RU2491970C1 - Method of correcting direction and dynamics of biophysical processes in biological objects - Google Patents
Method of correcting direction and dynamics of biophysical processes in biological objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2491970C1 RU2491970C1 RU2012122580/14A RU2012122580A RU2491970C1 RU 2491970 C1 RU2491970 C1 RU 2491970C1 RU 2012122580/14 A RU2012122580/14 A RU 2012122580/14A RU 2012122580 A RU2012122580 A RU 2012122580A RU 2491970 C1 RU2491970 C1 RU 2491970C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- electromagnetic radiation
- semiconductor injection
- electromagnetic irradiation
- generator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к средствам воздействия на биологический объект электромагнитным излучением, и может быть использовано в области медицины, биологии, ветеринарии для проведения волновой терапии путем воздействия модулированного излучения для селективного воздействия на клетки биологических объектов как при физиотерапевтическом воздействии на животного или человека, так и для профилактики или терапии.The invention relates to medicine, namely to means for influencing a biological object with electromagnetic radiation, and can be used in the field of medicine, biology, veterinary medicine for conducting wave therapy by modulating radiation to selectively affect the cells of biological objects as with a physiotherapeutic effect on an animal or human so for prevention or therapy.
Известен способ коррекции направленности и динамики биофизических процессов биологических объектов, включающий облучение биологических объектов электромагнитным излучением от источника электромагнитного излучения, а именно от ахроматического светового излучателя, путем подачи электромагнитного светового потока интракорпорально по световоду (авторское свидетельство SU 1761158, 15.09.1989). Однако данный способ оказывает в основном только физиотерапевтическое воздействие, что сужает область его использования.A known method for correcting the direction and dynamics of biophysical processes of biological objects, including irradiating biological objects with electromagnetic radiation from an electromagnetic radiation source, namely from an achromatic light emitter, by applying an electromagnetic light flux intracorporeally through a fiber (copyright certificate SU 1761158, 09/15/1989). However, this method mainly has a physiotherapeutic effect, which narrows the scope of its use.
Наиболее близким к изобретению является способ коррекции направленности и динамики биофизических процессов биологических объектов, включающий облучение биологических объектов электромагнитным излучением полупроводникового инжекционного генератора (патент RU 2123869, 27.12.1998).Closest to the invention is a method of correcting the direction and dynamics of biophysical processes of biological objects, including irradiating biological objects with electromagnetic radiation of a semiconductor injection generator (patent RU 2123869, 12/27/1998).
Однако данный способ оказывает в основном только биостимулирующее действие оптического излучения за счет повышения селективности воздействия на биологические объекты, что сужает область его использования в лечебных целях.However, this method mainly provides only a biostimulating effect of optical radiation by increasing the selectivity of exposure to biological objects, which narrows the scope of its use for medicinal purposes.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является регулирование динамики и направленности биофизических процессов биологических объектов в лечебных целях.The problem to which the present invention is directed, is to regulate the dynamics and direction of biophysical processes of biological objects for therapeutic purposes.
Технический результат заключается в снижении пролиферации клеточных культур неопластической линии человека и животных путем управляемого воздействия на клетки биологического объекта.The technical result consists in reducing the proliferation of cell cultures of the neoplastic line of humans and animals by controlled exposure to cells of a biological object.
