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陡脉冲电场分布仿真与在体兔肝组织的实验研究
本研究建立了陡脉冲在均匀介质中的有限元模型,采用ANSYS电磁场软件仿真双电极和七电极阵列的二维电场强度分布,并改变脉冲参数(电压值、电极间距和电极直径),分析电场强度的分布规律.通过陡脉冲处理在体大白兔肝脏的实验,定量观察兔肝组织病理改变的几何区域、组织损伤的实际形状和电极的有效杀伤半径.结合理论仿真结果,探讨导致兔肝细胞不可逆性电击穿所需达到的电场强度阈值,为今后的临床应用寻找电极阵列布置和脉冲电参数选择的依据.
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陡脉冲对恶性肿瘤细胞不可逆性电击穿的实验研究
采用作者研制的陡脉冲治疗装置,以人卵巢腺癌SKOV3细胞为实验研究对象,通过倒置相差显微镜实时观察细胞形态在陡脉冲电场作用下的动态变化过程,用扫描电镜观察细胞膜表面的变化情况,并用透射电镜观察细胞超微结构的改变.研究发现,陡脉冲作用后的细胞发生明显肿胀,细胞核固缩,扫描电镜观察结果显示出细胞膜出现孔洞并发生破裂,细胞质外喷;透射电镜观察结果发现核肿胀,核膜不完整,胞质内细胞器结构模糊,微绒毛肿胀,胞浆、线粒体肿胀、空泡化,细胞膜多处断裂.这表明陡脉冲能使恶性肿瘤细胞发生不可逆性电击穿并导致其死亡,有着良好的应用前景.
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陡脉冲电场对荷瘤BALB/c小鼠癌细胞杀伤效应和抑制作用的实验研究
本研究观测了陡脉冲电场对荷瘤BALB/c小鼠癌细胞的杀伤效应和抑制作用.处理后的癌细胞在光镜下表现为细胞核固缩、核碎裂、核溶解;在电镜下表现为异染色质增加,边集,呈团块样改变,胞浆肿胀,脂滴数量增加,质膜破裂;核固缩,碎裂,线粒体肿胀.抑瘤观察中发现治疗组小鼠肿瘤体积明显减小,肿瘤生长受到抑制,治疗组和对照组间差异有显著性;生存期观察中发现经陡脉冲治疗后的荷瘤小鼠生存期明显延长.实验揭示了陡脉冲电场能有效地杀伤癌细胞,明显抑制了荷瘤小鼠恶性肿瘤的生长、增殖,有着良好的应用前景.
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电脉冲在活体兔肝组织中的电场分布研究
目的 观察电脉冲在活体兔肝组织中的电场分布形态,分析其电场分布的均匀性. 方法不同脉冲剂量作用活体兔肝组织后,采用TTC和HE染色法观察脉冲处理后,兔肝形态学和病理学组织改变.结果 脉冲作用活体兔肝组织后,引起凝固性坏死,其坏死轮廓与电场分布仿真图基本吻合.结论 电场在活体组织中的分布与12针电极电场分布仿真图基本吻合;12针状电极阵列的有效布置方式电场分布比较均匀.
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陡脉冲电场对荷瘤BALB/c小鼠癌细胞杀伤效应的实验研究
观测陡脉冲电场对荷瘤BALB/c小鼠癌细胞的杀伤效应.处理后的癌细胞在光镜下表现为细胞核固缩、核碎裂、核溶解;在电镜下表现为异染色质增加,边集,呈团块样改变,细胞质肿胀,脂滴数量增加,质膜破裂;核固缩,碎裂,线粒体肿胀.实验揭示了陡脉冲电场能有效地杀伤癌细胞,明显抑制了荷瘤小鼠恶性肿瘤的生长、增殖,有着良好的应用前景.
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陡脉冲电场对荷瘤BALB/C小鼠生存期的影响
观测陡脉冲对荷瘤BALB/C小鼠癌细胞的杀伤效应和抑制作用.抑瘤观察中发现治疗组小鼠肿瘤体积明显减小,肿瘤生长受到抑制,治疗组和对照组间差异有显著性;生存期观察中发现经陡脉冲治疗后的荷瘤小鼠生存期明显延长.实验揭示了陡脉冲能有效地杀伤癌细胞,明显抑制了荷瘤小鼠恶性肿瘤的生长、增殖,有着良好的应用前景.
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癌症治疗新进展:不可逆性电击穿脉冲疗法
特定电场参数的电脉冲被广泛应用于生物医学领域中.传统的电穿孔常用于细胞融合、转染、电化学疗法等.近年来出现了细胞内电处理的应用,即电场强度为MV/cm、脉宽达到10 ns级的电脉冲能绕过细胞膜影响细胞内信号转导与胞内结构.研究表明,在以上两者的电参数范围之间存在致使癌细胞发生不可逆性凋亡的电场参数,这种介于电穿孔和细胞内电处理的过程即为不可逆性电击穿.不可逆性电击穿通过诱导细胞凋亡而选择性地杀死肿瘤细胞,可能为癌症治疗提供了一种新的方法.
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电穿孔疗法用于肿瘤治疗的研究进展
近年来,电工技术已广泛用于生物医学工程研究中,而将脉冲电场用于肿瘤治疗的研究横跨生物医学工程、电工新技术、计算机技术和微电子技术等领域,是一门新兴的边缘学科.国内外的专家对在脉冲电场作用下细胞膜发生电穿孔的现象进行了深入的研究与临床试验,研究结果表明细胞膜电穿孔能促进化疗药物的运送,从而有效地提高了化疗药物的杀伤力.研究者们还大胆地探索了高电场强度的陡脉冲促使肿瘤细胞发生不可逆性电击穿(IREB)而终死亡等现象的研究.
