可控陡脈沖對惡性腫瘤細(xì)胞不可逆性電擊穿的實(shí)驗(yàn)和機(jī)理研究.pdf

1、癌癥是威脅人類生命的主要疾病，雖然人們提出了包括手術(shù)治療、放療、化療、熱療和超聲聚焦等在內(nèi)的多種治療方法，但是由于受到其適應(yīng)癥、禁忌癥和副作用等因素的限制，它們對惡性腫瘤的治療療效仍不夠理想。 本文對現(xiàn)有治療方法特別是電穿孔療法進(jìn)行深入、必要的論述和分析基礎(chǔ)上，提出了一種新的癌癥物理治療方法——陡脈沖療法和相應(yīng)的可控陡脈沖腫瘤治療儀。其創(chuàng)新之處是：在保證患者安全的前提下，將適當(dāng)?shù)亩该}沖引入到癌癥組織中，使惡性腫瘤細(xì)胞發(fā)生不可逆性

2、電擊穿，這就破壞了腫瘤的生存條件，達(dá)到了殺傷腫瘤細(xì)胞的目的，從而使病人免去化療、放療和手術(shù)的痛苦。 本文成功地將上升時(shí)間僅為納秒級(jí)的指數(shù)衰減脈沖電場——陡脈沖電場應(yīng)用于治療惡性腫瘤的實(shí)驗(yàn)研究中。將傳統(tǒng)脈沖功率技術(shù)中的陡脈沖產(chǎn)生的基本原理和現(xiàn)代電力電子技術(shù)相結(jié)合并首次研制成功了可控陡脈沖腫瘤治療儀，本系統(tǒng)能精確地控制陡脈沖頻率、脈沖寬度和電壓峰值三項(xiàng)參數(shù)的獨(dú)立調(diào)節(jié)，為醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文成功地進(jìn)行了陡脈沖對惡性腫瘤細(xì)胞殺

3、傷效應(yīng)及細(xì)胞周期影響的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果表明陡脈沖能有效殺傷惡性腫瘤細(xì)胞，其殺傷效應(yīng)在細(xì)胞水平上表現(xiàn)為抑制細(xì)胞的增殖；在DNA水平上，表現(xiàn)為對細(xì)胞周期的影響。成功地進(jìn)行了陡脈沖治療荷瘤BALB/C小鼠實(shí)驗(yàn)，觀測陡脈沖對荷瘤BALB/C小鼠惡性腫瘤細(xì)胞的殺傷效應(yīng)和抑制作用。處理后的惡性腫瘤細(xì)胞在光鏡下表現(xiàn)為細(xì)胞核固縮、核碎裂、核溶解；在電鏡下表現(xiàn)為質(zhì)膜破裂、核固縮、碎裂、線粒體腫脹。治療組小鼠腫瘤體積明顯減小，腫瘤生長受到抑制，治療組和對

4、照組間差異有顯著性；經(jīng)陡脈沖治療后的荷瘤小鼠生存期明顯延長。實(shí)驗(yàn)揭示了陡脈沖能有效地殺傷惡性腫瘤細(xì)胞，明顯抑制了荷瘤小鼠惡性腫瘤的生長、增殖。 最后，本文在深入分析了正常組織和癌癥組織的傳導(dǎo)特性和介電特性的基礎(chǔ)上，以惡性腫瘤細(xì)胞為研究對象，從電路和電場的角度提出了正常細(xì)胞和惡性腫瘤細(xì)胞的電路分析模型和電場計(jì)算模型，討論了陡脈沖的頻率特性對惡性腫瘤細(xì)胞的影響，成功地對陡脈沖作用下惡性腫瘤細(xì)胞的電場分布和電場力進(jìn)行了分析計(jì)算并初步揭