Технический результат достигается за счет того, что выполняют облучение биологических объектов электромагнитным излучением полупроводникового инжекционного генератора, при этом облучение проводят полупроводниковым инжекционным генератором на основе гетероструктуры A3B5, облучение проводят поляризованным импульсным электромагнитным излучением с вращением вектора электромагнитного излучения в правую сторону, частотой электромагнитного излучения в диапазоне от 30 до 220 ГГц, длиной волн электромагнитного излучения от 1,4 до 10 мм, мощностью электромагнитного излучения от 10-16 Вт/см2 до 10-18 Вт/см2 в течение 1-2 минут, затем отключают полупроводниковый инжекционный генератор от, импульсного напряжения, поворачивают его на 180° в вертикальной плоскости и выдерживают отключенный полупроводниковый инжекционный генератор над биологическим объектом в течение 7-30 часов, причем электромагнитное излучение проводят активным слоем, который располагают между расположенными с одной стороны двумя выращенными слоями n-типа, проводимости и с другой стороны одним выращенным слоем n-типа проводимости, на котором выполняют контактные площадки из драгоценного электропроводного, преимущественно золота или платины, металла, при этом в качестве легирующей примеси n-типа используют Se, Те или Si с концентрацией носителей не менее no - 8·1015 см3, а в качестве легирующей примеси β-типа используют - Be, Zn или Cd с концентрацией носителей не менее Po - 9·1018 см3.The technical result is achieved due to the fact that they irradiate biological objects with electromagnetic radiation of a semiconductor injection generator, while irradiation is carried out by a semiconductor injection generator based on the A 3 B 5 heterostructure, the radiation is carried out by polarized pulsed electromagnetic radiation with the rotation of the electromagnetic radiation vector to the right, the electromagnetic frequency radiation in the range from 30 to 220 GHz, the wavelength of electromagnetic radiation from 1.4 to 10 mm, powerful with electromagnetic radiation from 10 -16 W / cm 2 to 10 -18 W / cm 2 for 1-2 minutes, then turn off the semiconductor injection generator from the pulse voltage, turn it 180 ° in the vertical plane and withstand the disconnected semiconductor injection generator over a biological object for 7-30 hours, moreover, electromagnetic radiation is carried out by an active layer, which is placed between two grown n-type layers, conductivity and on the other hand, one grown n-type layer, located on one side conductivity, on which the contact pads are made of precious electrically conductive, mainly gold or platinum, metal, while Se, Te or Si with a carrier concentration of at least n o - 8 · 10 15 cm 3 are used as n-type dopants, and in as a β-type dopant, use Be, Zn or Cd with a carrier concentration of at least P o - 9 · 10 18 cm 3 .
В ходе проведенных исследований было выявлено, что разработанный нами полупроводниковый инжекционный генератор оказывает угнетающее воздействие на неопластические клетки.In the course of our studies, it was revealed that the semiconductor injection generator we developed has a depressing effect on neoplastic cells.
Оказываемое воздействие обусловлено изменением динамики и направленности процессов метаболизма, пролиферации и структуры клеток, их выживаемости. Указанные эффекты обеспечиваются использованием в качестве легирующей примеси n-типа Se, Те, Si с концентрацией носителей не менее no - 8·1015 см3, а в качестве легирующей примеси β-типа - Be, Zn, Cd с концентрацией носителей не менее Po - 9·1018 см3 в сочетании с выполнением активного слоя на основе InP, который находится между расположенными с одной стороны двумя выращенными слоями n-типа проводимости и с другой стороны одним выращенным слоем p-типа проводимости.The impact is due to a change in the dynamics and direction of the processes of metabolism, proliferation and structure of cells, their survival. These effects are ensured by using n-type Se, Te, Si dopants with a carrier concentration of at least n o - 8 · 10 15 cm 3 , and Be, Zn, Cd dopants with a carrier concentration of not less than P o - 9 · 10 18 cm 3 in combination with the implementation of an active layer based on InP, which is located on the one side of the two grown layers of n-type conductivity and on the other hand, one grown layer of p-type conductivity.
Кроме того, нами выявлено, что угнетающее действие на опухолевые клетки обусловлено поляризованным импульсным электромагнитным излучением с вращением вектора электромагнитного излучения в правую сторону, что основано на несовпадении (в случае подавления, угнетения) частотно-поляризационных параметров биологического объекта и низкоинтенсивного электромагнитного излучения устройства.In addition, we found that the inhibitory effect on tumor cells is due to polarized pulsed electromagnetic radiation with the rotation of the electromagnetic radiation vector to the right side, which is based on the mismatch (in the case of suppression, inhibition) of the frequency-polarization parameters of the biological object and the low-intensity electromagnetic radiation of the device.
