低频电磁场促进骨形成最佳参数筛选研究

论文摘要

1994年世界卫生组织(world health organization,WHO)对骨质疏松症（osteoporosis，OS）的定义为骨量减少、骨组织细微结构破坏、骨的脆性增加，导致骨折危险性增加为特征的一种全身系统性骨骼疾病。许多研究结果表明：低频电磁场具有缓解骨质疏松患者疼痛和提高骨密度等优点，因此具有良好的开发应用前景。但不同研究机构、不同作者所采用磁场参数差别很大，出现不同的实验结果。本论文系统筛选了频率为50Hz电磁场促进骨形成的最佳磁场强度、波形、处理时间等，并研究了所筛选获得的最佳参数对体外培养大鼠股骨组织代谢活性影响。体外分离培养新生大鼠原代成骨细胞，传一代（P1）后分别用电磁场处理。1、用50Hz、0.9～4.8mT (间隔0.3mT)的正弦交变电磁场处理P1代成骨细胞每天30min；2、用50Hz1.8mT正弦交变电磁场每天处理成骨细胞不同时间0.5h~3.0h(间隔0.5h)；3、用50Hz1.8mT四种不同波形（正弦、三角、方波和锯齿）电磁场每天处理P1成骨细胞1.5h；4、用50Hz1.8mT处理体外分离培养的大鼠股骨组织每天1.5h；结果发现0.9～4.8mT之间有两个促进成骨细胞分化成熟的最佳磁感应强度，即1.8mT和3.6mT，各个磁场强度均抑制成骨细胞增殖；正弦波抑制成骨细胞增殖，方波促进成骨细胞增殖，三角波显著促进成骨细胞的分化成熟、正弦波次之；50Hz、1.8mT正弦交变磁场每天处理成骨细胞1h和1.5h较其他组能极显著促进成骨细胞成熟分化；同时发现50Hz、1.8mT正弦交变磁场每天处理大鼠股骨细胞1.5h能极显著促进相关骨代谢活性。结果表明，电磁能促进成骨细胞的分化成熟，在促进其分化成熟的过程中存在一个最佳的强度、时间、波形效应参数。采用上述最佳的参数研究电磁对大鼠股骨组织的影响，结果发现电磁能提高股骨组织的代谢活性。

论文目录

• 英文缩写词表
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1 电磁场的生物效应发展
• 1.1 电磁场生物效应的类型
• 1.2 电磁场类型
• 1.3 电磁场频率范围
• 2 生物电磁场的几个主要参数
• 2.1 强度参数
• 2.2 时间
• 2.3 频率
• 2.4 波形
• 3 电磁场生物效应的作用机理
• 4 存在的问题
• 5 本课题主要研究内容
• 第二章 成骨细胞体外培养与鉴定
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 试剂
• 1.3 主要仪器
• 1.4 试剂配制
• 1.5 成骨细胞的分离与培养
• 1.6 成骨细胞培养及鉴定
• 2 结果
• 2.1 形态学观察
• 2.2 生长动力学分析
• 2.3 碱性磷酸酶染色
• 2.4 Collagen-Ⅰ免疫组化染色
• 2.5 矿化结节染色
• 2.6 碱性磷酸酶测定结果
• 3 讨论
• 第三章 电磁场促进体外培养成骨细胞分化成熟的最佳磁场强度筛选
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 细胞分组与磁场处理
• 1.3 成骨细胞增殖分析
• 1.4 成骨细胞成熟分化分析
• 1.5 统计学处理
• 2 结果
• 2.1 成骨细胞形态
• 2.2 SEMFs 对成骨细胞增殖的影响
• 2.3 SEMFs 对 ALP 活性影响
• 2.4 钙化结节染色结果
• 2.5 基因表达分析
• 3 讨论
• 第四章 电磁场促进体外培养成骨细胞分化成熟的最佳时间筛选
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 对细胞增殖影响
• 1.3 成骨性成熟分化分析
• 1.4 基因表达水平分析
• 1.5 统计学处理
• 2 结果
• 2.1 对细胞增殖的影响
• 2.2 对 ALP 活性影响
• 2.3 SEMFs 对钙盐沉积的影响
• 2.4 Real-time time PCR 检测结果
• 3 讨论
• 第五章 电磁场促进成骨细胞分化成熟波形比较研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 细胞分组与磁场处理
• 1.3 增殖分析
• 1.4 成骨细胞成熟分化分析
• 1.5 统计学处理
• 2 结果
• 2.1 细胞形态观察
• 2.2 增殖分析
• 2.3 ALP 活性
• 2.4 Collagen-Ⅰ免疫组织化学分析
• 2.5 钙盐沉积结果
• 2.6 基因表达分析
• 3 讨论
• 第六章 最佳参数正弦交变电磁场对体外培养大鼠股骨组织影响
• 1 材料与方法
• 1.1 正弦交变磁场发生仪
• 1.2 材料
• 1.3 股骨组织分离培养
• 1.4 股骨组织分组与磁场处理
• 1.5 ALP 活性测定
• 1.6. 钙含量测定
• 1.7 基因表达水平分析
• 1.8 Western blot 印迹检测 BMP-2 蛋白表达量变化
• 2 结果
• 2.1 ALP 活性
• 2.2 钙含量
• 2.3 基因表达分析
• 2.4 Western blot 检测型胶原-I
• 3 讨论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A：攻读学位期间所发表的学术论文目录