基于Micro-CT技术的半月板微观结构分析和三维重建

摘要

目的:本研究的目的是利用Micro-CT技术分析半月板微观结构的特征,重建模拟微观结构的半月板3D模型.方法:收集人和羊的半月板,在高分辨率micro-CT扫描之前,每个半月板都被冻干.然后,得到微观尺度的CT二维图像.并进一步根据micro-CT图像计算半月板的孔隙率.收集多个连续的CT二维图像.重建一个基于二维CT图像的三维数字模型.3D数字模型被导出为STL格式,利用三维数字模型打印出三维树脂模型.结果:Micro-CT清晰显示半月板中的微纤维,体素大小为11.4μm.可以识别表层、层状层、周向纤维和径向纤维.根据micro-CT图像,半月板的平均孔隙率为33.92％ (33.92％ ±0.03％).建立了一个基于micro-CT图像的微观结构的三维模型.微尺度纤维可以在micro-CT图像和重建的三维数字模型中显示.此外,还打印出了一种基于三维数字模型的三维树脂模型.结论:由于纤维直径和纤维交联模式的不规则性,人工模拟半月板的微观结构极其困难.冷冻干燥和microCT扫描是半月板三维微观结构重建的有效方法,是迈向具有机械功能的3D打印半月板移植物的重要一步.