骨的代谢活动维持正常状态需要成骨细胞的骨形成与破骨细胞的骨吸收保持相应的动态平衡。因此，细胞生物学实验研究大都以成骨细胞和破骨细胞作为磁场促进骨折愈合的研究对象。在骨形成过程中，成骨细胞要经过成骨细胞增殖、胞外基质成熟、胞外基质矿化和成骨细胞凋亡四个阶段，从而调控骨的形成。
磁场刺激可以促进骨生长因子的生成
成骨细胞数量和活性是决定骨形成速率的主要因素，局部骨生长因子对成骨细胞的产生和增殖发挥积极作用。BMP能诱导机体内的间充质细胞，经过趋化、增殖和分化为软骨细胞和成骨细胞。Zhou等将体外培养的大鼠颅骨成骨细胞置于磁场中研究，结果显示BMP-2的基因表达水平在暴磁组中明显高于非暴磁组，并促进体外培养大鼠颅骨成骨细胞分化成熟。IGF能以自分泌方式刺激成骨细胞增殖和分化，并刺激基质合成。Fitzsmmons等将人骨肉瘤分离出的类成骨细胞TE-85暴露于磁场30min时，TE-85细胞膜上IFG-II受体数目增加明显，同时细胞增殖及IGF-ⅡmRNA表达水平增强。TGF-β能刺激骨膜间充质细胞增殖和分化，促进成骨细胞增殖，诱导成骨细胞合成工型胶原和骨连接素。Huang等将MG63成骨样细胞暴露在磁场中培养，结果显示暴磁组成骨样细胞的TGF-β产物在各时间点均比非暴磁组多。
磁场刺激可以促进成骨细胞的增殖
仇丽鸿等将体外培养的大鼠颅骨成骨细胞置于磁场中培养研究，检测大鼠成骨细胞的增殖情况及不同磁场强度下细胞所处的周期。结果显示磁场使S期、G2/M期细胞百分比增加，促使静止态的G1期细胞活跃，向S期转变，细胞增殖加速。Kim等将人骨肉瘤细胞株TE-85置于磁场中，研究其对钛的表面附着和增殖的影响，结果显示暴磁组的成骨细胞附着明显优于非暴磁组。
磁场刺激可以促进细胞外基质形成，成熟和细胞外基质矿化
Chiu等将MG63成骨样细胞暴露于磁场中后，电镜扫描显示，在细胞的外周区域有大量的细胞基质分泌，而非暴磁组的细胞外周区域则很少见到细胞基质。工型胶原是成骨细胞合成的特异性胶原，骨桥蛋白在成骨细胞与基质起桥连作用，为基质矿化起重要作用，在分化早期主要是碱性磷酸酶表达，碱性磷酸酶被认为是细胞外基质成熟的早期标志。Huang等将MG63成骨样细胞持续暴露磁场中，发现暴磁组工型胶原数量，骨桥蛋白产物，碱性磷酸酶的活性均远优于非暴磁组，表明磁场能促进成骨细胞外基质的形成和钙化。
磁场刺激对成骨细胞凋亡的影响
成骨细胞凋亡的情况直接影响其数目、大小和功能发挥。赵煌等研究发现，将体外培养的大鼠成骨细胞持续暴露于磁场中，各暴磁组细胞凋亡率和非暴磁组相比均差异无统计学意义，磁场并不会诱导成骨细胞凋亡的发生。
磁场对破骨细胞功能和凋亡的影响
破骨细胞的数目和活性直接影响骨吸收的状态。黄晶晶等将体外培养的破骨细胞置于磁场作用下研究观察后发现，暴磁组对破骨细胞功能分子的表达有抑制作用，可抑制大鼠破骨细胞的骨吸收活性。Chang等将体外培养的破骨细胞置于磁场中发现，暴磁组中破骨细胞较非暴磁组形态明显改变，包括染色质凝聚及核裂解，结果显示磁场能促进破骨细胞凋亡。
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