Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Introduction: Elimination of bacteria and active infection within an infected root canal system is one of the primary objectives of nonsurgical root canal treatment. One of the measures of successful root canal treatment is subsequent bone healing of periapical lesions caused by previous infection. A previous study by Yumoto et al. showed that electromagnetic wave stimulation can increase proliferation of osteoblastic cells with no cytotoxicity, and it can also up-regulate growth factors such as vascular endothelial growth factor and platelet-derived growth factor.18 They also showed increased proliferation of an immortalized osteoblastic MC3T3-E1 cell line 3 days following electromagnetic stimulation (EMS).18 Previously, Pauly et al. found increased alkaline phosphatase (ALP) activity with 10 mA EMS application to primary murine calvaria-derived osteoblastic cells with 5 pulses at 1 second per pulse, but no significant differences were found for MTS proliferation nor mineral deposition compared to a negative control group.82 Optimization of the different variables including post-treatment incubation time, current delivery, and number of pulses per treatment may be necessary to improve osteogenic activity. The use of mesenchymal stem cells from murine bone marrow may also offer a physiologically relevant model for osteoblastic regeneration of periapical lesions. Objectives: The goal of this study was to investigate and optimize the effects of electromagnetic wave stimulation (EMS) on murine bone marrow mesenchymal stem cells (MSCs) by evaluating the proliferation and differentiation of the cells after exposure to different EMS treatment regimens. Materials and Methods: 5 x104 stromal osteoblasts (SOBs) were cultured in 24-well plates in α-MEM containing 10% fetal bovine serum. Cells were then subjected to pulsed EMS treatments of 1 mA, 10 mA, and 50 mA. EMS was generated using an electromagnetic apical treatment (EMAT) device created by J. Morita MFG Corp. Proliferation was assessed via MTS assay 1 days after treatment. For osteogenic differentiation, ascorbic acid and β-glycerol phosphate were added to the culture media, and SOBs were cultured for 14 days. Afterwards, alkaline phosphatase (ALP) activity and Alizarin-red S mineral deposition were quantified as measures of osteoblast activity. Cells grown in osteogenic media without EMS treatment served as the negative control. Results: Although MSC proliferation was unaffected by different EMS treatment regimens, 50 mA EMS resulted in a decrease in ALP activity and mineral deposition by osteoblasts. Conclusions: Our findings suggest bone healing by EMS may involve a different cellular mechanism, that is not reproduced in vitro in our studies. Utilizing different amperage and EMS regimens may improve osteogenic differentiation.

Als Paläopathologie wird das interdisziplinäre Fachgebiet von Anthropologen, Medizinern und Archäologen bezeichnet, das sich mit der Erforschung der Krankheiten vergangener Generationen beschäftigt. Den Zähnen kommt dabei eine besondere Bedeutung zu, da der Zahnschmelz das härteste Körpergewebe ist und sie deshalb besonders lange für eine Untersuchung zugänglich sind. An Ihnen lassen sich eine Vielzahl von Erkenntnissen in Bezug auf die Lebens- und Ernährungsweise unserer Vorfahren gewinnen. In der vorliegenden Arbeit wurde der Gesundheitszustand der Zähne und des Zahnhalteapparates in der mittelalterlichen Bevölkerung der südniedersächsischen Dorfwüstung Drudewenshusen mit in der Paläopathologie gebräuchlichen Methoden analysiert. Für die Auswertung wurde ein neues mathematisches Verfahren zur Schätzung der Karieshäufigkeit verwendet. Insgesamt wurden 112 Individuen untersucht. Etwa je ein Drittel entfällt auf Männer, Frauen und geschlechtlich Unbestimmbare, zumeist Kinder. Erhoben wurde der Zahnstatus in Bezug auf vorhandene und intravital bzw. postmortal verlorene Zähne. Die Zähne und Alveolarknochen wurden auf Karies, Parodontopathien, apicale Prozesse, Zahnstein, Zahnabrasion und das Auftreten transversaler Schmelzhypoplasien untersucht. Frauen und Männer litten etwa gleich häufig unter einer Karies; bei den weiblichen Individuen waren jedoch mehr Zähne erkrankt als bei den männlichen Individuen ihrer Altersgruppe. Am häufigsten von Karies betroffen zeigte sich der Molarenbereich. Der Einsatz des auf dem DMF-T-Index basierenden Kariesschätzers erweist sich am archäologischen Skeletfund als praktikabel. Die intravitalen Verluste zeigen einen analogen Verlauf zum Kariesbefall, der als deren Hauptursache angesehen wird. Andere Ursachen wie übermäßige Abrasion oder Traumata spielen eine untergeordnete Rolle. Die Häufigkeit intravitaler Verluste steigt mit dem Alter an; Frauen sind häufiger betroffen als Männer. Die entzündliche Veränderung des Parodontiums und der nicht entzündliche Knochenschwund sind in der erwachsenen Bevölkerung von Drudewenshusen weit verbreitet. Das Auftreten und Ausmaß von Zahnstein ist nur eingeschränkt beurteilbar, da dieser sehr leicht postmortal verloren geht. Nahezu alle erwachsene Individuen weisen Zahnstein auf. Apicale Osteolysen konnten nur bei erwachsenen Individuen nachgewiesen werden. Verbindungen zwischen Abszesshöhle und angrenzenden Sinus maxillares mit Zeichen von Entzündung weisen auf eine Ausbreitung der sonst lokal begrenzten Prozesse hin. Die Bewohner von Drudewenshusen zeigen eine interindividuell unterschiedliche, aber insgesamt hohe Abrasion auf, welche mit dem Alter zunimmt. Nur ein Drittel der Population ist von transversalen Schmelzhypoplasien betroffen. Die Veränderungen waren überwiegend leicht ausgeprägt. Insgesamt ergibt sich das Bild einer bäuerlich geprägten Gesellschaft, deren Nahrung weitestgehend auf Kohlenhydraten basierte. Schmerzhafte Erkrankungen der Zähne wie Karies oder dentoalveoläre Abszesse betrafen alle Altersschichten und Geschlechter. Eine hohe Kindersterblichkeit belegt das harte Leben zu dieser Zeit. Phasen des Nahrungsmangels werden durch das Vorkommen von Mangelerkrankungen und das Auftreten von transversalen Schmelzhypoplasien angezeigt. Die vorliegende Arbeit präsentiert neue Ergebnisse zu Zahnerkrankungen in einer mittelalterlichen Dorfwüstung, sowie neue Ansätze zur Interpretation der Karies im paläopathologischen Kontext. Dadurch kann ein weitreichender Einblick in die Gesellschaft und das tägliche Leben im Mittelalter gewonnen werden.