Поскольку данный генератор выполнен на основе гетероструктуры A3B5, он позволяет не только получить генерирование электромагнитного излучения с возможностью управляемого изменения частоты электромагнитного излучения, но и получить фоновое излучение. Сочетание подобных качеств позволяет использовать описанный генератор для коррекции различных биофизических процессов, как в режиме активного генерирования электромагнитного излучения, так и в пассивном режиме фонового излучения. При этом комплексное использование обоих режимов позволяет получить наибольший эффект от их совместного применения.Since this generator is made on the basis of the A 3 B 5 heterostructure, it allows not only to obtain the generation of electromagnetic radiation with the possibility of a controlled change in the frequency of electromagnetic radiation, but also to obtain background radiation. The combination of such qualities allows the described generator to be used to correct various biophysical processes, both in the mode of active generation of electromagnetic radiation and in the passive mode of background radiation. Moreover, the integrated use of both modes allows you to get the greatest effect from their combined use.
На рис.1 схематически представлен разрез полупроводникового инжекционного генератора на основе гетероструктуры A3B5, с помощью которого осуществляют способ коррекции направленности и динамики биофизических процессов биологических объектов.Figure 1 schematically shows a section of a semiconductor injection generator based on the A 3 B 5 heterostructure, with the help of which a method for correcting the directivity and dynamics of biophysical processes of biological objects is carried out.
Полупроводниковый инжекционный генератор на основе гетероструктуры A3B5, содержит активный слой (1) на основе InP, при этом активный слой (1) находится между расположенными с одной стороны двумя выращенными слоями n-типа проводимости (2) и с другой стороны одним выращенным слоем p-типа проводимости (3), на котором выполнены контактные площадки (4) из драгоценного электропроводного металла, преимущественно, золота или платины. В качестве легирующей примеси n-типа могут быть применены Se, Те, Si с концентрацией носителей не менее no - 8·1015 см3, а в качестве легирующей примеси p-типа могут быть применены - Be, Zn, Cd с концентрацией носителей не менее Po - 9·1018 см3.The semiconductor injection generator based on the A 3 B 5 heterostructure contains an active layer (1) based on InP, while the active layer (1) is located between two grown n-type conductivity layers (2) located on one side and one grown on the other a p-type conductivity layer (3), on which the contact pads (4) are made of a precious conductive metal, mainly gold or platinum. As the n-type dopant, Se, Te, Si with a carrier concentration of at least n o - 8 · 10 15 cm 3 can be used, and Be, Zn, Cd with the carrier concentration can be used as the d-type impurity not less than P o - 9 · 10 18 cm 3 .
После приложения импульсного напряжения через контактные площадки (4) электрический ток вызывает инжекцию неосновных носителей через p-n-переход в активную область, образованную активным слоем (1). В активной области начинается процесс рекомбинации носителей заряда с испусканием квантов спонтанного излучения.After applying a pulsed voltage through the contact pads (4), the electric current causes the injection of minority carriers through the pn junction into the active region formed by the active layer (1). In the active region, the process of recombination of charge carriers with the emission of quanta of spontaneous emission begins.
Поскольку данный генератор выполнен на основе гетероструктуры A3B5, он позволяет получить генерирование электромагнитного излучения с возможностью управляемого изменения частоты электромагнитного излучения.Since this generator is made on the basis of the A 3 B 5 heterostructure, it allows one to obtain the generation of electromagnetic radiation with the possibility of a controlled change in the frequency of electromagnetic radiation.
При реализации способа коррекции направленности и динамики биофизических процессов биологических объектов проводят облучение биологических объектов, в частности клеток человека, электромагнитным излучением полупроводникового инжекционного генератора, а именно облучение проводят полупроводниковым инжекционным генератором на основе гетероструктуры A3B5.When implementing the method for correcting the direction and dynamics of biophysical processes of biological objects, they irradiate biological objects, in particular human cells, with electromagnetic radiation from a semiconductor injection generator, namely, irradiation is carried out with a semiconductor injection generator based on the A 3 B 5 heterostructure.
