研究50 Hz不同時間長度正弦交變電磁場（SEMFs）對大鼠骨生物力學性能的影響，篩選最佳作用時間。將40只雌性SD大鼠隨機等分為5組：正常對照組和4個電磁場組（45 min組、90 min組、180 min組和270 min組）。電磁場組分別給予50 Hz、0.1 mT的電磁場作用，8周后行全身骨密度（BMD）、骨生物力學、骨組織形態學、顯微計算機斷層成像（micro-CT）系統和病理學檢查。結果表明，實驗組病理學檢測未見異常；90 min 組全身骨密度、股骨最大載荷、彈性模量、屈服強度、骨小梁數量、厚度和面積百分比都顯著高于對照組（P＜0.01），骨小梁分離度顯著低于對照組（P＜0.01）；其余各實驗組部分指標顯著高于對照組（P＜0.05），部分指標無明顯差異（P＞0.05）。研究顯示50 Hz、0.1 mT電磁場下，90 min是增加SD大鼠BMD、改善骨組織微結構以及有效提升骨生物力學性能的最佳作用時間。
引用本文： 高玉海, 李少鋒, 周延峰, 周建, 石文貴, 謝艷芳, 方清清, 任茜, 陳克明. 正弦交變電磁場提高大鼠骨生物力學性能的最佳時間篩選. 生物醫學工程學雜志, 2016, 33(3): 520-525. doi: 10.7507/1001-5515.20160087 復制
引言
骨質疏松是一種全身性、系統性的骨代謝性疾病，特點是骨量降低、骨組織微結構遭到破壞,使骨折發生率增加[1-2]。生物力學是根據已明確了的力學原理來研究生物體中力學的相關問題,運用物理、數學的相關知識和方法探索生物體生命現象的學科[3]。骨生物力學不僅可以評價骨質量，也可作為全身骨密度(bone mineral density,BMD)的綜合評價[4]。電磁場療法從生物物理學角度為骨質疏松的預防提供了新思路。研究表明，電磁場能夠通過增加骨量、促進骨形成，從而降低骨質疏松發生的概率。因其具有易操作、副作用小、成本低等特點被視為國內外學者研究骨質疏松的新手段[5-6]。電磁場不僅能夠促進成骨細胞的增殖礦化，而且在動物實驗方面也有顯著成效。但電磁場的效果受到波形、強度、頻率、時間等參數的影響，不同參數的組合對骨質的改變參差不齊。本文通過前期篩選出的能顯著提高大鼠峰值骨量的有效正弦交變電磁場(sinusoidal electromagnetic fields,SEMFs)參數組合(50 Hz、0.1 mT)[7]為基準設定不同時間長度電磁場作用大鼠的實驗，從生物力學性能方面探究其增加骨質量、改善骨組織微結構的作用，尋找預防性治療骨質疏松癥的電磁場完整參數組合，進而為骨質疏松的預防尋找新方法。
1 材料和方法
1.1 低頻電磁場骨質疏松治療床
低頻電磁場治療床由本課題組、中國近代物理研究所及蘭州理工大學信息工程學院共同研制(專利號：ZL 2011 2 0528586.0.)，具有正弦波、脈沖波、三角波等多種波形可選，頻率范圍從0~50 Hz可調，磁場強度為0~8 mT可調，時間可自行設置，如圖 1所示。
圖1
低頻電磁場治療床
Figure1.
