生物电磁技术的医学应用与健康危害评价

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1、生物电磁技术的医学应用与健康危害评价　　生物电磁技术的发展与应用日新月异，生物电磁技术的覆盖面愈加广阔，以下是一篇关于生物电磁技术的医学应用探究的论文范文，欢迎阅读借鉴。　　引言　　生物电磁学是以电磁场的生物机理及其综合利用为主要研究内容，涉及生物医学、生物物理学、物理学、电磁学、电子技术及生物技术等领域的综合学科。自Maxu;s脉冲电场对癌细胞黏附、侵袭和迁移能力的影响　　μs脉冲电场对肿瘤细胞的黏附、侵袭和迁移能力均有明显的抑制作用，且该抑制作用与电场强度大小密切相关[2].有研究者以人宫颈癌细胞系Hela细胞为实验对象[3],分别检测μs脉冲电场对癌

2、细胞的黏附、侵袭和迁移这3个方面的影响，观察到μs脉冲电场对肿瘤复发和转移能力有抑制作用，且脉冲电场强度越大，抑制效果就越明显[4].　　1.1.2ns脉冲电场暴露诱导细胞脂双层膜电穿孔治疗肿瘤。　　电穿孔是指在高强度脉冲电场作用下细胞膜瞬时出现微孔的物理过程，其结果是细胞膜通透性显着提高，细胞内外分子交换明显增加，有利于细胞吸收周围介质中的外源物质，如各种药物、核苷酸、脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)、蛋白质、糖类、病毒颗粒和其他大分子物质等。电场取消后微孔即关闭，从而不会影响细胞膜的完整性。　　电穿孔对于研究脉冲电场作用下的细胞结构和功能有重大意义

3、，这种瞬时可逆的膜渗透性增强大大促进了化疗药物的跨膜转运，显着提高化疗药物对肿瘤细胞的杀伤力，为肿瘤的综合治疗提供了1种新的思路。近年来，有研究者单独使用脉冲电场[5-9],探及肿瘤组织，促使肿瘤细胞发生不可逆性电穿孔并最终死亡，从而达到治疗肿瘤的目的[10-12].　　Schoenbach等发现ns脉冲电场可以改变细胞器膜的跨膜电位，如线粒体膜电位，线粒体是动物细胞生成三磷酸腺苷(ATP)的主要地点，是促进细胞能量转换、参与细胞凋亡的重要细胞器，线粒体膜电位改变时可导致一系列细胞反应，该现象称为内处理效应[13].Nuccitelli等观察到ns脉冲电场可通过诱导细

4、胞周期发生改变等机制，促进荷瘤鼠皮肤癌细胞凋亡，从而抑制肿瘤组织的生长[14].　　1.1.3ps脉冲电场暴露可无创治疗肿瘤　　由于细胞膜与细胞核膜的充电时间常数远大于细胞线粒体膜的充电时间常数，所以在ps脉冲电场作用下，线粒体膜将先于细胞核膜与细胞膜受到脉冲的影响。为此，龙再全等在整合脉冲电场靶向诱导肿瘤细胞凋亡的窗口效应以及无创治疗的应用需求的基础上，提出应用冲激脉冲辐射天线将ps脉冲聚集于肿瘤组织，改变肿瘤细胞线粒体跨膜电位，导致肿瘤细胞崩解，即通过启动线粒体途径的凋亡靶向诱导，实现肿瘤的无创治疗，目前初步实验与仿真结果验证了该理论的可行性[15].　　1.2低

5、频电磁场暴露在骨病治疗中的应用　　低频电磁场产生的脉冲间歇的磁场效应，模拟运动状态下的机体内生理活动微环境，具有改善骨生理相关的作用[16],如刺激成骨细胞生长，促进其释放生长因子等。低频脉冲电磁场已用于对动物的骨折机制及骨质疏松模型的研究，临床上已开展对骨折、骨质疏松及口腔种植体骨的治疗[17-18].施加脉冲电磁场后，骨干区(骨生成活性较低的部位)的骨密度明显增强。另外，低频脉冲电磁场还可促进骨形成相中的骨矿物质沉着[19].龙英等从细胞和分子水平上研究极低频电磁场的骨作用机理，采用特征与成骨细胞极为相似的成骨样细胞UMR-106细胞株，构建极低频电磁场实验照射系

6、统，探究电磁场对成骨样细胞活性的影响。该实验观察到低能量正弦交变磁场可促进成骨样细胞的增殖，从而促进骨重建过程，为临床上治疗骨科疾病提供了新的物理手段[20].　　1.3脉冲式激光暴露在体内结石治疗中的应用　　20世纪90年代研制成功的钬激光，是采用氪闪烁光源激发嵌在钇铝石榴石晶体上的钬元素而产生的脉冲式激光[21].钬激光波长为2100nm,脉冲持续时间达250μs,峰值功率可达1kHz~30GHz,大量文献报道，微波暴露生物效应的主要原因是诱导场。然而，目前关于接触射频会对健康造成损害方面，流行病学资料不一致[38].2010年，欧洲率先启动了为期30a的流

7、行病学大型队列研究。25万人的手机使用情况及其与疾病的关系将被追踪调查，人们期待该项研究可以明确手机微波电磁辐射对人体是否造成危害及其危害程度[39].　　2.2工频电磁场暴露对健康的危害性评价　　工频电磁场是指由高压输电线路、大功率电机、变压器及家用电器等电力设施或设备所产生的电磁场，中国及欧洲等大部分地区频率为50Hz,美国频率为60Hz,属于极低频电磁场(extremelyloagicfields,ELF-EMFs)范畴[40-41].在极低频电磁场尤其是在交流输变电工程所产生的工频电磁场下长期暴露，对人体健康影响的不确定性是当前社会关注的焦点