Облучение проводят при частоте электромагнитного излучения в диапазоне от 30 до 220 ГГц, длиной волн электромагнитного излучения от 1,4 до 10 мм, мощностью электромагнитного излучения от 10-16 Вт/см2 до 10-18 Вт/см2.Irradiation is carried out at a frequency of electromagnetic radiation in the range from 30 to 220 GHz, a wavelength of electromagnetic radiation from 1.4 to 10 mm, a power of electromagnetic radiation from 10 -16 W / cm 2 to 10 -18 W / cm 2 .
В Нижегородской государственной медицинской академии министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации были проведены исследования влияния облучения онкологических клеток излучением полупроводникового инжекционного генератора на основе гетероструктуры A3B5.At the Nizhny Novgorod State Medical Academy of the Ministry of Health and Social Development of the Russian Federation, studies have been carried out on the effect of oncological cell irradiation by radiation from a semiconductor injection generator based on the A 3 B 5 heterostructure.
При проведении исследований использовали культуры клеток нормальной и неопластической линий. Это нормальная культура клеток печени человека (Chang liver) и аденокацинома печени человека (SK-HEP-1), нормальная культура клеток эпителия молочной железы человека (HBL-100) и аденокарцинома молочной железы человека (ВТ-20).During the studies, cell cultures of normal and neoplastic lines were used. This is a normal culture of human liver cells (Chang liver) and human liver adenocacinoma (SK-HEP-1), a normal culture of human breast epithelial cells (HBL-100) and human breast adenocarcinoma (BT-20).
Статистическая обработка результатов исследования проводилась с помощью статистических программных пакетов "Stastica 6.0". Результаты представлялись в виде M, SD, Me, SEM, где M - среднее арифмитическое, SD стандартное отклонение, SEM-стандартная ошибка. Степень достоверности (p) между контрольной и опытными группами определяли параметрическими методами статистики, при этом проводили однофакторный дисперсионный анализ, вычисляли критерий Стьюдента для нормального распределения в выборке, для непараметрических данных - точный критерий Фишера. За критерий достоверности была принята величина p<0.05.Statistical processing of the research results was carried out using the statistical software packages "Stastica 6.0". The results were presented in the form of M, SD, Me, SEM, where M is the arithmetic mean, SD standard deviation, SEM standard error. The degree of reliability (p) between the control and experimental groups was determined by parametric statistical methods; in this case, one-way analysis of variance was performed, the Student criterion was calculated for the normal distribution in the sample, and for the nonparametric data, the exact Fisher criterion. For the reliability criterion, p <0.05 was taken.
Вначале проводили облучение поляризованным импульсным электромагнитным излучением с вращением вектора электромагнитного излучения в правую сторону в течение 1-2 минут, затем отключают полупроводниковый инжекционный генератор от импульсного напряжения, поворачивают его на 180° вертикальной плоскости и выдерживают отключенный полупроводниковый инжекционный генератор над биологическим объектом 7-30 часов. При отключении полупроводникового инжекционного генератора от импульсного напряжения воздействие оказывается хиральным фоновым излучением.First, irradiation with polarized pulsed electromagnetic radiation was carried out with the rotation of the electromagnetic radiation vector to the right for 1-2 minutes, then the semiconductor injection generator was turned off from the pulse voltage, it was rotated 180 ° to the vertical plane and the disconnected semiconductor injection generator was kept above the biological object 7-30 hours. When the semiconductor injection generator is disconnected from the pulse voltage, the effect is chiral background radiation.
В ходе эксперимента оказывались воздействия электромагнитным излучением (ЭМИ) разработанного нами генератора в следующих режимах:During the experiment, the effects of electromagnetic radiation (EMP) of the generator developed by us in the following modes were:
Режим 4 - воздействие ЭМИ на клеточные культуры нормальной и неопластической линий в течение 7 минут.Mode 4 - the impact of EMR on cell cultures of normal and neoplastic lines for 7 minutes.
Режим 3 - воздействие фоновым излучением, на клеточные культуры нормальной и неопластической линий в течение 1 минуты с последующей экспозицией тех же излучателей на планшетах с клеточными культурами на 24 часа в выключенном состоянии.Mode 3 - exposure to cell cultures of normal and neoplastic lines for 1 minute with subsequent exposure to the same emitters on tablets with cell cultures for 24 hours off.
