Es sollten die Wirkungen einer Exposition zweier unterschiedlicher Osteoblasten-Zelllinien bei einem 50 Hz-Magnetfeld auf die Proliferation und die osteogene Differenzierung untersucht werden.
Die Studie bestand aus einem Survey und einem experimentellen Teil. Basierend auf dem Survey stellten die Autoren die Hypothese auf, dass Unterschiede zwischen Studien zu den Wirkungen elektro-magnetischer Felder auf Osteoblasten von der gewählten Zelllinie herrühren und vom Reifegrad der Zellen abhängig sind. Daher wurden in der vorliegenden Studie die unreiferen MC3T3-E1-Zellen und die relativ reifen SaOS-2-Zellen untersucht.
Folgende Expositions-Gruppen wurden verwendet: MC3T3-E1-Zellen, die mit 1) niedriger Dichte, 2) empfohlener Dichte und 3) hoher Dichte ausplattiert wurden und SaOS-2, die mit 4) niedriger Dichte, 5) empfohlener Dichte und 6) hoher Dichte ausplattiert wurden. Für jede Expositions-Gruppe wurde eine eigene Kontrollgruppe verwendet. Darüber hinaus wurden Zellen mit und ohne osteogenem Differenzierungs-Medium getestet.
| Exposition | Parameter |
|---|---|
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Exposition 1:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 30 Minuten/Tag
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| Frequenz | 50 Hz |
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| Typ | |
| Signalform |
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| Expositionsdauer | kontinuierlich für 30 Minuten/Tag |
| Expositionsquelle | |
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| Kammer | coils in incubator |
| Aufbau | 225-round Helmholtz coils with radius of 10 cm |
| Zusatzinfo | control samples were kept in an identical separate incubator |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 1 mT | - | - | - | - |
Die Zellproliferation und die Zelllebensfähigkeit der exponierten MC3T3-E1-Zellen zu allen Zeitpunkten und bei allen Ausplattierungs-Dichten (Gruppen 1-3) im Vergleich zu den Kontrollgruppen signifikant erhöht, während sie bei SaOS-2-Zellen (Gruppen 4-6) im Vergleich zu den Kontrollgruppen signifikant verringert waren.
Die Enzymaktivität der alkalischen Phosphatase war in allen Expositions-Gruppen und zu allen Zeitpunkten im Vergleich zu den Kontrollgruppen signifikant erhöht. Die natürliche Enzymaktivität war jedoch bei SaOS-2-Zellen höher als bei MC3T3-E1-Zellen und SaOS-2-Zellen zeigten zudem eine stärkere Reaktion auf das Magnetfeld.
Eine Exposition bei dem Magnetfeld führte in Kombination mit Differenzierungs-Medium zu einer signifikanten Zunahme der Mineralisierung in allen Gruppen mit der deutlichsten Wirkung bei SaOS-2-Zellen.
Die Autoren schlussfolgern, dass eine Exposition von Osteoblasten bei einem 50 Hz-Magnetfeld die Proliferation oder die osteogene Differenzierung je nach Zelllinie in unterschiedlichem Ausmaß fördern könnte. Die unterschiedliche Reaktion beider Zelllinien wies darauf hin, dass die durch EMF hervorgerufenen Wirkungen auf Proliferation und Differenzierung vom Reifegrad der Zellen abhängen könnten.
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