Đánh giá kích thước lỗ rỗng của vật liệu thay thế xương nhân tạo bằng kính hiển vi quét laser 3D

Mất xương có thể xảy ra do nhiều nguyên nhân. Điều này bao gồm gãy xương do suy giảm cơ và xương do lão hóa hoặc thay đổi lối sống, khối u xương, viêm tủy xương và nới lỏng khớp nhân tạo.

Để thay thế xương mất, ghép xương tự thân được sử dụng, trong đó xương của chính bệnh nhân được cấy ghép từ một phần khác của cơ thể. Kỹ thuật này có ưu điểm là sử dụng mô sống của chính bệnh nhân, không có đáp ứng miễn dịch và có khả năng hình thành xương tuyệt vời. Tuy nhiên, thủ tục phẫu thuật để thu hoạch xương có thể được cấy ghép đang đánh thuế vào cơ thể bệnh nhân, và lượng xương thu hoạch có thể không đủ.

Ghép xương nhân tạo là một giải pháp hiệu quả cho những vấn đề này. Chúng có thể được sử dụng để lấp đầy các khuyết tật và khoảng trống xương để ổn định mô. Các gốm dựa trên canxi photphat xốp có sẵn ở dạng khối, hạt và dán. Các hình thức này được lựa chọn theo hình dạng và kích thước của khuyết tật xương để phù hợp với khả năng làm việc.

Các lỗ rỗng trong vật liệu làm đầy có thể có đường kính lớn tới 100–200 μm để cho phép sự phát triển của các nguyên bào xương hoặc đường kính nhỏ tới vài μm để giúp cung cấp không khí và chất dinh dưỡng cho bên trong xương. Trong một số trường hợp, vật liệu độn hình khối cần phải chắc chắn để ngăn vật liệu bị vỡ trong quá trình phẫu thuật hoặc phục hồi. Nếu vật liệu bị vỡ, nó sẽ ảnh hưởng đến quá trình chữa bệnh.

Do đó, việc kiểm soát kích thước lỗ rỗng và tỷ lệ của nó rất quan trọng vì sự phân tán kích thước và sức mạnh lỗ chân lông ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của vật liệu thay thế xương.

Những thách thức của việc quan sát kích thước lỗ rỗng

Cho đến nay, việc quan sát lỗ rỗng đã được thực hiện bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) và các phương pháp khác trên các mảnh nhỏ của vật liệu phụ nhúng nhựa. Tuy nhiên, việc chuẩn bị mẫu liên quan đến các phương pháp này, chẳng hạn như phân mảnh mẫu, nhúng nhựa và phún xạ được sử dụng trong SEM, đã thêm hai đến ba ngày vào thời gian kiểm tra. Ngày nay có một phương pháp nhanh hơn – kính hiển vi quét laser 3D Evident.

Giải pháp đo lường đánh giá kích thước lỗ rỗng của vật liệu thay thế xương nhân tạo

Các giám định viên có thể nhanh chóng đánh giá kích thước lỗ rỗng của vật liệu thay thế xương nhân tạo bằng kính hiển vi quét laser 3D như hệ thống OLS5100 LEXT™. Kính hiển vi này kết hợp khả năng đo lường mạnh mẽ với quy trình làm việc đơn giản để người dùng ở mọi cấp độ kỹ năng có thể đo tỷ lệ diện tích, đường kính lỗ rỗng và độ sâu lỗ rỗng một cách dễ dàng.

Lợi ích giải pháp:

1. Sử dụng laser 405nm, cho phép bạn ngay lập tức bắt đầu quan sát không phá hủy bằng cách đặt mẫu lên sân khấu. Không cần chuẩn bị mẫu, rút ngắn đáng kể thời gian kiểm tra.
2. Có thể thu thập dữ liệu chiều cao trong một mặt phẳng, cho phép phạm vi đo lường và quan sát rộng hơn. Điều này bao gồm đường kính lỗ rỗng và tỷ lệ diện tích bằng cách phân tích hạt, đo độ sâu lỗ rỗng theo cấu hình và hiển thị 3D. Đánh giá dung sai cũng có thể được sử dụng để đưa ra đánh giá đạt / không đạt kết quả đo lường riêng lẻ so với một tiêu chuẩn đã đặt.
3. Có thể ghép dữ liệu 3D lại với nhau theo hướng phẳng, cho phép thu thập dữ liệu có độ chính xác cao trên một khu vực rộng.

Phân tích hạt (tỷ lệ diện tích lỗ chân lông, đường kính tối đa, đường kính Feret và đường kính tròn tương đương).
Hình ảnh được chụp bằng ống kính khách quan 10X và được ghép thành hình ảnh 5 × 5 (vuông 5 mm).

Phân tích hạt, xác định dung sai.

Ví dụ, khi tập trung vào đường kính tương đương và kiểm tra lỗ chân lông lớn hơn một kích thước nhất định, phán đoán đạt / không đạt có thể được hiển thị cho tất cả các hạt đo. Điều này được thực hiện bằng cách đặt giá trị tham chiếu và giới hạn trên và dưới (±), có thể được chuyển sang Microsoft Excel.

Đo hồ sơ (độ sâu của lỗ).

Đo diện tích/thể tích (diện tích/thể tích lỗ rỗng).