Low frequency electromagnetic field therapy bed
1.2 實驗試劑與儀器
水合氯醛(天津大茂化學試劑公司，中國)；雙能X線骨密度儀(GE公司，美國)；AG-IX系列臺式電子萬能試驗機(島津公司，日本)；顯微計算機斷層成像系統(西門子Inveon公司，德國)。
1.3 研究對象及分組
6周齡SPF級SD雌性大鼠40只，由甘肅中醫學院實驗動物中心提供，許可證號：SCXK(甘)2011-0001，體重(125±10) g。大鼠隨機分為5組：正常對照組(未加電磁場刺激)、45 min SEMFs組、90 min SEMFs組、180 min SEMFs組和270 min SEMFs組。各SEMFs實驗組均給予50 Hz、0.1 mT的電磁場干預相應時間，干預時段為每天8∶00～18∶00。大鼠在標準動物實驗室飼養一周后開始實驗。標準飼料飼養，飲用水來自自來水。持續干預8周后處死。
1.4 檢測項目
1.4.1 臟器處理與病理學檢測
動物處死后迅速剝離心、肝、脾、肺、腎、胃、子宮，稱重后計算器官系數。通過石蠟包埋后HE染色，由高年資病理專家進行病理學觀察與毒性評價。
1.4.2 BMD的測定
大鼠實驗8周后用10%的水合氯醛腹腔注射麻醉后，雙能X射線骨密度儀檢測全身BMD。
1.4.3 三點彎曲試驗
大鼠處死后，左側股骨迅速用0.9%的NaCl浸泡過的紗布包裹保存于－20 ℃冰箱。三點彎曲試驗時，將凍存的股骨自然解凍置于AG-IX生物力學萬能試驗機上進行三點彎曲試驗,主要檢測的力學指標為：最大載荷、彈性模量和屈服強度。
1.4.4 壓縮實驗
大鼠處死后，椎骨迅速用0.9%的NaCl浸泡過的紗布包裹保存于－20 ℃冰箱。壓縮試驗時，將椎骨自然解凍，用剪刀小心剪除L5(第5腰椎)兩頭椎間盤，并砂紙打磨上下兩端至平行，將磨制好的腰椎椎體置于試驗機上，以2 mm/min的加載速度進行壓縮，壓縮程度以最大載荷為限，主要檢測的生物力學指標為：最大載荷、彈性模量。
1.4.5 顯微計算機斷層成像分析
大鼠處死后，將右側股骨用10%福爾馬林固定后送往第四軍醫大學口腔醫院實驗室進行顯微計算機斷層成像(micro computed tomography,micro-CT)檢測，選擇20 mm數量級進行掃描，利用micro-CT系統擇取骨骺線下方1 mm處往下2 mm的區域進行三維重建，獲取最大剖面圖和三維結構圖，并計算骨小梁面積百分比(trabecular surface area compared with trabecular volume,BV/TV%)、骨小梁厚度(trabecular thickness,Tb.Th)、骨小梁數量(trabeculae number,Tb.N)和骨小梁分離度(trabecular separation,Tb.Sp)等相關參數。
1.5 統計學分析
所有數據均以均數±標準差(x±s)表示，并使用SPSS 16.0軟件進行統計學分析，實驗組與對照組間的統計差異采用單因素方差分析，以P＜0.05為差異具有統計學意義。
2 結果
2.1 不同時間長度SEMFs作用對大鼠臟器系數及病理學的影響
電磁場各組與對照組相比，各臟器系數均無明顯差異(P＞0.05) 。請有經驗的臨床高級職稱醫師進行病理學觀察后也未見異常改變，說明電磁場對大鼠臟器無損傷，無明顯毒副作用。
2.2 不同時間長度SEMFs作用對大鼠全身BMD的影響
如表 1所示，與對照相比，90 min組大鼠的全身BMD有顯著提高(P＜0.01) ，180 min組全身BMD有顯著提高(P＜0.05) ，其余各組全身BMD未見顯著變化(P＞0.05)。
表1
不同時間長度電磁場作用對大鼠全身BMD的影響(x±s,n=8)
Table1.
Results of whole body BMD in rats (x±s,n=8)
2.3 不同時間SEMFs作用對大鼠骨生物力學參數的影響
大鼠股骨三點彎曲試驗結果顯示，與對照組相比，90 min組、180 min組、270 min組股骨最大載荷、彈性模量、屈服強度差異均有統計學意義(P＜0.01) ，且均值大小順序為90 min組＞180 min組＞270 min組；45 min 組與對照組比較無明顯差異，如圖 2所示。
圖2
不同時間長度電磁場作用對大鼠股骨三點彎曲試驗結果的影響(x±s,n=8)
與對照組比較，*
compared to control group,*
大鼠腰椎壓縮試驗結果顯示，與對照相比，90 min組、180 min組、270 min組椎骨最大載荷、彈性模量差異均有統計學意義(P＜0.01) ，且均值大小順序為90 min組＞180 min組＞270 min組；45 min 組與對照組比較無明顯差異，如圖 3所示。
圖3
不同時間長度電磁場作用對大鼠椎骨壓縮試驗的影響(x±s,n=8)
與對照組比較，*
compared to control group,*
2.4 不同時間SEMFs作用對大鼠股骨micro-CT分析的影響
如表 2所示，與對照組比較，90 min組、180 min組、270 min組大鼠的BV/TV%、Tb.Th、Tb.N以及Tb.Sp差異均有統計學意義(P＜0.01) ；45 min組大鼠的BV/TV%、Tb.N和Tb.Sp差異有統計學意義(P＜0.01) ，而Tb.Th未見明顯差異(P＞0.05) 。觀察micro-CT分析重建得到的最大剖面圖，如圖 4所示，與對照組相比，90 min組、180 min組、270 min組骨小梁網狀結構增多，而45 min組無明顯變化。觀察micro-CT分析軟件切割得到股骨3D效果圖，如圖 5所示，與對照組相比，90 min組、180 min組、270 min組骨小梁結構更加致密，而45 min組差異不明顯。
圖4
大鼠股骨micro-CT成像分析最大剖面圖
Figure4.
