脈沖電導入儀的研究及其應用.pdf

1、在過去的20多年里，電穿孔技術已成為一門成熟的科學學科，得到了世界的廣泛認識。細胞電穿孔是一門生物物理新技術，與其他方法相比，它具有簡單、方便、重復性好、效率高、電參數(shù)容易調整和控制、作用機理相對比較清楚的優(yōu)點。更重要的是，它的適用范圍極廣，幾乎適用于所有種類的細胞。目前，細胞電穿孔技術在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、臨床等方面已經(jīng)得到了廣泛的應用，以及在許多基礎科學研究的應用前景也是十分可觀的。 本文首先介紹了細胞電穿孔的機理、發(fā)展過程及

2、其應用。接著，對細胞膜電穿孔的理論模型進行了分析。通過對細胞電穿孔的物理及數(shù)學模型進行系統(tǒng)研究，為以后的實驗提供理了論依據(jù)。同時分析了各電場參數(shù)與電穿孔效率的關系，電場各參數(shù)包括脈沖幅度、脈沖寬度、脈沖個數(shù)、脈沖波形等。然后結合對細胞膜電穿孔的認識，介紹了脈沖電導入儀和幾種放電電極。重點介紹了該儀器的高壓脈沖產(chǎn)生電路，主要包括充電電路和放電電路。隨后介紹儀器的性能指標，并對儀器的A/D采樣部分和液晶顯示部分提出了改進方案。最后，利用脈沖

3、電導入儀和六針陣列電極進行了電化學療法用于腫瘤治療的實驗，取得了良好的實驗結果，抑瘤效果顯著，說明電穿孔技術對腫瘤治療確實有效。同時，建立了六針針電極電場的數(shù)學模型并進行了電場的仿真。場強分布圖驗證了電極設計思路的正確性，電場分布與設計預期符合的很好，這對于進一步優(yōu)化電極結構，提高電化學治療腫瘤的效果都具有非常重要的指導意義。 本文的創(chuàng)新之處有：一是六針電極的設計與場強分析。新型的六針電極與循環(huán)放電控制器配合使用，能做到順時針六

4、檔放電和逆時針六檔放電，使之作用的細胞能夠充分的打孔。進行電極電場的仿真，這項工作具有非常重要的意義，它為進一步優(yōu)化電極結構，更好地應用電化學療法治療腫瘤提供了非常重要的參考。二是與人民醫(yī)院進行了合作，設計進行了小鼠移植性腫瘤U14治療實驗方案，實驗表明六針陣列電極結合中藥艾迪對腫瘤的生長有較好的抑制作用。通過實驗摸索了六針電極用于實驗的放電電壓、放電脈沖寬度及順、逆時針的放電檔數(shù)等實驗參數(shù)。為以后的實驗研究及臨床治療提供了可參考的實驗