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微波场对微生物DNA的作用研究
目的 研究微波场对微生物DNA的作用,了解微波杀菌机理.方法 用免疫电泳法和基因扩增法对经微波照射处理悬液内指标菌DNA进行检测,观察其损伤情况,并与普通煮沸加热法作平行比较.结果 经微波加热沸腾和非沸腾状态处理的微生物,总DNA条带出现弥散或缺失.微波场铜网屏蔽和煮沸加热处理的微生物,总DNA条带无缺失现象.微波场照射处理枯草芽孢杆菌黑色变种和大肠杆菌,在温度升至72℃时,非连续处理后DNA条带无损伤现象;在温度上升到85℃时,非连续处理后DNA条带明显减弱.结论 微波场对微生物DNA有损伤作用,温度升高或作用时间延长微波对微生物DNA的破坏作用增加,提示微波场对微生物的作用存在非热效应,也存在热效应.
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电磁波的生物学效应
简述了电磁波生物学效应的概念,电磁波生物学热效应和非热效应的含义及各自的特点.概要列举了电磁波在不同生物层次上产生的生物学效应的典型事例,并依据作者开展的实验研究概要列举了电磁波生物学非热效应的典型代表,即窗效应的典型事例.
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射频电磁场对视觉系统的影响和损伤阈值
在科学技术迅速发展的今天,射频技术已被广泛应用于通讯、广播、医疗和军事等各个领域,而且越来越多地出现于人们的日常生活中.它在给人类带来极大益处的同时,也可能对环境和人体健康造成一定影响.目前人们特别关注的是其可能存在的不良健康影响.在射频电磁场引起的众多健康损害中,由于眼睛是裸露的,而且具有很强的微波吸收特性,因此备受关注.各频段的射频辐射都可能对视觉系统产生影响,而其中研究较多的要数微波波段,它除了引起白内障外,还可导致视网膜、角膜及其他视觉系统损害.1952年报道了雷达引起人眼发生双侧白内障,揭开了射频对眼睛损伤的研究序幕,目前微波辐射已被认定是白内障的第5位诱因.虽然公认高强度射频辐射因其热效应而对视觉系统造成损伤,但对于低强度照射是否也会造成视觉系统的影响(即非热效应是否存在)尚无定论.我们对此进行了综述,并初步探讨有关暴露限值的问题.
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电磁场在生物医学中的应用
1 引言近百年来,人们对随时间作简谐变化的电磁场即连续波电磁场对生物体的各种影响进行了较充分的研究,其在生物医学中的应用也取得了重大进展,形成了一门较为完整的生物电磁学分支,它经历了从热效应到非热效应,从动物活体到细胞及生物大分子,从生物效应到临床应用的发展阶段[1,2].但是对近20年来发展起来的瞬态电磁场(即具有高幅度和快速上升前沿的周期性脉冲电磁场或单个脉冲场)对生物体的影响及其应用研究相对较少,本文将对连续波电磁场和瞬变电磁场在生物医学中的应用及其发展方向作较全面的评述.
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脉冲高强度聚焦超声联合微泡非热损伤兔肝VX2移植瘤的病理观察
目的 探讨脉冲高强度聚焦超声(HIFU)联合微泡非热损伤兔肝VX2移植瘤的病理变化.方法 将36只荷瘤兔随机分为假照组、P-HIFU组和P-HIFU+UCA组进行HIFU辐照,观察辐照后组织的病理学变化.结果 假照组、P-HIFU组和P-HIFU+UCA组TTC染色后,肉眼下各组肿瘤组织被均匀红染,而组织学检查显示P-HIFU组和P-HIFU+UCA组肿瘤细胞有损伤征象,胞浆内有大小不等空泡.结论 脉冲高强度聚焦超声(HIFU)以及联合微泡均可对兔肝VX2移植瘤通过非热损伤达到治疗目的.
