ウシ骨へのガンマ線照射効果のメカニズムの解明

Investigation of the mechanism of gamma irradiation effect on bovine bone.

• Noor Rahman
• Rafiullah Khan
• Tanvir Hussain
• Nabi Ahmed

抄録

放射線滅菌は、骨移植前の骨の滅菌に有効な方法である。ガンマ線照射は、放射線量に応じて、骨の生物学的・機械的性質に影響を与えます。ガンマ線照射が骨の力学的特性に及ぼす影響は、好ましくない現象である。しかし、ガンマ線照射が骨の力学的特性に及ぼす影響のメカニズムについては十分に理解されていない。本研究では、走査型電子顕微鏡,エネルギー分散型X線分光法,フーリエ変換赤外分光法を用いて、ウシ骨へのガンマ線照射の影響のメカニズムを調べた。ガンマ線照射はウシ骨のミネラル及び繊維組成に影響を与える。骨のミネラル分、特にカルシウム,マグネシウム,リンの含有量はガンマ線照射量の増加に伴い減少する。ナノレベルのガンマ線照射では、アミドI,アミドII,アミドIIIのコラーゲン含量が変化する。高線量ガンマ線照射は骨中のコラーゲン架橋反応を誘発し、骨の性質を低下させる。

Radiation sterilization is an effective method of bone sterilization prior to bone graft transplantation. Gamma irradiation affects the biological and mechanical properties of bone; depending on the dose of radiation. The effect of gamma irradiation on bone mechanical properties is an unwanted phenomenon. However the mechanism of the effect of irradiation on bone mechanical properties is not properly understood. In this research paper the mechanism of the effect of gamma irradiation on bovine bone is investigated using scanning electron microscopy, energy-dispersive X-rays spectroscopy and Fourier transform infrared spectroscopy techniques. Gamma irradiation affects the mineral and fiber composition of bovine bone. The mineral content of bone especially calcium, magnesium and phosphorus decrease with increasing dose of gamma radiation. At Nano-level gamma irradiation alter amide I, amide II and amide III collagen contents. High dose gamma irradiation induces collagen cross-linking reaction in bone and degrades bone properties.