Az onkológiai elektromágneses terápia (EMT) az onkológiai betegségek kezelése elektromágneses terek segítségével.
Az onkológiai EMT-ben állandó (stacionárius, SEMF) és változó elektromágneses mezőket (PEMF, elektromágneses sugárzás ) egyaránt alkalmaznak. Kezelési célból az elektromágneses nem ionizáló sugárzásra utal. Archived December 10, 2014 at the Wayback Machine ( az ionizáló sugárzás a sugárterápia tárgya ). A nem ionizáló sugárzás keretein belül megkülönböztetik a rádióhullámot és az optikai tartományt , a rádióhullámon belül pedig a tényleges rádiófrekvenciát és a mikrohullámú tartományt .
A rádióhullám-tartományban a sugárzás forrása egy rádiófrekvenciás oszcillációs áramkör , archiválva : 2014. október 12. a Wayback Machine -nél , amely sematikusan egy tekercsből , egy kondenzátorból ( kapacitás ) , egy antennából és összekötő vezetékekből áll . Az EM energia a ciklus mindkét felében felváltva tárolódik a tekercs mágneses mezőjében vagy a kondenzátor elektromos mezőjében , és az antenna sugárzásával elhagyja az áramkört . Az EMT feladata az RF energia átvitele az oszcilláló körből a páciens testébe ( Pairing Archived 2014. december 16., a Wayback Machine -nél ). Ezt a feladatot többféleképpen is meg lehet oldani.
Az ilyen típusú párosítások a közelmezőn belül valósulnak meg. Archivált 2015. január 11. a Wayback Machine -nél , amikor az objektum távolsága kisebb, mint a hullámhossz, azaz a rádiófrekvenciás tartományban (<300 MHz). A biológiai objektum közvetlenül kölcsönhatásba lép az RF áramkörrel (ennek része).
A konjugáció típusától függően az EMT többféle típusát különböztetjük meg:
Az elektromágneses mező energiájának sejtek és szövetek általi elnyelése a hőmérséklet vagy a munkateljesítmény növekedéséhez vezethet; a második esetben az energia csak egy részét fordítják a hőmérséklet emelésére ( a folyamat hatékonyságával arányosan ). Az EMT várható hatása összefüggésbe hozható a melegítéssel (makroszkópos hőmérséklet emelkedés) (termikus függő hatás), vagy a sejtek és szövetek módosulásával/pusztulásával ( nem termikus függő hatás ). Ugyanakkor a hatás nem hőfüggősége nem jelenti a fűtés hiányát, mivel a munka hatékonysága jóval alacsonyabb, mint 100%, és a fűtés jelenléte nem egyenértékű a hatás hőfüggésével, mivel az energia egy részét elkerülhetetlenül a munkavégzésre fordítják (a fűtési hatásfok is lényegesen alacsonyabb, mint 100%). Így az EMT bármely típusa hőfüggő (egy biológiai objektum hőmérsékletének növekedése által meghatározott) és nem hőfüggő (egy biológiai objektum hőmérsékletétől független) hatás kombinációja; arányukat a folyamat hatékonysága határozza meg.
Az EMT fejlődésének korai szakaszában tagadták a nem hőfüggő hatások jelentőségét és létezését a nagyfrekvenciás mezők tartományában, ami egy "termikus dogma" kialakulásához vezetett, amely csökkentette a magas frekvenciák hatását. -frekvenciás EMT kizárólag fűtésre [4] . Jelenleg a nagyfrekvenciás EMT nem hőfüggő hatásait megbízhatóan igazolták, és széles körben használják az orvostudományban és az onkológiában.
Az elektromágneses terápia (EMT) kezdetét Nikola Tesla [5] az USA-ban és Arsene d'Arsonval Franciaországban tették közzé. Mindketten a váltakozó elektromágneses mezők (PEMF) szövetekre és sejtekre gyakorolt közvetlen hatását tekintették fő működési mechanizmusnak, a szövetek elkerülhetetlen felmelegedését pedig nemkívánatos hatásnak [6] .
d'Arsonvalt az EMT "atyjának" tekintik, mivel átfogóan tanulmányozta az EMT kapacitív és induktív módszereit, és ő az első EMT technológia szerzője, amely a róla elnevezett darsonvalizációt [7] [8] . A „nemkívánatos felmelegedés” csökkentése és a „mezőhatások” fokozása érdekében a darsonvalizálás során kis áramerősség mellett nagyfeszültséget alkalmaztak [8] .
A Tesla és d'Arsonval nem dolgozott ki elfogadható koncepciót a PEMF hatásmechanizmusára, és nem tudtak bizonyítékot szolgáltatni a nem termikus hatásokra sem. d'Arsonval megpróbálta kimutatni baktériumokon és toxinokon, és Tesla beszámolt a nagyfrekvenciás mezők nem termikus halálos hatásáról a Mycobacterium tuberculosisra, de az eredmények nem voltak meggyőzőek [9] .