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高功率微波辐照小鼠免疫组织基因表达谱初步分析
目的:观察一定强度高功率微波(HPM)诱发的小鼠胸腺及淋巴结免疫组织差异基因表达谱的变化,揭示非热效应在分子水平上的作用机制.方法:应用cDNA基因芯片技术分析微波非热效应的分子机制.结果:(1)淋巴结上调的差异表达基因519个,下调基因305个;胸腺上调基因149个,下调基因205个.(2)差异表达基因的生物学功能主要涉及免疫反应及防御、细胞凋亡、DNA修复与复制、应激反应、信号转导、细胞粘附、细胞生长及周期、组织器官发生、物质代谢、细胞增殖等多个方面.结论(1)胸腺差异表达基因总数少于淋巴结,且胸腺差异基因上调及下调的幅度也低于淋巴结,表明淋巴结对HPM辐照的敏感性要高于胸腺.(2)HPM对机体免疫组织的影响可能属非热效应的作用机制,且涉及的差异基因范围也较为广泛.
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高功率微波对小鼠免疫组织淋巴细胞影响的初步研究
目的:观察不同强度高功率微波(HPM)对小鼠免疫组织和外周血淋巴细胞的影响及其作用机制.方法:应用TUNEL和FCM(Annexin-V/PI双标法)技术研究小鼠胸腺、脾脏、淋巴结和外周血淋巴细胞凋亡的发生规律.结果:①10~30mW /cm2 HPM辐照后,C57小鼠外周血WBC出现降低,而淋巴细胞凋亡率明显升高,与WBC的变化呈较好的对应关系,且在0~15mW/cm2内呈一定的剂量效应关系.②照后7d,C57小鼠免疫组织淋巴细胞凋亡率均出现明显升高,而在0~15mW/cm2范围内与辐照剂量呈一定的量效关系.③不同剂量辐照后3d,129小鼠免疫组织淋巴细胞凋亡率均出现明显升高,而以脾组织淋巴细胞凋亡率与剂量呈一定的量效关系.淋巴结经15mW/cm2辐照后3、7和14 d,其凋亡率的升高与照后时间显示一定的时效关系.结论:虽然对非热效应的生物学影响及其机制仍存在争议,然而本研究结果明确指出,微波对机体免疫机能影响的非热效应还是比较明显的,有关机制尚需进一步阐明.
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微波辐照对免疫系统功能的影响
微波辐射是一种非电离辐射,频率范围为300 MHz至300 GHz、波长范围为1 m至1mm.近年来,随着雷达、移动电话等通讯设备及家用微波设备、医用微波设备的广泛应用,越来越多的人暴露在微波污染当中.微波通过热效应及非热效应对人体产生各种生物学危害.随着分子生物学等技术的不断发展,国内外研究人员试图从细胞、分子水平上阐述微波对生物体的各种影响.由于微波频率、照射功率及时间、比吸收率(special absorption rate,SAR)计算等实验因素的差异,微波对人体影响的结果也不相同.免疫系统是微波辐照敏感靶系统之一,微波可以直接或间接影响机体免疫功能,且具有一定的双效性.本文就近年来微波对免疫系统影响的研究进展进行综述.
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微波辐射对T细胞作用的研究进展
随着环境中微波辐射源的增加,微波辐射对职业人群和公众的危害日益引起关注.流行病学调查和实验室研究均表明,微波主要通过热效应和非热效应对机体产生危害,涉及到神经系统、免疫系统、心血管系统等,然而迄今对免疫系统影响的报道较少.微波可直接或间接影响机体免疫功能.在有关对T细胞影响的报道中,微波主要通过影响T细胞数量、对丝裂原刺激的反应及效应T细胞继而导致机体细胞免疫功能的改变.本文仅就近年微波辐射对T细胞作用的新研究进展作一简述.
