电子对撞对异性细胞的抑制系统及抑制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及异性细胞抑制的技术领域，尤其涉及一种电子对撞对异性细胞的抑制系统及抑制方法。
【背景技术】
[0002]从20世纪80年代开始，电脉冲在生物和医学领域被广泛应用，如杀灭微生物、细胞融合、基因转染、癌症治疗等。在癌症治疗方面，发展最快的一种方法是电化学疗法。它的主要原理是电场对细胞的作用可使细胞膜发生瞬时穿孔，从而将抗癌药物如博莱霉素输送至细胞内。虽然电化学疗法在很大程度上减少了患者的药物剂量，但并未从根本上摆脱药物本身对患者的毒副作用。而电脉冲技术的发展则为癌症治疗的无药化提供了可能性。电工技术的发展拓宽了电脉冲的脉冲波形、脉宽、电场强度等参数的可调范围，电场强度可以达到几百千伏/cm，脉宽由传统的微秒、毫秒级缩短到纳秒级。细胞对电脉冲的响应取决于电场参数如电场强度、脉冲宽度等。当电场强度为0.1?I kV，脉宽为100us时，电脉冲能使细胞发生电穿孔，即电脉冲作用下细胞膜产生暂时性微孔，通透性增加，易于向细胞内传送药物、基因材料、蛋白质以及其它大分子。这些微孔在电脉冲作用后又会自动关闭，因此电穿孔是一个可逆的过程。当电场强度为MV/cm、脉宽达到1ns级时，电场则能绕过细胞膜影响细胞内的信号转导与胞内结构，这个过程称为细胞内电处理。目前，电穿孔已经应用于电化学疗法，而胞内电处理则为调节细胞内部的结构与功能提供可能。那么在这两者之间是否还存在其它的生物电效应？答案是肯定的。
[0003]随着电工技术的发展，研宄者们能够给细胞施加更高的电场强度和更窄的脉宽。先后出现了电场强度为10?100 kv/cm ,脉宽小于Iys的纳秒脉冲电场、超短波脉冲电场、亚微秒强脉冲电场。与传统的电穿孔相比，这些电脉冲能诱导细胞产生完全不同的生物电效应，即细胞内电处理。根据Buescher等的描述，能使胞内细胞器膜、细胞核膜发生穿孔并使膜通透性增加的电脉冲需具备以下几个特征:①脉冲上升时间要小于胞内细胞器膜的充电时间；②脉宽要大于细胞器膜的充电时间而小于细胞膜的充电时间；③电场强度能够使细胞器膜在脉冲施加过程中充电完成。此过程被称为细胞内电处理。
[0004]如前所述，电穿孔时细胞被看作一个电路等效模型，细胞膜为电容，细胞质为电导。而对于更短脉宽的电脉冲诱导的细胞内电处理中，胞内膜结构即细胞器膜和细胞核膜就必须加以考虑。其中细胞膜和细胞器膜为电容，可导的细胞质与细胞核原生质为电导，细胞内电处理具有使胞内细胞器发生电穿孔的特征，因此可用于诱导细胞内一系列的生理效应如胞内钙库的钙离子释放、基因表达变异、DNA以及核构象改变等。
[0005]基于上述理论与实践结论，利用电场的作用来抑制异性细胞的分裂，从而抑制癌症的扩散就成为可能。
【发明内容】
[0006]针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种实用性强、效果良好的电子对撞对异性细胞的抑制系统及抑制方法。
[0007]本发明一种电子对撞对异性细胞的抑制系统，由对撞箭中所形成的电场组成；
细胞包括细胞膜、细胞质以及细胞核，细胞分裂过程中，需要一种特殊蛋白质，这些蛋白质在细胞质中自由漂浮，这些特殊的蛋白质是人体中携带大量电荷的部分，细胞分裂前期，细胞核分裂，染色体排列在细胞中，那些蛋白质物质通过三维排序，端点相连，形成链条，就会进一步连上遗传物质，然后将这些遗传物质从一个细胞中拉向两个细胞，这就是一个癌细胞分裂生成两个的过程，两个变成四个，然后无限增长的肿瘤；
将癌细胞置于对撞箭的腔体中，发射盘向下发射电子形成电场，如果电场是均匀的，间断地向相反方向的作用力会导致带电分子平行于电场方向的运动，当电场频率足够高，这些分子运动会减慢，对于偶极子来讲，因为其分子的带电阴极和阳极是分离的，它便会与电场方向相匹配，并保持位置不变；包括偶极子在内的所有带电分子，在不均匀的交流电场中则都会向电场密度高的方向运动；在普通的非分裂细胞中，电场基本上是均匀的，因此，带电分子和偶极子所受的净电场力几乎不产生运动；而对于快速分裂的异性细胞，在有丝分裂末期，由于分裂沟分割两个子细胞，形成狭窄的细胞质连接，在连接部位附近电场是不均匀的，极性分子便会运动迟缓；
