Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Electromagnetic exposure of scaffold-free three-dimensional cell culture systems. med./bio.

[Elektromagnetische Exposition Gerüst-freier dreidimensionaler Zellkultur-Systeme].

Veröffentlicht in: Bioelectromagnetics 2011; 32 (5): 351-359

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen einer elektromagnetischen Feld-Exposition auf ein Gerüst-freies (d.h. ohne synthetische Polymere oder Biomaterialien) dreidimensionales (3D) Zellkultur-System untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Die Studie verfolgte das Ziel, eine verbesserte physiologische Relevanz mit Hilfe eines 3D-Modells in vitro zu erzielen. Verschiedene Studien deckten bereits klare Unterschiede zwischen Monolayer- und 3D-Zellkulturen in Bezug auf das Zellverhalten auf. Durch Verwendung Rotations-vermittelter Gerüst-freier Sphäroide wurde eine histologisch-typische Selbstorganistation ermöglicht.
Im ersten Teil der Experimente wurden kardiale Myozyten-Sphäroide bei gepulsten elektromagnetischen Feldern exponiert (Feld 2). Im zweiten Teil wurde die Puls-Frequenz des elektromagnetischen Feldes der Schlag-Rate eines einzelnen Sphäroiden angepasst (Feld 3). Durch Varrieren der Puls-Frequenz im Bereich von 5-20 % wurden wurden mögliche direkte Interferenzen der elektromagnetischen Feld-Frequenzen mit der Schlag-Rate untersucht. In Positivkontrollen wurde die Schlag-Rate der Sphäroide als Funktion der Temperatur untersucht (Feld 1).

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 900 MHz
Modulationsart: CW
Expositionsdauer: kontinuierlich für 1 min
Exposition 2: 900 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich für 1 min
Exposition 3: 900 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich für 1 min

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 900 MHz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 1 min
Zusatzinfo Positivkontrolle
Modulation
Modulationsart CW
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau TEM cell constructed as a 1000 mm long stripline consisting of a 1 mm tin-plated steel sheet and a septum at a distance of 50 mm; stripline equipped with a temperature controller; temperature controller switched off
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 1 W/kg - berechnet - innerhalb der Sphäroide

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 900 MHz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 1 min
Modulation
Modulationsart gepulst
Tastgrad 50 %
Folgefrequenz 8,3 Hz
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau temperature controller switched on
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 100 mW/kg - berechnet - innerhalb der Sphäroide
SAR 250 mW/kg - berechnet - innerhalb der Sphäroide

Exposition 3

Hauptcharakteristika
Frequenz 900 MHz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 1 min
Modulation
Modulationsart gepulst
Folgefrequenz 1 Hz
Zusatzinfo

pulse frequency adjusted to the beat rate

Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau temperature controller switched on
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 100 mW/kg - berechnet - innerhalb der Sphäroide

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • vor der Befeldung
  • während der Befeldung
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Keiner der analysierten elektrophysiologischen Parameter wurde unter Exposition signifkant verändert. Die Ergebnisse zeigten keinen Einfluss des elektromagnetischen Feldes auf die kardialen Kontraktionen.
Die Ergebnisse zeigten jedoch, dass Sphäroide unter den vorliegenden Bedingungen ausgezeichnete Kandidaten für Experimente mit elektromagnetischen Feldern sind. Die elektromagnetischen Feld-Störungen aufgrund der Aufzeichnungs-Elektroden waren nur gering. Im Vergleich zu Monolayer-Kulturen sind die Sphäroide für einen längeren Zeitraum kontraktil. Sie sind somit ein vielversprechendes Zellkultur-System für Langzeit-Expositions-Studien.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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