Att titta in i det allra innersta i en tand

Med metoden SAXS, som är en vidareutveckling av röntgentekniken, kan forskare undersöka strukturen av olika material på nanonivå. I en artikel i senaste numret av Nature presenteras en studie som visar hur tekniken kan ge ännu tydligare bilder genom att kombineras med datortomografi, eller skiktröntgen som det också kallas.

SAXS (small-angle X-ray scattering) används i forskningssammanhang för att studera strukturen av exempelvis biologiska material som ben, tänder eller hjärna för att förstå deras uppbyggnad bättre. Tekniken används också för att bland annat utveckla nya och bättre byggmaterial.

– Det är en utbredd teknik för att studera strukturer som är mindre än en mikrometer, men metoden har tidigare bara gett bilder i två dimensioner. Tidigare har också materialet antagits vara homogent i alla riktningar, säger Martin Bech från Medicinsk strålningsfysik vid Lunds universitet.

Han har medverkat i det team av forskare från Tyskland, Sverige och Schweiz som nu publicerar sina resultat i tidskriften Nature. Studien har letts av professor Franz Pfeiffer vid TUM, Technische Universität München.

– Vår nya teknik, där vi kombinerar SAXS med datoriserad skiktröntgen, öppnar helt nya möjligheter. För första gången kan vi se nanometer-strukturer i föremål som är några millimeter stora och i detalj se hur de ser ut inuti, säger Martin Bech.

Metoden kräver stora synkrotronanläggningar och mycket kraftfulla datorer för att bearbeta data. Det är med andra ord ingen metod som kommer att användas för rutindiagnostik inom sjukvården. Däremot kan den få stor betydelse för materialforskning, exempelvis till utveckling av implantat, berättar Martin Bech. Ett annat framtida tillämpningsområde kan vara utveckling av bränsleceller och batterier.

Fakta om 6D-SAXS:

Tekniken bygger på att röntgenstrålar sprids när de passerar igenom ett material. Ojämnheter eller skillnader i strukturer påverkar spridningen och genom datoriserade analyser kan detaljerade tvärsnittsbilder av materialet erhållas.

I studien undersöktes en tand med den nya metoden. Tänder består främst av mineraliserade kollagenfibrer, vars struktur påverkar tandens hållfasthet. Totalt togs 1,4 miljoner tvärsnittsbilder för att skapa den tredimensionella bilden av de enskilda kollagenfibrerna inuti tanden.

Bildtext: Bilder av en tands insida som tagits fram med hjälp av den nya tekniken 6D-SAXS. Källa: Schaff et al. / Nature

Publikation: Six-dimensional real and reciprocal space small-angle X-ray scattering tomography

Kontakt:
Martin Bech, Universitetslektor vid Medicinsk Strålningsfysik, Lunds universitet
martin.bech@med.lu.se
046-178542
0045 61308012

Presskontakt: Nina Nordh, nina.nordh@cec.lu.se

Lunds universitet grundades 1666. Universitetet rankas idag som ett av världens 100 bästa och är samtidigt Sveriges mest internationella lärosäte. Här finns 47 000 studenter och 7 200 medarbetare i Lund, Helsingborg och Malmö. Vi förenas i vår strävan att förstå, förklara och förbättra vår värld och människors villkor.

Taggar: