Düsseldorf 2007 – wissenschaftliches Programm
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SYBE: Symposium Bioelectrics - Die Wechselwirkung gepulster Elektrischer und Magnetischer Felder mit biologischem Gewebe
SYBE 1: Symposium Bioelectrics I
SYBE 1.1: Hauptvortrag
Dienstag, 20. März 2007, 10:30–11:00, 6A
Immedeate, Non-Physiological Responses of Mammalian Cells to Nanosecond Pulsed Electric Fields — •Jürgen F. Kolb1, Jody A. White1, Wolfgang Frey2, Shaka Scarlett1, Rachael Shevin1, Andrei Pakhomov1, Stephen J. Beebe3, E. Steve Buescher4, Peter F. Blackmore3, Ravindra P. Joshi5, Richard Nuccitelli1 und Karl H. Schoenbach1 — 1Center for Bioelectrics, Old Dominion University, 830 Southampton Ave., Suite 5100, Norfolk, VA, 23510, USA — 2Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, D76021, Karlsruhe, Germany — 3Department of Physiological Sciences, Eastern Virginia Medical School, P.O. Box 1980, Norfolk, VA, 23501, USA — 4Center for Pediatric Research, Eastern Virginia Medical School, 855 W. Brambleton Ave., Norfolk, VA, 23510, USA — 5Department of Electrical and Computer Engineering, Old Dominion University, 231 Kaufman Hall, Norfolk, VA, 23529, USA
Eine weitläufig akzeptierte Beschreibung der Wechselwirkung gepulster elektrischer Felder mit Zellen und Geweben nimmt die Bildung von Poren an, die aus der Ansammlung von Ladungen und damit verbundenenen ansteigenden Spannungsdifferenz über der Zellmembran resultiert. Wenn die Pulslängen kürzer sind als die Aufladungszeit der Membran, aber die Felder stark genug, um die nötigen Schwellenwerte für diese Elektroporation zu überschreiten, ist nicht nur die äußere Membran sondern sind auch interne Zellmembranen betroffen. Die Resultate dieser elektrischen Stimulation reichen von der bloßen Störung von Zellfunktionen bis zur Einleitung von Apoptosis. Letztere erlaubt den gezielten Einsatz dieser Technologie in der Krebsbekämpfung. Die bisher dokumentierten Effekte ultra-kurzer gepulster elektrischer Felder („nanosecond pulsed electric fields“) sind meist physioligisch und damit eine Antwort der Zelle, Sekunden bis zu Stunden nach der Stimulation. Unsere Experimente zielen darauf ab, die Ladungs- und Transportvorgänge während und der Stimulation unmittelbar folgend zu erhellen. Dazu haben wir die Spannung über der Membran in Echtzeit, d.h. mit einer zeitlichen Auflösung von 5 ns, während der Verabreichung eines 60-ns Feldes, vermessen. Weitere Experimente haben Transportvorgänge von Calcium, mit einer zeitlichen Auflösung von 5 ms erschlossen.
Supported by an AFOSR/DOD MURI grant on the Subcellular Response to Narrow Band and Wide Band Radio Frequency Radiation.