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使用3D激光掃描顯微鏡評(píng)估人工骨替代材料的孔隙大小


骨質(zhì)流失可由多種原因引發(fā)。其中包括因肌肉和骨骼退化導(dǎo)致的骨折,而其由衰老或生活方式改變、骨腫瘤、骨髓炎和人工關(guān)節(jié)松動(dòng)所造成。

為了替代骨質(zhì)流失,可采用自體骨移植,即移植患者身體中其他部位的骨骼。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于使用患者自體的活組織,沒有免 疫反應(yīng),且具有出色的骨形成能力。然而,采集可移植骨骼的手術(shù)過程會(huì)給患者的身體帶來負(fù)擔(dān),而且采集的骨量可能不夠。
人工骨移植是解決這些問題的有效方法。它們可用于填補(bǔ)骨缺損和間隙,從而穩(wěn)定組織。多孔磷酸鈣基陶瓷可呈塊狀、粒狀和糊狀??筛鶕?jù)骨缺損的形狀和大小來選擇這些形態(tài),以適應(yīng)可加工性。
填充材料中的孔隙直徑*大可至100–200 μm,以促進(jìn)成骨細(xì)胞的生長(zhǎng),或小至幾微米,從而有利于向骨內(nèi)供應(yīng)空氣和營養(yǎng)。在某些情況下,塊狀填充材料需要足夠堅(jiān)固,才能防止在手術(shù)或恢復(fù)過程中斷裂。如果材料斷裂,會(huì)影響愈 合過程。
因此,控制孔隙大小及其比例是很重要的。因?yàn)榭紫洞笮『蛷?qiáng)度的分布極大地影響了骨替代材料的性能。
觀察孔隙大小的挑戰(zhàn)
直到現(xiàn)在,還在使用掃描電鏡(SEM)和其他方法在嵌入樹脂的小塊填充材料上觀察孔隙。然而,這些方法(例如樣品破碎、樹脂嵌入和SEM中的濺射)中涉及到的樣品制備會(huì)讓檢查時(shí)間增加兩到三天?,F(xiàn)在,有了一種更快的方法,那就是3D激光掃描顯微鏡。
評(píng)估人工骨替代材料孔隙大小的測(cè)量解決方案
檢查者可以使用3D激光掃描顯微鏡LEXT OLS5100系統(tǒng)快速評(píng)估人工骨替代材料的孔隙大小。這款顯微鏡將強(qiáng)大的測(cè)量功能與簡(jiǎn)單的工作流程相結(jié)合,讓處于各種熟練程度的用戶都可以輕松地測(cè)量面積比、孔徑和孔深。
解決方案的好處:
1、使用波長(zhǎng)405 nm的激光器時(shí),只需將樣品放在載物臺(tái)上,即可立即開始無損檢測(cè)。無需樣品制備,這大大縮短了檢查時(shí)間。
2、可以在一個(gè)平面內(nèi)獲取高度數(shù)據(jù),從而進(jìn)行更大范圍的測(cè)量和觀查。包括通過顆粒分析測(cè)量孔徑和面積比,通過輪廓測(cè)量孔深以及3D顯示。也可利用公差判斷,根據(jù)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)單個(gè)測(cè)量結(jié)果做出通過/不通過判斷。

3、可在一個(gè)平面方向上拼接3D數(shù)據(jù),在大范圍內(nèi)采集高準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。


顆粒分析(孔隙的面積比、*大直徑、*大卡尺直徑和等效圓直徑)。

使用10倍物鏡采集并拼接成5 × 5的圖像(5平方毫米)。


顆粒分析公差的確定。

例如,在以等效直徑為重點(diǎn)并檢查大于特定尺寸的孔時(shí),可為所有測(cè)得的顆粒顯示通過/不通過判斷。這可通過設(shè)置參考值和上下限(±)來完成,然后可傳輸?shù)組icrosoft Excel。


輪廓測(cè)量(孔深)。


面積/體積測(cè)量(孔面積/體積)。