1905 körül Von Zeneck feltalálta a diatermiát [10] , az első elektromágneses termoterápiás technológiát, amely kizárólag a szövetek melegítésére irányult, és amelyhez alacsony feszültségű nagy áramot használtak. 1910 és 1920 között A diatermia klasszikus formájában mély, főként kapacitív fűtési módszerként alakult ki 0,5-2 MHz frekvenciával és 1-3 A áramerősséggel [11] . A darsonvalizációval ellentétben a termoterápia egyszerű, világos és kézenfekvő koncepciója volt, amely a fokozott véráramláson alapult, közvetlenül megfigyelhető görcsoldó és gyors trofikus hatással.
A diatermia rohamos fejlődése elsősorban Nagelschmidt nevéhez fűződik [12] , aki először mondta ki, hogy az EMF egyetlen hatása a fűtés. Ettől a pillanattól kezdve elkezdődött a harc az EMT termikus és nem termikus koncepciója között. Bizonyítékok hiányában már a 20-as években. a PEMF hatás nem termikus koncepcióját kezdték tudománytalannak tekinteni.
1920-ban feltalálták a magnetront, amely lehetővé tette 150 MHz-ig terjedő frekvenciák elérését, és elindította a rádiófrekvenciás (RF) korszakot az elektromedicinában. 1928-ban megállapították, hogy a test hőmérséklete a rövidhullámú sugárzók közelében 2-3 fokkal megemelkedik [13] . Így felfedezték a fűtés sugárzó módszerét. 1931-ben Whitney, a General Electric alelnöke kifejlesztette a Radiothermot, az első dedikált hipertermikus készüléket, amelynek működési frekvenciája körülbelül 20 MHz [14] .
A hipertermia eredete és lényege A hipertermia, mint a szövetek „túlmelegedésének” módja a 41 °C-os fiziológiás lázmaximum felett kiemelkedett az ún. század vége óta ismert "lázas (láz)terápia". A 20-as években. A 20. században a hiperpirexiát önálló terápiás tényezőként azonosították a lázas terápiában, ami a külső melegítés elektromágneses módszereinek kifejlesztéséhez vezetett. A "hipertermia" kifejezés születését a híres amerikai feltaláló és filantróp, Kettering feltalálásával hozták összefüggésbe, amely az USA-ban széles körben elterjedt, általános hipertermia "Hypertherm" rendszerét alkotta meg [14] [15] . A 60-as évekből. A XX. századi hipertermiát önálló módszernek tekintik.1920 után az EMF nem termikus hatásait ismételten kimutatták az RF tartományban mind in vitro, mind in vivo [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] . A leghíresebbek Shereshevsky amerikai sebész munkái voltak. 1926-ban beszámolt a 8,3-135 MHz-es rádiófrekvenciás mező egerekre gyakorolt halálos hatásáról, ahol a maximum 20-80 MHz-en van, és nem jelentős felmelegedés, és javasolta az RF mezők specifikus nem termikus hatását, amely a nagyfrekvenciás vibráción alapul [17] ] . Miután a Harvard Orvostudományi Egyetemen állást kapott, Shereshevsky folytatta a kutatást, és 1928-ban beszámolt az egerek tumorgraftjainak megsemmisüléséről, ismét jelentős melegítés nélkül [18] . 67 MHz-en a teljes remissziós arány a kísérleti csoportban 23% volt, szemben a kontrollcsoport 0%-ával, és a 135 MHz-es sugárzás nem mutatott daganatellenes hatást. Shereshevsky arra a következtetésre jutott, hogy van egy 20-80 MHz-es daganatpusztító frekvenciatartomány.
Seresevszkij művei erős "termikus" ellenállást váltottak ki. 1927-1929-ben. Christy et al. a Rockefeller Alapítvány munkatársa egy sorozatot publikált a diatermiáról [4] [25] [26] [27] [28] [29] [30] . A zárótézis így hangzott: "Mindenkinek, aki a nagyfrekvenciás áramok bármilyen más biológiai hatásáról beszél, kivéve a hőtermelést, bizonyítania kell" [4] . Ez a tézis az elektromágneses gyógyászat ("termikus dogma") hivatalos álláspontja lett.
