Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Different electromagnetic field waveforms have different effects on proliferation, differentiation and mineralization of osteoblasts in vitro. med./bio.

[Verschiedene Wellenformen von elektromagnetischen Feldern haben unterschiedliche Wirkungen auf die Proliferation, Differenzierung und Mineralisierung von Osteoblasten in vitro].

Veröffentlicht in: Bioelectromagnetics 2014; 35 (1): 30-38

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen von verschiedenen Wellenformen auf die Zellproliferation, Differenzierung und Mineralisierung von Ratten-Osteoblasten untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Vier verschiedene Wellenformen (sinusförmig, dreieckig, rechteckig und sägezahnförmig) und eine unbehandelte Kontrolle wurden untersucht.
Die Osteoblasten (primäre Zellen) wurden aus Schädelknochen neugeborener Ratten isoliert.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50 Hz
Expositionsdauer: 30 Minuten/Tag für bis zu 12 Tage
Exposition 2: 50 Hz
Expositionsdauer: 30 Minuten/Tag für bis zu 12 Tage
dreieckig
Exposition 3: 50 Hz
Expositionsdauer: 30 Minuten/Tag für bis zu 12 Tage
Exposition 4: 50 Hz
Expositionsdauer: 30 Minuten/Tag für bis zu 12 Tage

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer 30 Minuten/Tag für bis zu 12 Tage
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer osteoblasts placed in 60 mm culture dishes inside the solenoid
Aufbau solenoid consisting of three series-connected coils and the core cylinder was an acrylic tube (inner diameter = 18 cm, height = 21 cm); solenoid positioned in an incubator at 37°C
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1,8 mT Effektivwert gemessen - -

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer 30 Minuten/Tag für bis zu 12 Tage
Zusatzinfo dreieckig
Zusatzinfo Signal form: triangular
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1,8 mT Effektivwert gemessen - -

Exposition 3

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Signalform
  • rechteckig
Expositionsdauer 30 Minuten/Tag für bis zu 12 Tage
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1,8 mT Effektivwert gemessen - -

Exposition 4

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Signalform
  • sägezahnförmig
Expositionsdauer 30 Minuten/Tag für bis zu 12 Tage
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1,8 mT Effektivwert gemessen - -

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle hemmte die Exposition bei einem sinusförmigen Magnetfeld die Proliferation der Osteoblasten signifikant, während die Exposition bei einer rechteckigen Wellenform die Proliferation signifikant erhöhte.
Nach 9 und 12 Tagen Exposition war die Enzymaktivität der alkalischen Phosphatase im Vergleich zur Kontrolle bei der sinusförmigen und der dreieckigen Wellenform signifikant erhöht. Die Menge an alkalischer Phosphatase-positiven Kulturen war in den mit sinusförmigen, dreieckigen und sägezahnförmigen Wellenformen exponierten Zellkulturen signifikant höher als in der Kontrolle.
Verglichen mit den Kontroll-Zellkulturen waren nach 9 und 12 Tagen die Menge an Calcium und die Anzahl an verkalkten Knötchen in den Zellkulturen, die mit sinusförmigen und dreieckigen Wellenformen exponiert wurden, signifikant erhöht (und bei der Menge an Calcium nach 12 Tagen auch die sägezahnförmigen),
Die Genexpression von Runx-2 und Opg war verglichen mit der Kontrolle nach 1 Tag bei einer sinusförmigen, dreieckigen und einer sägezahnförmigen Wellenform signifikant hochreguliert, wohingegen die Genexpression von Igf-1 nach 3 und 4 Tagen signifikant erhöht war.
Während rechteckige Magnetfelder die Proliferation erhöhten und und keinen Einfluss auf die Differenzierung hatten, hemmten sinusförmige Felder die Proliferation und förderten die Differenzierung in Osteoblasten. Die Autoren schlussfolgern, dass der Einfluss von Magnetfeldern auf die Proliferation, Differenzierung und Mineralisierung abhängig von der Wellenform ist.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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