Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Sinusoidal electromagnetic fields promote bone formation and inhibit bone resorption in rat femoral tissues in vitro. med./bio.

[Sinusförmige elektromagnetische Felder fördern die Knochen-Bildung und hemmen die Knochen-Resorption in Oberschenkel-Knochen-Geweben der Ratte in vitro].

Veröffentlicht in: Electromagn Biol Med 2016; 35 (1): 75-83

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen einer Exposition von kultiviertem Gewebe des Oberschenkel-Knochens von Ratten bei einem 50 Hz-Magnetfeld auf die Knochen-Bildung und -Resorption und auf die Genexpression von damit in Zusammenhang stehenden Markern untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Um die Haupttypen von Knochen-Gewebe eines Röhrenknochens zu untersuchen, wurde Gewebe des Knochenschafts (Diaphyse, enthält hauptsächlich Kortikalis-Gewebe) und der angrenzenden Metaphyse (enthält viel Spongiosa-Gewebe) des Oberschenkel-Knochens aus Ratten extrahiert, für 48 Stunden kultiviert und anschließend bei dem Magnetfeld exponiert..

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50 Hz
Expositionsdauer: 1,5 Stunden/Tag für bis zu 12 Tage

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer 1,5 Stunden/Tag für bis zu 12 Tage
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer 60-mm culture dishes in a CO2 incubator (5% CO2, 37°C and 100% humidity)
Aufbau 6 culture dishes were exposed at a time and placed within the solenoid, which was composed of a core cylinder of acrylic tube (inner diameter: 18 cm; height: 21 cm) and three series-connected coils, which respectively had 24 x 8, 24 x 7 and 24 x 8 turns, with the dimension of the wire being 5 mm x 2 mm; the magnetic field was homogeneous with <5% both horizontally and vertically error
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1,8 mT - gemessen - -

Referenzartikel

  • Zhou J et al. (2014): Different electromagnetic field waveforms have different effects on proliferation, differentiation and mineralization of osteoblasts in vitro.
  • Zhou J et al. (2011): Effects of 50 Hz sinusoidal electromagnetic fields of different intensities on proliferation, differentiation and mineralization potentials of rat osteoblasts.

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

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

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

In exponierten Oberschenkel-Knochen-Geweben aus Metaphyse und Diaphyse wurde im Vergleich zur Kontrollgruppe ein signifikanter Anstieg der Enzymaktivität der alkalischen Phosphatase und eine signifikante Abnahme der Enzymaktivität der Tartrat-resistenten sauren Phosphatase gefunden. Darüber hinaus wurde eine signifikant erhöhte Genexpression der mit Knochenbildung im Zusammenhang stehenden Gene Osterix, Insulin-ähnlicher Wachstumsfaktor 1 und alkalische Phosphatase in beiden Knochen-Geweben nach der Exposition bei dem Magnetfeld im Vergleich zur Kontrollgruppe beobachtet.
In den Nährmedien beider Knochen-Gewebe-Kulturen waren nach Exposition bei dem Magnetfeld im Vergleich zur Kontrollgruppe der Glukose-Gehalt signifikant reduziert und der Lactat-Gehalt signifikant erhöht. Die Genexpression der mit Knochen-Resorption in Zusammenhang stehenden Gene Tartrat-resistente saure Phosphatase, Makrophagen-Kolonie-stimulierender Faktor und Cathepsin K war in beiden Gewebe-Typen im Vergleich zu den Kontrollgruppen signifikant verringert.
Die Autoren schlussfolgern, dass eine Exposition von kultiviertem Gewebe des Oberschenkel-Knochens von Ratten bei einem 50 Hz-Magnetfeld die Knochen-Bildung fördern, den Stoffwechsel erhöhen und die Knochen-Resorption verringern könnte.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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