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2.45 GHz微波非热效应诱导人宫颈癌细胞凋亡及其机制
目的 观察2.45 GHz微波非热效应对人宫颈癌HeLa细胞凋亡的影响,探讨不同照射功率与凋亡诱导效应之间是否存在量效关系及其机制.方法 HeLa细胞随机分为对照组、假照射组和低、中、高(10、15和20 mW/cm2)3个功率照射组,2.45 GHz微波照射10 min.MTT法检测HeLa细胞存活率;激光共聚焦显微镜观察各组HeLa细胞核形态变化,并统计异常细胞核比率;流式细胞仪检测细胞周期并分析sub-G1期细胞所占比例;免疫印迹法观察Bax、Bcl-2和Caspase-3凋亡相关蛋白表达变化并以B-肌动蛋白为内参比较各组蛋白表达灰度变化.结果 MTT结果显示,对照组与假照射组、低功率照射组之间细胞存活率无明显变化,中、高功率照射组HeLa细胞存活率较假照射组明显降低(t=-16.47、-14.23,P<0.05);激光共聚焦观察经Hoechst单染的细胞核显示,低、中、高功率照射组异常细胞核比率与假照射组相比明显增高(t=9.37、11.25、8.47,P<0.05),且高功率组细胞核异常比率高于低、中功率组(t=15.32、10.25,P<0.05);流式细胞术结果显示低、中、高功率照射组sub-G1期细胞所占比例均比假照射组升高(t=15.24、22.31、10.69,P<0.05);免疫组织化学结果显示Bcl-2的表达随着微波照射功率的增大而减弱,Bax和Caspase-3的表达随着照射功率的增强而加强.结论 2.45 GHz微波可诱导HeLa细胞凋亡,且与其功率密度增加呈正相关.
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微波辐射非热效应对A549细胞损伤反应的研究
目的 研究探讨微波辐射的非热效应对人肺癌A549细胞损伤的反应,以期为微波治疗肿瘤提供更全面的理论依据.方法 采用剂量为100 W(12 mv/cm2)、150 W(18 mv/cm2)和200 W(21 mv/cm2)的微波辐射冰浴方法制备的非热效应细胞模型10min;24 h后收集细胞,以Western印迹方法分析细胞Cytochrome c、Caspase-3,GRP 78、Caspase-4,Cathepsin D的表达;MDC染色、激光共聚焦显微镜观察细胞溶酶体变化.结果 辐射后A549细胞Cytochrome c、GRP 78蛋白表达增加,并且凋亡相关蛋白Caspase-3,Caspase-4活化;细胞溶酶体活性增强表现为Cathepsin D表达增加以及MDC染色荧光强度加强.结论 微波辐射非热效应对组织细胞所造成的损伤反应可能是通过细胞线粒体、内质网和溶酶体途径共同所诱导的细胞凋亡,为微波治疗肿瘤提供新的思考方向.
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低强度微波对晶状体的非热效应损伤的研究进展
随着微波技术在通讯、电器、医疗卫生和军事领域的广泛应用,微波对人体的损伤越来越引起人们的注意.晶状体由于其含水量高、缺乏血管等结构特性更容易受到辐射的损伤.已有实验证实,大剂量微波辐射使晶状体组织蛋白热变性凝固导致晶状体混浊而发生白内障,而近年来发现微波辐射造成的损伤还存在非热效应,这为探讨辐射暴露限值及辐射的有效防护提供了理论依据.
