MECHANICAL AND HISTOMORPHOLOGIC CHANGES OF THE RAT FEMUR AFTER ADMINISTRATION OF SODIUM FLUORIDE

불화물에 의한 백서 대퇴골의 강도 및 조직형태학적인 변화

The purposes of the study was to examine changes in thickness and strength of the rat femur after administration of sodium fluoride in the drinking water. 48 female Sprague-Dawley rats were randomly divided into 4 groups, and they were supplied with 0(control), 1, 5 and 50 ppm of fluoride in the drinking water ad libitum for 6 weeks. Rats were killed and both sides of femur were dissected. Bone strength was measured as the stress of failure of femur at the middle point and femoral neck with Instron. Histologic slides were prepared from the femur shaft with routine processing of fixing, demineralizing, embedding and HE staining. Thickness and area of cortical bone and medullary cavity were measured by using Camera Lucida and Image Analyzer. All the collected data were analyzed with one-way ANOVA, Duncan's multiple range test for post-hoc tests and ANCOVA using the SAS 6.12 package at the level of 0.05. Bone strength increased significantly in the animals given 1 and 5 ppm of fluoride in the water, as compared to the control group. There were significant decreases of stress at fracture in 50 ppmF group compared to the 1 and 5 ppmF groups. The similar trends of bone strength at the femoral neck fracture test, but there were no statistical significances. Cortical bone thickness and area of the femur increased in the 1 and 5 ppmF groups compared to the control. However, the thickness of 50 ppmF group also decreased significantly as compared to 1 and 5 ppmF groups. On the other hand, medullary thickness and area increased in all fluoride groups than control group. All of the findings presented support the conclusion that, low fluoride dosage used in water fluoridation could increase the bone strength and might have preventive effect on femur fracture.

불화나트륨의 전신적인 투여가 백서골의 기계적, 조직학적인 특성에 미치는 영향을 알아보고자 0, 1, 5 및 50ppm의 불소를 6주간 투여한 다음 백서 대퇴골을 채취하여 대퇴골 전체의 압축 강도, 대퇴골 경부의 전단 강도를 만능압축시험기로 측정하고 대퇴골 횡단면 조직 슬라이드를 제작하여 피질골 및 골수강의 두께와 면적을 광학현미경과 image analyzer 등으로 측정한 결과는 다음과 같다. 1. 실험 6주간 불소 투여에 의한 백서 체중에 있어서 각 군간에 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다. 2. 6주간의 불소 투여시 대퇴골 전체의 압축강도는 대조군에 비해 1 및 5ppm 투여군에서 증가하다가 50ppm 투여군에서는 오히려 현저하게 감소하였다. 3. 대퇴골 경부의 전단 강도역시 대조군에 비해 1 및 5ppm군에서는 증가되다가 50ppm군에서는 감소되었으나 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다. 4. 피질골의 두께와 면적 역시 대조군에 비해 5ppm 투여군까지는 증가하다가 50ppm 투여군에서는 현저히 감소되었다. 5. 골수강의 두께와 면적은 대조군에 비해 불소투여군 모두에서 통계적으로 유의하게 증가되었다. 이상의 결과로 미루어 볼 때 상수도수불소화에 사용되는 1ppm의 불소 농도에서는 백서 대퇴골의 기계적인 압축강도가 증진되고 조직형태학적으로도 피질골의 두께가 증가됨으로 인하여 동일한 하중에서도 골의 파절에 대한 저항 능력을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.