Femur micro-CT imaging analysis of the largest cross-sectional view
圖5
大鼠股骨micro-CT成像分析三維圖
Figure5.
Femur micro-CT imaging analysis three-dimensional map
表2
不同時間長度SEMFs作用對大鼠micro-CT骨組織形態的影響(x±s,n=8)
Table2.
Results of femur micro-CT histomorphometrical analyses in rats (x±s,n=8)
3 討論
隨著我國人口老齡化的加劇，骨質疏松癥的發生率不斷增長。在人口老齡化的進程中，由于骨吸收大于骨形成，常會出現骨量丟失的現象。這一現象在骨生物力學方面表現出骨骼彈性、韌性下降，骨折發生率大為提高，嚴重威脅著老年人的健康甚至生命[1-2, 8]。低頻電磁場能夠改善骨代謝，增加骨質量進而預防骨質疏松。但這一方法一直存在多種因素的限制，如強度、時間、頻率等。本實驗采用前期課題組研究篩選的有效磁場強度(50 Hz、0.1 mT)，從時間參數角度進行探討。結果表明，90 min的作用時間效果最為明顯，而其它時間長度也能有效提高大鼠峰值骨量，但其作用效果不佳。
大鼠處死后，稱取各臟器并計算器官系數，結果與對照組相比差異均無統計學意義(P＞0.05) 。肝、腎、子宮等做病理學切片，HE染色后請資深臨床病理醫師檢測后也未見異常。這一結果表明SEMFs并未損害機體的器官，是一種無明顯副作用的治療方法。BMD是決定骨強度的一個重要因素，通過全身BMD的檢測可以判定骨質量、骨強度的變化[9]。本實驗全身BMD檢測結果顯示，90 min(P＜0.01) 和180 min(P＜0.05) 的電磁場干預均顯著提高了大鼠全身骨密度，而其余時間長度電磁場作用對大鼠全身BMD無明顯影響。說明90 min組電磁場作用時間能最有效地增加大鼠全身BMD，從而增加骨質量，提高骨強度，180 min組電磁場作用次之，表明不同作用時間的電磁場參數組合對大鼠BMD的增加效果不同。
骨生物力學是以工程力學理論為依據研究在外界作用下骨的力學特性及受力后的生物學效應，是評價骨質量的有效依據[10-11]。骨生物力學反映骨本身的強度及韌性，與骨骼礦物質含量及BMD相關，且不受形狀大小的影響[12]。本實驗大鼠生物力學實驗結果顯示： 90 min組、180 min組、270 min組與對照組相比，股骨和椎骨的最大載荷、彈性模量、屈服強度差異均有統計學意義(P＜0.01) ，且均值大小順序為90 min組＞180 min組＞270 min組；45 min組與對照組比較則無明顯差異。表明50 Hz、0.1 mT的SEMFs能夠提高大鼠骨生物力學性能，但不同時間長度電磁場作用的效果不同，存在時間效應。
骨質的好壞與骨組織微結構息息相關。目前骨科研究領域中，micro-CT可以最為準確并直觀地反映骨微結構和組織形態。本實驗micro-CT數據顯示，50 Hz、0.1 mT的SEMFs作用能夠改善大鼠骨組織微結構，使大鼠BV/TV%、Tb.N和Tb.Th增加，Tb.Th降低，但不同時間長度的干預作用效果有明顯差異，順序為：90 min組＞180 min組＞270 min組＞45 min組。micro-CT最大剖面圖和3D重建圖也顯示不同時間長度SEMFs可提高骨小梁網狀結構交聯度，促使大鼠骨質緊密，改善骨組織微結構，其作用效果的排序與數據分析相一致。再次說明電磁場干預對大鼠骨強度和骨組織微結構的改善存在時間效應。電磁場動物實驗的最終目的是為人類骨質疏松癥患者尋找新的治療方法，180 min和270 min雖然同樣有效，但時間相對較長，45 min又無顯著效果，因此篩選出的最佳作用時間為90 min。
