DT News - Italy - Nuova tecnica a raggi X per mettere in evidenza le nano-strutture dei denti

Dental Tribune International

lun. 21 dicembre 2015

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Monaco di Baviera ‒ Con l’aiuto di un nuovo metodo di tomografia computerizzata (CT), basata sulla dispersione dei raggi X, un team internazionale di ricercatori è stato in grado di rendere visibili, per la prima volta, le nano-strutture in oggetti di pochi millimetri. Per dimostrare le potenzialità della tecnica, gli studiosi hanno ricostruito, in modo preciso, l’orientamento 3D delle fibre di collagene all’interno di una parte di dente umano.

Il nuovo metodo sviluppato da un team di ricercatori della Technische Universität München (TUM), dell'ospedale Charité di Berlino, della Lund University e del Paul Scherrer Institute in Svizzera, utilizza la dispersione dei raggi X anziché il loro assorbimento.

I metodi convenzionali CT calcolano all’interno di un oggetto, un solo valore, noto come voxel, per ogni punto dell’immagine 3D. Il vantaggio della nuova tecnica è l’assegnazione di valori multipli per ogni voxel all’arrivo della luce da varie direzioni. «Grazie a queste informazioni aggiuntive, siamo in grado di conoscere in maniera più approfondita la nano-struttura di un oggetto rispetto ai metodi convenzionali CT. Attraverso la misurazione indiretta dei raggi X “sparsi”, si possono infatti rendere visibili strutture troppo piccole per la misurazione spaziale diretta», spiega Franz Pfeiffer, capo dell'Istituto di Fisica Biomedica al TUM.

Combinando le informazioni 3D provenienti da raggi X sparsi con la CT, i ricercatori sono stati in grado di vedere chiaramente l'orientamento 3D delle fibre di collagene in una frazione di dente umano di circa 3 mm. A tale scopo sono state scattate 1,4 milioni di immagini a dispersione, successivamente elaborate utilizzando un algoritmo appositamente sviluppato per una ricostruzione completa. «Il metodo sofisticato CT è tuttora più adatto per l'esame di oggetti di grandi dimensioni. Per la prima volta, tuttavia, il nostro nuovo metodo rende possibile la visione di strutture nanometriche in oggetti di millimetrici con gli stessi livelli di precisione» dice Florian Schaff, uno specializzando dell'istituto e autore principale dello studio. Secondo i ricercatori la nuova tecnica di imaging potrebbe essere utile non solo per la maggior definizione di biomateriali quali ossa e denti, ma anche per materiali come i componenti delle celle a combustibile e batterie.

I risultati della ricerca sono stati pubblicati online il 19 novembre sulla rivista Nature in un articolo intitolato “Six-dimensional real and reciprocal space small-angle X-ray scattering tomography”.

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