低場強高頻納秒脈沖電場對人黑色素瘤細胞生物學行為的影響.pdf

1、低場強高頻納秒脈沖電場對人黑色素瘤細胞生物學行為的影響重慶大學碩士學位論文（專業(yè)學位）學生姓名：況東東指導教師：羅慶副教授兼職導師：劉歡副研究員學位類別：工程碩士（生物工程領(lǐng)域）重慶大學生物工程學院二〇一七年四月重慶大學碩士學位論文中文摘要摘要黑色素瘤是皮膚癌中一種惡性程度極高的惡性腫瘤，其平均發(fā)病年齡在45歲左右，并且，隨年齡增長而發(fā)病率也隨之增高。對于黑色素瘤的目前仍缺乏有效手段。在電穿孔技術(shù)基礎上，調(diào)制而成的脈沖電場（pulsee

2、lectricfieldsPEFs）在腫瘤治療方面的研究已經(jīng)成為尋找治療腫瘤新方法的突破口之一。其中，脈寬為納秒級的納秒脈沖電場（nanosecondpulseelectricfieldsnsPEFs）是一種瞬間釋放出很高能量的純物理療法，其具有無毒、無熱、無副作用，治療持續(xù)時間短等優(yōu)點。低場（10kVcm）強高頻納秒脈沖電場相對于目前研究較多的高場強（≥10kVcm）低頻納秒脈沖電場具有無皮膚灼傷、無肌肉隨脈沖頻率收縮等優(yōu)點。但是，低

3、場強高頻nsPEFs應用于臨床治療的參數(shù)有待優(yōu)化，安全性和作用機理等問題有待研究。因此，本文采用了人黑色素瘤細胞株A375（A375細胞），分別從細胞水平和動物水平研究了低場強高頻nsPEFs的作用。本文的主要研究結(jié)果如下：①建立了用于細胞和動物實驗的納秒脈沖發(fā)生裝置本文所使用的納秒脈沖發(fā)生器在重慶大學電氣工程學院高電壓與絕緣技術(shù)系米彥教授課題組的技術(shù)支持下，成功構(gòu)建出010kVcm場強可調(diào)、頻率任意可調(diào)、100500ns脈寬可調(diào)的納秒

4、脈沖發(fā)生裝置。②納秒脈沖電場熱效應評估為了排除實驗中nsPEFs對A375細胞產(chǎn)生熱效應致死細胞死亡的影響，本文利用紅外溫度傳感器實時檢測了STM緩沖暴露在nsPEFs中溫度變化情況。我們通過測量了場強5kVcm、500ns、100脈沖串、500脈沖串、串內(nèi)頻率100kHz和串外固定頻率1Hz的nsPEFs對STM緩沖液溫升為8.6C，通過文獻計算出該條件下nsPEFs輸出能量Q為62.5kJm3，我們以此為nsPEFs輸出能量上限，設

5、計出脈寬在100、250和500ns條件下的nsPEFs參數(shù)應用于后續(xù)實驗。實驗參數(shù)如表3.1。③納秒脈沖電場對A375細胞生物學行為的影響脈寬為500ns的nsPEFs在所有檢測場強5kVcm或8kVcm和頻率100kHz條件下均主要誘導A375細胞壞死；脈寬為250ns的nsPEFs在高頻率100kHz以上的條件下主要誘導A375細胞壞死，較低頻率50kHz以下條件下對A375細胞壞死和凋亡均無明顯影響；脈寬為100ns的nsPEF