低强度脉冲磁场生物效应机理研究

【摘要】：目前,磁场生物效应是生物医学工程学界的研究热点。在两次国家自然科学基金[①低强度脉冲电磁场治疗心血管疾病的机理研究,50077023(2000年),负责人:罗二平;②低强度脉冲电磁场治疗骨质疏松症的机理研究,50377044(2003年),负责人:罗二平]的资助下,对磁场生物效应进行了较为深入系统地研究。本文首先评述了磁场生物效应的研究进展。通过动物模型的建立和体外细胞的培养,进一步检测生理、生化、免疫、生物力学等指标,以心血管疾病和骨质疏松症为突破口,重点研究低强度脉冲磁场对机体的影响,探讨磁场生物效应的产生机理,以期为心血管疾病及骨质疏松症的预防和治疗提供新的思路和理论依据。主要工作概括如下: 1.基于相干电振荡理论、离子对膜的穿透理论和跨膜离子的回旋谐振理论等,对磁场非热生物效应机理进行了分析研究。阐释了磁场与生物系统之间相互作用的机理:①生物体对一定条件的磁场的响应是非线性的,并表现出频率特异性和功率特异性——“窗口效应”;②指出生物体对极低频(100 Hz)、低强度(100Gs)磁场非热效应的应答优于热效应,低强度脉冲磁场容易导致机体内非热生物累积效应的发生。 2.成功建立了高脂血症、动脉粥样硬化等心血管疾病动物模型和绝经后骨质疏松动物模型,定量分析了血液流变学、血脂、心功能、骨形态计量学、骨密度、生化、免疫以及生物力学等指标,结合大体解剖学和组织病理学分析,通过对实验整体方案的合理设计,体内与体外实验相结合,系统研究研究了低强度脉冲磁场对心血管系统和骨骼系统的影响,探讨了脉冲磁场生物效应的作用机理,为临床上心血管疾病和骨质疏松症的预防、治疗提供了新的思路和理论依据。 3.通过对脉冲磁场作用下血管受力机理的深入分析,首次提出了合理选择低