Kritika Christie munkájáról Christy et al. a rádiófrekvenciás mezők hatásának hőfüggőségéről [4] megalapozatlan következtetések alapján, a tények figyelmen kívül hagyásával készültek. Különösen azt találták, hogy a mező letalitása a 8-50 MHz-es tartományban megközelítőleg egyenlő volt, de 50 MHz után meredeken csökkent, és ezt "az egér dielektromos állandójának némi változásának" tulajdonították, ami feltehetően egy az "egérben indukált áram" csökkenése. Ma ennek az ítéletnek a tévedése nyilvánvaló, mivel ismert, hogy a szövetek vezetőképessége (és az áram erőssége) az EMF frekvenciájának növekedésével nő. Így teljesen téves az a következtetés, hogy az 50 MHz feletti frekvenciák hatékonyságának csökkenése a hőtermelés csökkenésével jár. Azt a tényt, hogy a NaCl-oldatban a termikus termelés nem csökkent, hanem az 50 MHz feletti frekvenciákon olyan mértékben nőtt, mint az egerekben a letalitás, nem magyarázták. A tanulmány felépítése nem volt kielégítő. 4 különböző tényező – frekvencia, áramerősség, expozíciós idő és az elektródák közötti távolság – és két változatban – in vivo és post mortem – egyidejű vizsgálata arra a tényre vezetett, hogy a csoportok túl kicsik voltak (2- 10 egér, átlagosan 5±2,6), hogy szignifikáns különbségeket kapjunk. A csoportok kiegyensúlyozatlansága miatt minden adat töredezett. A hőmérő rendkívül tökéletlen volt, amit maguk a szerzők is elismernek. Az adatok statisztikai feldolgozása az átlagszámításon kívül nem történt, pedig a korrelációelemzés módszereit Pearson részletesen ismertette a 20. század elején, és már a 20-as években is széles körben alkalmazták. Következésképpen a szerzők nem próbáltak trendeket kimutatni, még akkor sem, ha azok jól láthatóak voltak: például nyilvánvaló tendencia, hogy a halálos hőmérséklet csökken az áramerősség növekedésével és a frekvencia növekedésével. Összességében Christie et al. alacsony minőség és megbízhatóság jellemezte, amit súlyosbított a hiányos és rossz minőségű elemzés, valamint az eredmények elfogult értelmezése. A kapott adatok alapján nem lehetett elvetni a nem termikus hatások fennállásának lehetőségét.1933-ban Seresevszkij erős "termikus" nyomás alatt feladta "tudománytalan" nézőpontját, és felismerte felfedezései termikus lényegét [31] .
Shereshevsky és Christie's eredményei modern nézőpontból Az 1920 utáni nem termikus hatásokra vonatkozó adatok felhalmozódása modern szemmel nézve természetesnek tűnik, hiszen az RF terek nem termikus hatásainak maximuma 10-50 MHz tartományba esik. A rádiófrekvenciás mezők halálos és daganatellenes hatásainak világosan meghatározott külső határának jelenléte, amelyet Shereshevsky (80 MHz) [17] és Christie (50 MHz) [4] is feljegyez , megfelel a felső határ modern koncepciójának. béta diszperziós tartomány. Christie következtetései a rádiófrekvenciás mezők hatásának kivételes hőfüggőségéről tarthatatlanok.Erwin Schlipfake német fizikus 1928-ban kidolgozta az ún. "rövidhullámú terápia", az első kereskedelmi forgalomban kapható nem termikus technológia [32] . 1932-ben jelent meg Németországban a "Short Wave Therapy" [32] című monográfia , amelyet Angliában már 1935-ben újra kiadtak, és összesen 6 utánnyomáson ment keresztül Németországban (1960-ig) A Schlipfake-módszer széleskörű elterjedése, ill. Az Egyesült Államokban a készülékek az Amerikai Orvosi Szövetség (AMA) beavatkozásához vezettek 1935-ben: a fizioterápiás tanács előzetes jelentésében "új típusú nagyfrekvenciás készülékek hatalmas eladásait" tárgyalta, és megállapította, hogy ezeknek az eszközöknek a széles körű elterjedését. csak elégtelen eredményekhez vezethet, és hiteltelenné teszi a diatermiát mint hasznos kezelési módszert [33••] . A zárójelentés megerősítette az orvosi közösség álláspontját, miszerint az EMF-ek tisztán termikusak [34] .
1933-ban Reiter egy nem termikus rádiófrekvenciás hatásról számolt be a tumor metabolizmusára in vitro [24] , ami 1936-ban a Nature két véleményvezérét ösztönözte [35] [36] , megerősítve az orvosi közösség hivatalos álláspontját, miszerint nincs specifikus nem. -hőhatások.RF mezők.
A 30-as évek végén. A "nem hőellenállás" végül megtört, a "termikus dogma" lett az EMT alapja.
1937-ben feltalálták a triódát és modernizálták a magnetront, majd 1939-ben a stanfordi Varian fivérek kifejlesztették az első klystront. Ezek a találmányok lehetővé tették a gigahertzes (UHF) sugárzás megszerzését és megnyitották a mikrohullámú korszakot, de 1940 óta a magnetronok és a klistronok orvosi célokra elérhetetlenné váltak: közeledett a háború, és minden erő a radarok fejlesztésére irányult, így az első munka A mikrohullámú diatermia csak az 1950-es évek elején, a második világháború után jelent meg.
Így az 1930-as évek végén az EMT valamennyi ismert módszere ismert volt és a gyakorlatban is használatos volt; A hőtermelést végül felismerték a nagyfrekvenciás mezők egyetlen biológiai hatásának; megkezdődött a hipertermia, mint önálló kezelési módszer alkalmazása; A rádiófrekvenciás mezők nem termikus hatásait kimutatták, és az első nem termikus RF technológiát széles körben alkalmazták anélkül, hogy a tudomány elismerte volna.
A PEMF nem termikus hatásaira vonatkozó nagy mennyiségű bizonyíték ellenére a „termikus dogma” vált hivatalos állásponttá: a HF PEMF egyetlen hatásának a fűtést ismerték el, és tagadták a nem termikus hatások jelentőségét és létezését.
