K úbytku kostní hmoty dochází z různých důvodů. Mezi ně patří zlomeniny kostí způsobené úbytkem svalů a kostí v důsledku stárnutí nebo změn životního stylu, kostní nádory, osteomyelitida a uvolnění umělých kloubů.
Ke kompenzaci úbytku kostní hmoty se používá autologní kostní štěp, kdy se odebere vlastní kost pacienta z jiné části jeho těla. Výhodou této techniky je, že používá vlastní živou tkáň pacienta, čímž nevyvolává žádnou imunitní odpověď, a má skvělé schopnosti tvorby kostí. Nicméně chirurgický zákrok, při kterém se odebírá kost určená pro náhradu, organismus pacienta zatěžuje, a velikost odebrané kosti nemusí být dostatečná.
Efektivním řešením těchto problémů jsou umělé kostní štěpy. Umělé kostní štěpy se mohou použít k vyplnění kostních defektů a mezer ke stabilizaci tkáně. Porézní keramika na bázi fosforečnanu vápenatého je k dispozici ve formě bloků, granulí a pasty. Volba konkrétní formy se odvíjí od tvaru a velikosti kostní vady tak, aby vyhovovala zpracovatelnosti.
Průměr pórů ve výplňovém materiálu může dosahovat rozměru 100–200 µm a umožňovat tak růst osteoblastů anebo jeho průměr může dosahovat jen několika málo µm a umožňovat tak přístup vzduchu a výživy dovnitř kosti. V některých případech je nutné, aby výplňové materiály ve formě bloku byly dostatečně pevné, aby při chirurgickém zákroku anebo rekonvalescenci nedošlo k jejich prasknutí. Pokud materiál praskne, ovlivní to proces hojení.
Z tohoto důvodu je kontrola velikosti pórů a jejího poměru důležitá, protože rozptyl velikosti póru a pevnost výrazně ovlivňuje funkci materiálu kostní náhrady.
Úskalí při sledování velikosti pórů
Až doposud se ke sledování pórů používala skenovací elektronová mikroskopie (SEM) a další metody pouze na malých kouscích výplňového materiálu, zalitého pryskyřicí. Nicméně příprava vzorku, která byla u těchto metod nutná, například fragmentace vzorku, zalití pryskyřicí a naprašování používané při metodě SEM, přidala k době kontroly dodatečné dva až tři dny. Dnes už existuje rychlejší metoda – 3D laserová skenovací mikroskopie.
Řešení měření k hodnocení velikosti pórů materiálu umělých kostních náhrad
Inspektoři mohou rychle vyhodnotit velikost pórů materiálu umělé kostní náhrady s pomocí 3D laserového skenovacího mikroskopu, jako je systém LEXT™ OLS5100. Tento mikroskop kombinuje výkonné měření schopnosti s jednoduchým pracovním postupem, takže uživatelé všech úrovní dovedností mohou snadno změřit poměr plochy, průměr a hloubku pórů.
Výhody řešení:
- Používá laser o vlnové délce 405 nm, což vám umožňuje okamžitě začít s nedestruktivním sledováním pouhým umístěním vzorku na stolek mikroskopu. Není nutná příprava vzorku, což výrazně zkracuje dobu kontroly.
- Může získat data o výšce v rovině, což umožní větší rozsah měření a sledování. To zahrnuje poměr průměru a plochy pórů pomocí analýzy částic, měření hloubky pórů pomocí profilů a 3D zobrazení. Také je možné posouzení tolerance s použitím hodnocení vyhověl/nevyhověl u jednotlivých výsledků měření vůči nastavenému standardu.
- Také je možné sloučit dohromady 3D data v rovinné orientaci, což umožní získat vysoce přesné údaje z široké oblasti.
Analýza částic (poměr plochy pórů, maximální průměr, Feretův průměr a ekvivalentní průměr kruhu).
Snímky pořízené pomocí objektivu 10X a sloučené do snímku 5 × 5 (čtverec 5 mm).
Stanovení tolerance analýzy částic.
Například při zaostření na ekvivalentní průměr a kontrolu pórů větších než je určitá velikost je možné zobrazit výsledek vyhověl/nevyhověl pro všechny měřené částice. To se provádí nastavením referenční hodnoty a horních a dolních mezí (±), které je možné přenést do Microsoft Excel.
Měření profilu (hloubka otvoru).
Měření plochy/objemu (plocha/objem pórů).
