Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie, Review/Survey)

Choice of osteoblast model critical for studying the effects of electromagnetic stimulation on osteogenesis in vitro. med./bio.

[Wahl des Osteoblasten-Modells ist entscheidend für die Untersuchung der Wirkungen einer elektromagnetischen Stimulation auf die Osteogenese in vitro].

Veröffentlicht in: Electromagn Biol Med 2016; 35 (4): 353-364

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen einer Exposition zweier unterschiedlicher Osteoblasten-Zelllinien bei einem 50 Hz-Magnetfeld auf die Proliferation und die osteogene Differenzierung untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

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.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 30 Minuten/Tag

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 30 Minuten/Tag
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer coils in incubator
Aufbau 225-round Helmholtz coils with radius of 10 cm
Zusatzinfo control samples were kept in an identical separate incubator
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1 mT - - - -

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

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

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

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.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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