Un nuevo método de tomografía computarizada (TC) basado en la dispersión de rayos X permite por primera vez de visualizar nanoestructuras en objetos que miden sólo milímetros.
Un equipo de investigadores internacionales demostró el potencial de la técnica reconstruyendo la orientación precisa en 3-D de las fibras de colágeno en un pedazo de diente humano.
El nuevo método, que fue desarrollado por un equipo de investigadores de la Technische Universität München (TUM), el hospital Charité de Berlín, la Universidad de Lund y el Instituto Paul Scherrer de Suiza, utiliza la dispersión en vez de la absorción de rayos X.
Los métodos convencionales de TC calculan exactamente un valor, llamado un voxel, de cada punto de imagen 3-D en un objeto. La ventaja de la nueva técnica es que asigna múltiples valores para cada voxel debido a que la luz dispersada llega de varias direcciones.
"Gracias a esta información adicional, podemos aprender mucho más sobre la nanoestructura de un objeto que con los métodos convencionales de TC. Mediante la medición indirecta de rayos X dispersados, ahora podemos visualizar estructuras diminutas que son demasiado pequeñas para observar mediante resolución espacial directa", explicó el Prof. Franz Pfeiffer, director del Instituto de Física Biomédica en TUM.
Combinando la información en 3-D de los rayos X dispersados con TC, los investigadores fueron capaces de ver con claridad la orientación 3-D de las fibras de colágeno en un pedazo de diente humano que medía alrededor de 3 mm. Para ello, se tomaron 1,4 millones de imágenes de dispersión que fueron procesadas mediante un algoritmo especialmente desarrollado que realizar una reconstrucción completa.
"Un método sofisticado TC sigue siendo más adecuado para examinar objetos grandes. Sin embargo, este nuevo método permite la visualización de estructuras de rango nanométrico en objetos de tamaño milimétrico con gran nivel de precisión por primera vez", dijo Florian Schaff, estudiante de doctorado en el Instituto y autor principal del artículo.
La nueva técnica podría ser de interés para observar no sólo de biomateriales como huesos y dientes, sino también materiales funcionales, como componentes de pilas de combustible y baterías, según los investigadores.
Los resultados del estudio fueron publicados en línea en la revista Nature en un artículo titulado "Six-dimensional real and reciprocal space small-angle X-ray scattering tomography".
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