医学／生物学の研究 (experimental study)

[骨の生存力および強度に対する電子レンジを用いた軽度ハイパサーミアの影響] med./bio.

Effect of microwave oven induced mild hyperthermia on bone viability and strength

著者: Liebergall M, Abu-Sneineh CH, Eylon S, Mendelson S, Segal D, Simkin A

掲載誌: Clin Orthop Relat Res 2000; (372): 272-279

この研究は、骨腫瘍の治療選択肢の一つである、（再移植前の）骨の体外温熱療法にマイクロ波を用いた場合、オートクレーブ熱処理で見られる骨組織の機械的機能および生物学的機能の低下が改善されるか否かを調べた。結果として、マイクロ波による加熱では、ラット骨中の全ての生存細胞の完全な根絶が、機械的機能の最小の減少で達成され得ることが見出された；細胞を特別な乳酸デヒドロゲナーゼ活性染色によって組織学的に評価した場合、空のペトリ皿および生理食塩水入りペトリ皿に骨をおいて加熱した場合、それぞれ60秒および30秒で完全な骨細胞死が生じた；骨の機械的剛性および強度は、この加熱後に減少を示さなかった、と報告している。

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研究目的（著者による）

To evaluate bone cell viability and bone mechanical function after hyperthermal treatment at several combinations of heating using a regular home microwave oven.

影響評価項目

細胞生存力／細胞分裂/増殖: cell viability
mechanical properties of bones

ばく露

- 2.45 GHz
- マイクロ波
- 電子レンジ／加熱装置

ばく露	パラメータ
ばく露1: 2.45 GHz ばく露時間: 10, 30, 40, 60, 90 s	電力: 1.5 kW maximum
ばく露2: 2.45 GHz ばく露時間: 10, 20, 30, 60, 90 s bones heated in saline	電力: 1.5 kW maximum

ばく露1

主たる特性

周波数	2.45 GHz
タイプ	electromagnetic field
ばく露時間	10, 30, 40, 60, 90 s

ばく露装置

ばく露の発生源／構造	Microwave oven Amana model RS-560 (1500 W/800 W).
ばく露装置の詳細	Bones were heated in empty petri dishes placed in the center of the oven.

パラメータ

測定量	値	種別	Method	Mass	備考
電力	1.5 kW	maximum	校正	-	-

ばく露2

主たる特性

周波数	2.45 GHz
タイプ	electromagnetic field
ばく露時間	10, 20, 30, 60, 90 s
Additional information	bones heated in saline

ばく露装置

ばく露の発生源／構造	Microwave oven Amana model RS-560 (1500 W/800 W).
ばく露装置の詳細	Bones were heated in 35 mL of normal saline in petri dishes placed in the center of the oven.

パラメータ

測定量	値	種別	Method	Mass	備考
電力	1.5 kW	maximum	校正	-	-

ばく露を受けた生物:

femur of rats

方法影響評価項目／測定パラメータ／方法

細胞生存力／細胞分裂/増殖: cell viability (enzyme activity (lactate dehydrogenase; tetrazolium-formazan reaction))
mechanical properties of bones (flexural three-point bending test)

研究対象とした生物試料:

femur slices

調査の時期:

ばく露後

研究の主なアウトカム（著者による）

It was found that complete eradication of all viable cells in rat bone could be achieved with minimal reduction in mechanical function. When the cells were evaluated histologically by lactate dehydrogenase activity, complete bone cell death occurred after 60 seconds of heating in an empty petri dish and after 30 seconds in a petri dish containing normal saline. Mechanical stiffness and strength of the bones showed no decrease after this heating.
Microwave oven induced hyperthermia eradication of viable cells without significant damage to the mechanical properties may have clinical relevance in limb salvage tumor surgery.

研究の種別: