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생체조직의 탄성 측정

전문가 제언: ○ 유연한 조직의 기계적 성질이 저하되는 데 따라 노인의 생에 대한 기대감과 생활의 품질이 저하되는데 이는 혈관, 심장, 폐와 같은 동적인 조직 내에서 인장강도와 탄성을 나타내는 부분이 감소하기 때문이다. 인간의 심장과 폐를 구성하는 탄성섬유는 일생동안 109 이상의 하중을 반복적으로 받아 변형되는데 이는 정적 및 동적 하중을 받은 엔지니어링재료가 반복하중에 의해 피로단계를 거쳐 손상이 나타나는 것과 동일한 현상이다.

○ 엔지니어링 재료의 기계적 성질은 마이크로구조에 의해 조절되는데 동일한 구조 스케일의 생체재료에서의 마이크로구조는 조직의 종류에 따라 또 동일한 조직 내에서 위치에 따라, 나이나 질병의 유무에 따라 다양한 구조와 역학적 거동을 보인다. 특히 생체 내의 대동맥의 딱딱함은 나이와 혈압이나 당뇨, 말기 신장병을 포함하는 동맥경화증이 진전됨에 따라 증가하며 동맥경화증과 함께 나타나는 뇌경색이나 심근경색도 결국 고혈압에 의한 것이며 고혈압은 결국 반복되는 하중에 의한 혈관의 피로의 결과로 나타나며 폐와 같은 조직도 연령 증가에 따르는 기계적 성질 변화에 의하여 발생하는 것으로 밝혀졌다.

○ 젤라틴코어와 합판 모양으로 코어부분을 둘러싸고 배열된 피브릴 시트로 구성된 추간판 디스크에서도 나이가 들어감에 따라 열화가 진행되어 기계적인 성질의 변화가 일어나며 이로 인해 성인들은 흔히 디스크라는 병을 가지게 된다. 조직이 뻣뻣해지기 때문에 일어나는 질병의 분자수준의 진행 기구는 아직 상세하게 해명되지 않았다. 그 이유는 미시적인 크기의 구조나 조직의 분자 구성성분의 변화에 따르는 노화현상을 기계적 성질을 측정하는 거시적인 방법으로 시행하여 그 상관관계를 찾기가 어렵기 때문이다.

○ 노화실험방법의 개발을 위해서는 측정방법과 측정 대상체의 길이 스케일의 일치가 요구되는데 본고에서는 심혈관계 조직의 기계적 특성을 결정하기 위한 새로운 개념과 실험방법을 소개하고 있어 바이오재료 연구자에게 흥미로운 관점을 제시하고 있다.

저자: Riaz Akhtar
자료유형: 학술정보