1948-tól 1953-ig Számos cikk jelent meg a mikrohullámú diatermiáról, majd egy hosszú szünet következett, amelyet a mikrohullámú mellékhatások – kutyák és nyulak szürkehályogja, patkányok heredegenerációja – okozta. Ugyanakkor bizonyítékokat szereztek a mikrohullámú sütők ipari és hadseregbeli veszélyeire. Ennek következtében 1953-tól 1960-ig a mikrohullámú kutatási tevékenység teljesen eltolódott az orvosi alkalmazásoktól a biztonsági szabványok kidolgozása felé. 1957-1960-ban. az Egyesült Államokban az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumának égisze alatt az úgynevezett "hármas programot" (Tri-Service program) hajtották végre a mikrohullámú expozíció biztonságára vonatkozó szabványok kidolgozására [9] .
A PEMF biológiai hatásai elméletének kidolgozásához a fő hozzájárulást Hermann Schwan német fizikus tette, aki az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumával szerződött. 1953 körül Schwan szisztematikus vizsgálatba kezdett a mikrohullámú sugárzás szövetek általi abszorpciójának mechanizmusairól, és megállapította, hogy az nem egyenletes, és a szövetek és összetevőik frekvenciatulajdonságaitól függ [37] . Schwan kimutatta, hogy a mikrohullámú expozíciónak pontos biofizikai számításokon kell alapulnia, és hogy "a meglévő mikrohullámú készülékek hatékonysága gyakorlati szempontból megjósolhatatlan", a kísérleti módszerek pedig erősen megkérdőjelezhetők [38] [39] . Az elektromágneses gyógyászat megfelelő biofizikai bázist igényelt, amely még nem jött létre [40] . Amint az 1970 júniusában, Richmondban (USA) [41] tartott mikrohullámok biológiai hatásaival foglalkozó szimpózium anyagaiból kitűnik , akkoriban még csak kezdeti elképzelések léteztek a témával kapcsolatban, amelyeket minden irányban finomítani kellett. Suskind képletesen a korabeli mikrohullámú készülékeket az "ágyúval való lövöldözéshez egy sötét szobában" hasonlította össze [9] . A mikrohullámú terápia tudományos alapjainak megteremtése alapvetően a 80-as évek elejére fejeződött be, amikor megszületett a nagyfrekvenciás PEMF biológiai szövetekkel való kölcsönhatásának elmélete, és meghatározták a különböző szövetek és szervek dielektromos tulajdonságait [42] .
Haladás a nem termikus kutatásbanA hangsúly eltolódása az alkalmazott kutatásról az alapkutatásra a PEMF nem termikus hatásaira vonatkozó adatok gyors felhalmozódásához vezetett.
1951-ben Paul felfedezte, hogy a PEMF dielektromos részecskéi a PEMF gradiens irányába mozognak [43] . Ezt a jelenséget dielektroforézisnek (DEP) nevezik. Paul 1966-ban DEF-et használt az élő és elhalt sejtek elkülönítésére [44] , majd a 70-es években a módszert részletesen kidolgozták és széles körben bevezették a gyakorlatba [45] [46] .
1959-ben a Mayo Clinic kutatói újra felfedezték a PEMF orientáló hatását, amelyet Muth [47] és Lebesny [48] korábban leírt : a hígított tejben lévő zsírcseppek nagyfrekvenciás áram hatására áramkörökben sorakoznak fel [49]. . Ezt a hatást "gyöngyszálnak" nevezték, és termikus szempontból megmagyarázhatatlan volt. Heller és mtsai. leírta az egysejtű mikroorganizmusok térvonalak mentén vagy a térvonalak mentén (frekvenciától függően) a gyenge AEMF hatására [50] történő összehangolódásának hatását , valamint az ionizáló sugárzás és az antimitotikus szerek hatásához hasonló kromoszóma-rendellenességek kialakulását, miután 5 perces nem termikus AEMF expozíció az embriók fokhagymáján [51] , és felveti, hogy ennek oka a PEMF orientáló hatása.
1959-ben megjelent Humphrey és Seal tanulmánya az egyenáram alkalmazásáról a rák kezelésében [52] , amely a rák galvanoterápiájának kifejlesztését eredményezte (bár a 19. század végi munkák már eléggé kiforrott ennek a technológiának a megértése [53] [54] ). Nordenström 1978-ban számolt be az általa "elektrorákterápiának" nevezett galvanizálás alkalmazásának első klinikai eredményeiről a tüdőrákban [2] [55] .
1970-ben Pareeu és Sicard felfedezték egy gyenge (10-200 mA) alacsony frekvenciájú váltóáram (50 Hz) hatását Escherichia colira [56] . 1992-ben kanadai kutatók újra felfedezték ezt a hatást, és elnevezték "bioelektromos effektusnak" (BEE) [57] [58] .
