảo: Loại đĩa đệm này cho phép đốt sống chuyển động xoay quanh một điểm cố định. Thiết kế này có các đặc điểm sau:
- Thường có hai tấm kim loại với một quả cầu kim loại hoặc polyethylene ở giữa. Quả cầu này là điểm xoay chính.
- Quả cầu có thể là một bộ phận độc lập hoặc được gắn vào bề mặt bên trong của mâm đốt sống dưới.
- Hình dạng của quả cầu có thể khác nhau tùy thuộc vào loại đĩa đệm, một số loại có miếng polyethylene với bề mặt trên và dưới cong.
- Một số thiết kế có một độ lõm nhẹ ở bề mặt bên trong của mâm đốt sống trên để quả cầu lồng vào.
- Khớp Nối Dạng “Yên Ngựa”: Đĩa đệm dạng yên ngựa gồm hai mảnh và cho phép đốt sống chuyển động tại nhiều hơn một điểm. Thiết kế này có các đặc điểm sau:
- Một trung tâm xoay được gắn cố định trên mảnh dưới, cho phép chuyển động cúi và ngửa.
- Một trung tâm xoay được gắn cố định trên mảnh trên, cho phép chuyển động nghiêng sang hai bên.
- Quả cầu có thể là một bộ phận độc lập hoặc được gắn vào bề mặt bên trong của mâm đốt sống dưới.
- Hình dạng của quả cầu có thể khác nhau tùy thuộc vào loại đĩa đệm, một số loại có miếng polyethylene với bề mặt trên và dưới cong.
Nhiều kỹ thuật khác nhau đã được phát triển để cấy ghép một đĩa đệm nhân tạo vào một gian đốt sống. Khi thực hiện phẫu thuật, việc lựa chọn một đĩa đệm phù hợp đòi hỏi phải cân nhắc kỹ lưỡng cả về cơ học và sinh học.
Mặc dù đĩa đệm cổ nhân tạo có thể duy trì khả năng vận động tự nhiên của cột sống tốt hơn so với phẫu thuật hàn xương, nhưng chúng vẫn phải đủ bền để chịu được sự hao mòn hàng ngày theo thời gian.
