この研究は、骨細胞に対するパルス電磁界(PEMF)の刺激効果に関して、考えられうるメカニズムを実験的に検討した。周波数15 Hz、磁束密度0.1 mT、電界強度2 mV / cmのPEMFを14日間、培養中の新生仔マウス頭蓋冠骨細胞にばく露した。PEMFばく露下での培養3、5、7、および14日目において、骨芽細胞の増殖、分化、石灰化、および遺伝子発現の状態を評価した。その結果、3、5、および7日間培養した細胞において、対照群よりもPEMFばく露群の方が、骨芽細胞の増殖が34.0、11.5、および13.3 %有意に増加した;一方、アルカリホスファターゼ(ALP)染色と石灰化結節形成は変化しなかったが、骨細胞のALP活性はPEMFばく露群で有意に低下した;PEMFばく露群では、細胞外マトリックス合成に変化はなかったものの、対照群に比べ、オステオプロテジェリン(OPG)mRNA発現が増加し、NF-κBリガンド(RANKL)mRNA発現の受容体活性化因子が低下した;以上の知見から、PEMF治療は骨芽細胞の増殖を加速する可能性があるが、細胞分化には影響しないと結論された、と報告している。
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To study the possible mechanism of the stimulatory effect of pulsed electromagnetic fields on bone cells. Neonatal mouse calvarial bone cell cultures were used.
周波数 | 15 Hz |
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タイプ |
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波形 |
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ばく露時間 | 8 h/day for 14 days |
Modulation type | pulsed |
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Pulse width | 0.2 ms |
Pulse type | monophasic |
Additional information |
PEMF with a burst width of 5.016 ms, pulse wait of 0.028 ms and burst separation of 61.6 ms; 22 pulses per burst |
The data demonstrated that pulsed electromagnetic fields stimulation significantly increased the osteoblasts' proliferation by 34.0, 11.5, and 13.3% over the control group after 3, 5, and 7 days' culture, but did not affect cellular differentiation, maturation, and mineralization nodule formation. Alkaline phosphatase staining did not change, but the alkaline phosphatase activity of the bone cells decreased significantly after pulsed electromagnetic fields stimulation. Under stimulation, there was no effect on the extracellular matrix synthesis, while the osteoprotegerin mRNA expression was up regulated and the receptor activator of NF-kappa B ligand (RANKL) mRNA expression were down regulated, compared to the control.
In conclusion, the treatment by pulsed electromagnetic fields of osteoblasts may accelerate cell proliferation, but did not affect the cellular differentiation. The effect of stimulation on the bone tissue formation was most likely associated with the increase in the number of cells, but not with the enhancement of the differentiation of the osteoblasts.
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