1972-ben Newman és Rosenbeck egy egyenáramú impulzus hatására a membrán permeabilitásának növekedését fedezte fel, ami az elektroporációs (EP) technológia kifejlesztéséhez vezetett [59] . Crowley és Zimmerman elméletileg alátámasztotta 1973-1974-ben. [60] [61] és a 70-es évek közepe óta. szilárdan bekerült a sejtbiológia arzenáljába, mint transzfekciós módszer (figyelemre méltó, hogy még 1977-ben is a membrán elektromos repesztésének tárgyalása e hatás nem termikus természetének igazolásával kezdődik). 1989-ben Chang váltakozó rádiófrekvenciás áramot alkalmazott elektroporációhoz [62] , és hatékonyabb transzfekciót ért el, lényegesen kisebb arányban visszafordíthatatlan sejtkárosodással [63] .
1982-ben Schwan összefoglalta az akkoriban rendelkezésre álló adatokat a PEMF nem termikus hatásairól, és a következő jelenségeket azonosította: 1) "gyöngyszálak" kialakulása, 2) a nem gömb alakú részecskék és sejtek térbeli orientációja, 3) dielektroforézis, 4) sejtdeformáció, 5) sejtpusztulás, 6) sejtfúzió, 7) sejtrotáció [64] .
Hipertermia kialakulása1965-től megkezdődött a modern hipertermia kialakulása, amelyet főként Manfred von Ardenne munkája indított el. 1985-re a hipertermia általános EMT-vé vált, és sokoldalú kemo- és radiomodifikátornak, valamint potenciális negyedik vonalbeli rákkezelésnek tekintették (lásd Onkológiai hipertermia ).
A hipertermia korai szakaszának hibái Modern szemmel nézve nyilvánvaló, hogy a modern onkológiai hipertermia jelenségének kialakulása a korai fejlődési szakasz alapvető hibáinak eredménye. Az első ilyen hiba az volt, hogy von Ardenne felfedezte "a rák extrém hipertermia általi kezelésében a gyakorlatilag végtelen szelektivitás tartományát" [65] , ami a módszer széles terápiás tartományának és nagy szelektivitásának gondolatát hozta létre. A második hiba a daganatok nagymértékben szelektív felmelegedésének lehetőségére vonatkozó állítás volt: arról számoltak be, hogy a daganatok 5-10°C-kal túlmelegedhetnek a környező egészséges szövetek hőmérsékleténél [66] . A hatalmas terápiás tartomány jelenléte a melegítés nagy szelektivitásával párosulva lehetőséget teremtett egy szinte ideális rákkezelési módszer megszerzésére, ami egy nemzetközi "hipertermiás lázhoz" vezetett, amely egészen az 1990-es évek közepéig, a hipertermia sikertelenségéig tartott. az Egyesült Államokban és Európában végzett randomizált kísérletek bizonyították ezen elképzelések kudarcát [67] . Jelenleg úgy gondolják, hogy az egészséges és a rosszindulatú sejtek között nincs alapvető különbség a hőérzékenységben [68] , és a szelektív melegítés lehetőségei rendkívül korlátozottak: a daganat és a környező egészséges szövetek közötti hőmérsékleti gradiens nem haladja meg az 1°C -ot [69] ] , és sok esetben a környező szövetek erősebben melegszenek fel, mint a daganat [70] . Ennek következtében a hipertermia fő problémája a terápiás tartomány hiánya . Elektromágneses terápia 1985 után A termikus dogma cáfolataA „termikus dogmát” de facto megtagadták: miután az antitumor mezők (TTF) nem termikus technológiája 2011-ben megkapta az FDA klinikai felhasználási engedélyét [71] , a nem termikus technológiák valóságtartalma és hatékonysága már nem kétséges. 2009-ben a modulált elektrohipertermia technológia példaként való felhasználásával objektíven kimutatták in vivo, hogy az elektromágneses melegítés során a nem termikus hatások hozzájárulása a teljes klinikai hatáshoz 2-3-szor meghaladhatja magának a hőmérsékletnek a hozzájárulását [72] .
A hipertermia stagnálása és a nagy intenzitású termoterápia előrehaladásaA hipertermia (41-45°C) területén a hőmérséklet-koncepció kimerítette magát, és az 1990-es évek eleje óta stagnál. [73]
Éppen ellenkezőleg, a nagy intenzitású termoterápia (HITT) és a termikus abláció (TA) technológiákat aktívan fejlesztették. Számos HITT-TA technológia került be a klinikai gyakorlatba, különösen:
Ennek eredményeként a 2000-es évektől A termoterápia érdeklődése a nagy intenzitású termoterápia területére költözött, és a termikus hipertermia végül elhagyta az onkológiai kutatások frontvonalát, és soha nem került be a klinikai gyakorlatba.
Az onkológiai hipertermia jelenlegi állapota és kilátásaiBár a hipertermia további fejlesztése a hőmérséklet-koncepció keretein belül lehetetlennek tűnik (lásd Onkológiai hipertermia ), a termikus hipertermia továbbra is kísérleti tudományágként létezik, bizonyos klinikai alkalmazási kilátások nélkül [77] . Az onkológiai hipertermia kialakulásának kilátásai a nem termikus hipertermiás technológiák fejlesztéséhez , esetleg célzott ferromágneses készítmények bevezetéséhez kapcsolódnak (ezen a területen egyelőre nincs előrelépés).
