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2021科研工作进展-非酶促糖基化对皮质骨力学性能的影响

08月09日


2型糖尿病(T2DM)患者骨组织非酶糖基化(NEG)引起的骨质差被认为是骨脆性和影响骨力学性能的主要因素,然而目前仍然缺乏全面系统的生物力学研究评估NEG对骨组织的影响。本研究采用体外NEG方法模拟T2DM皮质骨状态,从弹塑性、断裂韧性和粘弹性方面探索NEG对皮质骨力学性能的影响。

研究团队利用牛皮质骨制作单边缺口梁形状的断裂韧性实验(准静态状态和跌倒状态,位移速率分别为103mm/s和10mm/s)样本、长方体的强度和应力松弛实验样本,每种实验样本(n=20)平均分为对照组和糖基化组,待培养结束,采用三点弯曲方法对各组样本进行力学实验并统计各力学实验参数。

研究结果表明,糖基化组的后屈服应变、后屈服能量及损伤分数显著小于对照组,但其切线模量显著大于对照组。糖基化组的准静态断裂韧性的塑性分量Jpl显著小于对照组;两组的跌倒断裂韧性无显著性差异,且两组准静态断裂韧性的弹性分量Jel显著大于跌倒断裂韧性的Jel。糖基化组的初始应力松弛模量和平衡模量显著大于对照组。

本研究证实了非酶糖基化NEG显著降低了皮质骨的后屈服特性及准静态断裂韧性,尤其是准静态断裂韧性的塑性分量,且NEG也会削弱皮质骨的粘弹性。本研究发现NEG对皮质骨的弹塑性、断裂韧性和粘弹性均有负面影响。

该发现可为2型糖尿病患者皮质骨脆性增加提供更多的生物力学证据,为探索T2DM骨脆性增加的原因提供了新思路。

   

(审核:)
编辑:姚杰

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