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Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Calcium homeostasis of isolated heart muscle cells exposed to pulsed high-frequency electromagnetic fields.

[Calcium-Homöostase isolierter Herzmuskel-Zellen, exponiert mit gepulsten hochfrequenten elektromagnetischen Feldern].

Veröffentlicht in: Bioelectromagnetics 1996; 17 (2): 144-153

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten mögliche athermische Auswirkungen einer Befeldung mit GSM Merkmalen auf die intrazelluläre Calcium-Homöostase in isolierten Herzmuskel-Zellen von Meerschweinchen untersucht werden.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 900 MHz
Modulationsart: CW
Expositionsdauer: kontinuierlich für 500 s
Exposition 2: 900 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich für 500 s
Exposition 3: 900 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich für 500 s
Exposition 4: 900 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich für 500 s
Exposition 5: 900 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich für 500 s
Exposition 6: 1.300 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich für 500 s
Exposition 7: 1.800 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich für 500 s
Exposition 8: 900 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich für 120 min
Allgemeine Informationen
The experimental schedule varied carrier frequency (900, 1300, and 1800 MHz), modulation frequency (0, 16, 50, 217 Hz, and 30 kHz at 900 MHz), and membrane potential. The experiments included sham runs with the same handling and duration.
Exposition 1
Hauptcharakteristika
Frequenz 900 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer kontinuierlich für 500 s
Modulation
Modulationsart CW
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer The TEM cell was mounted on the object stage of the inverted microscope and contained an open 10-mm experimental chamber for holding the sample. The bottom of this chamber consisted of a glass coverslip and a 1-mm mesh made of 0.05-mm wire and provided shielding while allowing optical observation.
Aufbau The sample volume (200 µl of cell suspension) in the Plexiglas chamber was maintained at 37 ± 0.5 °C by perfusion of the preheated solution and an additional heating fluid running through a circular channel around the sample volume.
Scheinexposition Eine Scheinexposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo An experimental run consisted of three phases each lasting 500 s. The first phase without any exposure was followed by field exposure. During the third phase a chemical stimulation (K+-depolarization) was performed indicating the viability of the cells which served as positive control.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 59 mW/kg Mittelwert berechnet und gemessen - auch Spitzenwert
Mess- und Berechnungsdetails
The SAR values achieved were determined by combined measurements and calculations. Field distribution and SAR for 1 W were calculated first. Then the input power to the TEM cell was measured for each applied signal using a bolometer. Finally, the actual SAR values were obtained by multiplication. The SAR values calculated on this basis were only spatial mean values within the solution. The metal mesh, however, created local field inhomogeneities at the level of the cells since the field lines converged towards the wires of the mesh. Calculations on this showed that local SAR values varied by one order of magnitude (or a factor of 3) depending on the position of an individual cell. One millimeter above the wire mesh, the field distribution was even.
Exposition 2
Hauptcharakteristika
Frequenz 900 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer kontinuierlich für 500 s
Modulation
Modulationsart gepulst
Anstiegszeit 2,5 µs
Abfallzeit 2,5 µs
Tastgrad 50 %
Folgefrequenz 16 Hz
Pulsart rechteckig
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 29 mW/kg Mittelwert berechnet und gemessen - -
SAR 57 mW/kg Spitzenwert berechnet und gemessen - -
Exposition 3
Hauptcharakteristika
Frequenz 900 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer kontinuierlich für 500 s
Modulation
Modulationsart gepulst
Anstiegszeit 2,5 µs
Abfallzeit 2,5 µs
Tastgrad 50 %
Folgefrequenz 50 Hz
Pulsart rechteckig
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 30 mW/kg Mittelwert berechnet und gemessen - -
SAR 59 mW/kg Spitzenwert berechnet und gemessen - -
Exposition 4
Hauptcharakteristika
Frequenz 900 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer kontinuierlich für 500 s
Modulation
Modulationsart gepulst
Anstiegszeit 2,5 µs
Abfallzeit 2,5 µs
Tastgrad 14 %
Folgefrequenz 217 Hz
Pulsart rechteckig
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Scheinexposition Eine Scheinexposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo In one set of experiments, the membrane potential of the cells was adjusted to different values (-80 mV, -50, -30, and 0 mV). In the third phase, the membrane potential of the depolarized cells was repolarized to -80 mV. This set also included sham runs at each membrane potential.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 15 mW/kg Mittelwert berechnet und gemessen - -
SAR 123 mW/kg Spitzenwert berechnet und gemessen - -
Exposition 5
Hauptcharakteristika
Frequenz 900 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer kontinuierlich für 500 s
Modulation
Modulationsart gepulst
Anstiegszeit 2,5 µs
Abfallzeit 2,5 µs
Tastgrad 80 %
Folgefrequenz 30 kHz
Pulsart rechteckig
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 37 mW/kg Mittelwert berechnet und gemessen - -
SAR 47 mW/kg Spitzenwert berechnet und gemessen - -
Exposition 6
Hauptcharakteristika
Frequenz 1.300 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer kontinuierlich für 500 s
Modulation
Modulationsart gepulst
Anstiegszeit 2,5 µs
Abfallzeit 2,5 µs
Tastgrad 14 %
Folgefrequenz 217 Hz
Pulsart rechteckig
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 12 mW/kg Mittelwert berechnet und gemessen - -
SAR 99 mW/kg Spitzenwert berechnet und gemessen - -
Exposition 7
Hauptcharakteristika
Frequenz 1.800 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer kontinuierlich für 500 s
Modulation
Modulationsart gepulst
Anstiegszeit 2,5 µs
Abfallzeit 2,5 µs
Tastgrad 14 %
Folgefrequenz 217 Hz
Pulsart rechteckig
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 9 mW/kg Mittelwert berechnet und gemessen - -
SAR 69 mW/kg Spitzenwert berechnet und gemessen - -
Exposition 8
Hauptcharakteristika
Frequenz 900 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer kontinuierlich für 120 min
Modulation
Modulationsart gepulst
Anstiegszeit 2,5 µs
Abfallzeit 2,5 µs
Tastgrad 14 %
Folgefrequenz 217 Hz
Pulsart rechteckig
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Scheinexposition Eine Scheinexposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo In a third set of experiments, long-term exposures were tested. The first phase (without field) lasted 5 min and was followed by 120 min of exposure and 25 min of chemical stimulation (positive control).
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 15 mW/kg Mittelwert berechnet und gemessen - -
SAR 123 mW/kg Spitzenwert berechnet und gemessen - -
Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes Material:
Untersuchungszeitpunkt:
  • während der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Bis auf einen sehr kleinen Unterschied bei der 900 MHz Befeldung (moduliert mit 50 Hz) , wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen der Schein-Befeldung und der Hochfrequenz-Befeldung gefunden. Gemäß den Ergebnissen dieser Untersuchung können Einflüsse von gepulsten, hochfrequenten Feldern im GSM-Bereich auf den intrazellulären Calcium-Gehalt von isolierten Herzmuskel-Zellen nicht gänzlich ausgeschlossen werden, doch sind diese Einflüsse sehr unwahrscheinlich.
Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

  • Forschungsverbund Elektromagnetische Verträglichkeit Biologischer Systeme (Research Association of Electromagnetic Compatibility of Biological Systems), Technical University Braunschweig, Germany
  • Forschungsgemeinschaft Funk e.V. (FGF) (Research Association for Radio Applications), Germany

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