Nem termikus reneszánszAz 1980-as évektől az elektromágneses kutatásokban előtérbe kerültek a nem termikus hatások. Az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége és az Egyesült Államok Haditengerészeti Minisztériuma már 1981-ben közzétett egy listát, amely 3627 tanulmányt tartalmaz az elektromágneses sugárzás nem termikus biológiai hatásairól a 0-100 GHz-es tartományban [78] . A felhalmozott adatokat számos alapvető áttekintés és monográfia foglalja össze [79] .
Jelenleg a nem termikus hatások a következőképpen osztályozhatók [73] [80] :
Ezen mikrohatások összegzése nem termikus makrohatások kialakulásához vezet:
A Ponderomotive Effects Archivált : 2015. április 10., a Wayback Machine PMT a leginkább tanulmányozott, megértett és széles körben alkalmazott.
Bebizonyosodott, hogy a PEMF képes elnyomni a sejtproliferációt, és kimutatták ennek a hatásnak a rezonanciaszerű jellegét. Barbo et al. 1524 olyan frekvenciát talált a 0,1 Hz és 114 kHz közötti tartományban, amelyek elnyomják a daganat növekedését [81] [82] [83] [84] . Folyamatban van egy randomizált klinikai vizsgálat a kis teljesítményű amplitúdómodulált EMF rák kezelésére való alkalmazásáról [85] . Az FDA által nemrégiben jóváhagyott [86] „ Tumor Treating Fields” technológia (TTF archiválás : 2014. december 10., a Wayback Machine -nél ) hatékonyan gátolja a tumornövekedést 100 kHz-en [87] . A PEMF antiproliferatív hatását egy szubcelluláris ponderomotív hatás (a dielektroforetikus erők elnyomják a mitotikus orsó összeépülését [88] ) vagy egy membranotróp hatás (a sejtosztódás a membránpotenciál csökkenésével jár, de a PEMF, az osztódó sejt membránpotenciálja megnövekszik a gyors nemlineáris hiperpolarizációs és depolarizációs folyamatoknak köszönhetően, amelyek elnyomják a proliferációt [89] ), vagy a rezonancia hatást [84] . A magyarázattól függetlenül a hatás objektíven bizonyított [90] .
Szignifikáns (13,5%) és szignifikáns (p<0,001) képessége a szubtermális (ΔT<0,1°C) 24 órás, gyenge (0,023 W/kg) impulzusjelnek 2,2 GHz-es frekvenciájú expozíciójának az NB68 számának csökkentésére neuroblasztóma sejtek tenyészetében és a sejthurok eltolására [91] . A kapacitív-rezisztív elektromos transzfer (CRET) technológia elnyomja a rosszindulatú proliferációt és serkenti a sejtdifferenciálódást [92] [93] .
A 20. század végére a nem termikus publikációk száma elérte a kritikus tömeget (a Pubmed szerint több mint 20 000), ami elkerülhetetlenné tette a gyakorlati megvalósításra való átállást. Jelenleg számos bevált onkológiai EMT technológia létezik, amelyek az EMF nem termikus hatásain alapulnak:
Számos nem termikus technológia kereskedelmi forgalomba került, mások közel állnak a kereskedelmi forgalomba hozatalhoz.
Kereskedelmi forgalomba hozott nem termikus technológiák az onkológiában( [73] alapján , módosításokkal)
Technológia | Védjegy | Rendszer | Feltaláló | Végrehajtás | Vállalat | Év |
---|---|---|---|---|---|---|
elektroporáció | ECT ( Electrochemotherapy archiválva : 2015. március 20., a Wayback Machine -nél ) | Cliniporator archiválva : 2016. augusztus 21. a Wayback Machine -nél | LM Mir (Franciaország) | Az EU-ban engedélyezett | IGEA Srl archiválva : 2016. június 20. a Wayback Machine -nél (Olaszország) | 1980 |
elektroporáció | EGT ( Gene Electrotransfer archiválva : 2015. március 20., a Wayback Machine -nél ) | trigrid | RM Bernard | FDA engedély egy ékhez. tesztek | Ichor Medical Systems Inc. (USA) | 1994 |
elektroporáció | ECT ( Electrochemotherapy archiválva : 2015. március 20., a Wayback Machine -nél ) | MedPulsar archiválva : 2016. június 13. a Wayback Machine -nél | GA Hofmann, DP Rabussay, Zhang (USA) | Az EU-ban engedélyezett | Genetronics Biomedical Corp. Archiválva : 2016. június 18. a Wayback Machine -nél (USA) | 1997 |
Elektrohipertermia | Onkotermia (modulált elektrohipertermia) | EHY2000 , EHY3000 | A Szász (Magyarország) | Engedélyezett az EU-ban, Oroszországban és Dél-Koreában | OncoTherm Csoport (Magyarország-Németország) | 1998 |
Elektromező terápia | TTF ( Antineoplastic fields Archivált : 2014. december 10., a Wayback Machine -nél ) | NovoTTF- 100A | Y Palty (Izrael) | FDA jóváhagyása [86] | NovoCure Ltd (Izrael) | 2000 |
Galvanoterápia | EChT (elektrokémiai terápia) | NEUFLO | Schroeppel EA, Kroll MW (USA) | FDA engedély egy ékhez. tesztek | Ionix Medical Inc (USA) | 2000 |
Galvanoterápia | EChT (elektrokémiai terápia) | ECT plusz | N/A | Az EU-ban engedélyezett | CUTH Meditech GmbH (Németország) | 2006 |
RF interferometria | RF interferometria | TRIMprob archiválva : 2016. július 15. a Wayback Machine -nél | C. Verduccio | Az EU-ban engedélyezett | Selex Galileo (Olaszország) | 2003 |
A nem termikus vizsgálatok maximális aktivitása objektív okokból két területre összpontosul: az elektromos hálózatok és berendezések által kibocsátott rendkívül alacsony frekvenciájú PEMF (ELF-PEMF, <300 Hz) biztonságára, valamint a nagyfrekvenciás rendkívül gyenge biztonságra. A mobiltelefonok által kibocsátott PEMF (KS-PEMF) [79] . Mindkét irány annak a ténynek köszönhető, hogy a PEMF régi, hőbiztonsági határértékei erős tények nyomása alatt állnak, jelezve a PEMF nem termikus hatásainak potenciális veszélyét [94] . Jelenleg mind az ELF-PEMF, mind a KS-PEMF potenciálisan veszélyesnek minősül [95] [96] , de a biztonsági határok mindeddig megmaradtak, bár a folyamat még nem fejeződött be.
