电穿孔能量对药物经皮渗透速率的影响

经皮给药电穿孔技术是利用电穿孔脉冲作用在皮肤上,产生可逆水性电孔道,促进药物的经皮渗透速率。以往的研究都是高压脉冲,对实际应用造成困难。本文研究了电穿孔能量对盐酸丁卡因和萘普生经皮渗透速率的影响,探索低压电穿孔技术的途径。我们用１２０Ｖ,４．２Ｊ的方波电穿孔脉冲作用与雄性ＳＤ大鼠腹部皮肤,盐酸丁卡因经皮渗透速率比被动渗透提高５．１倍;用４００Ｖ,３７．６Ｊ的指数电穿孔脉冲作用与相同的大鼠皮肤,萘普     

提高动态温度和压力测量精度及其可靠性分析的一种新方法

本文叙述了用 IIR 数字滤波器实现的动态超前校正网络在动态温度和压力测量系统中的设计方法;用频谱分析和超前校正等分析、检验动态测量数据的准确性与可靠性.最后,用三个反应堆动态试验证明该方法的实用价值和意义.     

实时电磁场细胞暴露系统的研制

为进行极低频电磁场生物效应及其机制的动态研究,研制了一种实时电磁场细胞暴露系统。该系统由细胞暴露工作台、电磁场细胞暴露仪、荧光显微镜、CCD摄像头、摄像头操作系统、荧光图像处理系统和电脑等组成。细胞暴露工作台上放置一个C形电磁铁芯,细胞皿放置在C形电磁铁芯的细胞槽中。采用CCD摄像头及其操作系统连续采集细胞荧光图像并生成图像集。通过荧光图像处理系统将图像集中目标细胞的荧光亮度转换为时间序列荧光数据值,以实现像线转换。最后电磁场暴露并同步检测活性氧自由基(ROS)、Ca2+、线粒体膜电位(MMP)荧光的飞升特性。结果表明:该系统产生的磁感应强度在0.01~25.37 m T内可调,其绝对误差5%;磁场频率在0~340 Hz内可调,其绝对误差2%;传感器电压在1~200 m V内可调;灵敏度在0.011~0.127内可调;其线性度1.566%,精度2.694%。因此,所研制的仪器具有较高的线性度和精度。此外,在像线转换中研发的细胞定位、细胞识别、荧光测算、曲线校正等一系列技术可以满足电磁生物效应的实时检测需求。     

纳秒电脉冲对肝脏组织不可逆电穿孔消融区分布的时域有限差分法仿真

纳秒电脉冲消融是一种新型的电外科手术技术,在肿瘤切除中可以无创或少创器官旁组织,尤其是血管,达到既切除肿瘤,又不伤及周边组织的目的.纳秒电脉冲参数,如脉冲电压、脉冲持续时间、脉冲数、脉冲率等的选择是术前治疗计划设计的关键,术前进行仿真研究对手术设计至关重要.以人体模型Duke为对象,采用人体生物电磁仿真软件平台Sim4Life中的时域有限差分法(FDTD),对电脉冲波形、脉冲电压和电极间距在肝组织中的电场、能量密度、消融区域进行仿真.结果显示,在肝组织及旁组织中,电极中心电场强度较高,周边较低;脉冲波型对肝组织中电场和能量密度分布没有显著改变;消融区域包裹着电极;脉冲波型对消融区域没有变化,但脉冲电压和电极间距对消融区域有很大影响.因此,FDTD可以术前对电脉冲治疗计划设计,脉冲电压和电极间距两个参数是主要设计参数,Sim4Life是治疗计划设计的良好平台.     

双源推挽功率技术和电磁隔离技术在经皮给药中的应用

为了克服促进药物经皮渗透电穿孔技术中电源充电电流不足和电磁兼容性差的问题,研制了双源推挽功率和电磁隔离等技术,以改进现有经皮给药电穿孔仪的性能。双源推挽功率器是由变比为1:80的变压器、功率MOS管、晶体管、脉宽调制控制电路和与门等组成,电磁隔离器是由隔离电源和信号隔离2部分组成。改进后的经皮给药电穿孔仪在以BALB/c裸鼠背部皮肤和美托洛尔经药物为模式进行了验证性实验,实验脉冲条件所用的电容、脉冲电压、脉冲率分别为100μF、184V、20个/min,47μF、269V、20个/min和22μF、393V、20个/min。结果表明:22μF、47μF和100μF电容的脉冲截断系数分别为0.18、0.21和0.25,电磁兼容引起的误操作和误显示消除。因而双源推挽功率技术和电磁隔离技术可以有效降低脉冲截断系数,提高电磁兼容性。     

电磁场扰动下的细胞系统鲁棒性

生物鲁棒性是生物系统抵抗外界扰动或内部参数摄动引起系统行为变化的一种能力。电磁场是一种外界物理因素,可以对生物体产生影响。为了建立一种电磁场扰动下生物系统稳定鲁棒性的研究方法,以Lyapunov理论为基础,用电磁场细胞暴露系统实时记录了在磁感应强度B为0、0.09、0.38、0.76、7.33、14.78 m T的电磁场暴露下细胞内活性氧自由基(ROS)和钙离子(Ca2+)的含量,分析了电磁场扰动前的细胞状态稳态点和稳定域,以及电磁场扰动后的状态转移和稳定鲁棒域。结果表明:(1)细胞无扰时ROS的稳态点是46.157~120.913,Ca2+的稳态点是25.430~55.686,ROS的稳定域半径是1.688~10.278,Ca2+的稳定域半径是2.782~13.345;(2)B7.33 m T的电磁场扰动没有提高胞内ROS含量,B为14.78 m T的电磁场扰动可阶跃性提高胞内ROS含量,B为0和0.09 m T的电磁场扰动没有提高胞内Ca2+含量,B为0.38 m T的电磁场扰动可持续性提高胞内Ca2+含量。结论是:(1)无电磁场扰动时,细胞内ROS和Ca2+状态可以保持稳定;(2)电磁场扰动在较高水平(如B为14.78 m T)时,才能改变细胞内ROS和Ca2+的状态;(3)细胞的鲁棒域与电磁场的磁感应强度无关。     

经皮给药电穿孔仪的性能分析

本文分析了一种经皮给药电穿孔仪的性能.在该仪器中,电压发生器将12 V的直流电源电压提升到400 V,并对4个蓄能电容2.2 μF、22 μF、47 μF和100 μF充电.在脉冲控制器的控制下,蓄能电容通过Ag-AgCl电极向皮肤放电产生指数衰减脉冲电压.记录了4种电容器放电的脉冲电压,结果表明:当截断系数ε≤1/5,可以获得完整的指数衰减脉冲,并且皮肤电阻为3.57±0.66 kΩ.ε受经皮能量ES和脉冲选择的制约,通过设计并行电阻RI和蓄能电容C,可以使蓄能电容释放的能量效率η最高,ε最小.     

温度传感器动态响应特性的测试与分析

本文分析了热电偶、热电阻等温度传感器动态热传递方程,影响传感器时间常数的因素以及预先测试的喷射装置;综述了时间常数就地测试的LCSR法和噪声分析法以及FFT、功率谱、窗函数、ARMA模型等信号处理技术在动态温度测量中的应用。