綜上所述，本研究結果表明，90 min為提高大鼠BMD、改善生物力學性能和骨組織微結構的最佳作用時間。本實驗研究結果首次全文闡述不同時間SEMFs作用對大鼠生物力學性能的不同影響，篩選出了SEMFs預防骨質疏松的最佳作用時間。本實驗結果為SEMFs預防骨質疏松的最佳參數組合篩選增加了新的依據，后期其余參數的篩選將會為SEMFs預防骨質疏松找到完整的參數組合，其完整的參數組合將為電磁場預防骨質疏松的臨床研究奠定基礎。
引言
骨質疏松是一種全身性、系統性的骨代謝性疾病，特點是骨量降低、骨組織微結構遭到破壞,使骨折發生率增加[1-2]。生物力學是根據已明確了的力學原理來研究生物體中力學的相關問題,運用物理、數學的相關知識和方法探索生物體生命現象的學科[3]。骨生物力學不僅可以評價骨質量，也可作為全身骨密度(bone mineral density,BMD)的綜合評價[4]。電磁場療法從生物物理學角度為骨質疏松的預防提供了新思路。研究表明，電磁場能夠通過增加骨量、促進骨形成，從而降低骨質疏松發生的概率。因其具有易操作、副作用小、成本低等特點被視為國內外學者研究骨質疏松的新手段[5-6]。電磁場不僅能夠促進成骨細胞的增殖礦化，而且在動物實驗方面也有顯著成效。但電磁場的效果受到波形、強度、頻率、時間等參數的影響，不同參數的組合對骨質的改變參差不齊。本文通過前期篩選出的能顯著提高大鼠峰值骨量的有效正弦交變電磁場(sinusoidal electromagnetic fields,SEMFs)參數組合(50 Hz、0.1 mT)[7]為基準設定不同時間長度電磁場作用大鼠的實驗，從生物力學性能方面探究其增加骨質量、改善骨組織微結構的作用，尋找預防性治療骨質疏松癥的電磁場完整參數組合，進而為骨質疏松的預防尋找新方法。
1 材料和方法
1.1 低頻電磁場骨質疏松治療床
低頻電磁場治療床由本課題組、中國近代物理研究所及蘭州理工大學信息工程學院共同研制(專利號：ZL 2011 2 0528586.0.)，具有正弦波、脈沖波、三角波等多種波形可選，頻率范圍從0~50 Hz可調，磁場強度為0~8 mT可調，時間可自行設置，如圖 1所示。
圖1
低頻電磁場治療床
Figure1.
Low frequency electromagnetic field therapy bed
1.2 實驗試劑與儀器
水合氯醛(天津大茂化學試劑公司，中國)；雙能X線骨密度儀(GE公司，美國)；AG-IX系列臺式電子萬能試驗機(島津公司，日本)；顯微計算機斷層成像系統(西門子Inveon公司，德國)。
1.3 研究對象及分組
6周齡SPF級SD雌性大鼠40只，由甘肅中醫學院實驗動物中心提供，許可證號：SCXK(甘)2011-0001，體重(125±10) g。大鼠隨機分為5組：正常對照組(未加電磁場刺激)、45 min SEMFs組、90 min SEMFs組、180 min SEMFs組和270 min SEMFs組。各SEMFs實驗組均給予50 Hz、0.1 mT的電磁場干預相應時間，干預時段為每天8∶00～18∶00。大鼠在標準動物實驗室飼養一周后開始實驗。標準飼料飼養，飲用水來自自來水。持續干預8周后處死。
1.4 檢測項目
1.4.1 臟器處理與病理學檢測
動物處死后迅速剝離心、肝、脾、肺、腎、胃、子宮，稱重后計算器官系數。通過石蠟包埋后HE染色，由高年資病理專家進行病理學觀察與毒性評價。
1.4.2 BMD的測定
大鼠實驗8周后用10%的水合氯醛腹腔注射麻醉后，雙能X射線骨密度儀檢測全身BMD。
1.4.3 三點彎曲試驗
大鼠處死后，左側股骨迅速用0.9%的NaCl浸泡過的紗布包裹保存于－20 ℃冰箱。三點彎曲試驗時，將凍存的股骨自然解凍置于AG-IX生物力學萬能試驗機上進行三點彎曲試驗,主要檢測的力學指標為：最大載荷、彈性模量和屈服強度。
1.4.4 壓縮實驗
大鼠處死后，椎骨迅速用0.9%的NaCl浸泡過的紗布包裹保存于－20 ℃冰箱。壓縮試驗時，將椎骨自然解凍，用剪刀小心剪除L5(第5腰椎)兩頭椎間盤，并砂紙打磨上下兩端至平行，將磨制好的腰椎椎體置于試驗機上，以2 mm/min的加載速度進行壓縮，壓縮程度以最大載荷為限，主要檢測的生物力學指標為：最大載荷、彈性模量。
1.4.5 顯微計算機斷層成像分析
