放射治疗是最常见的癌症治疗方法之一，可以有效延长癌症患者的生存时间，提高治愈率。然而，放疗引起的骨损伤，包括骨量减少、骨脆性增加以及骨折和骨坏死风险增加，仍然是一个普遍问题，目前缺乏有效的对策。
辐射通过抑制骨形成细胞（成骨细胞）的生长、存活和成熟来造成这种损伤，从而抑制骨形成。一种潜在的补救措施可能是接触非侵入性电磁场（EMF），众所周知，电磁场可以刺激成骨细胞生长和分化，并可以减轻辐射的影响。现在，中国的一个研究小组已经确定了最佳的电磁场波形，以最大限度地提高这种治疗的功效，并将研究结果报告在 科学进展.
大晶，来自 第四军医大学和同事首先使用各种波形对骨细胞进行 EMF 刺激，包括正弦 EMF、单脉冲 EMF 和脉冲爆发 EMF (PEMF)。为了评估细胞的反应，他们监测了实时细胞内钙离子（Ca2+）信号传导，细胞对外部刺激最早的反应之一。
研究小组发现，PEMF 诱导了更强大的细胞内 Ca2+ 受辐射的成骨细胞中的信号传导优于其他波形，其特征是独特的 Ca2+ 多个 Ca 的振荡2+ 尖峰。进一步分析表明，先前未识别的磁场强度为 2 mT、频率为 15 Hz 的 PEMF 波形在成骨细胞中引起了最强的反应。相比之下，这种 PEMF 波形对其他类型的受辐射骨细胞（破骨细胞和骨细胞）没有影响。
接下来，研究人员调查了使用这些最佳参数传递的 PEMF 是否可以减轻辐射引起的骨质流失 体内。在对大鼠的研究中，他们将一侧后肢暴露于两次 8 Gy 剂量的局灶辐射（间隔一天），并在 45 天后使用微型 CT 评估骨骼结构。受辐射的四肢表现出明显的骨小梁丢失，与未受辐射的一侧相比，骨体积分数和骨矿物质密度下降了约 50%。
第二组大鼠在照射后 2 天内每天接受全身 PEMF（45 小时/天）。这种治疗通过拯救成骨细胞，将受辐射后肢的骨量和机械性能恢复到未受辐射肢体的水平。研究小组指出，PEMF 对动物的体重或食物摄入量没有影响。
已经证明 PEMF 暴露可以减轻辐射引起的骨质流失，PEMF 不会对肿瘤治疗产生不利影响也很重要。考虑到这一点，研究人员比较了成骨细胞和各种肿瘤细胞（乳腺癌、结肠癌、恶性黑色素瘤和骨肉瘤细胞）对PEMF的敏感性。
辐射降低了所有细胞类型的细胞活力并促进细胞凋亡。至关重要的是，尽管 PEMF 改善了成骨细胞活力并抑制了成骨细胞凋亡，但它在任何时间点对任何肿瘤细胞的活力或凋亡都没有影响。
活生物墨水可以增强骨骼修复和再生
研究人员将这种选择性归因于初级纤毛的存在——初级纤毛是检测和翻译细胞外机械信号的感觉细胞器——充当脉冲电磁场传感器。这些初级纤毛在成骨细胞中非常丰富，但在大多数肿瘤细胞中不存在。在一项实验中，受辐射的成骨细胞中初级纤毛的生成被阻断，PEMF 介导的成骨细胞存活和分化的增加几乎完全消失。
研究人员总结道：“考虑到在所有骨细胞类型中，成骨细胞对辐射特别敏感，这种诱导成骨细胞特异性激活的 PEMF 方案似乎是对抗辐射引起的骨损伤的一种有前途且高效的方法。”