纺锤体在有丝分裂中的作用是将复制后的子染色体平均分配到两个子细胞中，这一过程中，微小的极性分子一微管蛋白聚合成条形亚单位延伸到细胞中央排列的遗传物质内，并与染色体结合；在没有进行有丝分裂的细胞中，尽管电场是均匀的，但微管亚单位会根据电场方向而平行排列，作用于细胞亚单位上的电场力阻止它们到达实现聚合所需的排列方向，故有丝分裂会发生异常的长时间停止；微管蛋白因受到足够强的电场力而导致聚合障碍将引起微管形成受阻；所有细胞都会发生纺锤体形成障碍，度过有丝分裂中期的细胞，其细胞膜将开始发生缢裂，并将两个子染色体牵拉到细胞两极，在有丝分裂最后一步胞质的分裂过程中，分裂沟最终形成，并将两个细胞最终完全分开；而这个狭窄的细胞膜连接处就产生一个与非分裂细胞截然不同的沙漏样非均匀电场，在胞质分裂过程中，电场密度最高的位置位于狭窄部位的中心位置，在此情况下，集中的场强导致所有电荷和偶极子受到单向电场力的作用而向分裂沟发生移动；细胞内极性分子和偶极子因受到足够强的电场力的影响而朝向分裂沟移动，这将导致细胞内结构的紊乱，产生细胞破坏效应，进而异性细胞分裂遭受抑制；
该异性细胞抑制系统对撞箭包括操作屏、调压整流电路、频率调控电路、波形变换电路、电流换向电路以及多级放大电路，调压整流电路为振荡电路，220V交流电接入调压整流电路中经交流电转变成低压单向脉冲电流，频率调控电路将中频电转变成低频脉冲电流，再由波形变换电路将单向脉冲电流转换为单向方波电流，最后多级放大电路将电流放大，并从发射盘发出传递到患者全身；多级放大电路将12V电压一直经过8级放大，升压到50000-80000V ;操作屏分别与各电路进行电连接，并对各电路进行控制，所述多级放大电路容置在电子对撞箭旁边的多级放大腔中；
该异性细胞抑制系统运行过程中的各项参数指标如下:
频率是影响波形电场治疗效果的重要参数之一，小于IkHz电场的效果不明显，虽有刺激作用，但很快就会消失，MHz级以上的高频电场会产生热效应，对患者身体副作用大，该异性细胞抑制系统的频率连续可调，震频频率调节范围覆盖0.9HZ-520.2Hz ； 电场方向影响电场对细胞的作用，当电场方向与细胞分裂轴方向一致时，杀伤力最大，而单一的单方向治疗并不能产生明显的效果，该系统采取多方向数的电场顺次旋转作用，多方向电场间的夹角为45~90° ；
该系统的环境温度为5°C _40°C，相对湿度小于或等于80%，系统最大输出电压为24V，输出电压的峰值为28V，额定负载阻抗为800Ω，电极的单个脉冲最大输出能量为0.45mJ，定时设置范围是60s-360s，到达设置时间后，自动切断治疗输出，并有声、光提示；
该系统的电极板为镲络合金电极针，其中镲元素质量分数为55%-60%，络元素质量分数为20%-30%，电极板外形为长条形平板或弯板，在平板电极板的两端有通电接线孔，弯板的电极板包括两个侧板和一个顶板，两个侧板和一个顶板为一体构成的Π形弯折板，在两侧板的下边各有一向外弯折的底板，其纵向剖面呈拉手形，镍铬合金电极针从电极板顶板中伸出，合金电极针的直径为3-5mm，相邻合金电极针之间的间距为20_40mm。
[0008]其中，调压整流电路由自耦调压器构成，频率调控电路由调频器构成，自耦调压器的输出端与调频器的输入端电连接，调频器调控频率后从输出端将电流传递到波形变换电路，经多向电路和放大电路的组合作用，对撞电子电场从电极板发射到患者全身。
[0009]其中，该抑制系统还包括电源电路；所述电源电路包括12V可充电电池和升压电路，所述12V可充电电池与所述波形变换电路以及多级放大电路电连接。
[0010]其中，所述电子对撞电场的方向每秒旋转I次，旋转方向为逆时针方向。
[0011]本发明公开了一种电子对撞对异性细胞的抑制方法，具体实践在对撞箭的工作过程中；
首先，将癌细胞置于对撞箭的腔体中，发射盘向下发射电子形成电场，如果电场是均匀的，间断地向相反方向的作用力会导致带电分子平行于电场方向的运动，当电场频率足够高，这些分子运动会减慢，对于偶极子来讲，因为其分子的带电阴极和阳极是分离的，它便会与电场方向相匹配，并保持位置不变；包括偶极子在内的所有带电分子，在不均匀的交流电场中则都会向电场密度高的方向运动；在普通的非分裂细胞中，电场基本上是均匀的，因此，带电分子和偶极子所受的净电场力几乎不产生运动；而对于快速分裂的异性细胞，在有丝分裂末期，由于分裂沟分割两个子细胞，形成狭窄的细胞质连接，在连接部位附近电场是不均匀的，极性分子便会运动迟缓；
细胞包括细胞膜、细胞质以