材料内在的NIR光使得陶骨折移除的图像引导手术成为可能

科学领域:

• 整形外科手术 整形外科手术
• 生物材料科学是生物材料的科学.
• 医学成像医学成像

背景情况:

• 关节整形术是晚期关节炎的常见手术,每年有数百万人进行.
• 陶植入物头提供了出色的强度和耐磨性,但可以破裂 (高达0.03%).
• 破碎的陶碎片需要复杂和侵入性的移除程序.

研究的目的:

• 提出一种新的,无辐射的,基于光的图像引导的手术技术,用于检测骨折的陶部植入物.
• 为了利用陶材料固有的光,实现无标签的碎片可视化.
• 为了提高破裂陶植入物切除的安全性和效率.

主要方法:

• 对普遍存在的陶植入物材料 (例如Biolox delta) 的化学和光学分析.
• 光特性的表征,包括辐射光谱和光发光的量子产量.
• 开发相机辅助技术来检测毫米尺寸的碎片和光显微镜,以可视化微米尺寸的颗粒在突液和组织学样本.

主要成果:

• 生物洛克斯三角体植入物在700nm左右表现出强烈的光,具有74%的光发光量子产量.
• 光发射延伸到近红外 (NIR-I) 生物透明度范围,使得深层碎片检测成为可能.
• 该技术成功地可视化了毫米大小的碎片和微米大小的陶颗粒.

结论:

• 陶植入物的固有红宝石般的光,归因于硬化中的Cr,允许无标签的光学检测.
• 这种基于光的成像方法适用于检测手术部位的碎片和生物样本中的碎片.
• 该技术使用可访问的设备,需要最小的监管监督,并且可以很容易地集成到临床环境中,以改善骨折的植入物去除.