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移动电话电磁辐射的非热效应对孕鼠胎盘功能的影响
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毫米波照射生物活体激发非热效应的探讨
1 前言 随着医学技术的发展,毫米波的应用越来越广泛,特别是在近20年中尤为突出,如毫米波疗法用于治疗消化性溃疡、软组织及骨组织外伤、冠心病、肿瘤等疾病。这些技术的应用,从理论上可归结为毫米波照射生物活体所引发其机理变化,即医学上的生物热效应和非热效应。生物热效应是指一定频率和功率的电磁波辐射在生物活体上时,所引发的生物活体的局部体温上升。当温度升高超过生物活体组织的调温能力以及受照射组织内所吸收的能量远大于生物体的新陈代谢能力时,就会使组织的传热机理出现混乱,后导致组织的破坏和死亡。而生物非热效应,主要是研究各种频率电磁场所产生的生物效应,特别着重于研究电磁能量密度并不很强,在人体内产生的热量和温度并不太明显的情况下,对人体所造成的影响,这种影响常常发生在分子及细胞一级水平上,如"频率窗"、"功率窗"效应,脑组织钙溢出量增加,外加电场中细胞膜破裂以及电磁波对酶活性的影响等等。但生物活体长时间受低频及毫米波辐射时,电磁场的非热效应占主导地位,因此,这里我们着重探讨生物活体的非热效应。
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超短波治疗膝骨性关节炎作用机制研究进展
超短波具有扩张血管,使血管壁通透性增高,改善血液循环,消除炎症,刺激新陈代谢;增加结缔组织顺应性与关节活动范围,减轻关节僵硬;抑制感觉神经,阻断痛觉冲动传导以缓解疼痛等生理效应[1].随着康复医学的发展,超短波透热疗法尤以治疗骨关节炎被广泛研究.查阅近十年的相关国内外文献,笔者发现越来越多的临床研究已证实超短波对膝关节骨性关节炎确有疗效,但其基础研究甚少,有些作用机制仍不明了.本文从宏观物理生物学效应及微观分子水平两个角度,就其目前治疗膝骨关节炎的作用机制进行综述.
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电磁辐射和微波的生物学效应
电磁辐射广泛存在于人类的生存环境之中。人们在利用电磁辐射和微波为人类的健康服务的同时,也越来越多地认识到其对健康的危害。目前电磁辐射已成为损伤人类健康的主要物理因素之一。本文综述了近年来电磁辐射和微波的生物学机制、对人体各组织器官的不良影响、研究中存在的问题以及研究方向。
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DBJ-1型微波针灸仪临床应用体会
微波针灸仪是将经络学说与现代科学技术相结合而研制出的一种针灸治疗仪器, 它是采用一种特殊结构的包括毫针在内的不同轴小天线, 向人体经络穴位进行定量、定向辐射微波束能量, 使其既具有微波的热效应、非热效应、电磁场效应, 又具有中医针灸的治疗作用. 通过微波辐射, 可温经散寒、活血消肿、镇痛解痉, 因而对肩周炎、腱鞘炎、腰痛、风湿性关节炎等多种疾病均有较好的疗效, 而且微波针灸仪操作简便、无痛, 患者易于接受.
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高频电加运动疗法在颈椎病康复中的应用
应用高频电流产生的热效应和热外效应(非热效应)治疗颈椎病,结合正确的运动疗法巩固疗效,在颈椎病的康复中效果满意.于1997~2001年应用高频电加运动疗法治疗颈椎病患者300例,报道如下.
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远红外线疗法促进维持性血液透析患者动静脉内瘘成熟的效果观察
自体动静脉内瘘是1966美国Brescia等首创,被视为血液透析患者的“生命线”[1]。动静脉内瘘成熟质量直接影响内瘘的首次使用时间和使用寿命。动静脉内瘘的成熟与动静脉内径、吻合口大小、患者原发病(高血压、糖尿病)等因素相关[2]。远红外线疗法通过其热效应和非热效应作用原理广泛应用于临床,我科把远红外线应用到动静脉内瘘术后患者,取得良好效果,现报道如下。
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医学院校开设《物理因子的生物效应》课程探析
物理因子的生物效应的规律、机制还处于表征观察和初步探索阶段,但已经有了一定的认识深度.物理因子的生物效应大概可以分为两大类:热效应及非热效应.由于生物医学模式的转变,现代医学模式分为5大类:传统临床医学、预防医学、康复医学、保健医学、循证医学.现代的医生除了要学习医学知识及技术外还应具备坚实的理工科知识,特别是要有把理工科知识应用于生物医学上的理论联系实际的能力.物理因子的生物效应这门课程能大大提高学生用理论解决实际问题的能力.