Режим 3a - воздействие ЭМИ в режиме 3 на клеточные культуры в течение 1 минуты с последующей экспозицией тех же излучателей на планшетах с клеточными культурами на 24 часа в выключенном состоянии.
Режим 3b - воздействие ЭМИ аппарата «Радамир» модулированным нормальной клеточной культурой той же линии (воздействие в течение 1 минуты с последующей экспозицией тех же излучателей на планшетах с нормальными и неопластическими клеточными культурами на 24 часа в выключенном состоянии.
В ходе проведенного исследования были получены следующие результаты, продемонстрированные на рис.2 (Long-term proliferation assay - пролиферация клеток. Glia rats-культура клеток нормальной глии крыс; Glioma-35 rats-культура клеток глиомы-35 крыс; Chang liver human-культура нормальных клеток печени человека; SK-HEP-1 human-культура аденокарциномы печени человека. 16·103 /лунка-концентрация клеток в лунке при посадке. Cell number (%) - относительное число клеток (%). Radamir treatment modes - режимы воздействия электромагнитным излучением разработанного нами генератора на культуры клеток. [Cisplatin] - используемые концентрации цисплатина):During the study, the following results were obtained, shown in Fig. 2 (Long-term proliferation assay - cell proliferation. Glia rats-culture of normal rat glia cells; Glioma-35 rats-culture of rat glioma-35 cells; Chang liver human-culture normal human liver cells; SK-HEP-1 human — culture of human liver adenocarcinoma. 16 · 10 3 / well — cell concentration in the well upon landing. Cell number (%) - relative number of cells (%) Radamir treatment modes - exposure modes electromagnetic radiation of a cell culture generator developed by us. [Cisplatin] - isp concentration of cisplatin used):
1. Воздействие ЭМИ разработанного нами генератора с минимальной экспозицией на культуры клеток неопластической линии человека (ВТ-20 и SK-HEP-1) приводило к достоверному снижению клеточной пролиферации и способности клеток к выживаемости.1. The impact of the EMR of the generator we developed with minimal exposure on cell cultures of the human neoplastic line (BT-20 and SK-HEP-1) led to a significant decrease in cell proliferation and cell survival.
2. Угнетение пролиферации и снижение способности к выживаемости в результате воздействия ЭМИ было более выражено в культуре клеток неопластической линии (ВТ-20 и SK-HEP-1), чем в культуре клеток нормальной линии (HBL-100, Chang liver человека).2. Inhibition of proliferation and a decrease in survival ability as a result of exposure to EMR was more pronounced in the culture of neoplastic cell lines (BT-20 and SK-HEP-1) than in normal cell culture (HBL-100, human Chang liver).
3. Воздействие фоновым излучением с минимальной экспозицией на культуры клеток нормальной линии человека (HBL-100, Chang liver) и неопластической линии человека (ВТ-20 и SK-HEP-1) приводило к достоверному снижению клеточной пролиферации и способности клеток к выживаемости.3. The effect of background radiation with minimal exposure on cell cultures of the normal human line (HBL-100, Chang liver) and human neoplastic line (BT-20 and SK-HEP-1) led to a significant decrease in cell proliferation and cell survival.