Sajnos mindkét fő nem termikus kutatási terület haszontalan orvosi szempontból: az ELF tartomány (<300 Hz) kívül esik a sejtes, szubcelluláris és molekuláris struktúrák rezonanciafrekvenciáinak tartományán, amely a kilomegahertzes tartományban található. [84] , és a PEMF CS teljesítménye a fiziológiai "zaj" határértéke alatt van, 10 mW/cm 2 [97] .
A gyenge PEMF finom, szubcelluláris mechanizmusa még nem teljesen ismert és bizonyított. Feltételezhető, hogy befolyásolja a DNS-t [98] , amelynek molekulája elektronikus vezetőképességgel és autoszimmetriával rendelkező fraktálantennaként működhet, amely képes kölcsönhatásba lépni a PEMF-fel az alacsony és rádiófrekvenciás tartományban [99] . Kimutatták, hogy a DNS rendkívül gyenge, nem termikus szintű PEMF-nek (KS-PEMF) való kitettsége hősokkfehérjék (HSP70) expressziójához vezet [100] . Kimutatták, hogy a fehérjék molekuláris gépekként működhetnek, amelyek ciklikus konformációs átmeneteken keresztül energiát alakítanak át egyik formából a másikba, és ezek a molekulák képesek elnyelni a PEMF energiáját [101] . Ez különösen igaz azokra az enzimekre, amelyek működése ciklikus konformációs átmeneteken alapul, különösen a Na+/K+-ATPáz [102] [103] : A PEMP-k külső energiaforrásként működnek, lehetővé téve a reakció eltolódását az egyensúlyi állapotból [ 104] . Ezeknek a mechanizmusoknak a gyakorlati jelentősége azonban nem világos. Számos, öt éven át végzett kísérletben, összehasonlítva a mikrohullámú melegítés hatását a kémiai reakciók sebességére egy hagyományos edényben és egy szilikon-karbidból készült edényben, amely hatékonyan nyeli el a mikrohullámú sugárzást, nem találtak különbséget a reakciósebességben azonos hőmérsékleten. [105] .
Jelentős probléma a nem termikus vizsgálatok szisztematikus hibája, amely a termikus dogmából fakad, és abban áll, hogy a nem termikus hatásokat kizárólag a nem termikus tartományba helyezzük, amikor nincs makroszkopikus hőmérsékletemelkedés [106] . Ez egy helytelen és eredménytelen megközelítés, mivel a termikus és a nem termikus hatások egyidejűleg alakulnak ki, és G. Schwan klasszikus maximája szerint „lehetetlen kellően erős nem termikus hatást elérni ezen értékek mellett. jelentős felmelegedést nem okozó térerősség” [64] . Biofizikai kritériumok alapján kimutatták, hogy a PEMF által okozott 10 mW/cm-nél kisebb intenzitású EM-sugárzásnak meg kell haladnia ennek a mindenütt jelenlévő endogén zajnak a szintjét ahhoz, hogy megnyilvánuljon [97] . A korábbi nem termikus technológiák kudarcai a „nem termikus” maradás kísérletével függnek össze, mivel minden hőmérséklet-emelkedés a termikus hatás felismeréséhez vezetett. Ez a megközelítés az új, nem termikus technológiákra is veszélyes. Az onkotermia technológiája egyelőre az egyetlen, amely tisztában van ezzel a problémával, és ésszerűen elkülöníti a hőmérsékleti és a nem termikus hatások hozzájárulását az összhatáshoz a hipertermikus tartományba eső hőmérsékleteken [72] .
