The structural similarities between the inorganic component of bone tissue and geological formations make it possible that mathematic models may be used to determine weight percentage composition of different mineral element oxides constituting the inorganic component of bone tissue. The determined weight percentage composition can be verified with the determination of element oxide concentration values by laser induced plasma spectroscopy and inductively coupled plasma optical emission spectrometry. It can be concluded from calculated weight percentage composition of the inorganic component of bone tissue and laboratory analyses that the properties of bone tissue are determined primarily by hydroxylapatite. The inorganic bone structure can be studied well by determining the calcium oxide concentration distribution using the laser induced plasma spectroscopy technique. In the present study, thin polished bone slides prepared from male bovine tibia were examined with laser induced plasma spectroscopy in a regular network and combined sampling system to derive the calculated calcium oxide concentration distribution. The superficial calcium oxide concentration distribution, as supported by "frequency distribution" curves, can be categorized into a number of groups. This, as such, helps in clearly demarcating the cortical and trabecular bone structures. Following analyses of bovine tibial bone, the authors found a positive association between the attenuation value, as determined by quantitative computer tomography and the "ρ" density, as used in geology. Furthermore, the calculated "ρ" density and the measured average calcium oxide concentration values showed inverse correlation.
A csontszövet és a geológiai képződmények szerkezeti felépítése közötti hasonlóság lehetővé teszi, hogy a csontszövet szervetlen részét matematikai modellekkel közelítsük. Az elemi összetétel ellenőrizhető a lézerindukált plazmaspektroszkópiai és induktív csatolású plazmaoptikai emissziós spektrometriás mérésekből meghatározott elemoxidkoncentráció-értékekkel. A számításokból és a laboratóriumi mérésekből egyértelműen következik, hogy a csontszövet tulajdonságait elsősorban a hidroxiapatit határozza meg. A szervetlen csontszerkezet igen jól tanulmányozható a lézerindukált plazmaspektroszkópiai technikával megbízhatóan mérhető kalcium-oxid-koncentrációértékek eloszlásainak segítségével. Jelen tanulmányban a szerzők hím szarvasmarha lábszárcsontjaiból készült vékonycsiszolatokon szelvény menti, lézerindukált plazmaspektroszkópiai mérésekből számított kalcium-oxid-koncentráció eloszlásai mutatják be. A kalcium-oxid-koncentrációértékek felületi eloszlásait, „gyakorisági eloszlási” görbék támasztják alá. A több csoportba sorolt kalcium-oxid-koncentrációértékek alapján a corticalis és trabecularis csontszerkezet élesen megkülönböztethető. A szerzők a csontokon elvégzett kvantitatív komputertomográfiái mérésekből számított attenuációs együttható (összsűrűség) és geológiában használt „ρ”-sűrűség között szignifikáns pozitív korrelációt találtak. Továbbá a kiszámított „ρ”-sűrűség és a meghatározott átlag-kalcium-oxid-koncentrációértékek inverz korrelációt mutattak. Orv. Hetil., 2014, 155(45), 1783–1793.
Keywords: bone tissue; calcium oxide; csontszövet; kalcium-oxid; laser induced plasma spectroscopy; lézerindukált plazmaspektroszkópia; mineral composition; ásványok összetétele.