Предлагаемое изобретение может быть использовано в медицине и ветеринарии, а также других областях, где есть потребность изменения динамики и направленности протекания биофизических процессов в биологических объектах.The present invention can be used in medicine and veterinary medicine, as well as other areas where there is a need to change the dynamics and direction of the course of biophysical processes in biological objects.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012122580/14A RU2491970C1 (en) | 2012-06-01 | 2012-06-01 | Method of correcting direction and dynamics of biophysical processes in biological objects |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012122580/14A RU2491970C1 (en) | 2012-06-01 | 2012-06-01 | Method of correcting direction and dynamics of biophysical processes in biological objects |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2491970C1 true RU2491970C1 (en) | 2013-09-10 |
Family
ID=49164795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012122580/14A RU2491970C1 (en) | 2012-06-01 | 2012-06-01 | Method of correcting direction and dynamics of biophysical processes in biological objects |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2491970C1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2123869C1 (en) * | 1995-05-04 | 1998-12-27 | Кольцов Юрий Васильевич | Phototherapy method |
-
2012
- 2012-06-01 RU RU2012122580/14A patent/RU2491970C1/en active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2123869C1 (en) * | 1995-05-04 | 1998-12-27 | Кольцов Юрий Васильевич | Phototherapy method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Реабилитация в онкологии: физиотерапия. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006, с.10-11. Дурнов Л.А., Грабовщинер А.Я., Гусев Л.И., Балакирев С.А., Усеинов А.А., Пашков Б.А. Квантовая терапия в онкологии. Экспериментальные и клинические исследования. - М.: ЗАО МИЛТА-ПКП ГИТ, 2002, с.20-23, http://www.kvantmed.ru/metodichki/onkologiya.pdf. Teppone M, Avakyan R. Extremely high-frequency therapy in oncology. J Altern Complement Med. 2010 Nov; 16(11):1211-6. doi: 10.1089/acm.2009.0208. Epub 2010 Oct 25, abst. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107249687B (en) | Substrate is used in light irradiation | |
| Chattopadhyay et al. | Role of oral glutamine in alleviation and prevention of radiation-induced oral mucositis: A prospective randomized study | |
| DE502006003889D1 (en) | DEVICE FOR THE ELECTRICAL STIMULATION OF BIOLOGICAL MATERIAL | |
| RU2014121335A (en) | IMMUNOGENIC TREATMENT OF CANCER | |
| GB2514504A (en) | Apparatus and method for irradiating biological tissue | |
| EA201100626A1 (en) | TREATMENT OF CANCER WITH THE HELP OF IONIZING RADIATION AND IMMUNOCYTOKINS | |
| WO2015102681A3 (en) | Methods and systems for rf power generation and distribution to facilitate rapid radiation therapies | |
| MY158929A (en) | Pharmaceutical combination | |
| Jameie et al. | Combined therapeutic effects of low power laser (980nm) and CoQ10 on Neuropathic Pain in adult male rat | |
| RU2491970C1 (en) | Method of correcting direction and dynamics of biophysical processes in biological objects | |
| WO2014160967A8 (en) | C. novyi for the treatment of solid tumors in non-human animals | |
| JP2014521361A5 (en) | ||
| RU2491971C1 (en) | Method of controlled influence on biological objects with electromagnetic irradiation of semiconductor injection generator (versions) | |
| Limansky et al. | Suppression of pain by exposure of acupuncture points to polarized light | |
| Cabuy | Electrochemical therapy in cancer treatment | |
| Dotta et al. | Magnetic field configurations corresponding to electric field patterns that evoke long-term potentiation shift power spectra of light emissions from microtubules from non-neural cells | |
| KR102186403B1 (en) | Method for Treating Cancer Using Alternative Electric Field in Combination with Radiation Therapy | |
| RU133741U1 (en) | SEMICONDUCTOR INJECTION GENERATOR BASED ON HETEROSTRUCTURE A3B5 FOR CARRYING OUT WAVE THERAPY | |
| JP4138496B2 (en) | Tumor treatment device | |
| WO2021127556A8 (en) | Methods for treating cancer comprising low dose radiation | |
| Srinivasan et al. | Retinal supplementation augments optogenetic stimulation efficacy in vivo | |
| RU134365U1 (en) | SEMICONDUCTOR INJECTION GENERATOR BASED ON HETEROSTRUCTURE A3B5 | |
| Voronkov et al. | Protective properties of chlorocresacine against adverse impact of electromagnetic radiation | |
| Han et al. | Piezo-photodynamic therapy of Au@ PEG-ZnO nanostructures enabled with a battery-free wireless cancer therapeutic dot | |
| Gapeyev | The role of fatty acids in realization of anti-tumor effects of extremely high-frequency electromagnetic radiation |