INTRODUCTION: Micro-CT analysis is a powerful technique for a non-invasive evaluation of the morphometric parameters of trabecular bone samples. This elaboration requires a previous binarization of the images. A problem which arises from the binarization process is the partial volume artifact. Voxels at the external surface of the sample can contain both bone and air so thresholding operates an incorrect estimation of volume occupied by the two materials. AIM: The aim of this study is the extraction of bone volumetric information directly from the image histograms, by fitting them with a suitable set of functions. METHODS: Nineteen trabecular bone samples were extracted from femoral heads of eight patients subject to a hip arthroplasty surgery. Trabecular bone samples were acquired using micro-CT Scanner. Hystograms of the acquired images were computed and fitted by Gaussian-like functions accounting for: a) gray levels produced by the bone x-ray absorption, b) the portions of the image occupied by air and c) voxels that contain a mixture of bone and air. This latter contribution can be considered such as an estimation of the partial volume effect. RESULTS: The comparison of the proposed technique to the bone volumes measured by a reference instrument such as by a helium pycnometer show the method as a good way for an accurate bone volume calculation of trabecular bone samples.

Nowadays, several adhesive systems are used in dental restoration and they’re evaluated by clinical research. In vitro evaluations are often made by means of traditional observation techniques (for example scanning electron microscope (SEM), while 3D cone-beam microtomography technique (3D micro-CT), that can be able to generate 3D sample images without any sample treatment during acquisition data, is going to be used a lot in the next few years. In dental cavity restored with composite, it is possible to predict the presence of gaps due to polymerization shrinkage; that is the reason this work purpose is to reveal by 3D images and measure by micro-CT analysis the voids generated applying the most used adhesive systems at the moment. By means of microtomographic analysis is proposed an aid to overcome bidimensional SEM investigation limits like random observation of sample surface, sample sectioning (to see inside it with the relative possible structural alterations induced on the same sample) and the gold sputtering treatment. For this experimental work, human crown teeth have been selected, all restored with the same composite material, using five adhesive systems. After about 48 hours each tooth has been acquired by means of Skyscan 1072 micro-CT instrument and then processed by 3D reconstruction and micro-CT analyser software. Three adhesive systems have showed 3D micro-CT images with not as much voids as expected, with a very little extent. This kind of micro-CT in vitro evaluation proposal suggests a method to observe and quantify the voids generated after polymerization shrinkage during tooth restoration.

Allo stato attuale diverse tipologie di adesivi smalto-dentinali vengono correntemente utilizzate per la realizzazione di restauri odontoiatrici in composito, previa verifica della loro efficacia da parte della ricerca clinica. Valutazioni in vitro vengono spesso realizzate grazie all’utilizzo di metodiche di osservazione tradizionali, per esempio la microscopia a scansione elettronica (SEM), ma la tecnica microtomografica 3D a fascio conico, che è in grado di generare immagini 3D di un campione senza alcun tipo di trattamento dello stesso durante l’acquisizione delle informazioni, sta diventando una tecnologia sempre più richiesta per questo tipo di applicazione. L’impiego della microtomografia a raggi X ha consentito il superamento dei limiti relativi alla bidimensionalità del SEM, come l’osservazione random delle superfici di un campione, il taglio del campione (allo scopo di indagare all’interno dello stesso ma con il rischio di determinare alterazioni dell’oggetto in studio) e la ricopertura con polveri d’oro. In questo studio sperimentale sono state utilizzate delle corone dentarie umane, restaurate con lo stesso materiale composito ma utilizzando cinque diversi sistemi adesivi smalto-dentinali. Dopo circa 48 ore dall’esecuzione dell’otturazione, ciascun dente è stato sottoposto ad acquisizione microtomografica tramite strumentazione Skyscan 1072 e processato attraverso i software 3D reconstruction e micro-CT analyser. Le immagini microtomografiche 3D di tre sistemi adesivi hanno dimostrato la presenza di pochi spazi vuoti e di limitata estensione. La microtomografia a raggi X si propone come un valido strumento per visualizzare e misurare i vuoti generati a seguito della contrazione da polimerizzazione conseguente all’esecuzione di restauri dentali in composito.

Morphometric and architectural bone parameters change in diseases such as osteoarthritis and osteoporosis. The mechanical strength of bone is primarily influenced by bone quantity and quality. Bone quality is defined by parameters such as trabecular thickness, trabecular separation, trabecular density and degree of anisotropy that describe the micro-architectural structure of bone. Recently, many studies have validated microtomography as a valuable investigative technique to assess bone morphometry, thanks to micro-CT non-destructive, non-invasive and reliability features, in comparison to traditional techniques such as histology. The aim of this study is the analysis by micro-computed tomography of six specimens, extracted from patients affected by osteoarthritis and osteoporosis, in order to observe the tridimensional structure and calculate several morphometric parameters.

I parametri morfometrici e architetturali dell’osso subiscono cambiamenti in presenza di patologie come l’osteoartrite e l’osteoporosi. Il comportamento meccanico dell’osso è influenzato sia dalla quantità (massa ossea) che dalla qualità dell’osso. La qualità dell’osso è definita da parametri che ne caratterizzano la struttura microarchitetturale, tra i principali lo spessore, la separazione e la densità trabecolare e il grado di anisotropia. Recentemente molti studiosi hanno validato la microtomografia come tecnica d’indagine della morfometria ossea e il suo notevole sviluppo è dato dal fatto che a differenza delle tecniche classiche come l’istologia, la microtomografia non provoca il danneggiamento del campione in esame. Nel corrente studio sono stati analizzati sei campioni ossei patologici tramite microtomografia computerizzata, prendendo in esame la struttura tridimensionale e i parametri istomorfometrici.

In this study a 3D microtomography display of tooth surfaces after in vitro dental wear tests has been obtained. Natural teeth have been compared with prosthetic teeth, manufactured by three different polyceramic composite materials. The prosthetic dental element samples, similar to molars, have been placed in opposition to human teeth extracted by paradontology diseases. After microtomography analysis, samples have been subjected to in vitro fatigue test cycles by servo-hydraulic mechanical testing machine. After the fatigue test, each sample has been subjected again to microtomography analysis to obtain volumetric value changes and dental wear surface images. Wear surface images were obtained by 3D reconstruction software and volumetric value changes were measured by CT analyser software. The aim of this work has been to show the potential of microtomography technique to display very clear and reliable wear surface images. Microtomography analysis methods to evaluate volumetric value changes have been used to quantify dental tissue and composite material wear.

In questo studio è stata ottenuta una visualizzazione microtomo grafica 3D di superfici dentali dopo prove di usura dentale in vitro. Sono stati comparati denti naturali e denti protesici realizzati in tre differenti materiali compositi policeramici. I campioni di denti protesici, simili a molari, sono stati posizionati in opposizione a denti umani estratti per problemi paradontologici. Dopo l’analisi microtomografica, i campioni sono stati sottoposti a cicli di prove di fatica in vitro tramite una strumentazione per prove meccaniche servo idraulica. Dopo le prove di fatica, ogni campione è stato di nuovo soggetto ad analisi microtomografica per ottenere le variazioni dei valori di volume e le immagini delle superfici di usura. Le immagini sono state ottenute dal programma 3D reconstruction e le variazioni volumetriche dal CT analyser. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di mostrare la possibilità della microtomografia di visualizzare in modo chiaro e affidabile le superfici di usura. I metodi di analisi microtomografica sono stati usati per valutare le variazioni volumetriche in modo da quantificare l’usura dei tessuti dentali e dei compositi.