당뇨병 및 정상 쥐 모델에서의 늑골 나노기계적 특성

본 연구는 정적 및 동적 나노인덴테이션을 결합하여 당뇨병과 생리적 노화가 쥐 늑골 피질골의 나노기계적 거동에 미치는 영향을 분석합니다. 젊은 대조군, 고령군, 그리고 스트렙토조토신 유도 당뇨 쥐의 늑골을 대상으로 고유 기계적 특성과 주파수 의존적 특성을 정량화하였습니다. 정적 나노인덴테이션 결과, 당뇨군에서 경도와 탄성 계수가 각각 0.47 ± 0.22 GPa 및 9.53 ± 3.03 GPa로, 대조군(각각 0.11 ± 0.03 GPa 및 3.21 ± 0.51 GPa; p< 0.001)보다 유의하게 높게 나타났습니다. 파괴 인성을 나타내는 지표인 탄성 계수 대비 경도 비율은 대조군의 30.34에서 당뇨군의 20.45로 감소하여, 강성은 증가하지만 취성 또한 증가함을 시사합니다. 동적 나노인덴테이션(0–4.5 Hz) 결과에서는 저장 탄성 계수와 손실 탄성 계수에서 유의한 노화 관련 변화가 관찰되었습니다(p< 0.001). 반면 손실 계수(tan δ < 1)와 점도는 군 간 유사한 수준을 유지하여, 전반적으로 고체에 가까운 거동을 나타냄을 보여줍니다. 이러한 결과는 당뇨병이 기질 수준의 변화를 통해 골 조직의 강성을 증가시키는 반면, 노화는 주로 점탄성 감쇠 특성에 영향을 미침을 시사합니다. 정적–동적 나노인덴테이션을 결합한 본 분석 방법은 조직 수준에서 질환 및 노화에 따른 골 열화를 구분할 수 있는 유용한 접근법을 제공합니다. 또한 본 결과는 당뇨 환자나 고령자의 골 밀도가 정상 범위에 있음에도 골절이 발생할 수 있는 이유를 설명하며, 기존 골밀도 측정을 넘어 골 질 평가의 중요성을 강조합니다.