大鼠處死后，將右側股骨用10%福爾馬林固定后送往第四軍醫大學口腔醫院實驗室進行顯微計算機斷層成像(micro computed tomography,micro-CT)檢測，選擇20 mm數量級進行掃描，利用micro-CT系統擇取骨骺線下方1 mm處往下2 mm的區域進行三維重建，獲取最大剖面圖和三維結構圖，并計算骨小梁面積百分比(trabecular surface area compared with trabecular volume,BV/TV%)、骨小梁厚度(trabecular thickness,Tb.Th)、骨小梁數量(trabeculae number,Tb.N)和骨小梁分離度(trabecular separation,Tb.Sp)等相關參數。
1.5 統計學分析
所有數據均以均數±標準差(x±s)表示，并使用SPSS 16.0軟件進行統計學分析，實驗組與對照組間的統計差異采用單因素方差分析，以P＜0.05為差異具有統計學意義。
2 結果
2.1 不同時間長度SEMFs作用對大鼠臟器系數及病理學的影響
電磁場各組與對照組相比，各臟器系數均無明顯差異(P＞0.05) 。請有經驗的臨床高級職稱醫師進行病理學觀察后也未見異常改變，說明電磁場對大鼠臟器無損傷，無明顯毒副作用。
2.2 不同時間長度SEMFs作用對大鼠全身BMD的影響
如表 1所示，與對照相比，90 min組大鼠的全身BMD有顯著提高(P＜0.01) ，180 min組全身BMD有顯著提高(P＜0.05) ，其余各組全身BMD未見顯著變化(P＞0.05)。
表1
不同時間長度電磁場作用對大鼠全身BMD的影響(x±s,n=8)
Table1.
Results of whole body BMD in rats (x±s,n=8)
2.3 不同時間SEMFs作用對大鼠骨生物力學參數的影響
大鼠股骨三點彎曲試驗結果顯示，與對照組相比，90 min組、180 min組、270 min組股骨最大載荷、彈性模量、屈服強度差異均有統計學意義(P＜0.01) ，且均值大小順序為90 min組＞180 min組＞270 min組；45 min 組與對照組比較無明顯差異，如圖 2所示。
圖2
不同時間長度電磁場作用對大鼠股骨三點彎曲試驗結果的影響(x±s,n=8)
與對照組比較，*
compared to control group,*
大鼠腰椎壓縮試驗結果顯示，與對照相比，90 min組、180 min組、270 min組椎骨最大載荷、彈性模量差異均有統計學意義(P＜0.01) ，且均值大小順序為90 min組＞180 min組＞270 min組；45 min 組與對照組比較無明顯差異，如圖 3所示。
圖3
不同時間長度電磁場作用對大鼠椎骨壓縮試驗的影響(x±s,n=8)
與對照組比較，*
compared to control group,*
2.4 不同時間SEMFs作用對大鼠股骨micro-CT分析的影響
如表 2所示，與對照組比較，90 min組、180 min組、270 min組大鼠的BV/TV%、Tb.Th、Tb.N以及Tb.Sp差異均有統計學意義(P＜0.01) ；45 min組大鼠的BV/TV%、Tb.N和Tb.Sp差異有統計學意義(P＜0.01) ，而Tb.Th未見明顯差異(P＞0.05) 。觀察micro-CT分析重建得到的最大剖面圖，如圖 4所示，與對照組相比，90 min組、180 min組、270 min組骨小梁網狀結構增多，而45 min組無明顯變化。觀察micro-CT分析軟件切割得到股骨3D效果圖，如圖 5所示，與對照組相比，90 min組、180 min組、270 min組骨小梁結構更加致密，而45 min組差異不明顯。
圖4
大鼠股骨micro-CT成像分析最大剖面圖
Figure4.
Femur micro-CT imaging analysis of the largest cross-sectional view
圖5
大鼠股骨micro-CT成像分析三維圖
Figure5.
