SPring-8を利用したアキレス腱付着部の3次元構造変化とその力学的特性の解明

本年度の研究目的は，成長過程におけるラットアキレスEnthesisの3次元構造と力学的特性の変化を経時的に明らかにすることである．対象はWistar系雄性ラット48匹を対象とした．その後，4・6・8・12週齢（4群×12匹）の各週齢にてアキレスEnthesisを採取した．各群6匹は大型放射光施設（SPring-8）にて0.1°毎に3.51μｍの画素サイズにて画像の取得を行った．残りの各群6匹については，アキレスEnthesisの引張段試験を実施した．その結果，アキレスEnthesisの波状構造は，成長に伴い複雑化する様子が観察された．力学的特性については，4週齢と比較して6・8・12週齢で破断強度が有意に高値を示した．また，6週齢と8週齢の間には強度的な有意差は認められなかったが，12週齢と比較した場合には有意差を認めた．これらのことから，アキレスEnthesisは，成長に伴い波状構造を複雑化することでより骨との接地面積を広げることでその強度を担保しているものと推察される．加えて，筋収縮により生じた張力を効率よく骨に伝達することで，関節運動と側面においても貢献していることが考えられる．今後は，SPring-8で取得した3次元画像をもとに有限要素法（FEM: Finite Element Method）による画像解析を行い，表面積や応力集中部位の違いなどについて定量化を実施することで，より詳細な変化を捉えていく必要がある．

本年度の研究目的は，成長過程におけるラットアキレスEnthesisの3次元構造と力学的特性の変化を経時的に明らかにすることである．対象はWistar系雄性ラット48匹を対象とした．その後，4・6・8・12週齢（4群×12匹）の各週齢にてアキレスEnthesisを採取した．各群6匹は大型放射光施設（SPring-8）にて0.1°毎に3.51μｍの画素サイズにて画像の取得を行った．残りの各群6匹については，アキレスEnthesisの引張段試験を実施した．その結果，アキレスEnthesisの波状構造は，成長に伴い複雑化する様子が観察された．力学的特性については，4週齢と比較して6・8・12週齢で破断強度が有意に高値を示した．また，6週齢と8週齢の間には強度的な有意差は認められなかったが，12週齢と比較した場合には有意差を認めた．これらのことから，アキレスEnthesisは，成長に伴い波状構造を複雑化することでより骨との接地面積を広げることでその強度を担保しているものと推察される．加えて，筋収縮により生じた張力を効率よく骨に伝達することで，関節運動と側面においても貢献していることが考えられる．今後は，SPring-8で取得した3次元画像をもとに有限要素法（FEM: Finite Element Method）による画像解析を行い，表面積や応力集中部位の違いなどについて定量化を実施することで，より詳細な変化を捉えていく必要がある．