Mechanism and Effects of Multiscale Pulsed Electromagnetic Fields on Rat Glioma Cells

Wenjun Xu; Ziling Yang; Hanyang Wu; Yanjing Le; Xueling Yao; Shiju E

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자료유형: 학술저널

저자정보: Wenjun Xu (Zhejiang Normal University) Ziling Yang (Beijing University of Chinese Medicine) Hanyang Wu (Zhejiang Normal University) Yanjing Le (Xi’an Jiaotong University) Xueling Yao (Xi’an Jiaotong University) Shiju E (Zhejiang Normal University)

저널정보: 한국전자파학회JEES Journal of Electromagnetic Engineering And Science Journal of Electromagnetic Engineering And Science Vol.24 No.6

발행연도: 2024.11

수록면: 620 - 631 (12page)

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Pulsed electromagnetic field (PMF) treatment based on the dielectric difference between cancer cells and normal cells is a recently discovered novel cancer treatment. However, the mechanism behind PMF irradiation of cancer cells is not clear, and the relationship between the biological effect of cancer cells and PMF irradiation parameters is difficult to predict, leading to difficulties in its application in cancer therapy. In this paper, we designed nanosecond and microsecond PMFs for rat glioma cells (C6) considering different parameters— frequency, rise rate dB/dt, intensity B, action integral ΣBΔt, and energy action integral ΣB2Δt—to accurately describe PMFs. The results point to a statistically significant window effect and cumulative effect of PMFs on cancer cell viability. In particular, the results of nanosecond PMFs showed that low-frequency and low-intensity electromagnetic fields are more likely to inhibit the proliferation of C6 cells. At a frequency of 1 Hz, C6 cell viability was inhibited by about 10%–15%. Furthermore, when the intensity was 0.353 mT, nanosecond PMFs showed an inhibitory effect, except at 10 Hz. The effective inhibition values of the magnetic field parameters dB/dt (T/s), Bt (mT·s), and B2t (mT ² ·s) after microsecond PMFs were [4.14 × 10³ , 5.65 × 10 ⁴ ], [1.18 × 10<sup>-2</sup> , 4.51 × 10 <sup>-2</sup> ], and [1.28, 11.30], respectively. It is noted that the rise rate (dB/dt) of PMFs plays a major role in inhibiting cancer cell proliferation. Furthermore, when the difference of dB/dt is small, the intensity becomes the main factor affecting cancer cell viability. Overall, this study establishes theoretical and experimental foundations for the study of electromagnetic biological effects and their clinical applications.

#Inhibitory #nsPMFs #μsPMFs #Rat Glioma Cells (C6) #Rise Rate.

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