Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

The effects of terahertz radiation on human keratinocyte primary cultures and neural cell cultures med./bio.

[Die Wirkungen von Terahertz-Wellen auf menschliche Keratinozyten-Primärkulturen und Nervenzell-Kulturen]

Von: Bourne N, Clothier RH, D'Arienzo M, Harrison P

Veröffentlicht in: Altern Lab Anim 2008; 36 (6): 667-684

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen einer langanhaltenden und/oder wiederholten Exposition bei Terahertz-Wellen auf menschliche Keratinozyten-Primärkulturen und Nervenzell-Kulturen untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Es wurden zwei unterschiedliche Zellarten verwendet, um die Wirkung der Terahertz-Wellen auf die natürliche Schutz-Funktion der Haut (Primärkulturen von menschlichen Keratinozyten) und des Auges (menschliche Hornhaut-Epithel-Zellen) zu untersuchen. Menschliche Hornhaut-Epithel-Zellen werden nur durch einen Tränenfilm geschützt, deshalb ist das Auge ungeschützter als die Haut. Die Zelllinie ND7/23 weist Eigenschaften von Sinnes-Nervenzellen auf.
Folgende Kontroll-Gruppen wurden verwendet: 1) schein-exponierte Zellen, 2) Negativkontrollen (UVA-Exposition) und 3) Positivkontrollen (UVB-Exposition und Hitzeschock-Behandlung (43°C, 60 min)).

Endpunkt

Zelllebensfähigkeit/Zellteilung/Zellproliferation: Zellproliferation
Stress-Reaktion (Hitzeschock-Protein HSP70, Glutathion), Zelldifferenzierung

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

- 0,14 THz
- Millimeterwellen
- Terahertz-Felder
- PW (gepulste Welle)
- Ko-Exposition

Exposition	Parameter
Exposition 1: 14 THz Modulationsart: gepulst Expositionsdauer: kontinuierlich für 10 min bis 24 h Einzelexposition	Leistung: 250 mW Minimum (Spitzenwert) Leistung: 1.000 mW Maximum (Spitzenwert) Leistungsflussdichte: 24 mW/cm² Minimum (Spitzenwert) Leistungsflussdichte: 62 mW/cm² Maximum (Spitzenwert)
Exposition 2: 14 THz Modulationsart: gepulst Expositionsdauer: 2 mal 24 h mit einer 48 h Pause dazwischen wiederholte Exposition	Leistung: 250 mW Minimum (Spitzenwert) Leistung: 1.000 mW Maximum (Spitzenwert) Leistungsflussdichte: 24 mW/cm² Minimum (Spitzenwert) Leistungsflussdichte: 62 mW/cm² Maximum (Spitzenwert)
Exposition 3: 14 THz Modulationsart: gepulst Expositionsdauer: kontinuierlich für 24 h Einzelexposition mit UVB Co-Exposition	Leistung: 250 mW Minimum (Spitzenwert) Leistung: 1.000 mW Maximum (Spitzenwert) Leistungsflussdichte: 24 mW/cm² Minimum (Spitzenwert) Leistungsflussdichte: 62 mW/cm² Maximum (Spitzenwert)

Exposition 1

Hauptcharakteristika

Frequenz	14 THz
Typ	elektromagnetisches Feld
Expositionsdauer	kontinuierlich für 10 min bis 24 h
Zusatzinfo	Einzelexposition

Modulation

Modulationsart	gepulst
Pulsbreite	80 ns
Folgefrequenz	50 kHz

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	millimeter wave generator
Abstand zw. exponiertem Objekt und Expositionsquelle	6,7 cm
Aufbau	culture plates placed inside a CO₂ incubator; exposure directed on the base of the culture plates

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
Leistung	250 mW	Minimum	gemessen	-	Spitzenwert
Leistung	1.000 mW	Maximum	gemessen	-	Spitzenwert
Leistungsflussdichte	24 mW/cm²	Minimum	gemessen	-	Spitzenwert
Leistungsflussdichte	62 mW/cm²	Maximum	gemessen	-	Spitzenwert

Exposition 2

Hauptcharakteristika

Frequenz	14 THz
Typ	elektromagnetisches Feld
Expositionsdauer	2 mal 24 h mit einer 48 h Pause dazwischen
Zusatzinfo	wiederholte Exposition

Modulation

Modulationsart	gepulst
Pulsbreite	80 ns
Folgefrequenz	50 kHz

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	gleicher Aufbau wie Exposition 1
Abstand zw. exponiertem Objekt und Expositionsquelle	6,7 cm

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
Leistung	250 mW	Minimum	gemessen	-	Spitzenwert
Leistung	1.000 mW	Maximum	gemessen	-	Spitzenwert
Leistungsflussdichte	24 mW/cm²	Minimum	gemessen	-	Spitzenwert
Leistungsflussdichte	62 mW/cm²	Maximum	gemessen	-	Spitzenwert

Exposition 3

Hauptcharakteristika

Frequenz	14 THz
Typ	elektromagnetisches Feld
Expositionsdauer	kontinuierlich für 24 h
Zusatzinfo	Einzelexposition mit UVB Co-Exposition

Modulation

Modulationsart	gepulst
Pulsbreite	80 ns
Folgefrequenz	50 kHz

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	gleicher Aufbau wie Exposition 1
Abstand zw. exponiertem Objekt und Expositionsquelle	6,7 cm
Aufbau	with or without prior exposure to 30 mJ/cm² UVB

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
Leistung	250 mW	Minimum	gemessen	-	Spitzenwert
Leistung	1.000 mW	Maximum	gemessen	-	Spitzenwert
Leistungsflussdichte	24 mW/cm²	Minimum	gemessen	-	Spitzenwert
Leistungsflussdichte	62 mW/cm²	Maximum	gemessen	-	Spitzenwert

Exponiertes System:

intakte Zelle/Zellkultur (in vitro)
ND7/23 cells (neuronale Zelllinie); menschliche primäre Keratinozyten und menschliche Hornhaut-Epithel-Zellen

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Zellfunktionen: Schutz-Funktion (Hornhaut-Epithel-Zellen; Fluoreszein-Durchsicker-Test)
Zelllebensfähigkeit/Zellteilung/Zellproliferation: Zellproliferation (Resazurin-Reduktions-Test)
morphologische/histopathologische Veränderungen: Zell-Morphologie (Keratinozyten; Phasenkontrastmikroskopie), Zelldifferenzierung (Keratinozyten; Fluoreszein-Cadaverin-Aufnahme-Test)
Stress-Reaktion (Gehalt an Hitzeschock-Protein HSP70 (Keratinozyten, Hornhaut-Epithel-Zellen; Western Blot, ELISA), oxidativer Stress (ND7/23; Glutathion-Test)

Untersuchtes System:

intakte Zelle/Zellkultur (in vitro)
lysierte Zellen, Proteine

Untersuchungszeitpunkt:

während der Befeldung
nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Es wurden keine Wirkungen der langanhaltenden und/oder wiederholten Exposition bei Terahertz-Wellen auf die überprüften Parameter in allen drei untersuchten Zelllinien gefunden.

Studienmerkmale:

medizinische/biologische Studie
experimentelle Studie
Voll-/Hauptstudie

Studie gefördert durch

Northwest Science Fund (NWSF), UK

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