Ennek az elfogultságnak egy másik aspektusa az a tendencia, hogy a termikus hatások még a termikus tartományon kívül is láthatók: ezek továbbra is termikusnak tekinthetők - "gyenge termikus" vagy "kvázi-tormális". A „molekuláris hőmérő” [107] ötlete , amely azokat a hőmérsékleti változásokat regisztrálja, amelyeket hőmérő nem rögzít, vagy a „forró mikrofoltokban rezonáns melegítés” [108] , szemléletes példái ennek a fajta gondolkodásnak, és valójában megfordítják az arányt. a „termikus” és „nem termikus” hatásokat a skolasztikus „csirke és tojás” problémába. Nyilvánvaló, hogy minden mechanikai folyamatot termodinamikai változások kísérnek, de ettől még nem válik termikus jellegűvé.
A problémát súlyosbítja, hogy a CS-PEMF vizsgálatát a modern módszerek érzékenységi határán végzik, ami elkerülhetetlenül számos hibához vezet [73] . A transzkriptomika, proteomika és metabolomika új szűrési technikái alacsony reprodukálhatósággal és jelentős variabilitással rendelkeznek a PEMT biológiai hatásainak kimutatásában, hajlamosak hamis pozitív eredményekre [109] .
A nem termikus kutatásnak számos szubjektív problémája is van, amelyeket elsősorban a kutatók elméleti és gyakorlati hibái okoznak. A nem termikus hatások sokfélesége és mindenütt jelenléte azt a hamis benyomást kelti, hogy szinte bármilyen elektromágneses hatás alkalmazható a rák kezelésére, bár valójában korlátozott számú alkalmas kombinációja van a terepi paramétereknek és az alkalmazásukra szolgáló technológiáknak. Hajlamosak a PEMF különféle ismert hatásainak kritikátlan extrapolációjára anélkül, hogy figyelembe vennék a mező erejét és típusát [110] , bár nincs egyetlen olyan elektromágneses rezsim, amelyben a PEMF összes ismert hatása egyformán érvényesülne: ezek eloszlanak a térben. a frekvenciák és teljesítmények teljes tartománya, és mindegyiknek megvan a maga optimuma. Gyakori hiba, hogy jelentős térerőt igénylő ponderomotív hatásokat használnak a rendkívül gyenge mezők hatásainak magyarázatára. A PEMF CS demodulációja, molekuláris, atomi és szubatomi hatásai egyre forró téma a kutatásokban [79] [111] , de ezeknek a lényegében információs hatásoknak a valódi jelentősége vitatható.
Számos EMT technológia áltudományosnak minősül [112] . Ezek a nem konvencionális (alternatív) orvoslás technológiái , amelyek rendkívül gyenge vagy rendkívül alacsony frekvenciájú terek, vagy azonosítatlan (detektálhatatlan) energiatípusok felhasználásán alapulnak , és a fő információs és kommunikációs, rezonáns vagy „energia” hatásokként deklarálják, amelyek klinikai hatékonysága kétséges .
Közülük a leghíresebbek:
Nem szabad azonban elfelejteni, hogy a hivatalos álláspont ezekkel a módszerekkel kapcsolatban változik. Egészen a 80-as évekig. Minden elektromágneses nem termikus módszert az onkológiában értelemszerűen áltudományosnak minősítettek, mivel a "termikus dogmának" megfelelően csak a nagyfrekvenciás elektromágneses terek termikus hatásait tekintették bizonyítottnak. Az 1980-as évektől az EMT nem termikus módszereinek elméletének és gyakorlatának fejlődése folyamatosan tágította a „tudományos” EMT határait. Ennek következtében az American Cancer Society [112] modern álláspontja ambivalenssé vált : kijelentik, hogy technikai kritériumok hiányában is léteznek hatékony és hatástalan módszerek. Ez a megközelítés lehetőséget hagy arra, hogy a hatékonyságot az ún. A "nem hatékony" módszerek idővel megmutatkoznak majd, ahogy az meg is történt, például a nem termikus technológiákkal a "daganatellenes mezők" (TTF) technológiák példáját használva PEMF(vagy változó mágneses mezőkMachineWayback2014. december 10. aArchivált és TMS archiválva : 2014. december 17. a Wayback Machine -nél ). Rife ötletei Archivált 2014. november 13-án a Wayback Machine -nél a tumorspecifikus rezonanciafrekvenciákról, az 50-es évekből. A 20. századi sarlatanizmus klasszikus példájának tekintik , jelenleg Barbeau és munkatársai [ 81] [ 82] [83] [84] munkáiban születnek újjá .
Az US National Center for Complementary and Alternative Medicine ( NCCAM archiválva : 2014. december 13., a Wayback Machine -en) ( az Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézetének (NIH) részlege ) nem hagyományos EMT módszerekkel működik, csak a „kimutathatóság” kritériumai alapján. (valóságos – érvényes, kimutatható) és „detektálhatatlan” (feltételezett – képzeletbeli) energia [113] . A detektálható EMT technológiák tekintetében a potenciális hatékonyság kritériuma a sugárzási teljesítmény lehet: a 10 mW/cm2 alatti, azaz az endogén elektromágneses zaj küszöbértéke alatti teljesítményt [97] használó technológiák klinikailag nem valószínű, hogy hatékonyak. Egyelőre nincs okunk a kimutathatatlan energiákon alapuló módszerek tudományos természetéről beszélni.