Die mechanische Interaktion zwischen Knochenschrauben und der umliegenden Knochenstruktur ist Gegenstand laufender Forschung. Das Verständnis des Verhaltens von mechanisch belasteten Knochen-Implantat-Konstrukten ist wichtig für die Behandlung von Frakturen im osteoporotischen Knochen. Bei Osteoporosepatienten sind sowohl das Knochenmaterial an sich, als auch dessen feine Verästelungen (trabekuläre Struktur) in einem schlechten Zustand, was zu einer häufigen Lockerung der eingesetzten Knochenschrauben führt.
Um diese Vorgänge besser zu verstehen, werden Knochen-Implantat-Konstrukte mechanisch belastet und die Verformungen mittels hochauflösender Computertomographie (CT) sichtbar gemacht. Dabei können nicht die originalen Metallschrauben verwendet werden, da diese zu Verzerrungen (Artefakten) in den CT-Bildern führen. Stattdessen werden Kunststoffschrauben eingesetzt. Diese können intuitiv zwar von Auge auf den Bildern identifiziert werden.
CT-Bild nach automatischer Auswertung (segmentiert): Bild ist aufgeteilt in Knochen, Beschichtung und Implantatvolumen (Institut für Biomechanik, ETH Zürich, Zürich)
Eine automatische Erkennung mittels Auswertungsalgorithmen ist jedoch nicht möglich, da der Kontrast gegenüber dem umliegenden Gewebe zu klein ist. Daher werden mittels einer neu entwickelten Kontrastbeschichtung „TopCoscreen_8“ die Kunststoffschrauben auf den CT-Bildern für die automatische Auswertung sichtbar gemacht.
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