Femur micro-CT imaging analysis three-dimensional map
表2
不同時間長度SEMFs作用對大鼠micro-CT骨組織形態的影響(x±s,n=8)
Table2.
Results of femur micro-CT histomorphometrical analyses in rats (x±s,n=8)
3 討論
隨著我國人口老齡化的加劇，骨質疏松癥的發生率不斷增長。在人口老齡化的進程中，由于骨吸收大于骨形成，常會出現骨量丟失的現象。這一現象在骨生物力學方面表現出骨骼彈性、韌性下降，骨折發生率大為提高，嚴重威脅著老年人的健康甚至生命[1-2, 8]。低頻電磁場能夠改善骨代謝，增加骨質量進而預防骨質疏松。但這一方法一直存在多種因素的限制，如強度、時間、頻率等。本實驗采用前期課題組研究篩選的有效磁場強度(50 Hz、0.1 mT)，從時間參數角度進行探討。結果表明，90 min的作用時間效果最為明顯，而其它時間長度也能有效提高大鼠峰值骨量，但其作用效果不佳。
大鼠處死后，稱取各臟器并計算器官系數，結果與對照組相比差異均無統計學意義(P＞0.05) 。肝、腎、子宮等做病理學切片，HE染色后請資深臨床病理醫師檢測后也未見異常。這一結果表明SEMFs并未損害機體的器官，是一種無明顯副作用的治療方法。BMD是決定骨強度的一個重要因素，通過全身BMD的檢測可以判定骨質量、骨強度的變化[9]。本實驗全身BMD檢測結果顯示，90 min(P＜0.01) 和180 min(P＜0.05) 的電磁場干預均顯著提高了大鼠全身骨密度，而其余時間長度電磁場作用對大鼠全身BMD無明顯影響。說明90 min組電磁場作用時間能最有效地增加大鼠全身BMD，從而增加骨質量，提高骨強度，180 min組電磁場作用次之，表明不同作用時間的電磁場參數組合對大鼠BMD的增加效果不同。
骨生物力學是以工程力學理論為依據研究在外界作用下骨的力學特性及受力后的生物學效應，是評價骨質量的有效依據[10-11]。骨生物力學反映骨本身的強度及韌性，與骨骼礦物質含量及BMD相關，且不受形狀大小的影響[12]。本實驗大鼠生物力學實驗結果顯示： 90 min組、180 min組、270 min組與對照組相比，股骨和椎骨的最大載荷、彈性模量、屈服強度差異均有統計學意義(P＜0.01) ，且均值大小順序為90 min組＞180 min組＞270 min組；45 min組與對照組比較則無明顯差異。表明50 Hz、0.1 mT的SEMFs能夠提高大鼠骨生物力學性能，但不同時間長度電磁場作用的效果不同，存在時間效應。
骨質的好壞與骨組織微結構息息相關。目前骨科研究領域中，micro-CT可以最為準確并直觀地反映骨微結構和組織形態。本實驗micro-CT數據顯示，50 Hz、0.1 mT的SEMFs作用能夠改善大鼠骨組織微結構，使大鼠BV/TV%、Tb.N和Tb.Th增加，Tb.Th降低，但不同時間長度的干預作用效果有明顯差異，順序為：90 min組＞180 min組＞270 min組＞45 min組。micro-CT最大剖面圖和3D重建圖也顯示不同時間長度SEMFs可提高骨小梁網狀結構交聯度，促使大鼠骨質緊密，改善骨組織微結構，其作用效果的排序與數據分析相一致。再次說明電磁場干預對大鼠骨強度和骨組織微結構的改善存在時間效應。電磁場動物實驗的最終目的是為人類骨質疏松癥患者尋找新的治療方法，180 min和270 min雖然同樣有效，但時間相對較長，45 min又無顯著效果，因此篩選出的最佳作用時間為90 min。
綜上所述，本研究結果表明，90 min為提高大鼠BMD、改善生物力學性能和骨組織微結構的最佳作用時間。本實驗研究結果首次全文闡述不同時間SEMFs作用對大鼠生物力學性能的不同影響，篩選出了SEMFs預防骨質疏松的最佳作用時間。本實驗結果為SEMFs預防骨質疏松的最佳參數組合篩選增加了新的依據，后期其余參數的篩選將會為SEMFs預防骨質疏松找到完整的參數組合，其完整的參數組合將為電磁場預防骨質疏松的臨床研究奠定基礎。
